3 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Скорость вращения колеса велосипеда

С какой скоростью может ехать велосипед

Разбираемся, какая максимальная скорость может быть у велика, и что на эту скорость влияет

Мы уже писали о выборе подходящего велосипеда для города и выяснили, что для того, чтобы ехать быстро и не тратить на это много сил, горный велосипед вам точно не помощник. Поэтому в наших расчетах мы будем оценивать скорость велосипедов, которые лучше всего подходят для езды по среднестатистическому европейскому городу, такому как Минск — гибридов, фитнес и дорожных моделей.

Что влияет на скорость?

Очевидно, что в реальных условиях на скорость велика влиять может всё — от встречного ветра до температуры воздуха, степени усталости и вашего настроения с утра. Но если говорить о главных факторах, то это будут диаметр колес и скорость их вращения. У большего колеса длина окружности больше, поэтому за один оборот оно преодолеет большее расстояние, а чем выше будет скорость вращения, тем быстрее это произойдет.

Другими словами, чем больше колесо и чем быстрее оно крутится, тем быстрее едет велосипед

В моделях для города диаметр ободов , как правило, одинаковый — 28 дюймов или 622 миллиметра. Еще немного к размеру колеса добавит покрышка , в зависимости от ее ширины (а значит и высоты). На складных велосипедах диаметр колес по понятным причинам будет меньше, поэтому ехать такие велики будут значительно медленнее обычных.

Что влияет на скорость вращения колеса?

Кроме силы трения и сопротивления качению (поправляем очки на носу), на то, с какой скоростью будут крутиться колеса вашего велика, будут влиять скорость вращения педалей и передаточное отношение трансмиссии (боже, хватит уже этой физики!)

Другими словами, на скорость влияет сила, с которой вы давите на педали и разница в размерах передней и задней звезды

Чем сильнее вы жмете на педали, тем быстрее они крутятся, а чем больше передняя звезда по сравнению с задней, тем больше энергии передается от педалей на колесо и тем быстрее оно крутится.

«Получается, что достаточно купить велик с большими колесами, самой маленькой задней и с самой большой передней звездой, и я буду ехать быстрее всех?»

В теории — да. Но в жизни немногие смогут быстро и долго крутить педали такого велосипеда — это тяжело.

Быстренько разберемся. Диаметр велосипедных звезд измеряется количеством их зубьев. Из-за того, что ширина одного зуба всегда одинаковая, то чем больше у звезды зубьев, тем она больше. Количество зубьев обозначается буквой T.

Значит, к примеру, задняя звезда с 11 зубьями (11T) будет в 4 раза меньше, чем передняя звезда 44T. А отношение размеров передней звезды к задней (передаточное отношение) будет 4 к 1 или просто 4.

Профессиональные спортсмены после долгих и утомительных тренировок могут какое-то время быстро ехать на велосипеде, на котором спереди стоит звезда 53T, а сзади 11T. То есть передаточное отношение у такого велосипеда почти 5 к 1! Это очень много, и по Минску простому комьютеру на таком велике будет ехать очень непросто.

Вспомните старые советские «взрослики» — обычно на них ставили 46T спереди и 19T сзади, передаточное отношение получалось 2.4 к 1, но даже на таком велосипеде в горку без подготовки кому-то заехать будет трудно.

Поэтому больше не всегда значит лучше. Оптимальным решением для обычного человека будет ездить на городском велосипеде с несколькими передачами, с диапазоном отношений от 1 до 2.5-3 к 1.

Едем дальше. Даже если крутить педали вам легко, чтобы ехать быстрее, крутить их надо быстро. Это тоже непросто для новичка — если вы будете мельтешить ногами, как сумасшедший, в ваших мышцах быстро увеличится количество молочной кислоты, и вы больше не сможете поддерживать нужную скорость — вы почувствуете боль и жжение в ногах, организм будет требовать это прекратить. Профессиональные спортсмены могут держать каденс в 100 или даже 120 оборотов, но каденс городского велосипедиста обычно в пределах 60-80.

Какая скорость моего велика?

Рассчитать максимальную скорость можно по простой формуле:

Скорость км/ч = (Каденс × Длина окружности колеса в мм × Количество зубьев передней звезды / Количество зубьев задней звезды) × 0.00006

Предположим, что каденс будет средний, 75 оборотов в минуту, а условия будут идеальные — без учета сопротивления воздуха, качества дороги и так далее.

Получается, что советский «взрослик» из примера выше с шинами шириной 40 мм в идеальных условиях может развить максимальную скорость 24 км/ч.

Популярный горный велосипед, вроде Stels Navigator, с колесами 26 дюймов шириной 50 мм, с 42T спереди и 14T сзади разгонится до 27.9 км/ч.

Средний фитнес-велик, такой как AIST Disco, с шириной покрышки 38 мм и звездами 48T и 12T сможет разогнаться до 39.5 км/ч.

Максимальная скорость типового шоссейного велосипеда с таким каденсом на покрышках шириной 25 мм и 53T/11T будет 45.8 км/ч.

Калькулятор скорости велосипеда

Если вы не очень сильны в математике, чтобы самостоятельно рассчитать, как быстро вы сможете разогнаться на своем велике — используйте наш калькулятор!

Узнайте или посчитайте количество зубьев на передней и задней звездах.

Найдите на покрышке указание размера по стандарту ETRTO — два числа через дефис, например 32-622.

Посчитайте каденс — сколько раз за минуту педали делают полный оборот.

Используйте эти данные, чтобы рассчитать передаточное отношение и теоретическую максимальную скорость велосипеда.

* Скорость в идеальных условиях, без учета сопротивления воздуха, типа покрытия и других факторов

Скорость мотовелосипеда

Многие хотят сделать велосипед с мотором своими руками. Как правило, в этом случае идет привязка к характеристикам уже имеющегося в наличии двигателя, или к характеристикам самого доступного. От двигателя уже строится весь конструктив трансмиссии. Необходим ли редуктор, или возможно сделать прямую передачу и т.д.

У начинающих самодельщиков не редко возникает вопрос, почему мотор мощностью 1 л.с. не может разогнать велосипед до 60 км/ч? Не буду долго рассказывать методику расчета зависимости скорости от мощности двигателя и крутящего момента, а сразу приведу график, на котором уже все отображено умными дядьками, которые в специальных умных институтах уже сделали все за нас.

Давайте поскорее примем график за аксиому, и не будем сильно переживать за погрешность наших расчетов. На графике нас интересует линия, обозначенная Pпотр — это мощность, необходимая для преодоления силы сопротивления воздуха, с учетом других сил, например сил на механические потери в трансмиссии. Сила сопротивления воздуха зависит от скорости движения и площади движущегося объекта. В нашем случае мы не берем в расчет строго аэродинамические велосипеды, поэтому опять же пользуемся усредненной величиной.

Почему мы не должны переживать за точность всех этих величин? А потому, что велосипед на столько легко подвергается воздействию ветра, дорожных и других условий, что мы только себе голову забьем лишними расчетами. Все, что нам нужно знать — не стоит проектировать скорость велоспеда большей, чем позволяет мощность имеющегося двигателя. Если мы заложим скорость 60 км/ч для двигателя мощностью 1 л.с., то ни чем хорошим это для нас не закончится. Чтобы двигатель вышел на тяговую мощность мотовел придется педалировать до 30 км/ч, сгорит автоматическое сцепление и т.д.

Поэтому алгоритм, который применялся при проектировании веломоторов «Весна-20», «Носорог» и других, был предельно простым. Определяем потолок скорости по графику исходя из мощности двигателя. Расчитываем длину окружности колеса (в метрах) по формуле L=2*Pi*R, где R — радиус колеса. Считаем, сколько оборотов должно делать колесо в минуту, чтобы скорость мотовелосипеда (км/ч) соответствовала проектируемой N=V/60*1000/L. Далее делим максимально количество оборотов двигателя (мин-1) на полученное число N. Таким образом мы получаем общее передаточное отношение.

Трансмиссия может быть с прямым приводом, в этом случае вы просто подбираете шкивы (звезды) под полученное передаточное отношение. Или может быть с промежуточным редуктором — двухступенчатая. В общем случае нас не интересует, каким устройством трансмиссии получено передаточное отношение.

Для облегчения наших страданий в этих школьных формулах, мы сделали калькулятор. С его помощью можно подбирать звезды под заданную скорость. На испытаниях уже не одного мотовелосипеда, мы убедились в удобстве применения калкулятора при проектировании трансмиссии.

Для примера сейчас в калькулятор вбиты значения для расчета веломотора «Заяц» с двигателем мощностью 1 л.с. и с редуктором 5:1. В первых моделях использовалась цепь от детского квадроцикла с шагом 8мм, поэтому и количество зубьев на звездах кажется непривычно большим.

Как произвести рассчет:

1. Укажите максимальное количество оборотов двигателя в минуту.

2. Укажите передаточное отношение редуктора, если он установлен.

3. Выберите диаметр колеса — это диаметр, написанный на покрышке!

4. Нажмите кнопку «РАССЧИТАТЬ».

5. Для очистки буфера результатов нажмите кнопку «ОЧИСТИТЬ».

Скорость мотовелосипеда

Многие хотят сделать велосипед с мотором своими руками. Как правило, в этом случае идет привязка к характеристикам уже имеющегося в наличии двигателя, или к характеристикам самого доступного. От двигателя уже строится весь конструктив трансмиссии. Необходим ли редуктор, или возможно сделать прямую передачу и т.д.

У начинающих самодельщиков не редко возникает вопрос, почему мотор мощностью 1 л.с. не может разогнать велосипед до 60 км/ч? Не буду долго рассказывать методику расчета зависимости скорости от мощности двигателя и крутящего момента, а сразу приведу график, на котором уже все отображено умными дядьками, которые в специальных умных институтах уже сделали все за нас.

Давайте поскорее примем график за аксиому, и не будем сильно переживать за погрешность наших расчетов. На графике нас интересует линия, обозначенная Pпотр — это мощность, необходимая для преодоления силы сопротивления воздуха, с учетом других сил, например сил на механические потери в трансмиссии. Сила сопротивления воздуха зависит от скорости движения и площади движущегося объекта. В нашем случае мы не берем в расчет строго аэродинамические велосипеды, поэтому опять же пользуемся усредненной величиной.

Почему мы не должны переживать за точность всех этих величин? А потому, что велосипед на столько легко подвергается воздействию ветра, дорожных и других условий, что мы только себе голову забьем лишними расчетами. Все, что нам нужно знать — не стоит проектировать скорость велоспеда большей, чем позволяет мощность имеющегося двигателя. Если мы заложим скорость 60 км/ч для двигателя мощностью 1 л.с., то ни чем хорошим это для нас не закончится. Чтобы двигатель вышел на тяговую мощность мотовел придется педалировать до 30 км/ч, сгорит автоматическое сцепление и т.д.

Поэтому алгоритм, который применялся при проектировании веломоторов «Весна-20», «Носорог» и других, был предельно простым. Определяем потолок скорости по графику исходя из мощности двигателя. Расчитываем длину окружности колеса (в метрах) по формуле L=2*Pi*R, где R — радиус колеса. Считаем, сколько оборотов должно делать колесо в минуту, чтобы скорость мотовелосипеда (км/ч) соответствовала проектируемой N=V/60*1000/L. Далее делим максимально количество оборотов двигателя (мин-1) на полученное число N. Таким образом мы получаем общее передаточное отношение.

Трансмиссия может быть с прямым приводом, в этом случае вы просто подбираете шкивы (звезды) под полученное передаточное отношение. Или может быть с промежуточным редуктором — двухступенчатая. В общем случае нас не интересует, каким устройством трансмиссии получено передаточное отношение.

Для облегчения наших страданий в этих школьных формулах, мы сделали калькулятор. С его помощью можно подбирать звезды под заданную скорость. На испытаниях уже не одного мотовелосипеда, мы убедились в удобстве применения калкулятора при проектировании трансмиссии.

Для примера сейчас в калькулятор вбиты значения для расчета веломотора «Заяц» с двигателем мощностью 1 л.с. и с редуктором 5:1. В первых моделях использовалась цепь от детского квадроцикла с шагом 8мм, поэтому и количество зубьев на звездах кажется непривычно большим.

Как произвести рассчет:

1. Укажите максимальное количество оборотов двигателя в минуту.

2. Укажите передаточное отношение редуктора, если он установлен.

3. Выберите диаметр колеса — это диаметр, написанный на покрышке!

4. Нажмите кнопку «РАССЧИТАТЬ».

5. Для очистки буфера результатов нажмите кнопку «ОЧИСТИТЬ».

Велосипедные одометры

8 минут Автор: Михаил Скворцов 771

В мире ежеминутных изменений и вечного движения приходится постоянно следить за скоростями и пройденными расстояниями. Как говорил Мартовский Заяц в сказке Льюиса Кэролла, «нужно бежать со всех ног, чтобы только оставаться на месте, а чтобы куда-то попасть, надо бежать как минимум вдвое быстрее». В ногу со временем хотят быть и велосипедисты. Вот почему такой прибор, как одометр для велосипеда, спешат приобрести не только спортсмены-профессионалы, но и любители.

Что такое одометр

Велосипедный одометр – прибор, необходимый для измерения числа оборотов колёс в процессе езды. Современные одометры с точностью определяют общий пробег велосипеда, помогая владельцу правильно представить возможности своего транспортного средства. На дисплее устройства отображается как суточный, так и общий пробег байка.

Как устроен

Одометры разных типов имеют различное устройство, но лежащий в основе принцип работы одинаков. Функциональными можно считать следующие детали прибора:

  • счётчик (отвечает за подсчёт числа оборотов колёс);
  • контроллер, фиксирующий обороты (он напрямую связан со счётчиком);
  • индикатор, отражающий числовые показатели пройденного километража на дисплее спидометра.

В механических одометрах усилие к тросику передаётся от приводного колёсика, находящегося в тесном контакте с велосипедной покрышкой.

В одометрах с электромеханической передачей импульс переносится по тросику с помощью сенсора на электронную панель. Электронные модели функционируют за счёт получения электрических импульсов.

Как работает

Вне зависимости от того, с какой скоростью движется ваше транспортное средство, его колёса совершают определённое количество оборотов, проходя километр пути. Этот показатель остаётся неизменным. Зная число оборотов колеса, легко рассчитать количество пройденных километров и вывести его на счётчик. В одометрах разного типа подсчёт и передача происходят по-разному.

Существует три вида одометров:

  • механические;
  • электромеханические;
  • электронные.

Более старые и мало-помалу уходящие в прошлое механические модели функционируют с помощью специального гибкого тросика, который вращается с той же скоростью, что и колесо. Вращение передаёт выходной вал, дальше усилие идёт по тросику на магнитную стрелку. Магнитная стрелка отображает числовой показатель на намагниченном диске.

Довольно простой по комплектации, механический одометр относительно дёшев. Его просто разбирать и ремонтировать, меняя старые детали на новые. Его работа не зависит от батареек и магнитных бурь. Между тем, при правильной установке и настройке со своей основной функцией элементарного подсчёта километров такой прибор справляется достойно.

Недостатком можно считать автоматическое обнуление показаний по достижении определённой пороговой цифры. К тому же механическое устройство несколько затрудняет вращение колеса, а в случае, если колёса изогнуты восьмёркой, не работает совсем. Может повлиять на показания счётчика и попадающая на прибор грязь. Так что такой одометр необходимо часто и тщательно протирать и смазывать. Зато для прогулок по чистому и гладкому шоссе прибор с механической передачей вполне подойдёт.

Электромеханические одометры работают за счёт вращения шестерёнки, которая приводит усилие к электромеханическому датчику.

Сенсорное устройство производит импульсы электричества, попадающие по проводам в блок спидометра, где вращается маленький электродвигатель, выполняющий роль привода пробегового счётчика. Одометры такого типа установлены на большинстве современных автомобилей.

Датчики электронных одометров полностью электронные. Кроме того, они имеют жидкокристаллические индикаторы. Такой прибор труднее «обмануть», для этого потребуется применить специальное устройство.

Современные велосипедные одометры, по сути, становятся частью «бортовых» велокомпьютеров, подсчитывающих не только общий пробег байка, но и многие другие параметры движения, необходимые велосипедистам, серьёзно занимающихся велотренировками. Это могут быть, к примеру, такие показатели, как:

  • текущая скорость;
  • средняя скорость;
  • длина дистанции;
  • время в пути;
  • каденс;
  • пробег;
  • часы.

Датчиком электронного одометра выступает контакт, герметично расположенный в корпусе, — геркон. Его закрепляют на перьях передней вилки либо (когда длина проводов для этого достаточна) около заднего колеса. На спице колеса крепится постоянный магнит, который заставляет датчик срабатывать. Время между двумя ближайшими включениями датчика отслеживает микроконтроллер. Жидкокристаллические индикаторы с семью сегментами отражают полученный результат, функцию подсветки выполняют светодиоды.

Бывают ли погрешности в работе велосипедных одометров

Как и любой прибор, одометр может иметь допустимый процент погрешностей. Механические устройства, установленные на горных велосипедах или байках, движущихся на пересечённой местности, могут давать до 15% погрешностей. Считается, что чем тяжелее условия эксплуатации транспортного средства, тем выше погрешность. К примеру, отрицательно повлиять на работу одометра может пробуксовка, ослабление гибкого тросика (он должен быть натянут, нельзя допускать, чтобы он провисал в петлях), разбалтывание деталей. Правда, такой высокий показатель искажения всё же не характерен для велосипедных одометров нового поколения. Электромеханические устройства могут дать до 5% искажений. А вот цифровые гаджеты, в которых отсутствуют механические связи между деталями и минимизируется риск внутренних повреждений, выдают не более 1% погрешностей.

Как правильно выбрать прибор

Если вы чётко решили, что велосипедный одометр вам необходим и не станет очередной игрушкой, праздно болтающейся на руле, перед установкой, в первую очередь, необходимо выбрать качественный прибор, который не придётся выбрасывать после первого же велосезона.

При выборе одометра необходимо учесть такие параметры, как:

  • надёжность прибора;
  • предел показаний;
  • качество корпуса;
  • функционал;
  • тип крепления.

Наиболее надёжные велосипедные счётчики производят такие компании, как VDO, BBB, Cateye, Sigma. Выбрать модель можно индивидуально, исходя из тех целей, которые вы перед собой ставите.

Одометры делятся на модели с максимальным показателем скорости 99,9 км/ч и устройства, отображающие трёхзначные показатели. К примеру, спидометр Sigma 506 показывает скорости выше 100 км/ч. Это устройство рассчитано на велогонщиков. Любителям оно вряд ли пригодится.

По размерам и компактности приборы могут быть разными, но функционал от этого не зависит. Можно приобрести даже устройство в виде ручных часов, измеряющее пульс спортсмена.

Крепить велокомпьютер можно также на выносе руля или самом руле. Бывают приборы с универсальным креплением.

Идеальная модель одометра должна располагать крупным дисплеем с чётко читающимися цифрами.

Необходимо, чтобы прибор выдерживал вибрацию и жёсткие погодные условия, а его компоненты отличались качеством сборки.

Как настроить электронный одометр

Начать установку велосипедного компьютера – это, прежде всего, правильно указать параметры своего транспортного средства. Сделать это лучше всего сразу после приобретения велосипеда. Показатели лучше всего записать и сохранить.

  1. Для начала необходимо установить показатель C — длину колеса. Её необходимо уточнить, так как это число нестандартно. Для этого измеряем периметр покрышки с помощью сантиметровой ленты, намотанной на колесо по кругу. Другой способ: поставить краской на колесе яркую отметку и, прокатив велосипед на один оборот колеса, измерить расстояние от одного отпечатка до другого.
  2. Затем нужно с помощью электромонтажа закрепить датчик на одном из перьев вилки или на велораме.
  3. Далее крепко обматываем провод вокруг пера и тормозного троса.
  4. Устанавливаем на вынос руля или руль крепёжную площадку.
  5. Фиксируем магнит на спице, но не перетягиваем винт, чтобы не сломать магнитик. Между магнитом и датчиком не должно быть более 3 мм.
  6. Закрепляем велосипедный компьютер в контактной площадке и проверяем качество работы.

Велосипедный одометр – необходимое устройство в жизни каждого современного велосипедиста. При умелом использовании прибора можно своевременно прогнозировать сроки технического обслуживания, грамотно распределять спортивные нагрузки, комфортно перемещаться на большие расстояния в условиях велопохода. Грамотно выбранный и укреплённый одометр упрощает жизнь на двух колёсах и повышает ваши шансы не стоять на месте.

Скорость вращения колеса велосипеда

Увеличение скорости велосипеда зависит от многих факторов. Основные техники и методики мы разберем отдельно. Современные технологии позволяют увеличить скорость велосипеда, но все же стоит помнить, что велосипед это механическое устройство, приводимое в движение за счет мускульной силы.

Средний велосипедист без больших усилий удерживает 18-24 км/ч по асфальтовой дороге в нормальных условиях на современном горном велосипеде. Под средним велосипедистом понимается человек, который катается в месяц примерно 20-50 часов (час-два в день). Пол ездока при таких скоростях не оказывает решающего значения, больше — тренированность. Выкручивать 18 км/ч способен без особых усилий практически каждый, в том числе и подростки от 12-14 лет. Дети обычно несколько медленнее: от 12 км/ч.

Самое большое значение для скорости — силы велосипедиста и правильная посадка. Важно так же соотношение передачи, скорости и покрытия. Протектор покрышек сильно влияет, рама и её конструкция, поэтому, на кросскантрийном двухподвесе обязательно должна быть блокировка амортизаторов, по асфальту намного проще ехать на жесткой раме. Вес важен при разгоне, на максималку не влияет, важно, чтобы тормоза не терли, обода ровные были. Ну при сильном встречном ветре стоит сгибаться посильнее, аэродинамику никто не отменял и тело действует как антипарус.

С механической точки зрения с педалей на колёса передаётся до 99% энергии, хотя использование механизма переключения передач может уменьшить эту величину на 10-15%. С точки зрения соотношения веса полезного груза, который велосипед может везти к общему весу, то велосипед является также наиболее эффективным средством транспортировки грузов.

Человек, едущий на велосипеде на низких и средних скоростях (16-24 км/ч), использует такую же мощность, которая требуется для ходьбы, поэтому велосипед является наиболее энергоэффективным общедоступным транспортным средством. Аэродинамическое сопротивление, которое увеличивается приблизительно пропорционально квадрату скорости, требует более высокой мощности относительно скорости из-за того, что с ростом скорости велосипеда требуемая мощность увеличивается в кубической зависимости, так как мощность равна скорости умноженной на силу.

Что оказывает влияние на скорость велосипеда:

· Сопротивление воздуха (аэродинамика).
· Качество дорожного покрытия.
· Фактор почв.
· Ветер.
· Давление в покрышках и рисунок протектора.
· Технические факторы: трение в различных частях механизма и т.п.

Этот рекорд был установлен Сэм Уиттингем в 2009 году в Варне. В 1989 году во время гонок через всю Америке группа транспортных средств, приводимых в действие мускульной энергией пересекла Соединённые Штаты всего за 6 дней. Самая высокая скорость, официально зарегистрированная при езде на велосипеде с обычной вертикальной посадкой гонщика при прочих равных условиях составила 82,52 км/ч на дистанции более 200 метров. Этот рекорд был установлен в 1986 году Джимом Гловером на велосипеде модели «Мультон АМ7» на третьем международном научном симпозиуме транспортных средств, приводимых в действие мускульной в Ванкувере.

Пристроившись за автобусом или любым другим воздушным щитом, велосипедист получает преимущество — он едет в воздушном мешке. Рекорд скорости для такого случая 268,83 км/ч, автор Фред Ромпельберг. Стоит отметить, что способ крайне опасен, особенно когда водитель не знает о том, что вы находитесь позади. В интернете достаточно показательных фотографий того, что бывает при неблагоприятном исходе.

По этой причине при разработке последних моделей велосипедов все усилия были направлены на снижение аэродинамического сопротивления путём применения труб аэродинамической формы, плоских спиц на колёсах, и использования такого руля, что бы положение туловища гонщика и его рук имело бы минимальное аэродинамическое сопротивление. Эти изменения могут существенно повлиять на характеристики, сокращая время прохождения дистанции. Меньший вес приводит к большой экономии времени при езде вверх по склону по холмистой местности.

Качество дорожного покрытия оказывает некоторое влияние на скорость велосипедиста. По идеально ровному асфальту едется легко и безопасно: нет шансов поймать колдобину и повредить колеса или получить травму. В российских реалиях все зачастую не так. Иногда есть возможность ехать быстро, но это не безопасно. В общем случае чем более ровное и твердое покрытие, тем быстрее едет велосипед. В поворотах также важна будет цепкость колес за покрытие, то есть коэффициент трения. Скорость по гравийной дороге падает до средней от 10 до 18 км/ч, в зависимости от качества и твердости покрытия (то же относится и к булыжным мостовым и тому подобным покрытиям). С песчаным — может упасть до 3-8 км/ч, а то и вовсе придется идти пешком.

Каждые несколько километров приходится счищать лишнее подручными средствами. При черноземье после обильного дождя грязью все забьется за 400-500 метров настолько, что ехать будет невозможно. Чистить долго и утомительно, поэтому иногда приходится тащить велик до асфальта или какого-нибудь другого покрытия.

В зависимости от быстроходности ветра его влияние может изменяться от незначительного до огромного, делающего езду на велосипеде невозможной. Для европейской части типичны ветра 10 км/ч. Соответственно, при попутном ветре вы можете ехать быстрее, а при встречном — медленнее на сходную со скоростью ветра цифру.

Давление в покрышках и рисунок протектора также оказывают влияние на скорость. На маунтинбайке смена зубастых покрышек на гладкие слики и повышение давления с 2,5 атмосфер до шести способно прибавить несколько км/ч к скорости. Смена горного на шоссейник способна дать прибавку скорости еще больше.

Трение в подшипниках или цепи может стать очень значительными при неправильной эксплуатации. Самой распространенной проблемой для скорости велосипеда является цепь, которую давно не смазывали и не чистили. Это способно замедлить вас на 10-20%. Обычно цепь требует смазки каждые 50-200 км характерным визгом и скрипом. Также причиной снижения скорости могут быть колодки, которые чиркают по тормозному диску или ободу в следствие каких-либо технических неполадок. Кроме негативного влияния на скорость, это приводит к преждевременной выработке их ресурса.

Самое печальное, что может произойти — это непротянутые колеса с восьмерками. При входе в повороты такие колеса зачастую чиркают покрышкой по раме, а то и вовсе со временем могут протереть до дыр задние перья (на покрышке часто есть абразив: смесь из песка, грязи и глины). Для того чтобы этого не происходило надо время от времени проверять технику на неполадки. Желательно это делать в хорошей мастерской.

Однако несложная модернизация в домашних условиях поможет улучшить скоростные показатели даже самого простого велосипеда:

· Замените руль велосипеда на более легкий. Подберите удобное для вас облегченное сиденье. Попробуйте совсем отказаться от крыльев. В сухую теплую погоду они не нужны, а в грязь и слякоть вы сможете вернуть крылья на место. Эти изменения позволят увеличить скорость велосипеда за счет уменьшения его веса.

· Поставьте вместо обычных контактные педали. Это позволит разгонять велосипед не только давлением на педаль, но и притягиванием педали при ее движении вверх. Правда, для использования таких педалей придется купить специальные ботинки.

· Звездочку на переднем колесе велосипеда попробуйте заменить звездочкой с увеличенным количеством зубцов, а звездочку заднего колеса сменить на звездочку с уменьшенным количеством зубцов. Обычно на спортивных велосипедах вперед ставят шестеренку на пятьдесят четыре зубца, а назад — на тридцать шесть зубцов. При такой модернизации тяжелее крутить педали при подъеме в гору, но можно увеличить скорость велосипеда.

· Диаметры велосипедных колес изменяются в пределах от 20 дюймов до 28 дюймов. Большие колеса позволяют увеличить скорость велосипеда, но крутить педали будет тяжелее. Кроме того, велосипед с большими колесами более устойчив. Большие колеса обеспечивают и лучшую проходимость, поскольку колесо может преодолеть препятствие размером не более 1/3 диаметра колеса.

· Можно пойти дальше и полностью самостоятельно собрать велосипед, подобрав наиболее подходящие вашим требованиям комплектующие. Главное знать, какой велосипед вы хотите получить в результате.

Преимущество лёгких велосипедов, и в особенности лёгких колёс относительно кинетической энергии заключается в том, что кинетическая энергия начинает проявлять своё влияние только тогда, когда скорость движения велосипеда изменяется, поэтому есть два случая, когда лёгкие колеса дают преимущество: в спринте и при преодолении крутых поворотов в критериуме.

В спринте на дистанцию 250 м при движении со скоростью от 36 до 47 км/ч, при весе велосипеда и спортсмена 90 кг, плюс ещё 1,75 кг веса колёс (ободы, шины, спицы) кинетическая энергия увеличивается на 6360 джоулей (сжигаются 6,4 ккал). Если снизить общий вес ободов, шин и спиц на 500 г, то эта кинетическая энергия уменьшится на 35 Дж (1 ккал = 1,163 Ватт-час). Влияние этой экономии веса на скорость или пройденное расстояние довольно сложно вычислить, необходимо знать мощность, развиваемую спортсменом и длину спринтерской дистанции.

Расчеты показали, что снижение массы колёс на 500 грамм даст выигрыш для спринтера в во времени 0,16 секунд, и выигрыш в пройденном расстоянии 188 см. Если сделать колёса аэродинамическим, то выигрыш составит 0,05 км/ч при скорости 40 км/ч, польза от снижения веса будет пренебрежительна мала по сравнению с пользой, полученной от аэродинамической формы колёс. Для сравнения, лучшие велосипедные колёса аэродинамической формы дают выигрыш около 0,6 км/ч при скорости 40 км/ч, так что в спринте стоит применить комплект колёс аэродинамической формы весом 500 г и меньше.

Более лёгкие велосипеды легче преодолевают подъёмы, но влияние «вращающейся массы» является проблемой лишь во время быстрого ускорения, но и даже тогда оно мало.

Обычный человек, иногда выбирающийся на велосипедные прогулки, в большинстве случаев переоценивает скорость, с которой он передвигается на велосипеде. Видя на компьютере показания 25-30 км/ч, кажется, что эта скорость будет поддерживаться на протяжении длительного времени. На практике же, реальная средняя скорость на асфальтированной дороге за три-четыре часа, может едва достигнуть 20 км/ч.

Шаг велосипеда (укладка)

Разные велосипеды имеют разные передаточные отношения цепного и/или планетарного механизма, разные посадочные диаметры ободов колес, разного размера шины, разные длины шатунов. Для осмысленного выбора велосипеда необходимо ориентироваться не только на такие показатели, как тип велосипеда, но и на параметры привода.

Если человеку, уже ездящему на каком-то конкретном велосипеде, не хватает легких передач, это еще не означает, что его велосипед никуда не годится. Возможно, необходимо заменить звездочки на более подходящие в данной ситуации. Но для подбора звездочек неплохо иметь какое-нибудь числовое значение, описывающее соотношение скорости вращения педалей велосипеда и скорости его движения. В настоящее время существует три системы для описания этого:

  • Ранее, когда в нашей стране, да и в мире, в основном использовались велосипеды с колесами 28″, различие в передаточном отношении привода велосипеда можно было легко описать отношением количества зубьев в ведущих звездах к количеству зубьев в ведомых. Это отношение имеет смысл применять только в случае, когда рассматриваются велосипеды, с одинаковыми или почти одинаковыми размерами колес, так как усилия прилагаемые на педалях, прямо пропорциональны перемещению велосипеда. Пользоваться же данной системой применительно к велосипедам с планетарными втулками вообще бессмысленно, так как скорость вращения ведомой звезды не совпадает со скоростью вращения колеса, необходимо учитывать и коэффициент планетарного механизма на данной передаче. Отношение количества зубьев – это коэффициент.
  • От этого недостатка свободна следующая система расчета. Шаг велосипеда (укладка) – это расстояние, проходимое велосипедом за один оборот педалей. В данной системе, соответственно, учитываются размеры колеса. Для разных типов велосипедов, да и для разных передач многоскоростных велосипедов, значения этого параметра могут изменяться в широких пределах. Например, для самой быстрой передачи обычного горного велосипеда это значение в 4-5 раз больше, чем для самой медленной. Это самая распространенная система описания «производительности» велосипеда. На западе она называется «дюймы» или «метры». Значение укладки вычисляется как длина окружности колеса помноженная на передаточное отношение привода, то есть значение, выдаваемое предыдущей системой. Укладка измеряется в метрах или дюймах.
  • Относительный шаг велосипеда. Эта система идет еще дальше. Кроме того, что велосипеды могут иметь разные диаметры колес, они могут иметь еще и разные длины шатунов, также влияющие на передачу усилий от ног велосипедиста к колесу. Для учета этого обстоятельства, берут отношение длины окружности колеса к длине окружности, описываемой шатуном, и умножают на передаточное отношение цепного механизма. Таким образом, привод велосипеда описывается целиком, от педали до колеса велосипеда. Правда, для большинства полноразмерных велосипедов, к которым можно отнести горные, гибриды, шоссейные, городские, длина шатунов обычно составляет 170 или 175 мм. Т. е. разница составляет всего 3%, притом, что интервал между соседними передачами в горном велосипеде составляет порядка 15%. Поэтому данная система применяется не так часто: значительного уточнения не происходит. Величина относительного шага – коэффициент.

Ниже приводятся примерные значения укладки для некоторых типов распространенных велосипедов.

Название или тип велосипедаРазмер шинКол-во зубьев спереди/сзадиШаг велосипеда (м)
Кама

406-40

46/15

4.68

Салют

533-37

46/19

4.62

дорожный велосипед

622-40

46/19

5.34

Турист

622-32

от 51/13 до 40/24

от 8.46 до 3.59

Ниже приводятся данные расчета передач горного велосипеда, исходя из следующих условий:

  • Посадочный диаметр колеса — 559 мм;
  • Толщина шины — 50 мм;
  • Промятие шины под весом велосипедиста не учитывается.

Тогда, длина окружности колеса будет равна 2070 мм. В большинстве моделей велокомпьютеров необходимо вводить в качестве размера колеса как раз эту величину (иногда в сантиметрах).

Довольно распространенными для горных велосипедов с приводом в 24 передачи являются система с набором звезд 42-32-22 зуба и кассета 11-13-15-17-20-23-26-30 зубьев. Их мы и рассмотрим в качестве примера. Значения укладки для каждой из передач приведены в таблице и на графике.

Шаг велосипеда (укладка), метр

Количество зубьев

ведущие звездочки

ведомые звездочки

42

32

22

11

7,98

6,08

4,18

13

6,75

5,14

3,54

15

5,85

4,46

3,06

17

5,16

3,93

2,70

20

4,39

3,34

2,30

23

3,82

2,91

2,00

26

3,38

2,57

1,77

30

2,93

2,23

1,53

Исходя из этих данных, легко можно посчитать скорость велосипедиста на заданной передаче при определенной частоте вращения педалей или наоборот, частоту вращения (каденс) при заданной скорости. Например, для туризма, при неспешной езде, рекомендуется держать частоту вращения педалей в диапазоне 70-80 об/мин. Средний каденс у профессиональных шоссейных гонщиков превышает 100 об/мин, а у трековиков еще больше.

Вы можете воспользоваться калькулятором для расчета передач велосипеда. Калькулятор выполнен в виде книги MS Excel.

Как видно из таблицы и графика, отношение между максимальной и минимальной передачей на горном велосипеде среднего уровня составляет величину около 5.21 (521%). Это позволяет использовать горный велосипед на дорогах с очень разнообразными рельефами и условиями езды – от гладких шоссе на спусках, до крутых подъемов по сложной дороге или вообще вне дорог. При этом проходимость велосипеда обычно ограничивается сцепными свойствами шин или моментом, опрокидывающим велосипедиста назад. Причем, это значение не является пределом. Сейчас нередко можно встретить велосипеды с системами 44-22 зуба и кассетами 11-34 зуба, где отношение между максимальной и минимальной передачей достигает 6.18 (618%).

Кроме того, видно, что передачи идут перекрывающимися рядами. Для горного или гибридного велосипеда переключение спереди на одну звезду приблизительно эквивалентно переключению сзади на две.

Последнее обновление 26 февраля 2006.

Читать еще:  Велосипед велотренажер лучше
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector