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PERSÖNLICHER TRANSPORT: BODEN, WASSER, LUFT
Wirtschaftliches Fahrrad. Persönlicher Transport
Verzeichnis / Personenverkehr: Land, Wasser, Luft Fast alle Fahrradantriebskonstruktionen haben einen gemeinsamen Nachteil, der ihre Effizienz verringert. Dieser Fehler besteht im unwirtschaftlichen Aufwand an Muskelenergie beim Kraftwechsel von einem Bein auf das andere, während die Pedale durch die „toten Punkte“ (die vertikale Position der Pleuel) laufen. Der größte Teil der Muskelanstrengung ist in diesem Moment auf die Drehachse der Pedale gerichtet und leistet nicht so viel nützliche Arbeit, sondern erhöht den Verschleiß der Schlittenlager. Nicht umsonst entfernen Radfahrer vor Fahrtantritt die Pleuel aus der Senkrechten. Dadurch beginnt der Arbeitstakt mit einem teilweisen Verlust der Muskelenergie, was zu einer vorzeitigen Ermüdung des Radfahrers führt. Die vorgeschlagene Verbesserung des Fahrradantriebs beseitigt diesen Nachteil und ermöglicht es Liebhabern langer Reisen, sparsam zu fahren, die Muskelenergie rational zu nutzen und sie fast wie beim normalen Gehen zu verbrauchen. Zu diesem Zweck verwendet die Antriebskonstruktion eine Vorrichtung zur Unterbrechung der Wechselwirkung der Pleuel mit dem Antriebskettenrad, die aufgrund der Trägheit einen freien und schnellen Durchgang der Pleuel mit Sektorpedalen in der Nähe der „Totpunkte“ gewährleistet. Eine allgemeine Ansicht des Aufbaus eines Fahrradantriebs mit einer Trägheitsunterbrechungsvorrichtung ist in Abbildung 1 dargestellt, wobei die auf der Tretlagerwelle 1 montierten Pleuel 2 (mit Pedalen) eine bewegliche (gleitende) Verbindung mit dem führenden Kettenrad 3 aufgrund des Zusammenspiels von Spikes haben, die an der Hülse 4 angebracht sind, die an der rechten Pleuelstange befestigt ist, und diametralen Rillen – am führenden Kettenrad 3. Die Nuten ermöglichen den Pleueln, schnell durch die ineffiziente Zone und die spiralförmige Biegung zu gelangen Feder 5 – mildert den Schlag am Ende ihres freien Spiels.
Wie aus der Abbildung des Antriebs ersichtlich ist, unterliegt lediglich die Verbindung des Antriebsritzels mit der rechten Kurbel einer baulichen Veränderung, so dass ein solcher Antrieb an jedem Fahrradmodell vorgenommen werden kann. Dazu wird gemäß Zeichnung, Pos., eine Hülse mit Vorsprüngen aus Stahl 30KhGSA hergestellt. 4, das an die von der Wagenwelle entfernte und entsprechend der Zeichnung Pos. modifizierte Pleuelstange angeschweißt ist. 1. Das Antriebskettenrad wird ebenfalls fertiggestellt – darin werden Nuten für die Vorsprünge der Hülse angebracht. Die Feder ist „kalt“ aus Kohlenstoffdraht mit einem Durchmesser von 4 - 5 mm gefertigt und enthält eine unvollständige Windung. Die Enden der Feder können zu Hause gebogen werden, nachdem die Drahtbiegung über einem Gasbrenner erhitzt wurde. Die Führungsscheibe 10 ist gemäß Zeichnung aus beliebigem Stahl gefertigt. Beim Einbau des Antriebsritzels werden die Spikes der Buchse 4 in deren Nuten eingesetzt, an denen die Unterlegscheibe 10 mit drei M4-Schrauben befestigt wird. Der Begrenzer 6, der aus weichem Draht besteht und durch Biegen der Enden seiner Brückenbalken am Antriebskettenrad befestigt wird, verhindert, dass sich die Feder unter Spannung während des Betriebs von der Kettenradebene wegbewegt. Anschließend wird die rechte Pleuelstange 1 mit dem Antriebsritzel in gewohnter Weise mit dem Keil 2 auf der Welle 9 des Fahrrad-Tretlagers befestigt. Bei der Montage der Feder wird ein Ende davon in ein passendes Loch am Antriebsritzel eingebaut und das andere gebogene Ende umschlingt die Pleuelstange in Pedalnähe. Um die Einstellung der Federkraft 5 am Antriebskettenrad zu erweitern, wird zusätzlich eine Reihe von Löchern entlang des Drahtdurchmessers gebohrt, um das gebogene Ende der Feder darin zu installieren. Der Antrieb funktioniert wie folgt. In der Anfangsphase, zum Beispiel beim Aufsetzen des rechten Fußes auf das rechte Pedal, das sich in der oberen Position befindet, drehen sich die Pleuel 1 zusammen mit der Welle 2 und der Hülse 4 bis zur Arbeitswechselwirkung des Nabendorns mit dem Antriebsritzel 3, während die Feder 5 zusammengedrückt wird und ein Drehmoment auf das Antriebsritzel erzeugt. Durch eine Muskelkraft auf das rechte Pedal wird das Antriebsritzel gedreht – und das Fahrrad beschleunigt. Wenn sich das rechte Pedal der äußersten unteren Position nähert, wird das Arbeitszusammenspiel der Pleuel (Nabenspitze) mit dem Antriebsritzel unterbrochen, indem die Drehung der Pleuel relativ zum Antriebsritzel verzögert wird, nachdem die Pedalkraft aufgrund der umgekehrten Wirkung der Feder und der Trägheitsbewegung des Fahrrads reduziert wird. In diesem Fall unterstützt die Feder die Drehung des Kettenrads und entbindet es von der Wechselwirkung mit den Pleueln. Infolgedessen passieren die Pleuel zu Beginn des nächsten Arbeitszyklus die vertikale Position mit einer gewissen umgekehrten Winkelverschiebung relativ zum Antriebskettenrad, was einen freien Übergang der vertikalen Position und die nächste Ansammlung der Feder für die linke Kurbel gewährleistet. Anschließend wird der Antriebsvorgang wiederholt. Der freie Übergang der extremen oberen und unteren Positionen durch die Pedale verhindert den Verlust von Muskelenergie beim Wechsel ihrer Arbeitszyklen, was die Effizienz des Antriebs erhöht. Im stationären Betrieb wird die Drehung der Pleuel verzögert und drückt dann effektiv auf das Antriebsritzel. Dadurch erfolgt das Treten im sparsamen „Schub“-Modus. Diese Betriebsart ermöglicht es Ihnen, ohne übermäßigen Kraftaufwand und über einen langen Zeitraum eine hohe Geschwindigkeit aufrechtzuerhalten, was der Aufrechterhaltung der Drehung des Schwungrads mit einer intermittierenden Tangentialkraft ähnelt. Die Verzögerung der Drehung der Pleuel trägt zur Kompensation der Trägheitskräfte bei, die bei ihrer schnellen Drehbewegung auf die Beine des Radfahrers im Bereich der „Totpunkte“ einwirken. Die Effizienz und Stabilität des Antriebs wird durch die Federspeicherkraft beeinflusst, die je nach Gewicht und körperlicher Fitness des Radfahrers ausgewählt wird. Sollten sich die Pleuel nach dem Arbeitshub nicht vom Antriebsritzel entfernen, muss eine elastischere Feder eingebaut werden. Und umgekehrt, wenn für einen freien Übergang des Pedals in der oberen Position eine spürbare Muskelanstrengung auf dieses ausgeübt wird und während des Arbeitshubs keine Arbeitswirkung der Pleuel mit dem Antriebsritzel auftritt, muss die Federelastizität verringert werden. Dies kann durch die Auswahl des Durchmessers des Federdrahtes erfolgen. Für den normalen Betrieb des Antriebs muss der Betrag der Rückwärtsbewegung der Kurbeln geringer sein als ihre anfängliche Winkelverschiebung. Unter diesen Bedingungen bleibt das anfängliche Drehmoment am Antriebskettenrad während Betriebsübergängen erhalten, was die Dämpfungseigenschaften der Feder weiter verbessert, um Spitzenbelastungen während der Schubdrehung des Antriebskettenrads auszugleichen. Bei der Beherrschung des Fahrens eines Fahrrads mit einem solchen Antrieb erfordert der Radfahrer einige Aufmerksamkeit, um die Gleichmäßigkeit der Drehung des Antriebskettenrads bei freiem Lauf der Pleuel zu kontrollieren. Wenn bestimmte Fähigkeiten erworben werden, bleiben die Gleichmäßigkeit der Drehung des Antriebskettenrads und das Ausmaß der Rückwärtsbewegung der Pleuel automatisch erhalten und bereiten keine Schwierigkeiten und Beschwerden. Experimentelle Seeversuche im Umkreis von 3500 km bestätigten die Effizienz und Zuverlässigkeit des Antriebs. Im Vergleich zu einem herkömmlichen Fahrrad wird die Ermüdung auf langen Fahrten spürbar reduziert, was die Möglichkeiten des Radfahrers erweitert. Vielleicht kann das Anfedern der Pedale gegen das Antriebsritzel auch bei großen Sportarten ihre Berechtigung haben, ebenso wie das Anfedern des Kufenrückens gegen die Ferse der Schuhe von Cross-Country-Skates. Autor: V.Zelenov
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