Велосипедные колеса – что может быть проще? Ходовые узлы байка – ободья, закрепленные к центральной втулке через спицы. Их равномерное натяжение обеспечивает прочность и целостность. Сами детали настолько легкие, что почти не влияют на общий вес конструкции.
Спицевое колесо – годами проверенное решение. Его ставят на любую современную модель синглспида, шоссейника, МТБ, гибрида и т.д. Свыше 90% великов оснащены спицами. Несмотря на выгодный консервативный подход к сборке колес, инженеры стремятся изменить их конструкцию и прийти к тому, чтобы заменить спицы на что-то другое или вовсе собрать велосипед без спиц.
Велосипед на литых дисках
– простой способ уйти от стандарта. Спицы заменены лопастями, которые соединяют втулку с ходовой частью. Никакой регулировки натяжения у литья нет, колеса неразборные.
Велосипеды на литых дисках носят названия известных автомобильных брендов (правда на самом деле большинство из них не более чем низкокачественные китайские подделки не имеющие к этим брендам никакого отношения):
- Ferrari,
- Land Rover.
Принципиальные отличия от спиц:
- оригинальный дизайн;
- повышенная жесткость;
- высокие аэродинамические показатели.
Литые диски придают байку своеобразный автомобильный лоск, выглядят круто, привлекают внимание. Эффектность им добавляет световой тюнинг.
А еще круче смотрится окрашенное литье (велосипед BMW)
Из-за высокой жесткости по сравнению со спицевой конструкцией, эти колеса не пружинят и легче разгоняются на ровных дорогах, но абсолютно не подходят для экстремальной езды. Обслуживать такие колеса намного проще, а вот ремонт поврежденного диска невозможен.
Изогнутая форма лопастей улучшает аэродинамику, что должно положительно сказываться на скорости велосипеда. Однако это преимущество перекрывается увеличением общей массы. Привес литья к велосипеду 1 – 1.5 кг, в то время как спицы не прибавят и полкило.
Стоимость дисков довольно высока, особенно с учетом их непригодности к ремонту. Ставить отдельно на велосипед накладно, а катать нужно с особой аккуратностью, что в общем невыгодно.
Колеса на эллиптических лентах
Эллиптические ленты – свернутые ленты углепластика для закрепления обода к оси вращения. Центральная часть представляет собой треугольник, внутрь которого помещена втулка. Середины лент закреплены к ободу, края – к внешним плоскостям треугольника. На колесо приходится по три эллипса. Таким образом обеспечивается равномерное крепление и распределение усилий.
Идея создания велосипеда на «эллипсных» колесах принадлежит британскому конструктору Сэму Пирсу. Сама конструкция получила название Loopwheel, что буквально означает «петельное колесо». Иллюстрация показывает, что края лент закреплены к треугольнику параллельно, а не внахлест, что придает эллипсам форму петель.
Loop Wheel с планетарной системой передач и тормозами V-brake
К достоинствам колес на эллиптических лентах можно отнести:
- высокую амортизацию;
- надежность конструкции;
- оригинальный стиль.
В движении эллипсы испытывают растяжение и сжатие, за счет чего колеса приобретают амортизационные свойства. Углеродный пластик – прочный и легкий материал – может испытывать многократные деформации с сохранением первоначальной формы. Благодаря этому, колесу можно приписать надежность, устойчивость и долговечность.
Все преимущества перечеркивает один существенный недостаток – плохая динамика. Недостаточная жесткость будет препятствовать разгону велосипеда и преодолению сопротивления воздуха. Подняться в горку также проблематично.
Впрочем, сам конструктор заявляет, что такие колеса и предназначены для спокойной езды по дорогам с незначительными неровностями на небольшие расстояния.
Nulla – конструктивная особенность и дизайн
В переводе с итальянского, Nulla – ничто, пустота. Это не просто колеса без спиц, у них отсутствуют даже центры вращения.
Ободное кольцо – все, что осталось от привычного велосипедного колеса. Надо сказать, это упрощение значительно сказалось и на геометрии рамы – теперь это просто треугольник. Минималистичный дизайн полностью оправдывает название байка. Сейчас эти велосипеды на стадии разработки, так как отсутствие спиц и стандартного привода колеса приводят к некоторым сложностям:
- установка системы передач;
- переключателей;
- тормозов;
- амортизации.
Для решения проблем со скоростями можно внедрить планетарную втулку или поставить электромотор.
Велосипед Nulla напоминает схематичное изображение байка
Особенность конструкции. Задний обод выполнен в виде внутренней шестерни, в зацеплении с которой находится внешняя шестерня – втулка. Узел расположен в непосредственной близости от педалей, что гарантирует высокую эффективность крутящего момента на выходе. Усилия передаются через приводной ремень.
Альтернативный вариант – цепная передача. Принцип работы:
1. Передача крутящего момента от ведущей звезды к промежуточной оси. По ее концам расположены маленькая и большая звездочки.Подведем итог. Сегодня велосипед без спиц относится к разряду редких и уникальных моделей. Основная задача производителей – учесть все конструктивные нюансы, доработать технические детали и тщательно изучить возможность спроса у покупателей. Поскольку эти модели кардинально меняют стандартный подход к сборке, они могут смело претендовать на отдельный класс велосипедов.
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.
February 20, 2010
Как вы представляете себе колесо? Шина, обод, спицы, ось. Эта конструкция кажется настолько аксиомной, что выкинуть её из головы врят ли получится. Отсюда же пошло выражение – “вставлять палки в колеса” – заклинит ведь, между спицей и рамой.
Но тем не менее, давным давно инальянец Франко Сбарро сумел изобрести колесо не только без спиц, но и вез центральной оси. Констркуция кажется невероятной, но тем не менее она суествует и смотрится крайне эффектно. Ниже мы приведем фото транспорта, сделанного на таких колесах.
Как это работает? Довольно просто. Само колесо представляет из себя либо обод, за который цепляется спаренный комплект роликов (как на американских горках), либо здоровенный подшипник, внутренняя часть которого при движении остается неподвижной. К ней то собственно и крепится обычно рама.
Недавно группа студентов из Йелльского университета, в качестве эксперимента сделала велосипед, задне колесо которого было сделано без спиц. На приведенных ниже фотографиях хорошо видны некоторые особенности конструкции.
Теоретически, колеса без спиц имеют преимущества перед стандартными – это априори меньший вес, лучшая устойчивость, понижение центра тяжести и эффектный вид. Но их сложно и дорого изготавливать (подшипник 500 мм!), а также их нельзя просто взять и поставить на обычный мотоцикл например. Возникают также проблемы с защитой от изгибов, грязи, мощностью крепления и технологией установкой тормозов.
Попытки поставить колеса на серийное производство были. Зарегестрированный во Франции завод Осмос (Osmos), основанный Домиником Моттасом, проводил технические и коммерческие эксперименты в 90-х годах. Большого коммерческого успеха они не имели, зато Моттасу удалось получить на них патент.
В процессе сборки
Конечно конструкция уж очень непредсказуемая. Попробуйте на таких колесах заехать в какую ни будь грязь – весь механизм выйдет из стройя, забившись всевозможным мусором. Вообще смотря на все эти мотоцикля мне кажется что такое колесо может просто вылететь повернувшись не под тем углом в гнезде. Но это ощущение.
Однако для выставок и концептов колеса подходят идеально, если нужно эффектно выступить – Осмос-колеса самая лучшая идея.
В теории, такие колеса имеют преимущества перед стандартными – меньший вес, снятие некоторых технических ограничений и эффектный вид. Но они более дороги в изготовлении и их трудно приспосабливать к обычной мото-технике. Возникают также проблемы с защитой от изгибов/прочностью и установкой тормозов.
Наша цель - свой ФабЛаб в Санкт-Петербурге!
Следите за новостями!
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!
С каждым годом производители велосипедов всё больше поражают своим многообразием модельного ряда. Разработчики разными способами совершенствуют внешний вид и технические характеристики моделей, а в последнее время и вовсе ломают стереотипы, удивляя отсутствием спиц в колёсах. Поколение , несомненно, радует креативом дизайнерских решений. Попробуем разобраться, чем же инженеры заменили спицы в колёсах, что теперь будет выполнять их функцию и как устроены велосипеды без спиц.
Литые диски
Стильная инженерная разработка в виде имеет как ряд преимуществ, так и недостатков.
Велосипеды с цельнолитыми дисками отличаются:
- оригинальностью дизайна;
- высокой аэродинамикой;
- жёсткостью конструкции;
- более низким коэффициентом сопротивления воздуха;
- ненадобностью дополнительного ухода;
- хорошей управляемостью и реакцией на торможение.
Вместо обычного обода с множеством тонких спиц цельные диски имеют несколько более широких лопастей, соединяющих втулку с ходовой частью конструкции. Лопасти могут иметь разнообразную форму и цвет, благодаря чему каждая модель выглядит особенно.
Такое колесо не разбирается, а также при повреждении не подлежит ремонту. И если тот факт, что подкручивать и настраивать в процессе пользования ничего не придётся, является плюсом, то неремонтопригодность - это существенный недостаток.
Производство таких дисков стоит недёшево, поэтому стоимость оригинальных брендовых агрегатов очень высока. Многочисленные китайские подделки высокой прочностью не отличаются, поэтому, кроме расстройства по поводу поломки, поездка на таком велосипеде может оказаться травмоопасной. Велосипеды на литых дисках смотрятся эффектно и необычно, напоминая своим видом колёса машин. Многие из них даже носят имена известных брендов, таких как Land Rover, BMW, Mersedes и других.
Среди недостатков также можно отметить вес изделия, который, как ни крути, всё же больше, чем у классического колеса. Из-за область применения подобных велосипедов тоже довольно небольшая - только ровные прямые дороги.
Эллиптические ленты
Ещё одно современное дизайнерское решение - Loopwheel («петельное колесо»).
Ленты углепластика закручены в виде петли таким образом, чтобы равномерно закрепить обод к оси вращения. Края лент крепятся к треугольнику, внутри которого расположена втулка, а середины непосредственно к ободу. Этим обеспечивается надёжное крепление обода и равномерное распределение усилий.
Преимущественными особенностями колёс на эллиптических лентах являются:
- прочность конструкции;
- отличная амортизация;
- своеобразность исполнения.
Сами ленты сделаны из углеродного пластика - это прочный, гибкий и лёгкий материал, благодаря которому такое колесо порадует своего владельца долговечностью, обеспечит хорошую амортизацию и лучшее передвижение по неровной дороге. Но в связи с малой жёсткостью минусом такой конструкции будет плохая динамика, а это небольшое сопротивление воздуху, медленный разгон велосипеда и тяжёлый подъём в гору. Тут уже каждый велосипедист выбирает для себя сам, какие характеристики преимущественно важны в зависимости от условий эксплуатации.
Nulla - колесо будущего
Это, наверное, самый безумный футуристический концепт велосипеда без спиц в колёсах.
Внутри такого колеса абсолютная пустота, чем и обусловлено, собственно, само его название. Несмотря на отсутствие привычной втулки по центру, колесо вращается при помощи зубцов, расположенных во внутренней части обода. Так, задний обод представлен в виде внутренней шестерёнки и зацепляется с внешней - втулкой. Благодаря узлу, который близко расположен к педалям, обеспечивается высокая продуктивность крутящего момента. Усилие передаётся посредством приводного ремня, а повороты руля и собственно движение осуществляются при помощи роликов, к которым закреплено переднее колесо. Треугольная рама также придаёт модели необычный вид.
На данный момент подобные велосипеды ещё находятся в стадии разработки, потому как модификация продумана не до конца и ещё стоит продумать, как , тормозов и переключателей. На таких велосипедах можно будет ездить только по ровным дорогам из-за плохой амортизации конструкции.
Несмотря на то, что велосипед уже изобретён и классическое колесо исправно выполняет свои функции, инженеры-дизайнеры пытаются уйти от классики и продолжают вносить креатив, теперь предлагая потребителю велосипед без спиц.
