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
«Бетонки»: в России тоже хотят строить «вечные» дороги
Недавно из Краснодарского края пришло сообщение о введении в эксплуатацию опытного участки бетонной автодороги. Подобные покрытия в СССР и РФ почти не...
АВТОВАЗ выпустил партию карбюраторных двигателей – мнения водителей
Готовится глобальный «откат» к старым моделям? Или просто выпустят очень бюджетный автомобиль для страждущих?...
МС-21 получил еще одну важную деталь отечественного производства
Набор деталей успешно прошел тестирование на скорости свыше 600 км/час. До 2028 года ожидается увеличение поставок в 11 раз. Все подробности читайте в нашем...
Lada Niva получит новый мотор в 2025 году – более объемный и мощный, но простой и надежный
Этим двигателям планируют оснащать все модификации легендарного внедорожника. Похоже, от старого мотора решили отказаться....
С крыльями «назад» – странный и очень нестабильный самолет X-29
Речь о разработке NASA 1980-х годов – демонстраторе технологий обратного крыла EC90-039-4. Что это было – ошибка или большой скачок вперед? Попробуем...
Твердотельные аккумуляторы – 1200 км и 10 минут зарядки: когда будет массовое производство?
О производстве этих батарей говорят давно – а «воз и ныне там». Есть ли какие сдвиги в этом направлении сегодня?...
Boeing 737: посадки в исполнении современных пилотов или в СССР учили лучше
Авиалайнеры Boeing 737 считаются одними из самых массовых и удачных в мире. Выпускается семейство серийно с 1967 года. Неудивительно, что за это время...
Белорусский завод «Брестмаш» будет выпускать китайские семиместные минивэны
Стало известно, какую именно модель освоят. Она будет выпускаться под собственным брендом BMG....
Sollers Atlant – почти российский, но все еще недоработанный
Обзор нового легкого грузовика из Елабуги. Расскажем, почему его можно считать почти отечественным, и как отзываются о нем владельцы....
Отсоединять или нет клеммы АКБ при подзарядке
В холода многие подзаряжают аккумулятор: а нужно ли при этом снимать клеммы? Есть разные варианты ответа....
Наконец, дождались: УАЗ дизель с 6-МКПП
Уж сколько раз твердили любители внедорожников – УАЗ должен быть дизельным, экономичным и при этом скоростным. Но Ульяновский автомобильный завод отмахивался,...
Ждем в электромобилях – в Великобритании создали «вечную» батарею
Похоже, будущее наступило. Первый экземпляр создан, осталось дождаться серийного производства, и можно будет забыть о зарядных устройствах....
Audi 100 C2 против АЗЛК-2141 – модели бизнес-класса из разных стран и эпох
История автомобилей и их технические особенности. В итоге решим, какая модель лучше сейчас....
КАМАЗ-54902 в сравнении с предшественником: подробности
Запущенный в серийное производство КАМАЗ-54902 очень похож на предшественника. Но отличия есть: они касаются двигателя, кабины, некоторых иных узлов и деталей...
Стартовали продажи обновленного российского автобуса Вектор Next 8.8
Модель предлагают с двумя типами двигателей. А еще автобус получился бюджетным....
Самолет-телескоп Boeing 747SP: как навечно приземлили «звездолет Энтерпрайз»
Последняя в мире летающая обсерватория проекта SOFIA была закрыта в 2022 году. Что это за программа и почему ее не возобновляют?...