Велосипеды без спиц на дугах.  Cyclotron - революционный велосипед с колесами без спиц. Велосипед без спиц и центральной оси в колесах

Если дипломная работа типичного промышленного дизайнера имеет отношение к велосипеду, то можно держать пари, мы увидим концепт на тему колеса без втулки и спиц. Это исключительно модная идея имеет один недостаток.

В зависимости от фантазии дизайнера, реальный механизм крепления колеса и привода либо умалчивается и стыдливо спрятан под корпусом, либо, как в случае концепта Nulla от Бредфорда Вута, теоретически реализуем. По крайней мере, что-то подобное мы и увидели 5 дней назад.

Итак: 9 инженеров-конструкторов из Йеля, среди которых специалисты работающие в коммерческих структурах вроде Сикорского, группа студентов и осенний семестр по специальности инженерное проектирование. Результат? Первый из известных нам рабочий прототип велоколеса без спиц с приводом. Стоимость даже одного обода крайне высока, а поскольку учебной задачей была теоретическая реализация концепта, для его проверки достаточно было сделать только одно колесо.

Как утверждает один из авторов проекта, проект был выбран именно потому, что многочисленные патенты и эскизы в интернете так и остаются в силу понятных конструкторских трудностей на бумаге. Вдобавок, свободное место внутри колеса теоретически можно использовать для размещения электромотора или, например, корзины.

В настоящий момент велосипед имеет только одну передачу, хотя, очевидно, что возможна инсталляция планетарной втулки. Для увеличения передаточного отношения использованы две системы по 53 зуба (на 13 зубьев звездочки). последняя звездочка прикреплена к обычной втулке с трещоткой и модифицированным корпусом. Диаметр колеса 26", так что покрышка использована стандартная.

Корпус втулки колеса имеет шкив, который тянет приклеенный к внутренней поверхности обода ремень. С одной стороны, очень просто, с другой, чудовищно громоздко. Ролики сверху, по всей видимости, являются реальной опорой колеса, когда как цепной механизм выполняет только роль привода.

Сейчас велосипеды становятся все более актуальными. В больших городах развивается инфраструктура, благодаря которой они могут спокойно перемещаться. Для кого-то двухколесный транспорт становится основным, заменяя машины и автобусы. Поэтому ведется очень много разработок в этой сфере. Постоянно изобретается что-то новое. Одной из таких новаций можно считать велосипед без спиц. Зачем он нужен и какие у него особенности?

Виды

Металлический обод, спицы и втулка - это основные части каждого колеса. Такая система проверена столетиями. Она довольно прочная и надежная. Но инженеры решили бросить вызов классике и создать что-то новое - велосипед без спиц в колесах.

Существует несколько разных видов. Каждый из них отличается своими особенностями и имеет разные характеристики. Одним из самых распространенных велосипедов без спиц является байк на литых дисках. Малоизвестный, но не менее удивляющий - с колесами на эллиптических лентах. Вершиной данного топа становится собственно велосипед без спиц. Подробнее о каждом из них будет чуть ниже.

Литые диски

Главная особенность такого обода - целостность. Он никак не разбирается. Вместо самых обыкновенных спиц здесь лопасти, которые также соединяют обод и втулку. Колесо отливается из одного материала. Чаще всего это алюминиевый сплав.

Изначально такие диски ставили только на спортивные модели. Специальная форма придает конструкции лучшую аэродинамичность. Спустя некоторое время они начали появляться в свободном доступе. Теперь же их можно приобрести во многих спортивных магазинах.

Делают их по специальной технологии, под большим давлением. Так деталь получается крепкой и однородной, без всяких дефектов.

Плюсы и минусы литых дисков

У всего есть свои положительные и отрицательные стороны. У литых дисков того и другого немало. Из плюсов можно сразу выделить:

• Нестандартный внешний вид.
• Высокие показатели аэродинамичности.
• Модели не требуют какого-либо ухода.

Первое, за что их полюбили обычные велосипедисты - это, конечно, очень красивый дизайн. Такую деталь сложно Обычно такие диски еще красят в различные яркие цвета. Так что с ними можно легко выделиться из серой велосипедной массы.

Благодаря хорошей обтекаемой форме сопротивление воздуха становится меньше. А это значит, что нужно прикладывать меньше усилий.

Конструкция является довольно жесткой. Она не может деформироваться. Поэтому небольшие удары выдержать сможет. Но отсюда появляются и некоторые минусы:

• Большой вес.
• Модель не подлежит ремонту.
• Высокая стоимость.

Колеса на эллиптических лентах

Это такая конструкция, где вместо стандартных спиц используют свернутые полоски углепластика. Они скручиваются в эллипс и крепятся с одной стороны к втулке, а с другой - к ободу. На каждое колесо приходится по 3 ленты. Они обладают очень хорошими амортизирующими способностями. Единственный их минус - плохой накат. Из-за недостаточной твердости много энергии уходит на амортизацию. Поэтому разогнаться на таких колесах хорошо не получится.

Nulla - велосипед без спиц

Минимализм и футуризм - вот так можно выразиться про этот байк. «Нулла» - это новейшая разработка в велосипедной сфере. Разработчики попытались полностью убрать спицы и втулку. От старой конструкции остался только обод.

Колесо выполняет роль большой шестерёнки. Ноги приводят в движение звездочку, которая взаимодействует с ободом, на котором нанесены насечки. Поэтому этому байку не нужна втулка.

Выглядит он очень элегантно. Создается впечатление, что это какой-то агрегат из будущего. Точная цена велосипеда без спиц в колесах пока еще не известна, так как он находится еще в стадии разработки. Инженерам надо решить еще несколько проблем с тормозами и трансмиссией. Но вскоре такое чудо сможет выйти в свободную продажу.

Как-то незаметно подбирается к нам лето и пора подумать о железном друге. О велосипеде, конечно! По ссылке серии велосипедов можно выбрать отличный вариант! Мы все с детства знаем, как выглядит классическая модель велосипеда и прекрасно представляем, например, из каких составных частей состоит обычное колесо. Это соединенные спицами, крепящимися на центральной втулке, ободы.

Так создаётся прочность и целостность колеса за счет спиц, которые равномерно натянуты. Спицы, как правило, очень легкие и абсолютно не влияют на вес самого велосипеда. Спицевые колеса - это классика. В основном они и ставятся. хотя давно ведутся инженерные разработки по замене спиц на что-то принципиальное новое. Об этом и порассуждаем.

Литые диски

Конечно, что самое первое пришло в голову современным инженерам - полностью уйти от использования спиц и сделать литые диски. Так вместо спиц вставляются на центральную втулку лопасти. В этом случае натяжение не регулируется и колесо становится не разборным. Часто такие велосипеды получают названия известных авто-брендов, но нередко к этим брендам не имеют ни малейшего отношения.

У литых колёс повышенная жесткость и высокие аэродинамические данные. Они смотрятся стильно, напоминают мини-авто, а если добавить подсветку - это будет выглядеть круто!

Но такие супер колеса не применимы для экстремальных гонок, так как не пружинят, но зато на ровной и прямой дороге на них легко разогнаться.

Уход за данными колесами прост, но если вдруг повреждается диск, велосипед уже не спасёшь - придется покупать новый!

Увы, совсем мало плюсов и много минусов. Не очень удачная будет покупка.

Эллиптические ленты

Ещё вариант современного колеса без спиц- "петельное" колесо. Спицы заменяются на на так называемые эллиптические ленты, имеющие в готовом виде форму петли. Изготавливаются из из углепластика. Крепление колеса весьма оригинальное. К треугольнику, в котором втулка, крепится край ленты, а к ободу - середина ленты. Получается три эллипса, гарантирующие надежное крепление обода и равное распределение усилий.

Конечно, здесь ценятся замечательная амортизация, прочная конструкция и необыкновенный привлекательный внешний вид. Передвижение на неровной дороге становится очень комфортное, так как эллипсы при движении растягиваются и сжимаются, что способствует удобству велосипедисту. Материал надежный и долговечный. Поэтому такой велосипед будет долго вас радовать.

Но, к сожалению, есть и минусы. Очень плохая динамика из-за плохой жесткости. Медленный разгон и тяжелый подъем в гору. Но на небольшую прогулку по ровной дороге - очень удобно.

Колесо Nulla

Вот мы добрались до самых оригинальных колес. Вам что-нибудь говорит итальянское название Nulla? В переводе "пустота". Да! В колесе нет спиц и даже втулки! Только обод. Рама смотрится как треугольник. Эта модификация еще не полностью продумана, полно проблем, например, как установить переключатели, тормоза, систему передач.

Но кое-что уже заслуживает нашего внимания. Задний обод имеет вид внутренней шестерни, с ней сцеплена внешняя шестерня. Эффективность крутящего момента повышает близкое расположение к педалям самого узла. Через приводной ремень передаётся усилие. Ролики, на которых крепится переднее колесо, обеспечивают эффективную проворачиваемость и таким образом способствуют движению.

ВЫБОР ЗА ВАМИ! ПОЕХАЛИ!

Спицой для велосипеда называют конструктивную деталь колеса, которая технически является стержнем, соединяющим ступицу и обод. За счет спиц без снижения прочности облегчают конструкцию колеса.

Эти детали для байка сегодня изготавливают из стали (нержавеющей и хромированной углеродистой), титана, углепластика и сплава алюминия. Наибольшей популярностью у велолюбителей пользуются спицы, выполненные из нержавейки: они недорогие и прочные. Дополнительно детали, сделанные из стали, подлежат никелированию или хромированию. Присоединяется спица ко втулке и ободу колеса при задействовании ниппеля, в который ее и вкручивают.

Велосипед без спиц и центральной оси в колесах

Велосипед без спиц

Возможен ли велосипед без спиц в колесах? Да, последние разработки предлагают модели роверов, конструкция которых не предполагает использование привычного глазу колеса, снабженного шиной, осью, ободом и спицами. Удивительны они не только тем, что фактически оспаривают утверждение о вставлении палок в колеса и о том, что нельзя изобрести колесо. Оказывается, «открытием» такого элемента без использования центральной оси мы обязаны итальянцу по имени Франко Сбарро, а сегодня можно увидеть прототипы и работающие модели практически любого вида транспорта с использованием таких колес, включая роверы.

Для байков конструкция колеса без спиц представляет собой очень большой подшипник, при этом внутренняя часть его при движении остается неподвижной. В теории, такая модель колеса должна выигрывать по сравнению с обычной за счет легкости, снижения центра тяжести и повышенной устойчивости. А чего стоит удивительный внешний вид такой детали! Однако в производстве такие колеса очень дороги и технологически сложны. Кроме того, нужно решать проблемы с защитой от грязи, креплением деталей и возможностью оснастить тормозами. Также пока есть сложности при прохождении изгибов.

Тем не менее, идея велосипеда без спиц пришлась по душе Сильвену Жерберу, французу, который в 2013 году представил вниманию , оснащенного именно такими колесами. Концепт, названный Synapse, отличается передачей крутящего момента с помощью электромотора на обода, а также необычным соединением рамы и колес. Конечно, возникают вопросы относительно того, надежно ли крепятся колеса и можно ли на подобном ровере преодолевать дорожные препятствия, однако начало колесам без спиц уже положено.

Какие бывают спицы?

Спицы можно поделить на несколько групп, в зависимости от следующих параметров:

• по калибру (толщине): 1,5 мм, 1,6 мм, 1,8 мм, а также 2,0 мм и 2,34 мм
• по виду головки: прямые (традиционно для фирменного вилсета) и загнутые (для сборного колеса)
• по конструкции: цилиндрические с баттингом и постоянной толщины, а также аэроспицы (плоские). Под баттингом понимают уменьшение спицы в средней ее части, где на нее приходятся минимальные нагрузки, в отличие от концов запчасти, что позволяет снизить вес спиц.

Покажется удивительным, но спицы называют одними из самых часто ремонтируемых запчастей ровера. Действительно, эти тоненькие детали во многом определяют динамику велосипеда, качество и безопасность катания.

Ключ для спиц

Чтобы натянуть спицы, понадобится инструмент под названием спицевой ключ . С помощью закручивания ниппеля устанавливают и натягивают эти запчасти. При этом основным моментом считается равномерность натягивания спиц, что гарантирует правильность распределения нагрузки.

Спицовка колеса может быть разной, однако ключевыми считают крестовую и радиальную. Наиболее распространенной и удобной называют трехкрестовую: это значит тройное пересечение каждой из деталей.

Регулировку спиц на велосипеде можно разделить на несколько шагов, включающих подготовку, монтаж запчастей или набивку колеса, а также натяжение спиц. Все этапы можно сделать и в домашних условиях при наличии терпения, умений и свободного времени, а можно доверить ровер мастеру.

На первом шаге определяется длина велосипедных запчастей. Переднее колесо, которое считается более технически простым, описывается как имеющее одинаковую длину запчастей с обеих сторон. Что касается заднего, то его отличает разная длина из-за разности наклона велосипедных спиц. Это объясняется требованиями к центровке колеса и присутствием скоростей. Чтобы рассчитать длину искомых запчастей, часто применяют онлайн-калькуляторы, куда достаточно ввести данные по размерам других деталей и получить результат.

Второй, монтажный, шаг требует наличия обода, спиц, втулки, масла, спицевого ключа и отвертки. Последовательность правильных действий такова:

• Тщательно смажьте точки соединений с ниппелями на деталях колеса и резьбовой части запчастей, что гарантирует качественное натяжение спиц.
• При наличии углубленных входов на фланце исключительно с одного бока нужно устанавливать спицы с бока, противоположного углублениям.
• Во фланец устанавливаются девять запчастей с одним незанятым входом между каждой.
• На заднее колесо запчасти ставятся справа от втулки.
• На ободе среди входов, размещенных по правую руку, нужно найти расположенный по правую сторону от вентильного входа и расположить в нем первую спицу, после чего ниппель закрутить, сделав два оборота.
• Начиная с первой спицы, отсчитываются по направлению часовой стрелки четыре входа, устанавливается вторая спица и так же заворачивается ниппель. Втулка нарезной частью повернута к вам.
• Обязательно контролируется ход монтажа: если все проходит верно, то спицы соединяют обод справа с фланцем втулки, тоже правым, при этом между запчастями сохраняется три незанятых отверстия.
• Последующие семь запчастей закрепляются по такому же принципу, путем установки в каждое четвертое ободное отверстие.
• Теперь нужно развернуть колесо противоположным боком и устанавливать поочередно 9 спиц, монтируя их в фланец, расположенный по левую руку. При этом начинать нужно с ключевой спицы, которая находится левее вентильного входа. Поставив ее, оставшиеся восемь спиц установите так же, как и с предыдущей стороны.
• Осмотр колеса должен показать, что пары незанятых входов чередуются с парами входов с ниппелями по всей длине обода. Чтобы закрепить ниппеля, их проворачивают два раза.
• Этап установки натяжных запчастей, чьи головки располагаются с оборотной стороны фланца. Одна из спиц продевается в фланцевое отверстие, а велосипедная втулка закручивается таким образом, чтобы у уже смонтированных запчастей направление получилось близкое к касательному к фланцам.
• При монтаже первых натяжных запчастей обращайте внимание на их установку в ободные отверстия, которые ближе к требуемому фланцу. Оставшиеся запчасти с элементом натяжения набираются так же. В случае, если они не достают до входов ниппелей, нужно на оборот ослабить ниппеля уже вставленных спиц.
• Когда установка всех спиц завершена, необходимо закрутить ниппеля на одну и ту же глубину.

Наконец, третий шаг подразумевает натяжение спиц , которое обязательно должно быть равномерным, для чего ниппеля закручиваются на одном уровне. Если запчасти короткие, то после подтяжки должно просматриваться одно и то же количество витков резьбы. При длинных запчастях выходящий конец устанавливается на уровне шлиц ниппелей.

После этого каждый ниппель нужно заворачивать по направлению от отверстия вентиля на один оборот и проверять запчасти на натяжение. Если оно слабое, то провернуть ниппель еще раз, при этом не добиваясь чрезмерно тугого натяжения. Если же вы справились с ободом на 75%, а закручивать ниппель стало практически невозможно, то это сигнализирует о лишнем втором обороте. Справиться с этой ситуацией можно, открутив ниппеля на один оборот назад.

Наконец, необходимо поставить искомое колесо на специальный станок или, за неимением его, на сам ровер: именно так можно выявить неровности запчасти. Обратите внимание на то, бросаются ли в глаза неровности. При горизонтальном характере неровности, если обод смещается в правый бок на четыре запчасти: две из них смотрят на левый, а две - на правый фланец, выполняется закручивание левых ниппелей на ¼оборота и аналогичное, на ¼оборота, ослабление ниппелей с правого бока. Если же этот способ не помог избавиться от неровности, то нужно отыскать наиболее неровное место слева и подтянуть его.

Для корректировки вертикальных неровностей необходимо отыскать максимально далекое от втулки место обода. Это требуется для максимального натяжения запчасти в том месте, что улучшит параметры жесткости колеса и дополнительно придвинет к втулке обод.

Дополнительно при натяжении запчастей занимаются также их усаживанием. С этой целью с усилием надавливают на спицы там, где они пересекаются, после чего поворачивают колесо и повторяют процедуру, чтобы таким образом сделать усадку всех запчастей. Обычно при успешно проводимой процедуре спицы издают характерные звуки.

Нередко замену и натяжку спиц на велосипеде лучше доверять профессионалам, чтобы быть уверенным в результате. К сожалению, иногда неправильный ремонт способен лишь усугубить проблемы и даже привести к «восьмеркам» колес, поэтому при малейших сомнениях ровер лучше отдать в веломастерскую.

Одним из первых энтузиастов, не только размышлявших над идеей создания такого колеса, но и воплотивших ее в действующем изделии, стал Доминик Мотта. Во второй половине 80-х годов прошлого столетия этот предприниматель-авантюрист вложил часть своих сбережений в разработку новых технологий в транспорте. Работа над спорткаром будущего привела Мотта к созданию «пустого» колеса (hubless wheel, орбитальное колесо, осмос-колесо), в котором отсутствовали ступица и спицы, которое было запатентовано в 1990 году.
Несмотря на ряд преимуществ, концепция имела и существенные недостатки, главные из которых – технологическая сложность и высокая стоимость, не позволяющая использовать такое колесо в массовом производстве мотоциклов и других транспортных средств.
По сути, орбитальное колесо представляет собой чрезвычайно большой подшипник с тонкими обоймами. Внутренняя обойма – неподвижна, жестко скрепляется с рамой или с элементами подвески, наружная – вращается, на нее надевается шина и крепится тормозной диск. Приводить осмос-колесо традиционным способом непросто, в связи с этим применяется способ передачи крутящего момента с помощью фрикционного ролика, воздействующего непосредственно на поверхность шины мотоцикла. Традиционные ремни и цепи также можно использовать, но для этого на наружной обойме подшипника придется разместить, кроме всего прочего, также огромную звезду или шкив. В последнем случае, учитывая существенное увеличение ведомой звезды (по сравнению с традиционной), не лишним будет изменить передаточное отношение в трансмиссии.
Существенные изменения в конструкции переднего беcступичного колеса мотоцикла не требуются: телескопическая вилка может крепиться прямо к нижней части внутренней обоймы. Такая схема обеспечивает оптимальное распределение нагрузки на подшипник. Несмотря на преимущества связки «телескопическая вилка/орбитальное колесо», разработчики редко используют ее в своих концептах – слишком банален «телескоп» для футуристичной и революционной концепции «пустого колеса». Вместо нее используют рычажные подвески, или даже регулируемые системы, позволяющие активным смещением точки крепления обоймы к элементам подвески изменять вылет переднего колеса и, соответственно, влиять на управляемость/стабильность мотоцикла.
Известными всему миру орбитальные колеса стали несколько лет спустя после получения патента. Живая икона мирового автомобильного стиля итальянец Франко Сбарро подготовил и представил на стендах Женевского автосалона три концепта мотоциклов с бесступичными колесами, а также макеты автомобилей, среди которых была и вариация на тему «Формула-1».
Экспонаты, мягко говоря, понравились и посетителям, и журналистам. На волне высокого интереса Сбарро, Мотта, а также компании Pirelli и SRO-FAG основали компанию по производству осмос-колес. Основатели пророчили новой концепции широкое распространение не только на асфальте, но и на железной дороге и даже в космосе. Покупатели не спешили расставаться со своими деньгами, ведь в виду сложности конструкции стоимость колес оказалась неподъемной для производителей массовых моделей мотоциклов и автомобилей.
Концепцию колеса Сбарро забыл, после того, как использовал ее для создания новой марки оригинальных часов, доступных покупателям по цене от 3500 Евро. Доминик Мотта не смог так просто расстаться со своим детищем и продолжил поиск инвесторов по всему миру. Он предлагал использовать концепцию производителям мотоциклов (Yamaha, Echelon), автомобилей (Ferrari, BMW, Daimler, Nissan, General Motors, Ford, VW, Volvo), поездов (Alstom), велосипедов (Cycleurope, Shimano). Главным барьером на запуске бесступичных колес в массовое производство и, соответственно, их удешевлении стал владелец патентов – швейцарская компания Globeholding.
Таким образом, идею орбитального колеса в течение многих лет использовали исключительно энтузиасты, собирающие уникальные байки в своих гаражах. Но в 2008 году на мотовыставке в немецком Кельне компания Honda представила свое видение мотоцикла будущего под названием Honda V4 Concept, колеса которого имели орбитальную конструкцию. Представленный байк не имел привычного современному мотоциклисту приводного ремня, цепи или карданного вала, а функция передачи крутящего момента на колесо была поручена валику, воздействующему непосредственно на шину. Но самым интересным оказался даже не сам концепт, а заверение производителя запустить его в массовое производство уже в 2010 году. В результате Honda V4 Concept остался всего лишь красивой картинкой и ярким воспоминанием для посетителей мотосалона.
Одним из самых известных байков современности с осмос-колесами, который можно увидеть не только в интернете, но и на улицах, является творение компании Amen Design and Engineering. Чоппер с передним и задним «пустыми» колесами выглядит в высшей степени оригинально и, что самое главное, полностью функционален. Он уверенно ездит по дорогам общего пользования.
Создатели и поклонники необычного байка в список достоинств безспицевых колес записывают их малый вес, уменьшенные вибрации, улучшенные характеристики торможения. При этом никто не отрицает их дороговизны и сложности в производстве. Вращение колес обеспечивают 850 подшипниковых шариков, на дорогу байк опирается 120-миллиметровой (ширина) передней и 360-миллиметровой задней шинами.