menu

Об эффективности велосипеда

чел

  • 03.09.2013 13:29
  • Просмотров: 6208

Об эффективности велосипеда

КПД велосипеда и в биологическом, и в механическом отношении очень высок. Исследователи подсчитали, что с точки зрения затрат количества энергии, которое человек должен потратить на преодоление заданного расстояния, велосипед является наиболее эффективным самодвижущемся транспортных средств. С механической точки зрения с педалей на колёса передаётся до 99% энергии, хотя использование механизма переключения передач может уменьшить эту величину на 10-15%. С точки зрения соотношения веса полезного груза, который велосипед может везти к общему весу, то велосипед является также наиболее эффективным средством транспортировки грузов.

Энергетическая эффективность

Человек, едущий на велосипеде на низких и средних скоростях (16-24 км/ч), использует такую же мощность, которая требуется для ходьбы, поэтому велосипед является наиболее энергоэффективным общедоступным транспортным средством. Аэродинамическое сопротивление, которое увеличивается приблизительно пропорционально квадрату скорости, требует более высокой мощности относительно скорости из-за того, что с ростом скорости велосипеда требуемая мощность увеличивается в кубической зависимости, так как мощность равна скорости умноженной на силу: P = F * v (рис. 1.). Велосипед, в котором ездок находится в лежачем положении называется лигерад (альтернативное название - рикамбент), а если велосипед имеет аэродинамический обтекатель, используемый для достижения очень низкого аэродинамического сопротивления, то он называется стримлайнер.

Рис. 1. Зависимость требуемой мощности от скорости велосипеда

На твёрдой, плоской поверхности человеку весом 70 кг требуется энергия около 30 Вт, что бы двигаться со скоростью 5 км/час. Тот же человек на велосипеде, находясь на той же поверхности и расходуя ту же мощность, может двигаться со средней скоростью 15 км/ч, так что расход энергии в кКал/(кг*км) будет примерно в три раза меньше. Обычно используются такие цифры:

  • 1.62 кДж/(км*кг) для езды на велосипеде,
  • 3.78 кДж/(км*кг) для ходьбы/бега,
  • 16.96 кДж/(км*кг) для плавания.

Велогонщики - любители обычно могут развивать мощность 3 Вт/кг в течении более чем часа (например, около 210 Вт для гонщика весом 70 килограммов), лучшие из любителей развивают 5 Вт/кг и элитные спортсмены могут достигать мощности 6 Вт/кг за аналогичные периоды времени. Элитные трековые велогонщики-спринтеры способны кратковременно достигать максимальной мощности около 2000 ватт, или более 25 Вт/кг; элитные шоссейные велогонщики могут кратковременно развивать максимальную мощность от 1600 Вт до 1700 Вт для мгновенного рывка на финишной прямой в конце пятичасовой шоссейной гонки.

Даже при движении на умеренных скоростях большая часть энергии тратится на преодоление аэродинамического сопротивления, которое увеличивается пропорционально квадрату скорости. Таким образом, мощность, необходимая для преодоления сопротивления воздуха возрастает пропорционально кубу скорости.

Типичные велосипедные скорости

Типичные скорости для велосипедов лежат в диапазоне от 15 до 30 км/ч. На быстром гоночном велосипеде, средний гонщик может ехать на скорости 50 км/ч по ровной поверхности в течение коротких отрезков времени. Самая высокая скорость, официально зарегистрированная для транспортного средства, приводимого в действие мускульной энергией при движении по ровной поверхности в безветренную погоду и без внешней помощи (то есть перед транспортным средством не двигалась какая-либо машина или мотоцикл) составила 133,284 км/ч. Этот рекорд был установлен Сэм Уиттингем в 2009 году в Варне. В 1989 году во время гонок через всю Америке группа транспортных средств, приводимых в действие мускульной энергией пересекла Соединённые Штаты всего за 6 дней. Самая высокая скорость, официально зарегистрированная при езде на велосипеде с обычной вертикальной посадкой гонщика при прочих равных условиях составила 82,52 км/ч на дистанции более 200 метров. Этот рекорд был установлен в 1986 году Джимом Гловером на велосипеде модели "Мультон АМ7" на третьем международном научном симпозиуме транспортных средств, приводимых в действие мускульной в Ванкувере.

Вес против мощности

Был проведён крупный конкурс, задачей которого ставилось снижение веса гоночных велосипедов за счёт использования современных материалов и компонентов. Кроме того, в современных колёсах стоят подшипники с низким коэффициентом трения, используются и другие возможности для снижения сопротивления, однако в проведённых испытаниях эти компоненты практически не влияли на характеристики велосипеда во время езды по ровной дороге. Например, снижение веса велосипеда на 0,45 кг даст тот же эффект при соревновании на время на 40 километровой дистанции по ровной дороге, что и удаление какой-либо выступающей части, имеющей площадь аэродинамической поверхности размером с карандаш. Кроме того, международный союз велосипедистов устанавливает ограничение на минимальный вес велосипеда, который будет допущен до участия в гонках, чтобы препятствовать создание настолько тонких конструкций велосипедов, что их использование будет небезопасным. По этой причине при разработке последних моделей велосипедов все усилия были направлены на снижение аэродинамического сопротивления путём применения труб аэродинамической формы, плоских спиц на колёсах, и использования такого руля, что бы положение туловища гонщика и его рук имело бы минимальное аэродинамическое сопротивление. Эти изменения могут существенно повлиять на характеристики, сокращая время прохождения дистанции. Меньший вес приводит к большой экономии времени при езде вверх по склону по холмистой местности.

Кинетическая энергия вращающегося колеса

Рассмотрим кинетическую энергию и "вращающиеся массы" велосипеда для того, чтобы изучить воздействие энергии вращения по сравнению с невращающимися массами.

Кинетическая энергия объекта при поступательном движении определяется по формуле

E=0.5mv2

Где E - энергия в джоулях, m - масса в килограммах, v - скорость, м/сек. Для вращающихся масс (например, для колеса), кинетическая энергия вращения определяется как

E=0.5Iω2

Где I - момент инерции, ω - угловая скорость в радианах в секунду. Для колеса со всей его массой, расположенной на внешнем крае (используем это приближение для велосипедного колеса), момент инерции составит

I=0.5mr2

Где r - радиус в метрах.

Угловая скорость связана с поступательной скоростью и радиусом шины. Если нет скольжения, то угловая скорость будет определятся по формуле:

ω=v/T

когда вращающиеся массы двигаются по дороге, то полная кинетическая энергия равна сумме кинетической энергии поступательного и вращательного движений:

E=0.5mv2 + 0.5Iω2

Подставив в предыдущее выражение I и ω, получаем

E = 0.5mv2 + 0.5mr2 * v2/r2

Слагаемое r2 сокращается, и в результате получаем выражение

E = 0.5mv2 + 0.5mv2 = mv2

Другими словами, кинетическая энергия вращающихся масс колёс в два раза больше, чем энергия неподвижных масс велосипеда. Есть доля истины в старой поговорке: "уменьшение веса колёс на фунт равно снижению веса рамы на 2 фунта".

Это все, конечно, зависит от того, насколько точно тонкий обруч является приближённой моделью колеса велосипеда. В действительности же вся масса не может быть сосредоточена в ободе колеса. Для сравнения другой крайностью может быть колесо, масса которого распределена равномерно по всему диску. В этом случаеI = 0.5mr2, и поэтому полная результирующая кинетическая энергия становится равна E = 0.5mv2 + 0.25mv2 = 0.75mv2. Уменьшение массы колеса на один килограмм эквивалентно снижению массы рамы велосипеда на 1,5 кг. Параметры большинства колёс реальных велосипедов будут находиться где-то посередине между этими двумя крайностями.

Ещё одним интересным выводом из этого уравнения является то, что для велосипедных колёс, которые не скользят при движении, кинетическая энергия не зависит от их радиуса. Иными словами, преимущество колёс диаметром 650 мм в их низком весе, а не из-за их меньшего диаметра, как это часто утверждается. Кинетическая энергия для других вращающихся масс на велосипеде очень мала по сравнению с кинетической энергией колёс. Например, если вращать педали со скоростью примерно 1/5 от скорости колёс, то их кинетическая энергия составит около 1/25 (на единицу веса) от энергии колёс. Поскольку их центр масс движется по меньшему радиусу, то их энергия ещё больше снижается.

Перевод в килокалории

Предполагая, что вращающееся колесо можно рассматривать как сумму масс обода и шины и плюс ещё 2/3 от массы спиц, все это расположен по центру обода/шин. Для велосипедиста весом 82 кг на велосипеде весом 8 кг, (общий вес составляет 90 кг) при скорости 40 км/ч, кинетическая энергия составит 5625 джоулей для велосипедиста плюс 94 джоуля для вращающихся колёс (весом 1,5 кг - это общий вес ободов, шин и спиц). Преобразовав джоули в килокалории (для этого надо умножить джоули на 0,0002389) получим 1,4 Ккал (это пищевые калории).

Эти 1,4 Ккал являются той энергией, которая необходима для разгона велосипеда с места, или же которая рассеивается в виде тепла при торможении для полной остановки. Этих 1,4 килокалорий хватит для того, что бы нагреть 1 кг воды на 1,4 градуса по Цельсию. Поскольку теплоёмкость алюминия составляет 21% от теплоёмкости воды, то этого количества энергии хватит что бы нагреть колёсные диски весом 800 грамм, сделанные из алюминиевого сплава, на 8° C при быстрой остановке. Обода нагреваются не очень сильно при остановке на ровной дороге. Чтобы рассчитать расход энергии велосипедистом, коэффициент полезного действия принимают за 24%, получится 5,8 ккал, необходимых для разгона велосипеда и гонщика до скорости 40 км/ч, что занимает около 0,5% энергии, необходимой для езды со скоростью 40 км/ч в течение часа. Этот расход энергии будет происходить за 15 секунд, со скоростью примерно 0,4 ккал в секунду, в то время как при устойчивой езде со скоростью 40 км/ч требуется 0,3 килокалорий в секунду.

Преимущества лёгких колёс

Преимущество лёгких велосипедов, и в особенности лёгких колёс относительно кинетической энергии заключается в том, что кинетическая энергия начинает проявлять своё влияние только тогда, когда скорость движения велосипеда изменяется, поэтому есть два случая, когда лёгкие колеса дают преимущество: в спринте и при преодолении крутых поворотов в критериуме.

В спринте на дистанцию 250 м при движении со скоростью от 36 до 47 км/ч, при весе велосипеда и спортсмена 90 кг, плюс ещё 1,75 кг веса колёс (ободы, шины, спицы) кинетическая энергия увеличивается на 6360 джоулей (сжигаются 6,4 ккал). Если снизить общий вес ободов, шин и спиц на 500 г, то эта кинетическая энергия уменьшится на 35 Дж (1 ккал = 1,163 Ватт-час). Влияние этой экономии веса на скорость или пройденное расстояние довольно сложно вычислить, необходимо знать мощность, развиваемую спортсменом и длину спринтерской дистанции. Расчеты показывают , что снижение массы колёс на 500 грамм даст выигрыш для спринтера в во времени 0,16 секунд, и выигрыш в пройденном расстоянии 188 см. Если сделать колёса аэродинамическим, то выигрыш составит 0,05 км/ч при скорости 40 км/ч, польза от снижения веса будет пренебрежительна мала по сравнению с пользой, полученной от аэродинамической формы колёс. Для сравнения, лучшие велосипедные колёса аэродинамической формы дают выигрыш около 0,6 км/ч при скорости 40 км/ч, так что в спринте стоит применить комплект колёс аэродинамической формы весом 500 г и меньше.

В критериуме (групповая кольцевая гонка) гонщик часто начинает резко разгоняться после прохождения каждого поворота. Если велосипедист должен тормозить перед прохождением каждого поворота (а не катиться по инерции, что бы сбросить скорость), то кинетическая энергия, которая добавляется при каждом разгоне, теряется в виде тепла при торможении. При гонке критериум по равнинной местности со скоростью 40 км/ч, с длиной одного круга 1 км и каждый круг имеет 4 поворота, потеря скорости на каждом повороте составляет 10 км/ч. Продолжительность гонки составляет один час, вес гонщика - 80 кг, велосипеда - 6.5 кг, обода, диски и спицы весят 1.75 кг, в этой гонке придётся преодолеть 160 поворотов. На это потребуется дополнительные 387 ккал к 1100 килокалориям, требуемым для езды с постоянной скоростью на той же дистанции. Снижение веса колёс на 500 г снизит общее потребление энергии тела на 4,4 ккал. Если добавление дополнительных 500 г веса в колёса привело к снижению аэродинамического сопротивления на 0,3% (это даёт увеличение скорости на 0,03 км/ч при езде со скоростью 40 км/ч), то расход калорий на компенсацию дополнительного веса будет компенсирован снижением аэродинамического сопротивления.

Ещё одно место, где лёгкие колёса могут иметь большое преимущество, это езда в горку. Можно даже услышать такое выражение, как "эти колеса добавили 0,5-1 км/ч скорости" и т. д. Из формулы для расчёта мощности следует, что 450 грамм сэкономленной массы дадут прибавку 0,1 км/ч к скорости при езде в горку с подъёмом в 4°, и даже сэкономленные 1,8 кг веса дадут прибавку скорости только 0,4 км/ч для лёгкого спортсмена. Итак, из-за чего возникает значительный положительный эффект при снижения веса колёс? Одни предполагают, что нет никакой экономии нет, а действует "эффект плацебо". Так же было предположено, что изменение скорости при каждом нажатии на педали при езде в гору объясняет полученное преимущество. Однако энергия при изменениях скорости сохраняется - во время фазы нажатия педалей велосипед немного ускоряется, при этом кинетическая энергия накапливается, а в "мёртвых зонах" во время прохождения педалями верхней точки хода велосипед замедляется, так что кинетическая энергия восстанавливается. Таким образом, увеличение вращающейся массы может несколько снизить колебания изменений скорости велосипеда, но оно не увеличивает потребность в дополнительной энергии.

Более лёгкие велосипеды легче преодолевают подъёмы, но влияние "вращающейся массы" является проблемой лишь во время быстрого ускорения, но и даже тогда оно мало.

Объяснения

Возможные технические объяснения широко заявленных преимуществ лёгких компонентов в целом, и лёгких колёс в частности, заключается в следующем:

  • 1. Лёгкий вес выигрывает в тех гонках, где имеются значительные подъёмы, потому что более тяжёлые велосипеды не могут компенсировать потерю энергии на спуске или при езде по равнине: гонщик на более лёгком велосипеде просто катится по инерции. Кроме того, если два одинаковых велосипедиста на тяжёлом и лёгком велосипедах одновременно достигают нижней точки после подъёма до финиша, то всё преимущество переходит лёгкому велосипеду. Это не тот случай при соревнованиях в холмистой местности на время (или одиночная езда), где преимущество более тяжелых, но более аэродинамические колёс легко компнсирует расстояние, потерянное на подъемах.
  • 2. Велосипеды с легким весом выигрывают в спринте потому что им легче придать ускорение. Но обратите внимание, что более тяжёлые аэродинамические колеса дают значительные преимущества при увеличении скорости, а на значительной части гонки спринтер немного ускоряется, но в основном тратит все усилия на преодоление аэродинамического сопротивления. Во многих ситуациях в спринте победе могут способствовать более тяжелые, но более аэродинамические колеса.
  • 3. Лёгкий вес даёт преимущество в критериуме в связи с постоянным ускорением после прохождения каждого поворота. Тяжёлые, но более аэродинамические колеса дают небольшое преимущество, так как гонщики находятся в группе большую часть времени. Экономия энергии от лёгких колес минимальна, но она может быть более существенной, так как мышцы ног должны делать дополнительное усилие каждый раз при нажатии на педали.

Есть два "нетехнических" объяснения эффекта легкого веса. Во-первых, это эффект плацебо. Так как велосипедист чувствует, что он находятся на лучшем (лёгком) велосипеде, то он крутит педали сильнее и, следовательно, быстрее едет. Второе, не техническое объяснение заключается в триумфе надежды над опытом велосипедиста - из-за меньшего веса велосипеда его скорость увеличивается несущественно, но велосипедист думает, что он едет быстрее. Иногда это связано с отсутствием реальных данных, например, когда велосипедисту потребовалось два часа, чтобы подняться на холм на своём старом велосипеде, а на новом велосипеде он сделал это за 01:50. Не учитываются такие факторы как соответствие велосипедиста велосипеду в течении этих двух подъёмов, была ли погода жаркая или ветренная, в какую сторону дул ветер, какое было самочувствие у гонщика и т.д.

Другим объяснением, конечно, может быть маркетинговые преимущества, связанные с продвижением идеи снижения веса.

В конце концов аргумент о "возростающем потреблении мускульной энергии" является единственным, который может поддержать заявленные преимущества лёгких колёс в тех ситуациях, где нужен быстрый разгон. Этот аргумент должен был бы утверждать, что если велосипедист находится уже на пределе усилий на каждом рывке или при каждом нажатии педалей, то небольшое количество дополнительной мощности, необходимре для компенсации лишнего веса, будет являться значительной физиологической нагрузкой. Не ясно, верно ли это утверждение, но это единственное объяснение заявленных преимуществ от снижения веса колёс (по сравнению со снижением веса остальной части велосипеда). Для этих ускорений, не имеет разницы, стали ли легче колёса на полкилограмма или на килограмм стал легче вес велосипеда и спортсмена. Чудодейственность лёгких колёс (по сравнению с уменьшением веса в любой другой части велосипеда) трудно увидеть.

 

Источник: http://the-mostly.ru/misc/effektivnost_velosipeda.html

Оцените статью:

Перепост:

Статья понравилась: Миша, azure, IOleg, naturall, radio-video, чел, lada2, Дратьтатьян,

Статья не понравилась: nikalexey, Spec, konstruktor, SVV, MingTian, тоLик,


Комментарии

Комментировать в форуме...

Taras

Taras

В чем ценность твоего копипаста? Просто дай ссылку на оригинал статьи.
Хоть статья и довольно интересная и ней есть несколько спорных моментов, обсуждать здесь не вижу смысла, потому как ТС не является автором.

03.09.2013 16:24
Taras

Taras

чел, конечно, правила ты не нарушал и репу заработал чесно. Я и не говорил, что нарушаешь. Просто не вижу смысла обсуждать.

03.09.2013 16:36

чел

да я и не склоняю к обсуждению, просто поделился увиденным

03.09.2013 16:55
Paganelle

Paganelle

Глобально - все правда, локально...
КПД цепной трансмиссии 0.9-9.98, и это без учета трения во втулках с их собачками, и переклюке. Если они авторы допустили художественный свистежь уже на первых словах, то будет ли к ним доверие дальше? ;)

03.09.2013 18:46
Дратьтатьян

Дратьтатьян

если легкие рамы с легкими аэродинамическими колесами и посадками (это рули бараны и все такое) - это так круто, то почему у нас весь город гоняет на мтб по асфальту?

03.09.2013 19:14

чел

Дратьтатьян писал(а):
если легкие рамы с легкими аэродинамическими колесами и посадками (это рули бараны и все такое) - это так круто, то почему у нас весь город гоняет на мтб по асфальту?

я ж надеюсь вопрос риторический?

03.09.2013 19:23
andr

andr

Написано:
"Самая высокая скорость, официально зарегистрированная при езде на велосипеде с обычной вертикальной посадкой гонщика при прочих равных условиях составила 82,52 км/ч на дистанции более 200 метров. Этот рекорд был установлен в 1986 году Джимом Гловером на велосипеде модели "Мультон АМ7" на третьем международном научном симпозиуме транспортных средств, приводимых в действие мускульной <силой> в Ванкувере".

Неплохие были у Гловера "прочие равные условия":

Изображение Изображение Изображение


Кстати, фирма Moulton до сих пор работает. http://www.moultonbicycles.co.uk/index.html

03.09.2013 20:18
anatoly-alex

anatoly-alex

Статья, как и многие, ей подобные, не слишком аккуратная и не вычитанная. Есть ошибки фактические, как, к примеру, указанная Paganelle, так и грамматические, как здесь:
Подставив в предыдущее выражение I и ω, получаем

E = 0.5mv2 + 0.5mr2 * v2/r2

Слагаемое r2 сокращается, и в результате получаем выражение

E = 0.5mv2 + 0.5mv2 = mv2.

Не слишком корректно сделан вывод.
И так далее...
Есть просто ляп "Этот рекорд был установлен Сэм Уиттингем в 2009 году в Варне" НЕ в Варне, а на стримлайнере Варна.

Но, пожалуй, главная претензия к данной статье - ее полная практическая бесполезность. Модель - велосипед/человек слишком упрощенная, на уровне школьной физики 8 класса. А уж то, что человек - не машина, и выработка им энергии на высоких уровнях выдаваемой мощности весьма и весьма нелинейна, и, кроме того сильно зависит от длительности работы. Единственный реальный способ проверки эффективности того или иного изменения в конструкции вела - ЭКСПЕРИМЕНТ. Берем старую конструкцию и новую и прогоняем всю программу параллельно. И только после этого можно и должно рассматривать реальную эффективность.

03.09.2013 20:37
Космонавт

Космонавт

Эту статью было бы полезно прочитать тем, кто разделяет восторг производителей колёс 27,5"

04.09.2013 14:31
Volod

Volod

Quote:
Но, пожалуй, главная претензия к данной статье - ее полная практическая бесполезность. Модель - велосипед/человек слишком упрощенная, на уровне школьной физики 8 класса. А уж то, что человек - не машина, и выработка им энергии на высоких уровнях выдаваемой мощности весьма и весьма нелинейна, и, кроме того сильно зависит от длительности работы. Единственный реальный способ проверки эффективности того или иного изменения в конструкции вела - ЭКСПЕРИМЕНТ. Берем старую конструкцию и новую и прогоняем всю программу параллельно. И только после этого можно и должно рассматривать реальную эффективность.


Ну я не увидел в этой статье активного призыва использовать выводы автора на практике. Кроме того, имхо, поверхностность статьи обусловлена её направленностью на широкую аудиторию. Формулы "физики 8 класса" не делают результаты вычислений ошибочными, а всего-лишь ограничивают точность результата в пределах не достаточных для построения байка профи класса. Ну дык тут и инженеров байкостроения прямо скажем небагата.
Насчёт "Единственный реальный способ проверки эффективности того или иного изменения в конструкции вела - ЭКСПЕРИМЕНТ" - так это только чтобы оценить итог изменений, но физико-математические формулы и модели позволяют получить представление в каком направлении двигаться конструкторам для повышения эффективности байка. Что в доступной форме было описано в данной статье.
Лично я никогда не задумывался о важности аэродинамики на скоростях 25-35 км/ч. И мне было интересно узнать, что даже на таких порядках она имеет влияние.

05.09.2013 12:02
anatoly-alex

anatoly-alex

Volod
И еще какое!
Просто современные велосипеды уже достаточно совершенные конструкции, но очень жестко ограниченные требованиями соответствия регламенту UCI. Многое в нем действительно работает на безопасность, в том числе и ограничивая реально достижимую на спортивном веле скорость, в первую очередь запрещая более обтекаемые посадки и сами обтекатели, что то - результат лоббирования крупных производителей, сильно вложивших в производство...
А в спорте - там и доля процента может подарить золото или отнять шанс на победу. И вот тут - приближенные расчеты не столько помогают, сколь - мешают.
Помните школьный учебник физики и опыт с качением шарика по наклонной плоскости?
А сами такой опыт - ставили? В нашей школе - ставили. Получили отклонение около 20% от
приведенного в учебнике. Почему? Да попросту потому, что писавшие тот учебник пренебрегли тем, что шарик - массивный, и разгоняясь поступательно, он еще и раскручивается, и потому разгон происходит - медленнее. И они не ставили эксперимент сами, а просто посчитали из самой простой мат модели. И такой подход - не физика, а спекуляция. Математика - жернова. Что засыплешь - то и получишь.

05.09.2013 16:25

эфир

В статье утверждается, что эффективность передачи усилия цепью - 95%. Но это идеальной, чистой, смазанной цепью. А если цепь грязная и т.д.? До скольких процентов могут быть потери?
Кардан забирает 15%, но не больше, поскольку не загрязняется. Может по жизни кардан эффективнее?

05.09.2013 23:03
anatoly-alex

anatoly-alex

Справочник Детали машин дает диапазон КПД цепной передачи в 90-97%. Зависит и от относительного размера шестерен и звеньев, конструкции самой цепи и вязкости масла/смазки.
Грязная цепь или чистая куда больше влияет на износ цепи и звезд, чем на ее кпд. Но даже самая грязная цепь работает. Вот ржавая цепь - та да, прокрутить, пока не разработается - тяжко. И цепь - позволяет очень эффективное и легкое переключение передач с большим диапазоном. И позволяет смещение осей звездочек друг относительно друга в значительном диапазоне без уменьшения эффективности. И - легкая. И - недорогая, как и звезды.
Карданный вал ( вообще то это не совсем верно, вал в этих приводах чаще не содержит карданного шарнира, и правильнее употребить термин Вальный, а кардан - это уже нужно будет для подвесов) сам по себе почти не дает потерь, но вот зубчатая передача на обеих его концах - та или должна быть гипоидной, а она - трет и греется, и требует противозадирной смазки и хорошей герметизации, или конической и будет иметь люфт, и как следствие, ударные нагрузки, что износят ее достаточно быстро. И понадобится коробка - а это немалый вес. А для подвеса - еще и шлицевой узел для изменения длины вала и собственно карданный шарнир. И балансировать его надо.
Кардан с герметизированным кожухом и смазкой может оказаться неплохим решением для синглспида и хорошим для фикса, но для многоскоростного и тем более подвеса - кардан весьма проблематичен. И потребует еще и планетарки.

Тут уже интереснее клиновый ремень как часть вариатора - можно сделать очень легкий привод с плавно изменяемым передаточным числом, и герметичный к тому же.

06.09.2013 00:03
Дратьтатьян

Дратьтатьян

ни разу не видел фикс на кардане, покажите?

06.09.2013 00:40
anatoly-alex

anatoly-alex

Не уверен, что это фикс, и, вообще то говоря привод тут не карданный, а вальный, но синглспид.
http://www.oldspokeshome.com/model-m-ch ... -york-1899
Лень мне искать фикс на ночь глядя :smile:
Но вот о приводе, в том числе вело, упоминалось на ХТ
http://en.wikipedia.org/wiki/Driveshaft

06.09.2013 01:01
Kirill Yevtushenko

Kirill Yevtushenko

anatoly-alex писал(а):
Карданный вал ( вообще то это не совсем верно, вал в этих приводах чаще не содержит карданного шарнира, и правильнее употребить термин Вальный, а кардан - это уже нужно будет для подвесов) сам по себе почти не дает потерь, но вот зубчатая передача на обеих его концах - та или должна быть гипоидной, а она - трет и греется, и требует противозадирной смазки и хорошей герметизации, или конической и будет иметь люфт, и как следствие, ударные нагрузки, что износят ее достаточно быстро.

Такое http://www.tradenote.net/images/users/0 ... 785788.jpg

06.09.2013 20:21
anatoly-alex

anatoly-alex

Такое. Здесь отличное решение - ролики, которые являются одновременно зубцами шестерен вала - это снимает сразу две проблемы - цены пары шестерен и минимизации трения в паре. Такое и всухую работать сможет. Красиво... Спасибо, не видел раньше.

07.09.2013 00:57