Коробка передач для велосипеда своими руками

Обновлено: 07.07.2024

Автоматическая передача для велосипеда - алгоритм работы

В принципе возможно создание автоматической передачи для велосипеда. Она может быть ступенчатой (в т.ч. традиционной цепной), может быть бесступенчатой механической, а может и вовсе не механической. Главное - что механическая передача сама выбирает передаточное отношение из параметров движения. (Хотя, конечно, те конструкции, которые не позволяют или не рекомендуют переключение под полной нагрузкой, как традиционная цепная, в любом случае требуют вмешательства велосипедиста в виде снижения нагрузки во время переключения, что портит всю идею).

Вопрос же состоит в том, каким должен быть алгоритм работы автоматической передачи, чтобы это было адекватно для реальной езды.

Допустим, что идеализированная передача представляет собой или бесступенчатый вариатор, или коробку передач, но в любом случае способна менять передаточное отношение всегда - под нагрузкой и без неё, в движении и без движения, при вращении педалей или без вращения, и всегда сохраняет жёсткую связь между педалями и колесом (поскольку велосипедисты привыкли к моментальной силовой связи, и отсутствие такой связи будет по крайней мере непривычно, а на трясучке, когда надо привставать, может оказаться невыносимым и даже опасным). Имхо, для общего назначения (скажем так, для усреднённого покатушечника/коммьютера, который не хочет думать о переключении передач) имеет смысл, чтобы при неподвижном велосипеде и отсутствии нагрузки (т.е. когда вероятнее всего велосипедист начнёт движение через некоторое время) по умолчанию устанавливалась какая-то средняя передача, на которой удобно садиться и начинать движение на горизонтали или в небольшой подъём. Такая, при которой, с одной стороны педаль не проваливается моментально под весом ездока, пока он поднимается себя на седло, а с другой стороны, велосипед достаточно быстро набирает первоначальную скорость, на которой можно легко держать равновесие. Допустим, что-нибудь вроде шага 3,0..3,4 м (передаточное отношение вроде 1,4..1,6). Вероятно, то же самое передаточное отношение имеет смысл сохранять при движении на низких скоростях и при низкой нагрузке (типичный режим движения медленно катающихся по паркам/тротуарам на горизонтали) - поскольку это и удобно, и это фактически режим готовности к предстоящему разгону - а разгон опять же удобно начинать на каких-то таких передачах. В условиях более пересечённой местности или более "внедорожного" субстрата эта передача по умолчанию должна быть, конечно, ниже - у пользователя должен быть некий рычажок для установки передачи по умолчанию.

А вот когда параметры движения выходят за рамки малого каденса и малой силовой нагрузки, в общем случае уже возникает потребность изменения передаточного отношения. И интересно было бы представить (пофантазировать), каков именно мог бы быть алгоритм выбора оптимальных передаточных отношений для стационарных режимов езды, а также времени и темпов подхода к этим стационарным режимам. Интересно, можно ли использовать в качестве целевой, скажем, формулу вроде "сила = индивидуальный коэффициент * каденс в квадрате" (примерно в такой формуле, очевидно, живут трековики, а также фиксо- и сингловоды на горизонтальных участках (при движении с постоянной скоростью, конечно), из-за квадратичной зависимости аэродинамического сопротивления от скорости и незначительности сопротивления качению)? Или зависимость должна быть ещё более острой? Или, наоборот, более мягкой? Или какой-нибудь комбинированной, в каких-то каденсах помягче, в каких-то пожёстче?

Понятно, что пользователю нужен как минимум ещё один рычажок для регулирования этой вот целевой зависимости (смотря сколькими параметрами она характеризуется). Чтобы можно было, когда этого осознанно хочется, перейти на более низкий каденс, привстав на педалях и т.п. или наоборот.

Если у продвинутых шоссейщиков и прочих спортсменов ныне встречаются всякого рода мощемеры, и собираются всякие данные, по которым можно было бы строить статистику, то вот у всякого рода парково-пивных катальцев, покатушечников, туристов, простых коммьютеров и прочих никаких мощемеров, конечно же нет из-за суровых цен на оные, так что с объективными данными по режимам педалирования этих категорий велосипедистов дело швах. Хотя, впрочем, автоматическая передача в идеале должна ориентироваться не на то, как обычно крутят, а на то, как правильно крутить. Но проблема ещё в том, что не факт, что механический перенос цифр с крутых спортсменов на обычных средних людей просто с домножением на какой-то коэффициент даст именно правильный результат.

Достаточно одной "крутилки" как в nuvinci n360.
Плюсы:
- просто управлять (1 интуитивно понятная "крутилка")
- потенциал в четкой работе во многих ситуациях (можно и на педалях поехать со старта и в грязи не увязнуть)
- моментальная отдача (нет адаптации "коробки")

Если делать именно "автоматическую коробку", то, наверно, имеет смысл измерять физические возможности ездока. Измерить напряжение и "усталость" мышц, думаю, будет сложно , поэтому можно для этой цели измерять вес ездока, наклон велосипеда и каденс. Брать усредненные значения и адаптировать работу коробки по мере использования для каждого человека. Рычажки заменить на переключатель режимов: город, бездорожье, снег Всё как обычно. Отдельно можно вынести на руль переключатель режима "высокого каденса" (режим "езды стоя на педалях"), но это в идеале включать автоматом при поездке, например если на сиденье нет веса - включать.

Инновации входят в нашу жизнь постоянно, затронули они и велосипед, а точнее системы переключения передач. Чтобы понять, какие изменения произошли в этой сфере, мы постарались детально раскрыть информацию о типах переключения, а также рассказать вам о новинках, которыми инженеры укомплектовали велосипед с автоматическим переключением передач.

Принцип переключения передач велосипеда

Итак, типов систем переключения передач есть 2:

новая автоматическая;
консервативная механическая.

Механическая работает при помощи тросика, манетки и, собственно, самого переключателя. Автоматическое переключение осуществляется при помощи планетарных втулок, которые усовершенствованы системами автоматического переключения скоростей.

Автоматическое переключение передач велосипеда

Планетарная втулка

Новинка, которая порадовала любителей велоспорта.

Некоторое время назад на рынке стали появляться модели велосипедов с автоматическим переключением. Они быстро завоевали своих верных фанатов, так как решали существенный вопрос: автоматическое включение нужной передачи в условиях рельефных, физических и других ограничений. В ситуациях, когда нужно быстро принимать решения, автоматика стала незаменимой.

Компоненты планетарной втулки

Основной особенностью устройства автоматики стала планетарная втулка, со встроенной трансмиссией-автоматом. Эта система комплектуется в один герметичный механизм с шестерёнками, который монтируется внутрь колеса. Устройство достаточно надёжно и не требует дополнительного ухода. Оно хорошо изолировано от воды и пыли за счёт конструкции механизма. И также стоит отметить особенности цепи трансмиссии, которая стала изготовляться более широкой и крепкой. Основная её задача состоит в передаче усилий, а не для гибкости, как в обычных трансмиссиях.

Основными преимуществами втулок являются:

Нет заднего переключателя (цепь почти не слетает со звёздочек, что особенно важно на бездорожье).
Цепь остаётся чистой от грязи.
Сочетается с ножным тормозом.
Изменение передачи осуществляется без необходимости движения.
Минимум запчастей: передние и задние звёздочки и цепь. Высочайшая надёжность на любой модели велосипеда.
Остаются в рабочем состоянии при падениях и авариях.
Ваша одежда остаётся чистой, так как есть возможность поставить полную защиту цепи.

Недостатки планетарных втулок:

тяжёлые, что очень важно для профессиональных соревнований;
дороговизна по сравнению с классическими системами переключения;
сложность в настройке передаточных чисел (все скорости можно настроить только заменой передних и задних звёздочек);
ограничение на максимальный вращательный момент;
поглощает большое количество энергии до 10%.

Последние разработки втулок нового поколения представили вашему вниманию сразу несколько компаний. По сути, это коробки-автоматы, которыми укомплектованы втулки.

Лидерами в этой индустрии стали компании Shimano и SRAM, они первые усовершенствовали велосипед автоматикой. Эти нехитрые устройства выпускаются маленькими партиями и работают на базе электронных датчиков Nexis, Shimano, Auto и других.

Рассмотрим устройства, которые устанавливаются на велосипед для автоматического переключения передач.

Планетарные втулки с автоматикой. Обзор производителей

Примером втулки с автоматическим переключателем может быть новинка от компании SRAM.
Sram Automatix — это новая двухскоростная втулка, со встроенным переключателем передач. Она при помощи анализа каденса движения и других механических и физиологических факторов меняет скорости во втулке. Трансмиссия велосипеда изготовлена таким образом, что обеспечивает высокую мощность на низких оборотах, это очень облегчает преодоление на велосипеде подъёмов.

Планетарная втулка с автоматикой

Любители велоспорта отметят изменения в управлении скоростями, такие как:

нет манетки;
отсутствует задний переключатель;
нет тросика.

Система сама управляет переключениями, в зависимости от скорости передвижения велосипедиста и от каденса (интенсивность прокрутки педалей). Втулка Sram Automatix не требует никакого обслуживания. Она смонтирована таким образом, что человек, управляющий велосипедом, мог забыть о шприцовке и всевозможных настройках.

Переброс цепи передачи происходит на скорости 12, 14 или 18 км/ч. Это условие обсуждается заранее с производителем велосипеда. А также туда входит система ножного торможения. Втулка Sram Automatix совместима со звёздочками, имеющими от 15 до 21 зуба и обводами на 36 или 28 ячеек.

Создатели рекомендуют это устройство для езды по городу, акцентируя внимание на удобстве, неприхотливости и надёжности. Автоматика Sram будет идеальна для людей, не желающих совершать дополнительные действия и отвлекаться от езды.

Переключайте скорости при помощи Bluetooth от Shimano

Управление скоростями со смартфона

Насколько безопасно управление автоматикой со смартфона?
Насколько она послушна, защищена от взлома?
Насколько точно система работает в ситуациях, когда несколько велосипедов находятся рядом?
Насколько снижается внимание на дороге при использовании гарнитуры?

Безусловно, следующие версии ответят на эти вопросы. Уже сейчас можно устанавливать минимальную и максимальную скорости, крутящие моменты, всячески настраивая велосипед под особенности своего тела и персональную физиологию.

Автоматическая коробка от BioShift

Ещё одна новинка от американской компании Baron Biosystem. BioShift — это ещё одна система автоматического переключения. Она совместима с японской Shimano, также имеет автоматическую настройку скоростей, каденса, учитывает физическую подготовленность велосипедиста.

Важной особенностью BioShift является невозможность использования нежелательных комбинаций переключения скорости, при которых происходят опасные перегибы цепи. Кроме того, при увеличении нагрузки, например, при движении вверх не задействуется передний переключатель на велосипеде.

Механическое переключение скоростей на велосипеде

Некоторое время спустя количество скоростей росло и сейчас нормой стали модели с 18–27 значениями. И наконец, новинки, выпущенные совсем недавно, порадовали любителей велоспорта десятью звёздочками на back-переключателе, но они пока ещё раритетны и не получили широкого применения.

Манетка с тросом для механического переключения скоростей

Манетка, тросик и переключатель

Как все знают, в велосипедах увеличение скорости подразумевает перемещение цепи от большой звёздочки к малой. Когда велосипедист хочет ехать быстрее, он перемещает цепь при помощи манетки к звёздочке меньшего диаметра и наоборот снижение скорости ослабляет натяжение цепи и переключатель передач перемещает её к звёздочке большего диаметра. Манетка (система управления переключателем) оснащена специальным тросиком, который приводит в действие сам переключатель, расположенный возле звёздочек-передач. Далее, всё просто: при натяжении тросика переключатель передвигается и переносит цепь на звёздочку меньшего диаметра, а при ослаблении, наоборот, возвращает её назад.

Не переключайте механический переключатель скоростей, когда вы стоите на месте или под нагрузкой. Переключение лучше осуществлять в нормальном (спокойном) режиме езды.

Плюсы и минусы

Плюс механики, конечно, надёжность, а к минусам можно отнести неудобство переключения в движении. И также не стоит забывать о стрессовых моментах, когда возможность управления ограничена. Эти проблемы вызывают постоянные споры среди любителей велоспорта.

Использование в велосипедах автоматической трансмиссии удобно и безопасно. Она надёжная, проста в эксплуатации, не требует дополнительных настроек и ухода.

Тут вывод один: всё познаётся в сравнении. Какой тип переключения передач на велосипеде вы выберите, зависит только от вас. Какая-то часть любителей велопрогулок выберет автоматическое переключение передач, а какая-то навсегда останется с механикой.

Как правильно переключать передачи на велосипеде. Как определить число передач на велосипеде, в чём заключается принцип работы трансмиссии, основные правила и рекомендации по переключению передач.

Своевременная замена троса переключения передач на велосипеде — залог нормального функционирования и целостности механизма. Замена троса — несложная процедура, это вполне реально сделать самостоятельно.

: Выполняем установку, настройку и регулировку переднего переключателя скоростей на велосипеде. Изучаем устройство переключателя, принцип его действия, учимся делать предварительную проверку.

Тема коробок передач начала широко набирать популярность, и если раньше подобными ухищрениями страдали наслаждались только небольшие конторы типа Nicolai, то сейчас всё больше и больше производителей прибегают к такой вариации компоновки велосипеда. Внутри вы найдёте простое объяснение на первый взгляд сложных вещей об устройстве коробки от Pinion. Велком под кат.

Вообще, несмотря на матанозатратность и сложность производства, как говорит нам википедия, отсылки к первым решениям с попыткой воткнуть передачи велосипеда внутрь какого-то кожуха начинаются где-то с 1890 года. Фотографий тех далёких времен я не нашел, вот вам немного более свежие:

Толи Чешский велосипед с Швейцарской коробкой, то ли наоборот. Phoebus Velo Oldtimer Mutaped:

Были так же варианты просто засунуть привычные цепь и звёзды внутрь защитного корпуса. Нашумевшая Honda RN-01 внутри выглядела как привычная нам связка со звёздами и переключателем:

Сама Хонда – это экземпляр достойный отдельной статьи, мы ещё обязательно поговорим о ней.

Вернёмся в наше время. Сегодня мы рассмотрим одну из самых новых и сложных коробок для велосипеда — Pinion P1.18. Из названия понятно, что в коробке 18 скоростей, а заявленный диапазон 636%, что довольно некисло. Классические варианты со звёздами такой диапазон не дают. Платой за это становится вес и цена. Не каждый готов отдать более 1500$, а вес этого добра около 3 кг. Есть у производителя и более дешевые варианты с меньшим диапазоном и весом. Обновлённая версия C.1.12, например, с диапазон 600% и весом в 2.1кг, стоит порядка 1000$, что уже вполне конкурентно, по сравнению с премиальными классическими решениями от Shimano и Sram.

Очевидно, что несмотря на попытки выжать все соки из классических решений, типа увеличения количества звёзд сзади до 12 штук, или увеличения количества зубов на самой большой звезде сзади до 52Т – рано или поздно такая гигантомания достигнет разумных пределов (или нет?).

Коробка требует меньше затрат на обслуживание (60мл масла внутри меняются раз в год или каждые 10 000км).
Внутрь не попадает грязь, пыль, песок, вода и прочие абразивные материалы или посторонние предметы.
Можно использовать в связке с ремнем вместо цепи и вообще забыть о замене изнашивающихся частей привода, ведь хороший клиновой ремень гораздо труднее порвать или повредить, а его срок службы на порядок дольше, чем у любой цепи. Смазки такой ремень не требует вовсе.
Если у вас коробка, то никакие переключатели не торчат в разные стороны и нечего не норовит зацепиться за вон-тот торчащий камень или этот прекрасный куст. Да, конечно, коробка находится в районе каретки и может зацепить что-то на земле при хорошем дропе, но у неё хороший защитный кожух, а такое расположение помогает добиться хорошей развесовки велосипеда, что опять же плюс.
И самое главное – на коробку распространяется 5-ти летняя гарантия, а ожидаемый срок службы гарантированно более 100 000км! Как вам это, впечатляет? Прикинуть насколько выгодно становится пользоваться такой системой не составит труда, ведь звёзды и кассета — это просто расходники и часто меняются, а всё это стоит немалых денег.

Мы взяли Pinion P1.18 как самую сложную коробку из всей линейки Pinion. В остальных коробках всё так же, только с меньшим количеством зубчатых шестерней. Сравните P1.18 и P1.9

Как видно внутри банально уменьшили количество пар шестерней и изменили размеры некоторых из них для более ровного разброса между передачами.

Но перейдем ко внутренней конструкции. Вот вам небольшая схемка, благодаря которой будет гораздо проще ориентироваться в строении коробки:

Зелёной стрелкой отмечен первичный вал, на него усилия передаются с ваших педалей.
Красной стрелкой отмечен вторичный вал, внутри него творится вся магия.
Зеленый прямоугольник показывает 6 зубчатых шестерней, жестко зафиксированных на первичном валу.
Красный прямоугольник показывает 3 зубчатых шестерни, через которые насквозь проходит первичный вал. Никакой сцепки между ними и валом нет, а фиксируются они в самом корпусе коробки через промподшипник. С этими шестернями в жесткой сцепке находится ведущая звезда, передающая момент вращения на заднее колесо велосипеда (на схеме отсутствует).
Фиолетовый прямоугольник указывает на 6 шестерней, благодаря которым вращение передаётся от первичного (зеленого) вала ко вторичному(красному) валу.
Оранжевый прямоугольник указывает на 3 шестерни, через которые вращение от вторичного (красного) вала передаётся на 3 шестерни (выделены красным прямоугольником) и ведущую звезду соответственно.

Пока ещё выглядит мутно, но сейчас мы проясним картину. На вторичном (красном) валу у вас есть 3 оранжевых шестерни и 6 фиолетовых шестерней. Методика выбора передач примерно такая же, как и в классическом цепном приводе с кассетой. 3 оранжевых шестерни эквивалентны 3-м звёздам на шатунах спереди, а 6 фиолетовых шестерней эквивалентны 6-ти звёздам в кассете на заднем колесе. Дальше простая арифметика, 3*6 = 18 скоростей. Отличие лишь в том, что 2 соседние фиолетовые шестерни отвечают не за соседние передачи, как с кассетой, а оптимизированы по размеру, поэтому разбросаны по валу. Это сделано, чтобы добиться компактности механизма в целом.

Дальше принцип, как и в обычной втулке. Эти собачки дополнительно подпружинены, чтобы работал сам храповой механизм, а на шестернях вторичного (красного) вала присутствуют пазы для собачек, в которые собачки упираются, когда вы вращаете педали.

Возможно, кому-то покажется, что одной собачки на 1 шестерню маловато, но размер у них приличный, да и нагрузки получаются не такими, как в классической конструкции с барабаном. Вот в принципе и вся хитрость коробки передач.

Оригинал лежит тут. Если кому-то ещё интересны технические темы, то велком.

Односкоростной VS многоскоростной

Несмотря на тотальное заполнение магазинов современными моделями спортивных и горных байков, находятся ярые поклонники классических городских великов, имеющих всего один скоростной режим, которые ни за что на свете не променяют его даже на самую навороченную и надежную модель велосипеда.

И действительно, для вальяжных прогулок по городским улицам и парковым дорожкам, набережным и ровным широким тротуарам наличие многоскоростного велосипеда не так уж и обязательно. Здесь вполне сгодится обычный прогулочный байк – он и по карману не ударит, и в плане обслуживания не капризничает.

А когда речь идет о поездке по гравийной дороге или рыхлому грунту, вылазке в луга и лесные массивы, то здесь уже понадобится более мощный агрегат, способный легко преодолевать бездорожье и выдерживать значительные нагрузки. Такие модели обладают целым спектром преимуществ:

возможность подниматься в гору на низких передачах;
снижение требуемых усилий при встречном ветре;
хороший разгон на ровной дороге;
максимальная настройка параметров под конкретные условия езды и предпочтения райдера;
велосипедист меньше устает;
более продуманная тормозная система.

низкая стоимость;
неприхотливость в обслуживании (элементы трансмиссии практически не убиваемы);
новая цепь легко притирается к старым звездам (в случае с многоскоростными моделями этот фокус не пройдет);
отличная тренировка для всех групп мышц;
позволяет научиться быстро крутить педали.

К слову сказано, современные односкоростные велосипеды отличаются привлекательным дизайном и легкой конструкцией. В то же время производители спортивных моделей не отстают, изготавливая облегченные байки, которые открывают возможности для езды в разных условиях.

Так что, если у вас появилось желание самостоятельно переделать обычный велосипед в скоростной – подготавливаем необходимый инструмент, находим нужные детали, покупаем недостающие запчасти, включаем приятную музыку и начинаем работать.

Необходимые инструменты

По сути, вся переделка сводится к установке механизма, отвечающего за переключение передач. Этот процесс мы разберем поэтапно чуть позже. По желанию, можно изменить раму, установить другие колеса с более широким профилем и агрессивным рисунком протектора, заменить руль и поставить более эргономичное седло для комфортной посадки велосипедиста. Это уже детали, с которыми легко разберется даже тот, кто имеет лишь теоретическое представление о ремонте.

Что же касается основного процесса, то здесь понадобятся следующие инструменты:

Стандартный гаражный комплект велосипедиста: набор шестигранников, гаечный ключ, отвертка.
Спицевой ключ (в крайнем случае, можно воспользоваться обычными плоскогубцами).
Выжимка для цепи.
Съемник кассеты.
Точильный станок (необязательно, но очень желательно).
Расходные материалы: тросики, хомуты и т.д.

Все необходимое для работ наверняка найдется в каждом гараже. В противном случае всегда можно найти человека, который позволит воспользоваться его инструментом. А вот запчасти и детали, которые понадобятся для модернизации, лучше купить новые – они и прослужат дольше, и не будет проблем с установкой.

Необходимые детали

Поскольку мы переделываем обычный велосипед в скоростной своими руками, то, соответственно, нам нужна основа, то есть непосредственно сам байк. Мы разберем пошаговый процесс переделки на примере синглспида. Попробуем превратить его в скоростную модель с одинарной системой переключения. Нам понадобятся:

синглспид;
бестормозная втулка;
тормоза v-brake или клещи (передний и задний);
задняя кассета на 6 звезд;
две цепи для скоростного велосипеда;
переключатель;
манетка.

Для тех, кто не ищет легких путей, – устанавливать аналогичную вилку под векторы, а назад поставить клещ. Но здесь придется снимать и менять вилку.

Пошаговая инструкция

Надо сказать, те, кто решился переделать обычный велосипед в скоростной байк – люди, которые не боятся сложностей. Процесс весьма кропотливый и трудоемкий, но затраченные ресурсы с лихвой окупятся удовольствием, полученным от проделанной работы. Итак, приступим:

Заключение

Сделать из обычного велосипеда скоростной – не сложно, как может показаться на первый взгляд. Если вы не боитесь кропотливой и последовательной работы, привыкли основательно и скрупулезно разбираться в деталях, то буквально за один день сможете преобразить велосипед до неузнаваемости.

Автор статей. Серьезно увлекаюсь велосипедами и мотоциклами. Интересуюсь всем, что связано с активным образом жизни.

Снова Shimano. Снова патент. Нет, с тормозами пока всё, ABS от Shimano будет, это только вопрос времени.

Наверное, создатели уже переключающегося CeramicSpeed хватаются за сердце, когда видят документ своими глазами.

Трансмиссиям мы посвятили целую серию статей и будем рады оказаться полезными в предоставлении информации по ним:

Краткий экскурс в велосипедные КПП

Коробка переключения передач в велосипедном мире — не новость. Она из себя представляет герметичную конструкцию, которая крепится к раме и содержит в себе абсолютно все элементы трансмиссии.

Ну, и раз уже это не новость, то, очевидно, что есть и лидеры в этом непростом деле.
Pinion предлагает КПП на 6, 9, 12 и 18 скоростей, чей диапазон передаточных чисел даже шире, чем на трансмиссии любого современного велосипеда. Основа конструкции — зубчатые колеса, такие же как в автомобиле и на некоторых мотоциклах.

Еще одним производителем, известным в определенных кругах, является Effigear. Суть та же, но с некоторыми различиями.

Коробки передач дают преимущества в снижении неподрессоренных масс в задней части горных велосипедов, что положительно сказывается на работе подвески.
Износостойкость таких механизмов в разы больше, чем у цепей и звезд, так как нет постоянно прилетающего абразива.
Здесь же и следующее преимущество — обслуживать такие системы надо значительно реже, так как нет всё того же абразива и грязи.
Меньший риск повреждения, так как на раме ничего не болтается и ничего не выходит за ее габариты.
КПП позволяют переключаться без вращения педалей, что весьма полезно в некоторых ситуациях.

Конечно, системы не идеальны и обладают рядом недостатков.
Вес. В большинстве случаев коробки передач весят от 100 до 700 граммов больше, чем привычное нам решение.
Шестерни внутри коробки теряют по пути к колесу намного больше энергии, чем привычные звезды и цепь.

Пока никого не бомбануло — псевдо-КПП на базе втулки Alfine, которая устанавливался на Zerode G1 — не считается полноценной.

Если в двух словах, то основной упор в тексте документа делается на применение смазок и специальных покрытий с низкими коэффициентами трения.

А если смотреть на вопрос несколько шире, то появляется много информации, которую не так-то и легко интерпретировать.
Дело в том, что при составлении текста патентов производители пишут максимально расплывчатыми формулировками, чтобы охватить как можно больше потенциальных физических результатов и вариантов дизайна. Они вынуждены так поступать, чтобы конкуренты не “украли” идею добавив в неё незначительные изменения.

К чему это всё? А к тому, что весь текст настолько размыт и запутан, что нам остается только догадываться о возможном внешнем виде и технических особенностях. И тем не менее, мы попробуем.

Как КПП может работать?

Коробка крепится к каретке, а вся она чем-то смахивает на мотор для электробайков от Shimano. Документ предусматривает, что механизм будет съемным для удобства обслуживания или замены.

Далее вспоминаем, что сторонние производители используют шестерни. А потери в шестерёнчатых механизмах больше, чем в цепных.
Shimano в своей коробке размещают две кассеты со звездами, связанных между собой цепью. Да. Кроме того, в конструкции есть еще одна цепь, которая связывает шатуны с одной из кассет. Переключение осуществляется механизмом похожим на задний переключатель, но суть его вовсе иная.
Перемещается одна из кассет вдоль оси, вторая кассета остается всегда неподвижной. Таким образом chainline всегда идеально прямой, никаких потерь на перекосах.
Цепь будет уметь компенсировать разный размер звезд с помощью специального натяжителя.
То есть. Основное отличие от конкурентов в том, что применяться будет цепной привод. Его преимущества в меньших потерях и меньшем весе. Можно предполагать, что проигрыш в весе классическим трансмиссиям будет не так уже и велик, а КПП конкурентов с шестеренками и вовсе не смогут дотянуться до результатов японцев.

Предполагается наличие 13 передач с диапазоном 470%. Немного меньше 510% на собственной 12-скоростной трансмиссии, существующей в классическом виде уже сегодня. У SRAM этот показатель равняется 500%.

Из текста свидетельства следует, что схема переключения передач будет сохранена в памяти, а все перемещения в коробке будут управляться специальным контроллером, механизм переключения будет приводиться в действие электрически.
Думаю, что уже понятно — всё будет электронным. Хотя текст не исключает привода посредствам обычного троса.

В интеллектуальной собственности нашлось место упоминанию о бесступенчатом способе изменения передаточных чисел. Вариатор.
Компания застолбила за собой право разработки вариатора для велосипедов. Его можно встретить на мото- и авто-технике. Мы не будем распыляться на способ изменения передач в этой конструкции.
Сказать стоит лишь одно — с такой трансмиссией станет возможным поддерживать каденс на одном уровне, а передачи будут плавно изменяться. Момент переключения в этом случае абсолютно незаметен, он будет ощущаться только по усилию на ногах.

Увы и ах! Даже здесь Shimano не первые. На рынке уже есть NuVinci CVT, которая сумела реализовать эту концепцию в своем понимании. Как с этим будут справляться японцы пока непонятно, в документе на эту тему они не распространились, но и не исключили.

В спецификации указывается, что КПП применима к любым видам велосипедов. Очевидно, что для горных и шоссейных велосипедов конструктив отличаться особо не будет, отличия могут касаться веса и компактности.
Кстати, о весе. По весу информации в свидетельстве нет. Нет и намеков на возможное сравнение или предполагаемую выгоду в этом контексте. Так что, просто ждём.

Смазки и покрытия. Тут наши полномочия всё. Покрытия вообще бывают самыми разными и весьма устойчивыми к трению, не думаю, что они изобретут что-то новое.
А вот со смазками все иначе. В бумаге есть слова о “жирной кислоте, содержащей карбоксильную группу” и “линолевой кислоте”.
Как всё это вяжется со смазывающими свойствами — вопрос для нас открытый. Кстати, патент предусматривает применение этих смазок в рубашках тросов при условии, что они тоже будут герметизированы.
Видимо много внимания компания отдает именно смазкам, так как предусматривает ее применение и в обычных втулках колес, как очень эффективное средство по уменьшению коэффициентов трения.

Цепь.

Спецификация описывает обычную цепь, но с упором на небольшие отверстия или текстурированные поверхности, которые могли бы удерживать смазку.
Применить такой опыт к обычной цепи просто невозможно, так как накопление грязи на “шершавой” цепи будет катастрофическим. А вот в герметичной системе, где пыли и грязи нет, новшество должно себя проявить с лучшей стороны.

Какие перспективы?

Количество поклонников КПП растет уже не первый год. Преимуществ у новой конструкции довольно много, если закрыть глаза на вес.
Хотя есть и сторонники привычной схемы переключения передач, которая за миллионы лет эволюции доведена до идеала.

Будет ли переход на предполагаемую КПП вообще осуществляться — пока неизвестно. Понятно только, что без таких гигантов как Shimano или Sram дело это будет довольно вялотекущим.
Даже если этот праздник и произойдет, то переход растянется на долгие годы, так как вся индустрия заточена под привычные переключатели.

Любители теории заговора скажут, наверное, что производители снова хотят нам что-то продать.
Если трансмиссия окажется легче или эффективнее привычных решений, то с ума сойдут шоссеры. Да и аэродинамика, наверняка вырастет с такими КПП.

В любом случае — это всего лишь патент, раскрытие сути которого мы можем и вовсе никогда не увидеть. А может и увидим уже в будущем году. Как знать. как знать.

Увлеченный велосипедист с 2014-го года. Терпеть не мог, когда велосипед в ходу издавал посторонние звуки, что заставляло его многократно все перебирать, перемазывать и обновлять. Любит вникать в тонкости, посему многочисленные переборки своего велосипеда вылились в дальнейшем в работу веломехаником. Прошёл тернистый путь от Shimano Acera на Comance Tomahawk через SLX до XTR на Specialized S Works, а потом просто пересел на бюджетный шоссейник на оборудовании Campagnolo Xenon 10. За плечами веломарафон (МТБ) Куяльник 2019-года, где на маршруте Light занял 5-е место. В настоящее время остается активным пользователем велосипеда и продолжает углублять свои знания в этой сфере.

Читайте также: