ВЕЛОСИПЕД МЕНЯЕТ ФОРМУ

Не первый раз редакция публикует оригинальные разработки по усовершенствованию велосипеда, автор которых — изобретатель, инженер-конструктор Владимир Михайлович Гаврилов из поселка Иноземцево Железноводского района Ставропольского края. Своим энтузиазмом он вовлекает в техническое творчество и других. Пример тому— вторая разработка в этой публикации, сделанная В.Гавриловым вместе со своим односельчанином М.Лосевым.

Предлагаемые технические решения придают велосипеду дополнительные потребительские свойства: увеличивают крутящий момент привода при тех же усилиях велосипедиста и кпд трансмиссии.

ТЕЛЕСКОПИЧЕСКИЙ ШАТУН

Как известно, менять крутящий момент в велосипедных трансмиссиях можно двумя способами: либо перебрасывая цепь на звездочки разного диаметра (как ведущих, так и ведомых), либо меняя радиус вращения педалей (длину шатунов). В свое время публикации о таких конструкциях были и в журнале «Моделист-конструктор» (например, в № 3'02).

У каждой конструкции, наряду с достоинствами, есть и недостатки: в одной обнаруживается неудобство переключения скоростей, в другой — сравнительная сложность самого механизма изменения крутящего момента. В предлагаемом педальном приводе, работающем по второму принципу (изменение длины шатунов), первый недостаток отсутствует совсем, а другой сведен к минимуму, так как его конструкция предельно проста.

В новом приводе дополнительно монтируются другие шатуны — телескопические. Штатные же оставлены, потому что не мешают работе привода (оси с педалями с них сняты) и, к тому же, служат дополнительными опорами для телескопических шатунов. Они состоят из корпуса — трубы 25x25x2 мм, внутри которой свободно ходит сам выдвижной шатун — стальной пруток тоже квадратного сечения 20×20 мм.

Велосипед с телескопическими шатунами, выдвинутыми максимально (а) и минимально (б):

1 — педаль с туклипсом; 2 — штифты (пруток d8); 3 — штатный шатун; 4 — -звездочка; 5 — корпус телескопического шатуна (труба 25x25x2); 6— выдвижная часть телескопического шатуна (пруток 20×20)

Корпус устанавливается на звездочке вплотную к штатному шатуну и приваривается короткими швами к звездочке. Можно приварить и к шатуну, но тогда конструкция будет менее надежной. Поэтому и слева на кареточный вал лучше установить шатун со звездочкой. В одном конце прутка выдвижного шатуна сверлится отверстие диаметром 12,7 мм, нарезается резьба М14х1,25 (под ось педали) и крепится педаль с туклипсом, снятая со штатного привода.

Ход выдвижного шатуна в его корпусе ограничивается двумя выступающими штифтами, запрессованными в его тело с разных сторон трубы корпуса.

Дополнительные возможности этого привода, по сравнению со штатным, раскрываются при использовании следующей техники езды. Когда педаль находится в верхней точке, велосипедист слегка поднимает ногу и с помощью туклипса на педали выбирает требуемую по дорожным условиям длину выдвижного шатуна, а затем давит на педаль. При приближении педали к нижней точке велосипедист выпрямленной ногой, переставая давить на педаль, вставляет шатун обратно в корпус до упора. Те же действия, но в противофазе, велосипедист выполняет одновременно другой ногой на противоположном шатуне. При этом оси педалей совершают движение по овальной траектории. О преимуществах эллиптической звездочки перед обычной круглой в велосипедной трансмиссии уже не раз говорилось в печати, в том числе и в журнале «Моделист-конструктор».

Таким образом, предлагаемые телескопические шатуны дают приводу велосипеда преимущества трансмиссии с эллиптической ведущей звездочкой без ее недостатков. Ко всему, привод несложен и в изготовлении.

ПРИВОД БЕЗ «МЕРТВЫХ» ЗОН

Из множества устройств, повышающих мощность и кпд велотрансмиссий, эллиптическая ведущая звездочка является наиболее удачной и простой. Она крепится к шатуну так, что в секторе максимального давления на педаль (составляющем угол чуть более 90° для каждой педали) крутящий момент обеспечивает большая полуось, а остальные зоны прокручиваются быстрее благодаря малой полуоси эллиптической звездочки.

Как-то при обсуждении достоинств и недостатков всевозможных прямоугольных и раздвижных ведущих звездочек, шатунов разной длины и формы у нас вдруг сама собой родилась идея почти мгновенного прокручивания «мертвых» зон, составляющих угол более 180° для каждой педали и на круглой ведущей звездочке. Реализация идеи позволяла работать ногам поочередно и только в зоне и режиме максимальной загрузки и, следовательно, существенно повысить эффективность педального привода. Разработать простое и работоспособное устройство было уже делом техники.

Итак, ведущая звездочка отсоединяется от шатуна и свободно устанавливается приваренной к ней ступицей на кареточном валу между шатуном (со сточенным на наждаке уступом под звездочку) и рамой. Выбить шатун из отверстия звездочки можно довольно легко, если положить звездочку на губки больших тисков так, чтобы шатун оказался между ними, и затем, вставив в шатун старую каретку или отрезок соразмерной трубы, раз-другой ударить по ней сверху тяжелым молотком.

Велопривод без «мертвых» зон (на главном виде корпус каретки не показан):

1 — ведущая звездочка; 2 — уступы (сталь 45, 4 шт.); 3 — кареточный вал; 4 — ступица (сталь 45); 5 — двусторонний зуб (сталь 45); 6— туклипс; 7 — педаль-«подошва»; 8— втулка (корпус двух подшипников 200); 9—ось педали; 10 — подшипник 200(2 шт.); 11 — шатун; 12—корпус каретки

К звездочке через 90° привариваются четыре опорных уступа. Конструкция педали изменяется; теперь вращается не корпус педали на оси, а сама ось и жестко приваренная к ней педаль-«подошва» с туклипсом. Для этого на штатной оси педали протачивается цапфа, на которую насаживается пара шарикоподшипников серии 200, запрессованных в стальную втулку, а втулка приваривается к шатуну. Конец оси протачивается до диаметра 11 мм, выводится наружу и в нем под углом 45⁰ к подошве прорезается торцевой паз, в который вваривается двусторонний зуб, периодически контактирующий с уступами большой звездочки.

При вращении шатуна положение плоскости педали-«подошвы», а следовательно, и зуба остается всегда почти неизменным, что позволяет зубу периодически то входить в зацепление с уступами (в рабочей зоне), обеспечивая передачу крутящего момента, то выходить из него (в «мертвой» зоне). В это время малоэффективные участки траектории проходятся педалями почти мгновенно, а эффективность велопривода в целом повышается. Как видно, «подошва» с туклипсами нужна только для правой ноги и служит для удержания педали от разворота из-за ее реакции при упоре в уступы.

Левый шатун с обычной педалью воздействует при своем рабочем ходе через кареточный вал на правый шатун и через его зуб на уступ ведущей звездочки. При этом правая нога тянет педаль-«подошву» за туклипс вверх, а стопа при этом удерживает «подошву» в горизонтальном положении. Торможение осуществляется аналогично при обратном повороте шатунов.

В.ГАВРИЛОВ, пос. Иноземцев о, Ставропольский край