Редуктор для велосипеда

Планетарная втулка для велосипеда

7 минут Автор: Михаил Скворцов 195

Оптимальная эффективность движения, частота педалирования, скорость и нагрузки на велосипед регулируются при помощи механизма скоростного переключения. В отличие от синглспида, велосипед с несколькими режимами передачи крутящего момента способен подстраиваться под конкретные условия передвижения. «Скоростную» систему используют практически на все типах великов: от городских и трюковых до гоночных и маунти-байков.

К распространенному типу трансмиссии велосипеда относится планетарная втулка, внутри которой расположен шестеренчатый механизм изменения передаточного отношения. Взаимное расположение и зацепление шестерней регулируется переключателем скоростей, который, в свою очередь, приводится ручкой на руле. Принципиальное отличие от «звездочной» трансмиссии позволило такой системе переключения передач неплохо укрепиться в велосипедной среде.

Из чего состоит и как работает планетарная втулка

Устройство планетарных втулок достаточно сложное и напоминает механизм автомобильной коробки передач. Для наглядности покажем стандартную схему для всей планетарной передачи:

Желтым цветом изображена солнечная шестерня. «Солнышко» жестко закреплено на оси заднего колеса велосипеда. Именно с ней зацепляются обозначенные синим цветом планетарные шестеренки. Для их фиксации используется «водило» (зеленый цвет). Эта деталь не позволяет сателлитам – так иначе можно называть планетарные шестерни – разъезжаться и сцепляться друг с другом, а также определяет их направление движения.

Довершает механизм эпициклическая шестерня, которая вращается за счет педалирования. На рисунке она показана красным цветом.

Звездочка сопрягается с механизмом втулки с помощью шлицевого привода, исполнительного механизма втулки. При изменении передачи он изменяет скорость вращения водила относительно кольцевой шестерни, благодаря чему и достигается подстройка велосипеда под угол направления дороги и регулируется его скорость.

Интересная особенность такого типа механизма – это работа в качестве редуктора. Солнечная шестерня играет роль неподвижного элемента, эпицикл – ведомого элемента цепи, водило замыкается на корпус втулки. Для примера рассмотрим, как работает механизм планетарной передачи на простой трехскоростной планетарке:

• Пониженная передача. Кольцевая шестерня опережает водило за счет его зацепления корпуса планетарной втулки. Передаточное отношение меньше единицы и составляет 0.733.
• Главная передача. Крутящий момент с эпицикла передается на втулку за счет зацепления ее с планетаркой. Иначе говоря, со втулкой соединено не водило, как на первой передаче, а звездочная шестерня. Что происходит при этом? Втулка вращается быстрее водила, а для достижения максимальной скорости понадобится больше усилий по сравнению с пониженной передачей.
• Передаточное число повышенной, или третьей, передачи больше единицы, и для трехскоростных велосипедов оно составляет 1.364. Направление движения водила и втулки противоположны, благодаря чему достигается ее ускорение по сравнению с главной передачей.
• Для планетарных втулок с 5, 7 и т.д. скоростями диапазон передаточных отношений выше, чем у трехскоростной за счет большего количества шестеренчатых механизмов. Принцип работы многоскоростных и простых втулок будет одинаковым. Разница только в том, что у каждой планетарной составляющей будут свои фиксированные (как у 3-х ступенчатой планетарки) значения отношений передач, а в целом у механизма их будет в несколько раз больше.

Производители втулок: плюсы и минусы

Изготовлением планетарных втулок на велосипеды занимается несколько производителей:

Последний занимает лидирующее положение по сложности изобретенного механизма. Втулка этого производителя включает 14 планетарных составляющих. Большое количество передаточных отношений и высокая эффективность смело конкурируют с аналогичными показателями продвинутых звездочных систем переключения скоростей.

Второе место занимает SRAM – его планетарка имеет 12 скоростей, а передаточный диапазон превышает 400%. Shimano – известнейший производитель велозапчастей и скоростных втулок. Его хорошо зарекомендованные втулки с 3, 4, 7 и 8-планетарными механизмами дополнены обновленной версией – 11-скоростной системой переключения скоростей. Sturmey может похвастаться гибридными кассетно-планетарными механизмами, а также другими типами стандартных втулок с тремя, пятью и семью скоростями.

Преимущества использования планетарных втулок

1. Прямой ход цепи и низкий износ ведущей и ведомой звезд. Снаружи трансмиссия выглядит как у обычного сигнлспида.
2. Скрытый от внешних воздействий механизм переключения передач отличается высокой долговечностью по сравнению с кассетами и трещотками. Могут быть задействованы все соотношения передач. Об этом смело скажут отзывы от велосипедистов, перешедших со «стандартных» скоростных велосипедов на планетарные.
3. Нет необходимости постоянно обслуживать устройство, также его сложно нечаянно повредить.

Как и у всего на свете, у втулок с планетарными передачами есть свои «но»:

1. Невозможность использования в велосипедном гоночном спорте из-за высокого трения и чувствительности шестерней.
2. Ощутимая прибавка к весу: только некоторые трехскоростные втулки весят чуть меньше килограмма. В движении привес на заднее колесо дает о себе знать.
3. Ремонт таких механизмов почти невозможен в домашних условиях, да и сервис, где ремонтируют планетарные втулки, нечасто можно встретить. Одноразовость планетарок не позволяет их выгодно привести в рабочее состояние, лучшим вариантом будет установка новой.
4. Запредельная стоимость. Конечно, она вполне оправдана, однако ставить редуктор с нуля на сигнлспид нет смысла. Гораздо проще купить готовый велосипед с ней.

Как правильно переключать передачи при движении на велосипеде

Нанести вред механизму велосипедного редуктора сложно, но возможно, если систематически неправильно его использовать. При движении на велосипеде с планетаркой есть простое правило: осуществлять переключение передач без педалирования.

Странно? Ничуть. Планетарный механизм имеет сходство с механической КПП машины, а там ведь тоже при переходе с одной передачи на другую газ отпускается. А «газ» для велосипедиста – это кручение педалей.

Переходить с одной передачи на другую нужно немного заранее, и делается это так:

• Велосипед движется накатом, усилия на педали минимальны.
• С помощью ручки переключается передача.
• Через несколько оборотов колес (около 2 секунд) можно педалировать.

Езда в гору сопровождается переходом на пониженную передачу, то есть передаточное отношение должно быть меньше, чем до перехода. На трехскоростных планетарках это просто: перейти на первую передачу. С другими вариантами вполне нормальным будет переключиться, например, с третьей на вторую.

На повышение нужно идти последовательно, то есть сначала первая, затем вторая и так далее. При сбросе скоростей можно перешагивать. В однообразных условиях, где нельзя развить скорость (тротуар с пешеходами, например), лучше применять только главную передачу без переключений.

Велосипеды с планетарными втулками способны преодолевать значительные расстояния без большого количества спусков и подъемов, поэтому их часто можно встретить в больших городах с развитой сетью дорог и населенных пунктах на ровной местности. Такой вариант трансмиссии идеально подойдет тем, кто не хочет постоянно возиться с кассетами и цепями и при этом часто ездят по городу, загородным поселкам и равнинным трассам.

Велосипед с мотором от триммера – изготовление элементов и самостоятельная сборка мопеда

Современный триммер – это гораздо больше, чем просто садовый инструмент. Высокая мощность большинства мотокос дает возможность использовать их в качестве основы для сборки всевозможных самоделок, не последнее место в числе которых занимает велосипед с двигателем от триммера. Это самоходное приспособление выделяется простотой устройства, высокими тяговыми параметрами, а также легкостью в обслуживании. Сравнительно низкий расход горючего мопеда дает возможность преодолевать на нем значительные расстояния, а высокая пригодность к ремонту – самостоятельно устранять практически любые неисправности самоделки.

Мотовелосипед из триммера – на что обратить внимание перед сборкой?

Прежде, чем начать собирать мотовелосипед своими руками из бензокосы, потребуется выбрать двигатель, который станет основой самоделки. Именно мощность ДВС напрямую влияет на тяговые характеристики и выносливость приспособления.

На практике лучше всего себя показали самоделки, оборудованные двигателями от триммеров с мощностью от 3 л. с. и выше. Каждый такой самокат с мотором способен перевозить 1 взрослого человека с ручной поклажей, имея, при этом, дополнительный запас крутящего момента.

Категорически не рекомендуется собирать самоделку на базе электрических двигателей от триммеров. Связано это с низким запасом мощности таких моторов, а также их неустойчивостью перед плохими погодными условиями. Если же другого выхода нет, и под рукой у изготовителя есть только электромотор, то при монтаже двигателя нужно уделить особое внимание его защите от внешних факторов: влаги, пыли, мусора. При дальнейшей эксплуатации самоката с электрическим мотором от триммера потребуется делать частые перерывы для охлаждения двигателя. В противном случае двигатель быстро выйдет из строя.

Разобравшись с мотором, нужно переходить к раме велосипеда. Ее потребуется оборудовать дополнительной платформой, на которой будет крепиться мотор и бак для топлива. При этом последний должен располагаться выше двигателя от триммера, чтобы горючее поступало к силовому агрегату естественным путем.

Очень важно, чтобы самодельные велосипеды с мотором от триммера были оборудованы удобным рулем, на ручки которого можно вынести все нужные для работы переключатели. Это упростит эксплуатацию самоделки при передвижении на высокой скорости.

Как сделать мопед с мотором от мотокосы?

Сборка самоделки из триммера начинается с изучения детальных чертежей. В схемах должны быть указаны размеры используемых деталей, а также последовательность и способы их монтажа в общее устройство мопеда.

Далее потребуется подготовить оборудование и детали.

В их перечень входит:

• двигатель с приводом;
• редуктор;
• тормозная система;
• аппарат для сварки;
• болгарка;
• комплект болтовых соединений;
• набор гаечных ключей и отверток.

Дальнейший порядок действий при сборке самодельного мопеда из триммера нужно разбить на несколько этапов. К каждому из них нужно отнестись с особой ответственностью, так как от этого зависит не только качество приспособления, но и безопасность оператора при его эксплуатации.

Сборка привода для мопеда

Для самоходного передвижения мотосамокат должен быть оборудован ремнем, который принимает крутящий момент от двигателя и передает его на ведущее колесо.

Чтобы собрать качественный привод для самоделки оператору нужно использовать:

• ведомый шкив – этот узел в диаметре должен быть немного меньше от обода колеса велосипеда;
• ведущий шкив – этот элемент во время сборки должен крепиться к мотору от триммера;
• стальная подвеска – она будет использоваться для крепления мотора к раме самодельного мопеда.

Для сборки привода также нужно собрать редуктор. После монтажа шкивов на велосипеде изготовитель сможет установить ремень с соответствующей длиной и шириной.

Самостоятельный монтаж двигателя

После сборки и монтажа привода оператор может приступить к установке двигателя. В целях безопасности ДВС от мотокосы должен монтироваться на мопед при помощи дополнительной подвески, изготовленной из металла. Сам крепежной элемент должен напоминать рамку, сваренную из стальных швеллеров и уголков.

Форма и размеры рамки должны соответствовать габаритам используемого мотора. К велосипедной рамке крепеж может крепиться по -разному. Если в дальнейшем мотор не будет сниматься с мопеда, то крепление ДВС можно приварить к приспособлению. Если в будущем мотор будет сниматься для его последующего монтажа обратно на триммер, то для его крепления к мопеду подойдет пара болтовых соединений.

Во время установки ДВС от триммера на мопед нужно заранее учитывать необходимость в дальнейшем обслуживании двигателя. Чтобы оператору было проще ремонтировать ДВС, оператору нужно оставить свободный доступ к наиболее часто заменяемым деталям мотора: воздушному фильтру, цилиндру и сальникам.

Установка тормозной системы.

Самодельный велосипед с двигателем от бензокосы обязательно должен быть оборудован тормозной системой. Для ее изготовления потребуется использовать пару тормозных дисков, установленных по одному на ведущее и ведомое колесо. Для управления тормозами диски при помощи металлических тросиков должны быть подключены к рычагам, установленным на ручках штатной рукоятки.

Помимо монтажа тормозов оператору также потребуется заменить штатную резину на колесах мопеда. От этого зависит не только проходимость самоходного велосипеда, но и безопасность владельца при езде по бездорожью.

Правила эксплуатации самодельного мопеда

Чтобы продлить сроки эксплуатации мопеда с мотором от триммера, его владельцу нужно придерживаться ряда важных правил.

В их список входит:

• своевременная замена расходных деталей – если долго не менять воздушный фильтр и другие элементы мопеда, то его важные механизмы начнут работать под повышенной нагрузкой. Это приведет к более сложной поломке самоделки:
• использовать для заправки качественный бензин и моторное масло – если заливать в топливный бак мопеда некачественный бензин, то достаточно быстро владелец велосипеда столкнется с необходимостью замены ЦПГ двигателя;
• вовремя смазывать используемый редуктор – это предотвратит работу механизма под высокими нагрузками;
• смешивать бензин и масло строго в указанной производителем триммера пропорции – если залить больше масла, чем это указано в инструкции, то это приведет к заливанию свечи зажигания мотора;
• регулярно проверять состояние крепежей – не затянутые до конца болты грозят не только падением двигателя, но и травмой для владельца;
• красить царапины и сколы сразу же после их появления на раме – это предотвратит дальнейшую коррозию остова мопеда;
• не допускать перегрева двигателя от триммера – при частой эксплуатации мопеда нужно делать перерывы. При этом, если велосипед используется в жаркую погоду, то его мотору нужно давать остывать каждые 15 минут езды. Если на улице прохладно и ветрено, то количество перерывов можно сократить до 1 раза на каждые 25–30 минут езды;
• своевременно менять резину на колесах мопеда из триммера – зимой на колеса самоделки нужно устанавливать резину с шипами. Это предотвратит проскальзывание колес и повысит безопасность при эксплуатации велосипеда.

Также владельцу велосипеда с мотором от триммера потребуется следить за весом груза, перевозимого на самоделке. Если багаж будет слишком тяжелый, то это может приведет к перегреву и серьезной поломке двигателя, а также других механизмов приспособления.

Какое мотор-колесо лучше, с прямым приводом или редукторное?

Нас очень часто спрашивают, какое мотор-колесо лучше, редукторное или с прямым приводом. Однозначного ответа мы не дадим, так как у каждого из этих двух типов мотора есть свои преимущества и недостатки. Для кого-то важным покажется одно, для кого-то другое.

Чтобы сэкономить ваше время – напишем краткую выдержку:

• Если вам нужна скорость выше 30 км/ч, то вам нужно мотор-колесо с прямым приводом, мощностью 500 Вт и более, но при этом готовьтесь к тому, что выключенный мотор будет оказывать небольшое сопротивление при езде, а если захотите уверенный подъем в гору, то мощность должна быть 1500 Вт и более.
• Если вас устроит скорость до 30 км/ч, то вам подойдет редукторное мотор-колесо 350 Вт, при этом вы получите уверенный подъем в гору, отсутствие сопротивления при езде с выключенным двигателем, а также малый вес и габариты мотора. Если вас это устроит, то минусы редукторного мотора уже несущественны.
• Оба мотор-колеса безщеточные.

Редукторное мотор-колесо 250-350 Вт.

Для начала вкратце расскажем что такое редуктор и зачем его устанавливают в мотор электровелосипеда. Редуктор – это устройство, которое увеличивает крутящий момент мотор-колеса, но при этом снижает максимальную скорость движения до 30 км/ч. То есть заезжать на горку будет легко, но на прямой дороге скорость будет невелика. Это то же самое, как ехать на автомобиле на первой-второй передаче. У мотор-колеса с прямым приводом такой же крутящий момент будет доступен при мощности 1500 Вт.

Редуктор состоит из планетарной передачи с тремя пластиковыми шестернями внутри. Срок службы этих шестеренок зависит от режима эксплуатации и в среднем составляет 6-9 тыс.км. Замена шестеренок – дело несложное, занимает 1-2 часа, а их стоимость можно узнать здесь. Есть модификации со стальными шестернями, но это редкость, так как такие моторы довольно шумные.

У редукторных мотор-колес отсутствует сопротивление при езде с выключенным мотором. Иначе говоря, если у вас сядет аккумулятор, то вы сможете ехать как на обычном велосипеде. Хороший накат обеспечивается наличием обгонной муфты, которая механически отсоединяет мотор от колеса, её можно сравнить с трещоткой на заднем колесе велосипеда – когда вам нужно, вы начинаете крутить педали и передавать крутящий момент на колесо, но колесо не может обратно передать свой крутящий момент на педали. Обратная сторона этого преимущества – невозможность рекуперации, то есть вы не сможете тормозить двигателем и заряжать батареи.

Следующая отличительная черта редукторного мотор-колеса – это компактность и малый вес. Многие даже не будут подозревать, что у вас электровелосипед, так как мотор в колесе будет чуть-чуть больше в диаметре чем втулка. Это опять-таки объясняется наличием редуктора внутри.

Большинство редукторных мотор-колес обладают максимальной мощностью 350 Вт, чуть реже 500 ватт, но не более. Это является относительно отрицательной стороной такого типа мотор-колес, так как далеко не всем нужны более мощные моторы.

Также стоит отметить низкий уровень шума у редукторных мотор-колес, они практически бесшумные. Не сказать что прямой привод шумит, но все-таки он немного громче работает, чем редукторное мотор-колесо.

Ну и напоследок про цену. Редукторное мотор-колесо стоит дешевле чем мотор-колесо с прямым приводом.

Мотор-колесо с прямым приводом (безредукторное).

У такой конструкции есть две основные части – ротор и статор. Ротор – это ось колеса с обмотками, она неподвижна и жестко закреплена к раме велосипеда. Статор – это втулка колеса с мощными постоянными магнитами, к которой закреплены спицы и обод, она подвижна. Такая конструкция крайне надежна и проста, так как в ней нет трущихся частей, кроме подшипников. Это классическая схема трехфазного двигателя переменного тока, только в ней статор вращается вокруг ротора.

Преимущества такого мотор-колеса:

• Надежность и простота конструкции
• Возможность тормозить двигателем (рекуперация)
• Большая мощность до 5000 вт
• Скорость передвижения до 100 км/ч
• КПД выше за счет отсутствия редуктора

• Небольшое сопротивление при езде с выключенным мотором. То есть если у вас сядет аккумулятор, то крутить педали будет чуть-чуть тяжелее, чем на таком же велосипеде без мотора. Это сопротивление сравнимо с легким встречным ветерком.
• Большие габариты и вес мотора
• Мотор-колесо с прямым приводом дороже редукторного при одинаковой мощности.

Итог: если вам нужна хорошая скорость от 30 км/ч – выбирайте прямой привод. В остальных случаях стоит отдать предпочтение редукторному мотор-колесу.

Как подцепить триммер: мотовелосипед

Дырчик — зараза в наше время экзотическая, и эпидемией, как в былые времена, не грозящая. Тем не менее штаммы данного вируса не только распространяются, но и яростно мутируют. О том, как протекает эта напасть в наши дни — рассказ заболевшего.

000_moto_1011_084

Как и многие, путь я начинал с легендарного «дешника», который поставил на подростковый велик «Тиса». Аппарат получился забавный, но к нему в комплекте прилагались бензиновая вонь в квартире, грязные руки и шаманский бубен для изгона злых духов из карбюратора и зажигания. Утилитарные функции аппарат не выполнял никак.

Но однажды мне посчастливилось прокатиться на горном велосипеде с мотором от триммера (бензокосы) и ременным приводом. Хоть дело было зимой и катался я недолго, но испытал культурный шок! В мороз мотор прекрасно заводился и на холодную, и прогретый, отлично тянул, был идеально чистый и не вонял вообще. А «максималка» в 55 км/ч при такой тяге «дешнику» и не снились!

В общем, вскоре был приобретен ременной комплект с двухтактным мотором от триммера мощностью 1,5 л.с. плюс горный велосипед покрепче. Счастью не было предела, но только до первого дождя… Оказалось, что приводной ремень от намокания теряет прочность и рвется, менять его в дороге не очень-то удобно, к тому же стоимость нового кусается. А дождь в Москве явление не редкое. Но ездить на таком удобном мотовеле я уже привык и отказываться от идеи не хотел, решил — цепь и только цепь спасет «отца русской демократии»!

Требуемое передаточное отношение вынуждало использовать ведомую звезду размером практически с колесо велосипеда, но, к счастью, нашелся редуктор от китайского минибайка, который идеально встал на триммерный мотор и позволил использовать звезды привычных размеров. Компоненты привода — общедоступные велосипедные: односкоростная широкая цепь, звезда от велосипеда ХВЗ на 51 зуб и «фривил» (обгонная муфта со звездочкой) от ВМХ, а также велосипедная ручка тормоза в роли курка газа.

Помимо покупных деталей в конструкции есть и немало оригинальных компонентов. Это стальные стойки, которые крепятся к раме велосипеда, моторама (держит редуктор с мотором), натяжитель цепи с капролоновыми роликами, крепление ведомой звезды на колесо, переходник с вала редуктора на «фривил». Детали проектировал сам, а изготавливали их на соседнем оборонном заводе.

Конечно, с первого раза собрать идеальную конструкцию не удалось, детские болячки я лечил еще год. Подбирал оптимальные материалы и конструктивные решения, пробовал разную компоновку, и катался, катался, катался…

Что же получилось в итоге? Сверхлегкий (снаряженный вес — 25 кг) мототранспорт с максимальной скоростью 55 км/ч, динамикой на уровне простеньких китайских скутеров, расходом топлива 2 литра на 100 км (запас хода на одном баке 50 км), который совершенно не пачкает маслом и не пахнет бензином. Отсутствие запаха и грязи помогает мне экономить на гараже или стоянке, мотовел стоит в квартире и совершенно не приносит дискомфорта семье. Особенно радует то, что все «педальные» функции полностью сохранились. Осталось и переключение передач, и легкий педальный ход (благодаря «фривилу»), при недостатке тяги мотору всегда можно помочь педалями и заехать на любую горку. Ходовая современного маунтинбайка весьма прочна и надежна, дисковые тормоза обеспечивают очень уверенное торможение, а большие колеса помогают легче преодолевать наши «направления».

После окончания доработок конструкции я проехал уже более 4000 км и за это время лишь раз сменил приводную цепь, дважды — свечу зажигания, да раз чистил топливную систему — неплохой показатель надежности и неприхотливости.

За легкость и удалую прыть я назвал свой мотовелосипед «Зайцем». Сейчас езжу на «Зайце» каждый день на работу, и в пробках ему нет равных. Он настолько узок и маневренен, что в час пик я доезжаю домой быстрее, чем раньше на мотоцикле, при этом расходы на проезд просто смешные. Бывали и небольшие путешествия, поездки за город, даже из Москвы в Ярославль. Но мотовелосипед, конечно, не для трассы — не комфортно на нем «дубасить», а вот в городе и дачных поездках лучшего транспорта для себя не представляю!