Революция в велосипедах: трансмиссия-автомат от американского изобретателя
Помните веселую поговорку: могу копать – могу не копать. Если ее перевести в велосипедную плоскость, то получится не менее занятно: могу крутить педали, а могу и нет. Причем, в последнее время, вторая часть звучит более чем двояко. Ведь если раньше отказ от их вращения означал одно последствие – прекращение движения, то с появлением техники на электроприводе все стало чуть по-иному. В том смысле, что не хочу «маслать», значит, устанавливаю аккумулятор и – делу конец.
Те же, кто все-таки предпочитает передвигаться на технике, уповая лишь на педали и собственную мышечную силу, стоят перед иной дилеммой. Каждому хочется, чтобы его передвижение было максимально комфортным. Для решения этого вопроса инженеры придумали планетарную втулку и многоскоростные байки с набором передних и задних звездочек. Но конструкторская мысль на этом не успокоилась. Если зайти в интернет, то там легко найти самые неимоверные образцы, которые и велосипедами можно назвать только с большой натяжкой.
А вот от принципа цепной передачи никто отказываться не спешит. Ведь от добра добра не ищут. Вспомним лишь о том, что ее КПД составляет более 90 %. Некоторые вариации даже, по утверждению создателей, доходят до 97-98-и. В общем, такой эффект повторить в конструкции другого типа совсем непросто. А вот набор звездочек в горных или спортивных велосипедах всегда считался самым слабым звеном этого, казалось бы, идеального привода. И причин тому несколько:
✅ утончение тела цепи
✅ неудобство переключения
✅ перепад угла при переходе на другую передачу
Конечно, с этим всем можно и смириться. Ведь эффективность такого варианта гораздо выше, чем односкоростного дорожного велосипеда. Причем, и при движении в гору, и при езде против ветра. В принципе, и по ветру можно перекинуть на самую большую звезду спереди и самую маленькую – сзади, добившись гораздо лучших результатов, чем классический дорожник.
Если вернуться на более чем сто лет назад, то тогда произошли серьезные перемены в велосипедной технике. С тех пор вместо прямого привода появились шатуны, на которые ездок давит ногами. Они поворачивают большую шестерню, передавая движущую силу через цепь на маленькую. Та, в свою очередь, через механизм в заднем колесе приводит его в движение. За последующие десятилетия внесли ряд упомянутых выше улучшений, но, кажется, наступает время кардинальных перемен.
Ведь любой вариант переключения сегодня ожидает действий от самого райдера. А даже самые вычурные экземпляры техники все равно рассчитаны на индексированное движение между шестернями разного размера.
Сегодня на просторах YouTube уже можно найти короткий ролик с демонстрацией работы новинки от изобретателя из Миннесоты. Судя по видео, кажется, что она вполне практична и возможна к применению в будущих серийных образцах. Конечно, еще предстоят дальнейшие доработки, улучшения и исправления, но, надеемся, что будет создан ряд интересных моделей велосипедов с совсем иной природой привода.
Автор не страдает звездной болезнью, и не говорит о себе как о «велосипедном мессии». Напротив, Мерсер ясно заявил, что не считает свое изобретение полной заменой для классического варианта. Но он отметил, что новинка позволит седоку легко передвигаться по местности с перепадами высот, не думая о постоянном ручном переключении передач. Создатель надеется, что его конструкция найдет свое применение и в электрических вариантах техники.
Опытный образец показал не только положительное моменты, но и то, что в будущем придется доработать. Например, чистка и обслуживание оборудования на сегодня является более чем трудоемким процессом. Зато расширение и сжимание обеих звездочек (в зависимости от условий движения и крутящего момента) позволяют полностью автоматизировать процесс перехода на разные режимы. Вот что для этого пришлось сделать:
✅ спереди – механизм с 8 шкивами
✅ пружины, регулирующие размер переднего механизма
✅ задняя ступица с 6 шкивами
✅ сзади внизу – два натяжителя цепи
Вот как это все функционирует. Все передние шкивы установлены на односторонних подшипниках. Поэтому, при увеличении скорости движения или подъеме, возрастает приложение усилий ездока. Это, в свою очередь, приводит к сжатию пружин и уменьшению в размерах всего переднего элемента.
В задней части шкивы максимально сжимаются за счет действия пружин. Но, как только увеличивается сила нажатия, шкивы выдвигаются, увеличивая общий размер заднего элемента. Такой, одновременно сложный и незатейливый, механизм позволяет автоматически регулировать передачи, реагируя на изменение усилий, прилагаемых велосипедистом.
Понятно, что такое увеличение-уменьшение сказывается на провисание цепного привода. Его прекрасно компенсируют упомянутые выше натяжители. Они же и направляют его, когда меняется угол наклона от передних шкивов. Полученный изобретателем патент также дает ему определенную свободу в модификации своего устройства. Например, можно сделать симбиоз, установив спереди обычную звездочку. Или применить вариант классического переднего переключателя. Но все это – пока только в планах.
Уроженец Миннеаполиса является работником в сфере кузовного ремонта автомобилей, разработки и сварки сплавов. Он уже имеет ряд патентов от различных компаний. Четыре года назад Мерсер начал свою карьеру как изобретатель и инженер. И сегодняшний механизм является первой чисто его личной разработкой. Вот как все проходило.
Хейвен около года назад отправился на прогулку и подумал о том, что велосипедная езда требует большой концентрации на переключении передач. Особенно, когда вдруг окажешься на скоростной позиции перед затяжным подъемом. Быстро не сможешь переключиться с высокого положения, возможна и полная остановка. Его изобретение как раз и направлено на устранение этих проблем.
Конструктор построил свой прототип, используя микс самодельных деталей и заказанных в Protolabs. Предстоит еще многое сделать, особенно в области анализа методом конечных элементов и балансировки пружинных сил. Отвечая на вопрос о проблемах чистки и обслуживания такого количества движущихся частей, Мерсер отметил, что на его систему легче установить защиту цепи и другие покрытия, чем на традиционные велосипеды.
Ведь она остается в одной плоскости, лишь с небольшим перемещением из стороны в сторону. Автор использовал свой прототип велосипеда для поездок по улицам и бездорожью, заключив, что все проходит штатно, но впереди еще много работы по настройке. Он видит потенциал изобретения для:
✅ обычных райдеров
✅ горных велосипедов
✅ систем техники с электроприводом
Это может представлять автоматическую передачу, приводящую к меньшему крутящему моменту, требуемому от электродвигателя для движения. Или к достижению более высоких скоростей при меньшей мощности мотора. Так или иначе, но впереди предстоит еще немало работы. И вполне возможна та же критика бывалых, которая звучала во время появления АКПП в легковых автомобилях.
На данный момент Мерсер планирует в процессе дальнейших доработок сосредоточиться на работе с патентом. Позже появится возможность лицензировать или продать его. До тех пор конструктор намерен стараться продолжать двигаться вперед, принимая решения по ходу дела.
Те же, кто все-таки предпочитает передвигаться на технике, уповая лишь на педали и собственную мышечную силу, стоят перед иной дилеммой. Каждому хочется, чтобы его передвижение было максимально комфортным. Для решения этого вопроса инженеры придумали планетарную втулку и многоскоростные байки с набором передних и задних звездочек. Но конструкторская мысль на этом не успокоилась. Если зайти в интернет, то там легко найти самые неимоверные образцы, которые и велосипедами можно назвать только с большой натяжкой.
Новый механизм в действии. Фото: youtube.com
А вот от принципа цепной передачи никто отказываться не спешит. Ведь от добра добра не ищут. Вспомним лишь о том, что ее КПД составляет более 90 %. Некоторые вариации даже, по утверждению создателей, доходят до 97-98-и. В общем, такой эффект повторить в конструкции другого типа совсем непросто. А вот набор звездочек в горных или спортивных велосипедах всегда считался самым слабым звеном этого, казалось бы, идеального привода. И причин тому несколько:
✅ утончение тела цепи
✅ неудобство переключения
✅ перепад угла при переходе на другую передачу
Конечно, с этим всем можно и смириться. Ведь эффективность такого варианта гораздо выше, чем односкоростного дорожного велосипеда. Причем, и при движении в гору, и при езде против ветра. В принципе, и по ветру можно перекинуть на самую большую звезду спереди и самую маленькую – сзади, добившись гораздо лучших результатов, чем классический дорожник.
Совершенно новый принцип велосипедного привода
Если вернуться на более чем сто лет назад, то тогда произошли серьезные перемены в велосипедной технике. С тех пор вместо прямого привода появились шатуны, на которые ездок давит ногами. Они поворачивают большую шестерню, передавая движущую силу через цепь на маленькую. Та, в свою очередь, через механизм в заднем колесе приводит его в движение. За последующие десятилетия внесли ряд упомянутых выше улучшений, но, кажется, наступает время кардинальных перемен.
Фиксировочное желтое колесо – важная часть схемы. Фото: youtube.com
Ведь любой вариант переключения сегодня ожидает действий от самого райдера. А даже самые вычурные экземпляры техники все равно рассчитаны на индексированное движение между шестернями разного размера.
Все изменилось 23 ноября 2023 года. В этот день американец Хейвен Мерсер получил патент на свое изобретение: «Систему автоматической велосипедной трансмиссии». Это абсолютно новое решение привлекло к себе внимание как специалистов, так и рядовых любителей педальной техники.
Сегодня на просторах YouTube уже можно найти короткий ролик с демонстрацией работы новинки от изобретателя из Миннесоты. Судя по видео, кажется, что она вполне практична и возможна к применению в будущих серийных образцах. Конечно, еще предстоят дальнейшие доработки, улучшения и исправления, но, надеемся, что будет создан ряд интересных моделей велосипедов с совсем иной природой привода.
Автор не страдает звездной болезнью, и не говорит о себе как о «велосипедном мессии». Напротив, Мерсер ясно заявил, что не считает свое изобретение полной заменой для классического варианта. Но он отметил, что новинка позволит седоку легко передвигаться по местности с перепадами высот, не думая о постоянном ручном переключении передач. Создатель надеется, что его конструкция найдет свое применение и в электрических вариантах техники.
Переднюю звездочку заменило что-то необычное. Фото: youtube.com
Опытный образец показал не только положительное моменты, но и то, что в будущем придется доработать. Например, чистка и обслуживание оборудования на сегодня является более чем трудоемким процессом. Зато расширение и сжимание обеих звездочек (в зависимости от условий движения и крутящего момента) позволяют полностью автоматизировать процесс перехода на разные режимы. Вот что для этого пришлось сделать:
✅ спереди – механизм с 8 шкивами
✅ пружины, регулирующие размер переднего механизма
✅ задняя ступица с 6 шкивами
✅ сзади внизу – два натяжителя цепи
Вот как это все функционирует. Все передние шкивы установлены на односторонних подшипниках. Поэтому, при увеличении скорости движения или подъеме, возрастает приложение усилий ездока. Это, в свою очередь, приводит к сжатию пружин и уменьшению в размерах всего переднего элемента.
В задней части шкивы максимально сжимаются за счет действия пружин. Но, как только увеличивается сила нажатия, шкивы выдвигаются, увеличивая общий размер заднего элемента. Такой, одновременно сложный и незатейливый, механизм позволяет автоматически регулировать передачи, реагируя на изменение усилий, прилагаемых велосипедистом.
Понятно, что такое увеличение-уменьшение сказывается на провисание цепного привода. Его прекрасно компенсируют упомянутые выше натяжители. Они же и направляют его, когда меняется угол наклона от передних шкивов. Полученный изобретателем патент также дает ему определенную свободу в модификации своего устройства. Например, можно сделать симбиоз, установив спереди обычную звездочку. Или применить вариант классического переднего переключателя. Но все это – пока только в планах.
Все – для комфорта велосипедных прогулок
Уроженец Миннеаполиса является работником в сфере кузовного ремонта автомобилей, разработки и сварки сплавов. Он уже имеет ряд патентов от различных компаний. Четыре года назад Мерсер начал свою карьеру как изобретатель и инженер. И сегодняшний механизм является первой чисто его личной разработкой. Вот как все проходило.
Не совсем привычная велосипедная конструкция. Фото: youtube.com
Хейвен около года назад отправился на прогулку и подумал о том, что велосипедная езда требует большой концентрации на переключении передач. Особенно, когда вдруг окажешься на скоростной позиции перед затяжным подъемом. Быстро не сможешь переключиться с высокого положения, возможна и полная остановка. Его изобретение как раз и направлено на устранение этих проблем.
Конструктор построил свой прототип, используя микс самодельных деталей и заказанных в Protolabs. Предстоит еще многое сделать, особенно в области анализа методом конечных элементов и балансировки пружинных сил. Отвечая на вопрос о проблемах чистки и обслуживания такого количества движущихся частей, Мерсер отметил, что на его систему легче установить защиту цепи и другие покрытия, чем на традиционные велосипеды.
Ведь она остается в одной плоскости, лишь с небольшим перемещением из стороны в сторону. Автор использовал свой прототип велосипеда для поездок по улицам и бездорожью, заключив, что все проходит штатно, но впереди еще много работы по настройке. Он видит потенциал изобретения для:
✅ обычных райдеров
✅ горных велосипедов
✅ систем техники с электроприводом
Это может представлять автоматическую передачу, приводящую к меньшему крутящему моменту, требуемому от электродвигателя для движения. Или к достижению более высоких скоростей при меньшей мощности мотора. Так или иначе, но впереди предстоит еще немало работы. И вполне возможна та же критика бывалых, которая звучала во время появления АКПП в легковых автомобилях.
Скоро многие велосипеды получат другую конструкцию. Фото: youtube.com
На данный момент Мерсер планирует в процессе дальнейших доработок сосредоточиться на работе с патентом. Позже появится возможность лицензировать или продать его. До тех пор конструктор намерен стараться продолжать двигаться вперед, принимая решения по ходу дела.
- Иван Гончаров
- youtube.com
Рекомендуем для вас
Ракетоплан «Аврора» совершил свой первый сверхзвуковой полет
Это первое подобное событие для гражданской авиации со времен «Конкорда». Подробнее обо всем читайте в нашем материале....
Стало известно, почему в России трудно строить самолеты
Существует несколько ключевых факторов, создающих проблемы. Но есть и положительная динамика. Все подробности читайте в нашем материале....
Революционный реактивный двигатель прошел первые огневые испытания и показал многообещающие результаты
Речь о новой турбоэлектрической установке, предназначенной для пассажирских реактивных самолетов. Подробнее о проекте читайте в нашем материале....
Новый экземпляр Ил-114-300 проходит сертификационные испытания
Параллельно с этим собирают первый серийный образец. Как проходят тестирования прототипов, и на каком этапе находятся остальные машины, читайте в нашем...
Импортозамещенный Ту-214 готов к первому полету
Казанский авиазавод установил отечественные навигационные системы, а также другое важное оборудование. Все подробности читайте в нашем материале....
Вот почему современные автомобили быстро ломаются – основная причина
Современные автомобили сделаны так, что водителю практически не нужно знать их устройство. Максимум запомнить, где бачок для стеклоомывающей жидкости. Впрочем,...
Российский самолет, оснащенный ПД-35 – появились новые подробности о проекте
Информацией о том, на каком этапе он находится и когда можно ожидать результат поделился Министр торговли и промышленности Российской Федерации. Подробности в...
Россия построит новую железную дорогу до Персидского залива
Логистическое сообщение поможет обеспечить стабильные поставки с Урала, Сибири и Поволжья. Все подробности масштабного проекта читайте в нашем материале....
Раскрыта стоимость флагманскоой модели «Москвич 8»
Также стала известна дата поступления в продажу. Все подробности и характеристики отечественного внедорожника читайте в нашем материале....
Илон Маск нашел революционную замену самолетам
Американский предприниматель хочет отправлять пассажиров на специально подготовленной ракете. Это позволит сократить время перелетов в 15 раз, опередив даже...
«Авиация Колымы» стала обладателем вертолетов-косаток
Уникальные машины вскоре отправятся в месте постоянной дислокации. По пути будет 11 остановок. Не исключено, что вам повезет их увидеть «вживую»....
Готовятся к серийному производству 13 моделей новых российских автомобилей
Компания Sollers еще пару лет назад обещала, что выпустит несколько новых моделей отечественных автомобилей. Не совсем российских, но зато в перспективе...
Брянский автомобильный завод готовит к выпуску уникальные грузовики
Это будет пожарный автомобиль для аэродромов. Он заявлен как на 100% отечественный, но есть нюансы....
К-750 – советский мотоцикл, восстановленный по современным технологиям
Некоторые россияне и жители СНГ любят советские мотоциклы. Для многих это не единственная и бюджетная возможность передвигаться на двух колесах, а отдушина....
Для чего нужен режим N в АКПП
У многих новичков режим N в коробке-автомате вызывает недоумение: зачем это надо, если есть P? Однако нейтральное положение селектора зачастую необходимо....
Автодома из Китая – лучшие машины и дорогостоящая роскошь
Не сидится авторам канала «ПриветТачка» на месте. Они ищут интересные автомобили. В этот раз им удалось попасть в салон Armadillo. Не слышали про такую...