エコノミーバイク。図面、説明

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エコノミーバイク。個人輸送

個人輸送：陸、水、空

ほとんどすべての自転車ドライブの設計には、効率を低下させる共通の欠点があります。この悪徳は、ペダルが「デッドスポット」（コネクティングロッドの垂直位置）を通過する間に、一方の脚からもう一方の脚に力を変えるときに、筋エネルギーが不経済に消費されることにあります。このときの筋肉の努力のほとんどはペダルの回転軸に向けられており、キャリッジベアリングの摩耗が増加するだけであまり役に立ちません。サイクリストが動き始める前にコネクティングロッドを垂直位置から外すのは当然のことです。その結果、作業ストロークは筋肉エネルギーの部分的な損失から始まり、サイクリストの早期疲労を引き起こします。

提案されている自転車運転の改善案はこの欠点を解消し、長距離旅行の愛好家が筋肉エネルギーを合理的に使用し、通常の歩行中とほぼ同じように消費する経済的なモードで自転車に乗ることができるようにします。

これを実現するために、ドライブの設計では、コネクティングロッドとドライブスプロケットの相互作用を遮断する装置が使用されており、これにより、「デッドスポット」近くのセクターのペダルでコネクティングロッドが自由かつ迅速に通過できるようになります。慣性。

慣性遮断装置を備えた自転車駆動装置の全体図を図 1 に示します。キャリッジシャフト 1 に取り付けられたコネクティングロッド 2 (ペダル付き) は、相互作用により駆動スプロケット 3 と可動 (スライド) 接続されています。スリーブ 4 に作られたスパイクが右側のコネクティングロッドに固定され、ドライブスプロケット 3 に直径方向の溝が設けられています。溝により、コネクティングロッドは無効ゾーンを素早く通過でき、曲げコイルスプリング 5 が端での衝撃を和らげます。彼らの自由な旅の様子。

「経済的な」自転車ドライブ (クリックして拡大): 1 - ペダル付きの修正された右クランク。 2 - キャリッジシャフト; 3 - 変更されたチェーンドライブスプロケット。 4 - ブッシング (スチール 30KhGSA、サークル 55); 5 - トーションスプリング (カーボンワイヤー Ø 5); 6 - スプリングリミッター (ソフトワイヤー Ø 4); 7 - ドライブチェーン。 8 - ドライブスプロケット。 9 - コネクティングロッドをシャフトに固定するウェッジ。 10 - ガイドワッシャー (スチール、シート s3); 11 - ワッシャーをスリーブに固定します（M4 ネジ、3 個）。 12 - キャリッジアセンブリ

駆動図からわかるように、駆動スプロケットと右クランクの接続のみが構造変更の対象となるため、このような駆動はどの自転車モデルでも行うことができます。

これを行うには、図面に従って、突起付きのスリーブを鋼鉄 30KhGSA で作成します。これは、キャリッジシャフトから外され、図面の位置に従って修正されたコネクティングロッドに溶接される。 4. ドライブスプロケットも最終仕上げ中です。スリーブの突起用の溝が作られています。スプリングは直径 1 ～ 4 mm のカーボンワイヤーから「冷間」で作られ、不完全なコイルが 5 つ含まれています。ワイヤーの曲げ部分をガスバーナーで加熱した後、自宅でスプリングの端を曲げることができます。ガイドワッシャー１０は、図面に従って任意の鋼から作られる。

ドライブスプロケットを取り付ける際には、ブッシュ４のスパイクをその溝に挿入し、その溝にワッシャー１０を３本のＭ４ネジで固定する。リミッター 4 は柔らかいワイヤーでできており、ジャンパービームの端を曲げることによってドライブスプロケットに固定されており、動作中に応力が加わったときにスプリングがスプロケット面から離れるのを防ぎます。次に、ドライブスプロケットを備えた右側のコネクティングロッド 10 を、通常の方法で自転車のボトムブラケットのシャフト 4 にウェッジ 6 を使用して固定します。スプリングを取り付けるとき、スプリングの一端をドライブスプロケットの適切な穴に取り付けます。もう一方の曲がった端はペダルの近くのコネクティングロッドに巻き付けられます。

ドライブスプロケットのばね力 5 の調整を拡張するには、ワイヤの直径に沿って一連の穴をさらにあけ、そこにばねの曲がった端を取り付けます。

ドライブは次のように動作します。たとえば、初期段階では、右足を上の位置にある右ペダルに取り付けると、コネクティングロッド 1 がシャフト 2 およびスリーブ 4 とともに回転し、ハブスパイクとスリーブ 3 が相互作用するまで回転します。スプリング 5 が圧縮され、ドライブスプロケット XNUMX にトルクが発生します。右ペダルに力を入れると、ドライブスプロケットが回転し、バイクが加速します。右ペダルが最も低い位置に近づくと、逆転によりペダル力が減少した後、ドライブスプロケットに対するコネクティングロッドの回転が遅れることにより、コネクティングロッド (ハブスパイク) とドライブスプロケットの相互作用が中断されます。バネの作用と自転車の慣性運動。この場合、スプリングはスプロケットの回転をサポートし、コネクティングロッドとの相互作用を排除します。その結果、次の作業サイクルの開始時に、コネクティングロッドはドライブスプロケットに対して若干の逆角変位を伴って垂直位置を通過し、垂直位置の自由な移行と左側のスプリングの次の蓄積が保証されます。クランク。その後、駆動プロセスが繰り返されます。

ペダルによる極端な上限と下限の位置を自由に移動できるため、作業サイクルを変更する際の筋肉エネルギーの損失がなくなり、ドライブの効率が向上します。定常状態の動作では、コンロッドの回転が遅れ、ドライブスプロケットを効果的に押します。その結果、ペダリングは経済的な「押し」モードで実行されます。この動作モードでは、過度の努力をせずに高速を長時間維持できます。これは、断続的な接線力でフライホイールの回転を維持するのと似ています。コネクティングロッドの回転の遅れは、サイクリストの急速な回転運動中に「デッドスポット」の領域で脚に作用する慣性力の補償に貢献します。

走行の効率と安定性はサイクリストの体重や体力に応じて選択されるスプリング蓄積力に影響されます。作動ストローク後にコネクティングロッドがドライブスプロケットから離れない場合は、より弾性のあるスプリングを取り付ける必要があります。逆に、上の位置のペダルを自由に移動するときに顕著な筋肉の努力がペダルに加えられ、作動ストローク中にコネクティングロッドとドライブスプロケットの作動相互作用が存在しない場合は、スプリングの弾性を低下させる必要があります。これは、スプリングワイヤーの直径を選択することによって行うことができます。

ドライブが通常に動作するには、クランクの逆方向の動きの量が初期の角変位よりも小さくなければなりません。これらの条件下では、駆動スプロケットの初期トルクは過渡動作中に維持され、スプリングの減衰特性がさらに強化され、駆動スプロケットの押し回転時のピーク荷重が平滑化されます。

このような駆動装置を備えた自転車の乗り方を習得する場合、サイクリストは、コネクティングロッドのフリーホイールによる駆動スプロケットの回転の均一性を制御するために、ある程度の注意を必要とする。ある程度のスキルを身につければ、ドライブスプロケットの回転均一性やコンロッドの逆転量は自動的に保たれるため、何の困難や違和感を感じることはない。

3500 km 以内の海上実験で、駆動の効率と信頼性が確認されました。従来の自転車に比べて長距離走行でも疲労が大幅に軽減され、サイクリストの可能性が広がります。

おそらく、ドライブスプロケットに対するペダルの跳ね返りは、クロスカントリースケートの靴のかかとに対するブレードの後部の跳ね返りと同様に、大きなスポーツでもその役割を果たす可能性があります。

著者: V.ゼレノフ

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