Велосипед с приводом от вала — это велосипед , который использует приводной вал вместо цепи для передачи мощности от педалей к колесу . Приводы от вала появились в 1880-х годах, но в основном были вытеснены велосипедами с цепным приводом из-за диапазонов передач, возможных с помощью звездочек и переключателей передач . Около 2000-х годов, благодаря достижениям в технологии внутреннего зацепления, было представлено небольшое количество современных велосипедов с приводом от вала.
Велосипеды с приводом от вала имеют большую коническую шестерню там, где у обычного велосипеда была бы цепная звезда . Она зацепляется с другой конической шестерней, установленной на приводном валу. Использование конических шестерен позволяет повернуть ось крутящего момента привода от педалей на 90 градусов. Затем приводной вал имеет еще одну коническую шестерню около ступицы заднего колеса, которая зацепляется с конической шестерней на ступице, где на обычном велосипеде была бы задняя звездочка, и отменяет первое изменение крутящего момента привода оси.
Изменение плоскости привода на 90 градусов, которое происходит в каретке и снова в задней ступице, использует конические шестерни для наиболее эффективной работы, хотя могут использоваться и другие механизмы, например, шарниры Гобсона , червячные передачи или перекрестные косозубые передачи .
Приводной вал часто сопрягается с шестерней втулки , которая представляет собой внутреннюю систему передач, размещенную внутри задней втулки. Производители внутренних втулок, подходящих для использования с системами привода вала, включают NuVinci , Rohloff , Shimano , SRAM и Sturmey-Archer .
Первые карданные приводы для велосипедов, по-видимому, были изобретены независимо в Соединенных Штатах и Великобритании. В 1880 году в Лондоне, Англия, был продан Orbicycle (который на самом деле был трехколесным велосипедом) Томаса Мура, работающий от карданного привода. [1] [2] А. Фирнхед, проживающий по адресу 354 Caledonian Road, North London, разработал его в 1890 году и получил патент в октябре 1891 года. [ необходима ссылка ] Его прототип карданного вала был заключен в трубку, проходящую вдоль верхней части нижнего пера; более поздние модели были заключены в саму нижнюю часть нижнего пера. [3] В Соединенных Штатах Уолтер Стиллман подал заявку на патент на велосипед с карданным приводом 10 декабря 1890 года, которая была выдана 21 июля 1891 года. [4]
Вальный привод не был хорошо принят в Британии, поэтому в 1894 году Фёрнхед привез его в Соединенные Штаты, где полковник Поуп из фирмы Columbia купил эксклюзивные американские права. [ требуется цитата ] С опозданием британские производители взялись за дело, и Хамбер , в частности, вложил в сделку большую сумму денег. [ требуется цитата ] Как ни странно, величайший из всех викторианских инженеров велосипедов, профессор Арчибальд Шарп, был против вала привода; в своей классической книге 1896 года «Велосипеды и трехколесные велосипеды» он писал: «Шестерня Фёрнхеда... если бы конические колеса можно было точно и дешево нарезать с помощью машин, возможно, что шестерни такого типа могли бы в значительной степени вытеснить шестерню с цепным приводом; но тот факт, что зубья конических колес невозможно точно отфрезеровать, является серьезным препятствием для их практического успеха». [5]
В Соединенных Штатах они были сделаны компанией League Cycle Company еще в 1893 году. [6] Вскоре после этого французская компания Metropole продала свой Acatane. [6] К 1897 году Columbia начала агрессивно продвигать на рынок велосипед без цепи , который она приобрела у компании League Cycle Company. [6] Велосипеды без цепи были умеренно популярны в 1898 и 1899 годах, хотя продажи все еще были намного меньше, чем у обычных велосипедов, в первую очередь из-за высокой стоимости. Они также были несколько менее эффективны, чем обычные велосипеды: примерно 8 процентов потерь в передаче, отчасти из-за ограниченной технологии производства в то время. Заднее колесо также было сложнее снимать, чтобы заменить спущенные шины. Многие из этих недостатков были преодолены в прошлом столетии.
В 1902 году компания Hill-Climber Bicycle Mfg. Company продала трехскоростной велосипед с приводом от вала, в котором переключение было реализовано с помощью трех наборов конических шестерен. [7] Хотя было доступно небольшое количество велосипедов без цепи , по большей части велосипеды с приводом от вала исчезли из виду на большую часть 20-го века. Однако все еще существует нишевый рынок для велосипедов без цепи , особенно для пассажиров, и есть ряд производителей, которые предлагают их либо как часть более широкого ассортимента, либо как основную специализацию. Известными примерами являются Biomega в Дании и Brik в Нидерландах. [8]
Приводы с валами работают с очень стабильной эффективностью и производительностью без регулировок или обслуживания, хотя их эффективность ниже, чем у правильно отрегулированной и смазанной цепи, [9] [10], возможно, из-за недостаточно точной обработки или выравнивания конических шестерен. [10] [11] Приводы с валами, как правило, сложнее разбирать при ремонте спущенных задних шин, а стоимость их изготовления обычно выше.
Основная проблема с системами привода вала велосипеда заключается в необходимости передачи крутящего момента велосипедиста через конические шестерни с гораздо меньшим радиусом, чем у обычных велосипедных звездочек. Это требует как высококачественных шестерен, так и более тяжелой конструкции рамы. [9] [10]
Поскольку для переключения передач вальные приводы требуют наличия зубчатых ступиц , они обладают всеми преимуществами и недостатками, связанными с такими механизмами. [9]
Большинство преимуществ, заявленных для привода вала, могут быть реализованы с помощью полностью закрытого корпуса цепи. [9] Некоторые из других проблем, решаемых приводом вала, такие как защита одежды и от попадания грязи, могут быть решены с помощью использования защитных кожухов цепи . Снижение потребности в регулировке велосипедов с приводом вала также применимо в той же степени к велосипедам с цепным или ременным приводом и планетарным редуктором. Не все системы планетарных редукторов совместимы с валом.
Фэрнхед.
для эффективной работы конические шестерни должны были быть изготовлены очень точно и точно выровнены
