Установка электропривода на велосипед. Отличия карданных велосипедов от конкурентов. Двигатель на фрикционной передаче

В наше время, выбор велосипеда, дело ответственное. Сейчас представлено много моделей, которые отличаются по своим техническим характеристикам, внешнему виду и производителям. Рассмотрим велосипед с карданной передачей.

Что представляют собой велосипеды с карданом

Велосипед, в котором используется карданный вал, и отсутствуют цепи и звездочками. Во время движения нет надобности, следить за состоянием цепи и переключать передачи.

Подставки для руля Механизм прикрепляется к рулям двумя полиэтиленовыми зажимами. Для обеспечения жесткости винты закручиваются через каждый зажим. Зажимы защелкиваются на рулевом колесе от под, а не над, и эта установка позволяет избежать взаимного которые часто лежат прямо перед рулями. Крепление хабов Быстро стало очевидным, что монтаж на рулевых устройствах не мог противостоять вращательным силам моторного механизма и поэтому потребовал включения крепления в ступицу переднего колеса. Первоначально мы разработали два стержня, установленных на ступице; однако различие между быстрым выпуском и колесами гайки затрудняло поиск решения, которое соответствовало бы всем.

Карданный вал представляет собой единый металлический механизм без гнущихся частей. За счет цельной трубки система получается несгибаемой. Все передвижения полностью передаются на заднее колесо. Вращение передается через вал вместо цепи.

История карданного велосипеда

Самый первый велосипед был с деревянной рамой и без педалей. Наездникам приходилось часто менять обувь. Изобретатели продолжали работать над совершенствованием транспортного средства.

К счастью, во время обзора мы наблюдали, что более 90% велосипедов имеют отверстия для крыла в конце вилки. Таким образом, мы решили выбрать крыло отверстия в опорной точке втулки крепления? Используя это преимущество, мы проектируем наш опорный стержень, как показано ниже: для подключения к вилке используются два отверстия, а остальные - для крыла, если это необходимо. Регулируемые конструкции В механизме предусмотрено несколько конструкций для установки на различные велосипеды; они вместе обеспечивают жесткое крепление и идеальное расстояние между двигателем и шиной.

Запатентован велосипед был более 50 лет назад. Но не смог приобрести продолжение своего существования из-за сложности в производстве и отсутствия переключения скоростей.

Развитие карданной передачи:

1890 год – английский изобретатель А. Фернхед разработал первый вальный привод. В первой модели вал располагался над задней вилкой рамы, в отдельном кожухе. Далее, в моделирующих устройствах вращение вала происходило внутри пера. Англия не одобрила открытия.

Соединение горизонтальной и вертикальной консолей? Слоты на кончике опорного стержня Эти прорези обеспечивают многократный уровень высоты двигатель может быть установлен так, чтобы двигатель был достаточно близко, чтобы участвовать при работе, но не слишком близко, что она попадает в шину, когда не работает. Блокирующие двигатели Блокирующие двигатели используются для блокировки двигателя от зацепления, и в этом случае двигатель застревает с шиной. Несколько отверстий были включены, если пользователь захочет переместить блокировщики в соответствии с определенным углом блокировки, необходимым для их велосипеда.

В 1894 году Фернхед доставляет устройство в США. Американское предприятие Pope Manufactuping приобретает эксклюзивные полномочия этого открытия в своей стране. В этом же году, автономно от Фернхеда, американский конструктор В. Стиллман подает заявку на патент точно такого же устройства.

1899 – велосипеды с карданной передачей находятся на пике известности. Но по продажам они продолжают уступать, вело транспорту с цепной передачей.

Дроссель Контроллер может работать от приобретенной схемы сервомеханизма. Устройство может работать в трех режимах, один из которых позволяет пользователю вручную поворачивать регулятор потенциометра, чтобы изменить рабочий цикл сигнала и, таким образом, управлять скоростью двигателя. Рисунок 7: Устройство сервоусилителя? Надежность и прочность дроссельной заслонки имеют решающее значение для безопасности пользователя, и поэтому мы решили использовать купленный дроссель большого пальца. Этот дроссель был фактически дросселем датчика холла, который генерирует сигнал, линейно изменяющийся от 0 до 5 В с углом поворота.

1910 год – американская автомобильная фабрика Pierce Arrow Automobile, выпустила серию вальных велосипедов. Спортсмены принимали участие в международных велогонках на таких двухколесных машинах и выигрывали. Некоторое время транспортное средство преобладало над велосипедами с цепью.

Преимущества карданного велосипеда

Время идет, технический прогресс не стоит на месте. Сейчас велосипед с карданной передачей можно встретить гораздо чаще, чем раньше. Это говорит о превосходстве транспортного средства.

Затем мы попытались управляйте выходом схемы сервомеханизма, подключив дроссель датчика холла к его входу. Следуя советам любителей в Интернете, мы удалили потенциометр и прыгнули кабель на цепь сервомеханизма; однако это не позволило контролировать рабочий цикл сигнала. Дроссель датчика Холла Рисунок 555 Цепь таймера? Однако изменения, внесенные нами в схему в нашей предыдущей попытке, по-видимому, нанесли некоторый урон, а выходной сигнал дал слишком малый рабочий цикл, чтобы скорость двигателя была достаточно высокой, чтобы взаимодействовать с колесом.

Неоспоримые преимущества :

Не спадает и не рвется цепь.
Улучшена проходимость за счет клиренса. Подходит для прогулок по горной местности.
Сохраняется целостность одежды благодаря отсутствию цепи и звездочке.
Редко требуется техническое обслуживание.
Налаженная работа системы, что повышает надежность транспортного средства.
Существует защита трансмиссии от механических и климатических влияний.
Безупречная аэродинамика.
Возможность переключать передачи на месте (удобно для поездок по городу).

Безусловно, карданный велосипед имеет определенные минусы.

В цепи используется таймер 555, а рабочий цикл и частота выходного сигнала прямоугольной формы могут определяться выбором значений резисторов и конденсаторов. Поскольку эта схема может создавать только квадратные волны рабочих циклов от 50% до 99%, мы добавили инвертор к выходу, чтобы получить желаемый рабочий цикл 12%. При питании от источника питания схема генерировала правильный выходной сигнал. Ранее схема сервомеханизма включала питание 5 В от контроллера; однако мы не смогли задействовать эту схему таймера 555 таким образом. 4 Результаты Результаты тестового монтажа Моторное устройство может быть успешно смонтировано на разных велосипедах с различными типами конструкций руля.

Недостатки велосипедов с карданом

Увеличенный вес за счет конструкции карданной передачи.
Минимальное количество переключения передач (от 3 до 8 передач).

Это основные минусы, которые останавливают покупателей от приобретения такого велосипеда.

Три регулируемые конструкции обсуждаются выше, чтобы обеспечить гибкость монтажа. Примеры успешных монтажных шкафов Мы даже сумели установить наши многофункциональные устройства на велосипед с крылом, как показано на рисунке. Блок, прикрепленный к велосипеду с передним колесом. При тестировании нашего решения мы измерили время, затраченное на установите двигатель на каждый велосипед. В каждом случае время составляло менее 2 минут. Вес нашего двигателя с фрикционным приводом составляет 45 кг, что значительно легче, чем обычный двигатель-ступица.

На сегодняшний день уже имеется прогресс. Решены следующие моменты:

используется кардан с минимальным весом;
увеличена жесткость в строении задней части рамы.

Конструкция велосипеда совершенствуется. Это говорит о том, что популярность лайбы с карданной передачей в скором времени увеличится.

Отличия карданных велосипедов от конкурентов

Основным конкурентом карданной передачи до сих пор остается велосипед с цепным приводом.

Можно провести дополнительные испытания, чтобы найти другие ограничения и ограничения нашего дизайна. Тест скорости еще не выполнен из-за проблем, с которыми мы сталкиваемся с электрическим дизайном. Испытательные аттракционы будут выполняться после того, как электрический дизайн будет зафиксирован.

Его способность приспосабливаться к различным формам и размерам руля, а также для размещения различных типов отверстий для крыльев указывает на то, что это практическое решение для людей, ищущих непостоянное электрическое моторное решение для своего велосипеда. Два случая, когда блок не подходил к велосипеду, являются исключениями, которые не подрывают успех нашего решения. В случае, когда расстояние от руля до шины передних колес было слишком длинным, шток руля был регулируемым и мог быть опущен для размещения моторного механизма.

Транспортное средство с цепной передачей требует постоянного ухода системы. Скорость может меняться за счет зацепления цепи на малые звезды. Это приводит к рывкам и колебаниям во время движения.

По КПД карданный (95%) и цепной (80-95%) приводы близки друг к другу.

Карданная передача имеет все основания быть впереди своего соперника. Простота и безопасность конструкции позволяет свободно передвигаться по пересеченной местности. Также прекрасно подходит для городских поездок.

Учитывая обстоятельства нашей схемы дроссельной заслонки, мы не смогли выполнить тест-аттракционы и, следовательно, не можем предоставить информацию об электрическом КПД нашего решения. Как уже упоминалось ранее, устройство будет прикрепляться к рулям с помощью зажимов. Устройство может настраиваться на различные высоты вдоль крепления, чтобы достичь оптимального положения для любого велосипеда. Заключительное резюме 3 Текущие обязательства членов команды Наша команда по-прежнему привержена обеспечению полной работоспособности нашего мотоциклетного двигателя и желанию включить рабочий дроссель в рамках нашего окончательного проекта.

Где купить велосипед с карданным приводом?

Репутация байков с вальным приводом растет благодаря повышению технических качеств. Велосипедисты отмечают прогресс развития в легкости хода, плавности переключения скоростей и прочность конструкции.

Но все же поиск и покупка карданного велосипеда пока достаточно кропотливый процесс. Не каждый вело магазин может хвастаться наличием велосипедами данной категории. Поэтому сначала советуем изучить предложение интернет магазинов, а как определитесь с моделью — можно поискать на местных вело рынках и вело магазинах.

Ниже приведен список рекомендуемых действий, которые должны обеспечить соответствие наших конечных результатов исходным целям проекта: Гидроизоляция Мы рекомендуем, чтобы контроллер и аккумулятор сидели в водонепроницаемом корпусе под металлической рамой. Цепь сервомеханизма должна работать в ручном режиме, при этом ручка потенциометра устанавливается в положение, обеспечивающее рабочий цикл не менее 12%, чтобы скорость двигателя была достаточно высокой, чтобы сцепляться с шиной. Эта настройка должна позволять пользователю активировать двигатель, нажав кнопку пульта и отключив его при отпускании кнопки.

Выбирая велосипед, стоит учесть следующее :

Рост и вес велосипедиста.
Стиль катания (горный, городской, спортивный).

Производители карданных велосипедов

Alpine – занимается производством карданных велосипедов. Многие наездники оценили качественную сборку, легкость в управлении и бесшумную работу системы.

Пользователь по-прежнему имеет возможность регулировать скорость двигателя, изменяя ручку потенциометра на цепи сервомеханизма, так как одна скорость может быть не оптимальной для всех велосипедов. Аварийный тормоз Для обеспечения безопасности решения необходимо установить аварийный тормоз в случае отказа дроссельной заслонки или контроллера. Поэтому тормоз должен прерывать цепь между батареей и контроллером, а тормозной дроссель должен быть установлен в легкодоступном месте. Велосипедная корзина.

Помимо эстетического улучшения дизайна, корзина обеспечит пространство контроллеру и батарее. Как уже упоминалось ранее, наши члены команды привержены постоянному совершенствованию нашего решения, и мы надеемся, что выполним эти рекомендации к моменту сдачи проекта нашим спонсорам проекта. Есть пара конфигураций, которые используются для установки электрического велосипедного двигателя на велосипед, каждый из которых имеет свои преимущества и недостатки.

Mifa – производит велосипеды с карданной передачей, для городских поездок.

Dynamic Bicycles – специализируется на выпуске байка с вальным приводом.

Для того чтобы приобрести качественный велосипед, необходимо опираться на отзывы пользователей, личные предпочтения. Также стоит выбирать модели в специализированных магазинах.

Кроме того, хорошо знать, что каждая из этих конфигураций может быть подключена практически к любому типу велосипедов, но есть исключения. Передняя вилка велосипеда может быть препятствием, например, для установки некоторых электрических велосипедных двигателей, предназначенных для размещения на ступице переднего колеса.

Перечень позиций крепления электрического велосипеда. Двигатель переднего колеса встроен в центр переднего колеса. Он в основном изолирован от остальной части велосипеда и поэтому довольно прост и адаптирован. Задняя зубчатая передача остается нетронутой, это большой плюс для велосипедов с задними внутренними зубчатыми втулками. Он оставляет велосипед с полным набором задних ступиц для переключения передач или ступиц, он не устанавливает никаких особых ограничений.

Можно ли сделать самостоятельно?

Некоторые велосипедисты, проведя сравнение велосипеда с цепной и карданной передачей, останавливаются на последнем варианте.

Возникает вопрос о самостоятельном производстве такого байка. Реально это или нет?

Самостоятельная конструкция такого велосипеда невозможна. Для этого требуется высокотехнологичное оборудование и качественные детали.

Многие конверсионные комплекты используют такую конфигурацию. Это очень просто и просто установить. Просто замените старое колесо новым колесом, которое включает электрический велосипедный двигатель, и вы почти закончили. Предполагая, что батарея находится в задней части велосипеда, вы получаете лучшее распределение веса.

Кроме того, практически вы получаете двухколесный привод. Двухколесный привод лучше использовать на скользкой поверхности, потому что вы получаете лучшую управляемость. Другое дело, что помощь переднего колеса не вызвала никаких непредвиденных колес при внезапном ускорении.

Отзывы о велосипедах с карданным валом

Механизм находится в машинном масле, которое меняю раз в год. Проехал пока полтора километра, передвигался по городу и трассе. За время использования ничего не отвалилось, скрипов не появилось. Количество передач мне хватает с головой. Покупкой велосипеда я доволен.

Но, конечно, ничто не идеально, а передний привод также имеет некоторые недостатки. Дополнительный вес переднего колеса может привести к тому, что поездка будет меньше комфорта на неровных дорогах, потому что добавленный вес создает большую силу на руле при движении по рельефу.

Некоторые говорят, что в реальном мире лишний вес почти не замечен. Вы заметите это только тогда, когда вам нужно поднять переднее колесо. Мое мнение таково, что каждый дизайн переднего колеса действует несколько иначе. На передней вилке больше давления. Такая конфигурация двигателя обычно не подходит для алюминиевых вилок, которые являются предпочтительным материалом с точки зрения веса. Электрический велосипедный двигатель слишком силен для алюминиевой вилки и может изгибать или даже разрушать выпадения.

Оценка:

Илья Гордеев, Москва

Использование карданной передачи, идеально подойдет для городских велосипедов. Также для велопрогулок или добраться до работы. Эксплуатация в экстремальном спорте такой системы не подойдет. Велика вероятность повреждения вала. Самостоятельный ремонт практически невозможен. Покупка новой системы и сервисная замена приведет к большим финансовым затратам.

Передний двигатель также может вызвать небольшое неудобное поведение рулевого управления из-за дополнительного веса, особенно при низких скоростях, а также некоторых вибраций передней рамы. Передний привод также уменьшил тягу во влажном состоянии и внедорожников по сравнению с некоторыми другими системами привода.

По сравнению с другими приводами, использующими велосипедные шестерни, переднее колесо не имеет шестерен. Поэтому для получения такой же выходной мощности требуется более большой двигатель переднего колеса по сравнению с цепным приводным двигателем. Больший двигатель весит больше и поедает больше энергии.

Оценка: 4.5 2 голосов

Каждому человеку будет очень тяжело крутить педали при подъеме в горку, особенно с затяжным уклоном. Не менее утомительно ездить на велотранспорте против сильного ветра, когда даже со спуска нужно прилагать усилие на педали, чтобы не остановиться. На прямых участках дорог, ну и особенно на склонах, велосипед имеет одни преимущества: тишина хода, нет ограничения в запасе топлива, не предъявляются требования государственного транспортного учёта. Скорее всего, если бы были массово доступны велосипеды с электроприводом, то легким двухколесным транспортом пользовались бы раза в два больше людей.

Устройство электровелосипеда

Чтобы собрать самодельный электропривод или установить купленный комплект на велосипед необходимо знать назначение отдельных устанавливаемых деталей. По сути, электровелосипед – это обычный велосипед, на котором дополнительно закреплены следующие детали:

электродвигатель;
передаточный механизм;
аккумуляторная батарея;
контроллер;
регулятор скорости;
оборудование контроля.

Электродвигатель может быть коллекторным, со щетками, или бесколлекторным, более простым по устройству, но более габаритным при равной мощности. Рационально устанавливать на велосипед электромоторы мощностями в пределах 150-1500 Вт. По рабочему напряжению электродвигатели выбираются на 12, 24, 36, 48 В. Чем выше напряжение, тем ниже ток, протекающий по обмоткам двигателя и подключаемым проводам, следовательно, можно использовать проводники меньшего сечения.

Своими руками можно собрать ременной, цепной или фрикционный передаточный механизм.

Аккумуляторная батарея обычно закрепляется на багажнике или в креплении на раме велосипеда. Лучше использовать необслуживаемые аккумуляторы, без жидкости. Свинцово-кислотные аккумуляторы имеют больший вес, в сравнении с другими типами аккумуляторов, при той же емкости. К тому же из них вытекает кислота при наклоне велосипеда. Разумно поставить батарею емкостью не более 20 Ач, так как большего объема батареи будут слишком тяжелыми, чтобы возить их на велосипеде.

Контроллер, заводский сборки, представляет собой прямоугольный блок в алюминиевом корпусе, для лучшего охлаждения. Главное назначение контролера – это изменять величину тока питания электродвигателя, по падению напряжения на переменном сопротивлении в регуляторе скорости. Регулируется ток силовыми тиристорами или полевыми транзисторами, им то и нужно охлаждение при работе. Второстепенные функции электронного блока: измерять уровень заряда батареи, ограничивать ток заряда батареи, ограничивать скорость передвижения на велосипеде.

Регулятор скорости фактически является переменным резистором. Для удобства этот реостат устанавливается в привычную поворотную ручку, которая одевается на руль.

К оборудованию контроля относятся:

предохранители;
тормозная ручка с микроконтактом, который отключает электродвигатель во время торможения;
фара в корпусе, с выключателем питания, сигналом, светодиодным индикатором уровня заряда батареи;
датчик, включающий двигатель при вращении педалей.

Виды электроприводов

Электроприводы для велосипедов бывают трех видов:

Фрикционные.
Цепной, ременной.
Мотор-колесо.

Фрикционная передача

Подобная разновидность электропривода встречается в продаже, но большой популярностью не пользуется. Монтируется привод в сборе с электродвигателем и батареей на подседельный штырь, над задним колесом. Передача вращения от электродвигателя происходит за счет трения обрезиненного ролика об покрышку. Кажется, что в такой передаче все просто и надежно. Но такой способ передачи отлично работает только на детских электрических машинках и велосипедах, а для ежедневного использования на большом велосипеде он является не удачным.

У фрикционной передачи много недостатков.

Быстро стирается покрышка приводимого в движение колеса.
Необходимо поддерживать повышенное давление в камере движимого колеса.
Возникает пробуксовка приводного ролика при подъеме в горку, перевозке груза, особенно при езде по мокрой дороге или снегу.
Тяжелый привод создает сильное изгибающее усилие на подседельный штырь и постепенно ломает раму велосипеда.

Фрикционный электропривод для велосипеда имеет одно преимущество – простота установки . Велосипед оборудовать таким приводом посильно каждому человеку: достаточно закрепить устройство над колесом, установить ручку-регулятор, и можно отправляться в дорогу.

Ременной или цепной электропривод

Такой вариант привода многие мастера собирают своими руками из электромоторов от стиральных машин, автомобильных стартеров, клиновых ремней, цепей, тяжелых свинцово-кислотных аккумуляторов.

У электроприводов с цепными и ременными передачами есть недостатки.

Открытая передача подвержена повышенному износу.
Такая передача на колесо значительно более шумная, чем у других электроприводов на велосипед. Особенно слышен шум цепи, ремня при прогулке на велосипеде по парку, лесу.
Чтобы подключить подобный электропривод к велосипеду, необходимо на раму поместить громоздкую конструкцию для крепления электродвигателя и ведущей звездочки или шкива.

Элекпропривод через цепь или ремень является очень удобным, чтобы построить самодельный электровелосипед.

Можно подключить цепной привод к многоскоростной передаче велосипеда. Переключая передачи, легко регулировать величину усилия на электродвигатель, при подъеме в гору, проезжая глубокий песок, снег. Когда электродвигатель вращается на полных оборотах, не гудит, он потребляет меньше тока. Заряда аккумуляторов хватает на долгое время, если не перегружать электродвигатель.
Можно собрать такой электрический велосипед с цепным или ременным приводом, который сможет развивать большую скорость, чем готовые, заводской сборки варианты. Развить рекордную скорость на велосипеде поможет имеющаяся скоростная цепная передача.
Свободный выбор места установки электродвигателя, так как длину цепной и ременной передачи можно менять в широких пределах.

Продаются готовые наборы со звездочками, цепью, электромотором, батареей, зарядным устройством, контроллером, ручкой-регулятором, которые подойдут на велосипед без амортизаторов, с жестким хвостом (хардтейл) и полным подвесом. Только цены на электронаборы с цепной передачей выше, чем на комплекты электроприводов другого вида. Большую популярность среди покупателей имеют наборы с цепной передачей тайваньского производителя Cyclone.

Мотор-колесо

Наиболее распространенный вид электропривода, имеющийся в продаже. В таком устройстве бесколлекторный электродвигатель установлен в ступицу колеса.

Преимуществ у колеса с электромотором много:

Установить мотор-колесо несложно, как сзади на раму, так и спереди на вилку.
Можно собрать полноприводной велосипед, установив два мотор-колеса.
Работающий бесколлекторный двигатель практически не слышно.
Колесо на велосипеде с большой ступицей смотрится значительно лучше, чем закрепленный на раме электродвигатель.

Имеется несколько замечаний по опыту использования мотор-колеса.

Нельзя устанавливать колесо с электромотором большой мощности на алюминиевую вилку, иначе тангенциальная сила вращения мотора сломает усик дропаута вилки. Вилка велосипеда отлично выдерживает поперечную силу, направленную снизу вверх. Задние дропауты велосипеда рассчитаны на тангенциальную силу, которая смещает колесо перпендикулярно оси, поэтому на них можно смело ставить колесо с электромотором максимальной мощности.
Нельзя крутить мотор-колесо с замкнутыми проводами, выходящими из него. Первое, что делает человек, взяв колесо в руки – он начинает его крутить. При принудительном вращении любой электромотор вырабатывает электрический ток. От статора электродвигателя выходит три толстых провода и два или более тонких от датчика. Если при вращении колеса эти провода будут замкнуты между собой, то между ними пробьет искра, и испортит датчик.
Монтировать электроколесо нужно так, чтобы провода, выходящие из его ступицы, были слева. Тогда колесо будет вращаться в нужную сторону.
Во многих азиатских странах существует ограничение скорости передвижения на велосипеде – не более 25 км/ч. Поэтому в контроллере предусмотрена блокировка от превышения установленной скорости. Быстрее разогнаться не получится, даже ускоряя велосипед педалями. Выключенный контроллером электродвигатель будет работать в режиме генерации, как электромагнитный тормоз.

Продается множество наборов, в которые входят: собранное колесо с электродвигателем от 200 до 1000 Вт, контроллер, батарея, зарядное устройство, оборудование контроля, регулятор скорости. Можно купить более дешевый комплект мотор-колеса на велосипед, в котором нет аккумуляторной батареи, и продается не собранное колесо, а отдельно втулка с мотором. Самые популярные электроколеса на велосипед выпускают фирмы: Electra, Golden motor, Polariss, Yamasaki.

Нужно сказать, что сейчас нет смысла собирать электровелосипед из подручных комплектующих, так как можно приобрести проверенный, надежный набор электропривода на велосипед. К тому же, можно купить готовый, красиво собранный электровелосипед например у таких производителей: GRACE, Izip, Sanyo Electric, Schwinn, Yamaha.