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TRASPORTO PERSONALE: TERRA, ACQUA, AEREO
Bici economica. Trasporto personale
Elenco / Trasporto personale: terra, acqua, aria Quasi tutti i progetti di trasmissione per bicicletta presentano un inconveniente comune che ne riduce l'efficienza. Questo vizio consiste nel dispendio antieconomico di energia muscolare quando si cambiano gli sforzi da una gamba all'altra mentre i pedali passano attraverso i "punti morti" (la posizione verticale delle bielle). La maggior parte dello sforzo muscolare in questo momento è diretto all'asse di rotazione dei pedali e non fa tanto lavoro utile quanto aumenta l'usura dei cuscinetti del carrello. Non per niente i ciclisti rimuovono le bielle dalla posizione verticale prima di iniziare a muoversi. Di conseguenza, la corsa di lavoro inizia con una parziale perdita di energia muscolare, che provoca un affaticamento prematuro del ciclista. Il proposto miglioramento della guida della bicicletta elimina questo inconveniente, consentendo agli amanti dei lunghi viaggi di pedalare in modo economico, utilizzando razionalmente l'energia muscolare, consumandola quasi come durante la normale camminata. Per fare ciò, il progetto di trasmissione utilizza un dispositivo per interrompere l'interazione delle bielle con la ruota dentata motrice, che garantisce il passaggio libero e veloce delle bielle con pedali a settore in prossimità dei "punti morti" per inerzia. Una vista generale del progetto di trasmissione della bicicletta con un dispositivo di interruzione inerziale è mostrata in Figura 1, dove le bielle 1 (con pedali) montate sull'albero del carrello 2 hanno un collegamento mobile (scorrevole) con la ruota dentata motrice 3 a causa dell'interazione di punte realizzate sul manicotto 4, fissato sulla biella destra, e scanalature diametrali - sulla ruota dentata motrice 3. Le scanalature consentono alle bielle di superare rapidamente la zona inefficace e la molla elicoidale di flessione 5 ammorbidisce il colpo all'estremità del loro viaggio gratuito.
Come si può vedere dalla figura della trasmissione, solo il collegamento del pignone con la pedivella destra è soggetto a modifica strutturale, quindi tale trasmissione può essere effettuata su qualsiasi modello di bicicletta. Per fare ciò, un manicotto con sporgenze è realizzato in acciaio 30KhGSA secondo il disegno, pos. 4, che è saldata alla biella smontata dall'albero del carrello e modificata secondo il disegno pos. 1. Anche la ruota dentata di trasmissione è in fase di finalizzazione: al suo interno sono realizzate delle scanalature per le sporgenze del manicotto. La molla è realizzata "a freddo" in filo di carbonio con un diametro di 4 - 5 mm e contiene una spira incompleta. Le estremità della molla possono essere piegate a casa dopo aver riscaldato la curva del filo su un bruciatore a gas. La rondella di guida 10 è realizzata secondo il disegno da qualsiasi acciaio. Quando si installa la ruota dentata motrice, le punte della boccola 4 vengono inserite nelle sue scanalature, sulle quali la rondella 10 è fissata con tre viti M4. Il limitatore 6, realizzato in filo morbido e fissato sulla ruota dentata motrice piegando le estremità sui suoi ponticelli, impedisce alla molla di allontanarsi dal piano della ruota dentata quando è sotto tensione durante il funzionamento. Successivamente, la biella destra 1 con la ruota dentata di trasmissione viene fissata nel solito modo sull'albero 2 del movimento centrale della bicicletta utilizzando il cuneo 9. Quando si installa la molla, un'estremità di essa viene installata in un foro adatto sulla ruota dentata di trasmissione, e l'altra estremità piegata avvolge la biella vicino al pedale. Per espandere la regolazione della forza della molla 5 sulla ruota dentata motrice, viene inoltre praticata una serie di fori lungo il diametro del filo per installare l'estremità piegata della molla al loro interno. L'azionamento funziona come segue. Nel periodo iniziale, ad esempio, quando si installa il piede destro sul pedale destro, che si trova nella posizione superiore, le bielle 1, insieme all'albero 2 e al manicotto 4, ruotano fino all'interazione operativa della punta del manicotto con la ruota dentata motrice 3, mentre la molla 5 è compressa e crea una coppia sulla ruota dentata motrice . Dopo aver applicato uno sforzo muscolare al pedale destro, la ruota dentata di trasmissione viene ruotata e la bici accelera. Quando il pedale destro si avvicina alla posizione estremamente inferiore, l'interazione operativa delle bielle (picco del mozzo) con la ruota dentata motrice viene interrotta ritardando la rotazione delle bielle rispetto alla ruota dentata motrice dopo che la forza del pedale è stata ridotta a causa della retromarcia azione della molla e movimento inerziale della bicicletta. In questo caso, la molla supporta la rotazione della ruota dentata e la sottrae all'interazione con le bielle. Di conseguenza, all'inizio del ciclo di lavoro successivo, le bielle passano dalla posizione verticale con uno spostamento angolare inverso rispetto alla ruota dentata motrice, che garantisce una transizione libera della posizione verticale e il successivo accumulo della molla per il sinistro manovella. Quindi il processo di guida viene ripetuto. La transizione libera delle posizioni estreme superiore e inferiore da parte dei pedali elimina la perdita di energia muscolare quando si cambiano i cicli del loro lavoro, il che aumenta l'efficienza della guida. In condizioni di funzionamento stazionario, le bielle sono ritardate nella rotazione e quindi spingono efficacemente la ruota dentata motrice. Di conseguenza, la pedalata viene eseguita in una modalità "push" economica. Questa modalità di funzionamento consente di mantenere una velocità elevata senza sforzi eccessivi e per lungo tempo, che è simile al mantenimento della rotazione del volano con una forza tangenziale intermittente. Il ritardo nella rotazione delle bielle contribuisce alla compensazione delle forze inerziali che agiscono sulle gambe del ciclista nella zona dei "punti morti" durante il loro rapido movimento rotatorio. L'efficienza e la stabilità della trasmissione sono influenzate dalla forza di accumulo della molla, che viene selezionata in base al peso e alla forma fisica del ciclista. Se, dopo la corsa di lavoro, le bielle non si allontanano dalla ruota dentata motrice, è necessario installare una molla più elastica. E viceversa, se per una transizione libera della posizione superiore del pedale, ad esso viene applicato uno sforzo muscolare notevole e durante la corsa di lavoro non c'è interazione di lavoro delle bielle con la ruota dentata motrice, allora l'elasticità della molla deve essere ridotta. Questo può essere fatto selezionando il diametro del filo della molla. Per il normale funzionamento della trasmissione, la quantità di movimento inverso delle pedivelle deve essere inferiore al loro spostamento angolare iniziale. In queste condizioni, la coppia iniziale sulla ruota dentata motrice viene mantenuta durante i transitori di funzionamento, il che migliora ulteriormente le proprietà di smorzamento della molla per attenuare i picchi di carico durante la rotazione in spinta della ruota dentata motrice. Quando padroneggia la guida di una bicicletta con una tale guida, il ciclista richiede una certa attenzione per controllare l'uniformità di rotazione della ruota dentata motrice con la rotazione libera delle bielle. Quando si ottengono determinate abilità, l'uniformità di rotazione della ruota dentata motrice e la quantità di movimento inverso delle bielle vengono mantenute automaticamente e non presentano difficoltà e disagi. Le prove sperimentali in mare entro 3500 km hanno confermato l'efficienza e l'affidabilità della trasmissione. Rispetto a una bicicletta convenzionale, la fatica nei lunghi viaggi è notevolmente ridotta, il che amplia le possibilità del ciclista. Forse il molleggio dei pedali contro la ruota dentata motrice può avere il suo posto anche nei grandi sport, così come il molleggio del dorso della lama contro il tallone delle scarpe dei pattini da fondo. Autore: V.Zelenov
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