Имя пользователя:

Пароль:

{ LOG_ME_IN_SHORT }

Форум о веломобилях и лигерадах

Изготовление велотехники своими руками



Куратор темы: dim



Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 58 ]  На страницу 1, 2, 3  След.
Автор Сообщение
 Заголовок сообщения: КПД планетарок
Номер сообщения:#1  Непрочитанное сообщениеДобавлено: Вт май 18 2010 10:11 
Не в сети
Основатель сайта
Аватара пользователя

Зарегистрирован: Пн авг 29 2005 14:21
Сообщения: 9744
Откуда: г. Железнодорожный, Подмосковье
Благодарил (а): 602 раз.
Поблагодарили: 1253 раз.
Моя велотехника: серия лигеадов "Черная Пантера", "Моби-Дик", "Рыжик", "Привидение"
Имя: Олег
Часто на форуме задается вопрос - каков КПД планетарок?

Вот ответ:

А КПД у всех планетарок сравнительно низкий - на разных передачах колеблется от 95 до 83%. Хотя нет, не совсеи - тут под двумя звездочками ** написано, что данные приведены без корректировки потерь энергии эргометром, в реале эффективность будет выше на 2-2,5 процента. добавлено 19.03.06

Изображение

Информация была взята из 52-го номера журнала HuPI - hp52-2001.pdf
Скачать файл можно здесь (2,5 Mb)

_________________
viber, +7-926-702-1384, Skype: oleg-hof, email: hof5@mail.ru
Мои конструкции Лигерады "Пантера"
Вожу коврики "Ventisit" на заказ. Ремонт алюминиевых рам.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: КПД планетарок
Номер сообщения:#2  Непрочитанное сообщениеДобавлено: Вт май 18 2010 14:10 
Не в сети
Ветеран словесных баталий

Зарегистрирован: Вт окт 10 2006 06:10
Сообщения: 4269
Благодарил (а): 248 раз.
Поблагодарили: 500 раз.
Имя: пусто
Нннда...Я разочарован...Видимо планетарки и карданы целесообразны только для городских велосипедов, которым особо не нужна большая скорость. Для них главное - надёжность.

_________________
страница забло
лёня я как и ты был на цепи,лёня рубал хозяйские харчи......


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: КПД планетарок
Номер сообщения:#3  Непрочитанное сообщениеДобавлено: Вт май 18 2010 15:13 
Не в сети
Конструктор
Аватара пользователя

Зарегистрирован: Вт авг 30 2005 13:09
Сообщения: 689
Откуда: г. Тамбов
Благодарил (а): 14 раз.
Поблагодарили: 76 раз.
Моя велотехника: Тамбовские веломобили:
http://velomobil-tambov.ru/
Катаю сейчас на планетарке 8 скоростей, барабанный тормоз, колесо тоненькое 28 дюймов.
Пытаюсь понять что это такое. Пока тормозит слабо, переключает с заеданиями и нечётко, катит? пока по ощущениям немного хуже чем втулки на промах и с набором звёздочек. Проехал пока около 300 км, во втулку пока не лазил, а очень хочется.
На Шимановских пока не ездил, особо сравнивать не с чем.


Вложения:
планетарка-1.jpg
Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: КПД планетарок
Номер сообщения:#4  Непрочитанное сообщениеДобавлено: Ср май 19 2010 00:33 
Не в сети
Активно интересующийся

Зарегистрирован: Ср фев 10 2010 12:18
Сообщения: 274
Откуда: Ростов-на Дону
Благодарил (а): 11 раз.
Поблагодарили: 12 раз.
Моя велотехника: Пока ничего не построил, не считая багажников для "Камы"
Доброго времени суток. Олег, а таких же данных для кассет с трещоткой нет? Вот бы их сюда тоже, чтобы было, с чем сравнить. Я как-то посетовал в теме о программе расчета звезд, что там ограничение "снизу" - 12Т. Ты там упомянул, что при кол-ве зубье меньше 12 резко падает КПД привода. Т.е. это тоже как-то зависит от "включенной передачи". Вот и хотелось бы сравнить... :think:


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: КПД планетарок
Номер сообщения:#5  Непрочитанное сообщениеДобавлено: Ср май 19 2010 07:59 
Не в сети
Основатель сайта
Аватара пользователя

Зарегистрирован: Пн авг 29 2005 14:21
Сообщения: 9744
Откуда: г. Железнодорожный, Подмосковье
Благодарил (а): 602 раз.
Поблагодарили: 1253 раз.
Моя велотехника: серия лигеадов "Черная Пантера", "Моби-Дик", "Рыжик", "Привидение"
Имя: Олег
где-то было, я поищу

_________________
viber, +7-926-702-1384, Skype: oleg-hof, email: hof5@mail.ru
Мои конструкции Лигерады "Пантера"
Вожу коврики "Ventisit" на заказ. Ремонт алюминиевых рам.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: КПД планетарок
Номер сообщения:#6  Непрочитанное сообщениеДобавлено: Чт май 20 2010 18:11 
Куратор темы
Не в сети
Ветеран словесных баталий

Зарегистрирован: Чт июл 20 2006 12:30
Сообщения: 4262
Откуда: Моск. обл.
Благодарил (а): 178 раз.
Поблагодарили: 748 раз.
Имя: Дмитрий
А чего искать, в той же статье таблица есть tab.JPG

Хотя данные там какие-то непонятные. У них потери в установке от 2 до 6.5 ватт в зависимости от нагрузки, которая указана в граммах. А в таблицах дана зависимость КПД от мощности в ваттах. Как их сравнивать, непонятно.
Вообще странно, проводят кучу опытов для измерения КПД, где каждый процент имеет огромное значение, рисуют графики, таблицы, а потом заявляют: у нас тут все надо поправить на 2-2.5 процента в большинстве случаев. Что значит "в большинстве случаев"? Зачем вообще сырые данные публиковать? Детский сад какой-то.
По-моему, описанная в статье установка годится только для сравнения между собой разных планетарных втулок. Или разных кассет но только с другими кассетами. Или можно кучу цепей набрать и выбирать лучшие.
А чтобы сравнивать планетарки с кассетами надо было другую установку собирать .


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: КПД планетарок
Номер сообщения:#7  Непрочитанное сообщениеДобавлено: Чт май 20 2010 22:14 
Не в сети
Основатель сайта
Аватара пользователя

Зарегистрирован: Пн авг 29 2005 14:21
Сообщения: 9744
Откуда: г. Железнодорожный, Подмосковье
Благодарил (а): 602 раз.
Поблагодарили: 1253 раз.
Моя велотехника: серия лигеадов "Черная Пантера", "Моби-Дик", "Рыжик", "Привидение"
Имя: Олег
какую? :)

_________________
viber, +7-926-702-1384, Skype: oleg-hof, email: hof5@mail.ru
Мои конструкции Лигерады "Пантера"
Вожу коврики "Ventisit" на заказ. Ремонт алюминиевых рам.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: КПД планетарок
Номер сообщения:#8  Непрочитанное сообщениеДобавлено: Чт май 20 2010 22:21 
Не в сети
Активно интересующийся

Зарегистрирован: Ср фев 10 2010 12:18
Сообщения: 274
Откуда: Ростов-на Дону
Благодарил (а): 11 раз.
Поблагодарили: 12 раз.
Моя велотехника: Пока ничего не построил, не считая багажников для "Камы"
2dim & 2hof Парни, дайте ссылку, а то у меня та, что в первом посте темы, не фырчит. Пока из того, что увидел - вывод напрашивается, что планетарки - типа отстой, а кассеты -рулез! Однако, думаю, что планетарки даже при худшем КПД (если изложенное в статье принять на веру) имеют неоспоримое преимущество - "поперечную" компактность. Если бы Шурикен в Зокре при замене вилки вкрячил туда планетарку, а не девятерник, у него было бы меньше проблем с компоновкой. А КПД..., Ну, что КПД. На лигераде цепь, протянутая сквозь защитную трубку, дает потери, которые с лихвой кушают все преимущества перед планетарками. Да и на планетарке переклюк "по земле не волочится", значит на трайках с малым диаметром колес планетарки предпочтительнее. Мой такая мнение :D

Добавлено через 7 минут 44 секунды:
Что-то показалось, что хронометр форума на час отстает... У меня 22:28. Или это где-нибудь на сервере?


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: КПД планетарок
Номер сообщения:#9  Непрочитанное сообщениеДобавлено: Чт май 20 2010 23:17 
Не в сети
Активно интересующийся
Аватара пользователя

Зарегистрирован: Пн июл 24 2006 19:17
Сообщения: 1110
Откуда: Москва
Благодарил (а): 14 раз.
Поблагодарили: 54 раз.
Моя велотехника: Пока ничего не построил
Главные плюсы планетарок - неизменный чейнлайн (и возможность переключения передач при остановке). Износ цепи при этом уменьшается радикально. Возможно, и звёзд тоже, ибо цепь медленнее вытягивается, но не поручусь.
Плюс возможность не использовать лишние ролики - чуть короче (и легче, ага) цепь и идёт она с чуть меньшими потерями. :-)

_________________
Дмитрий Кутейников


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: КПД планетарок
Номер сообщения:#10  Непрочитанное сообщениеДобавлено: Чт май 20 2010 23:29 
Не в сети
Великий теоретик
Аватара пользователя

Зарегистрирован: Сб окт 31 2009 06:45
Сообщения: 2055
Откуда: Торонто
Благодарил (а): 223 раз.
Поблагодарили: 211 раз.
Моя велотехника: Написал и опубликовал на сайте цикл статей про историю альтернативной велотехники.
Имя: Алексей
KPD odnoskorostnoy zepnoi peredachi 96%. Uveren chto natyaziteli i otzimauschie roliki oschutimo snizaut KPD.
Ne raz pisalos chto KPD zepi padaet s 96% vplot' do 75% so vremenem i iznosom. Primenenie planetarku pozvolyaet sdelat zakritiy kozux zepi i obespechit takim obrazom znachitelnoe prodlenie ee sluzbi i sohranenie KPD.

Vraschauchayasa zep' sozdaet silnie zavihreniya. Mne kazetsya chto zakritie zepi v kozuch uluchit takze aerodinamicu. Ya dumau vse znaut kakoy swist izdaet zep' na skorosti.

Takim obrazom schitau chto planetarka + zakritaya zep' obespechit luchuyu obschuy effectivnost' ligerada.

P.S. Planetarka planetarke rozn'. Glavnaya prichina pochemu planetarki ne populyarni eto ix visokaya zena.
Kstati, kak ya ponimau pru ispolzovanii planetrki takze ischezaet veroyatnosti spadeniya zepi chto yavlyaetsa vaznum preimuschestvom.

_________________
Титаник построили профессионалы. Ноев ковчег-любители!


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: КПД планетарок
Номер сообщения:#11  Непрочитанное сообщениеДобавлено: Пт май 21 2010 14:53 
Куратор темы
Не в сети
Ветеран словесных баталий

Зарегистрирован: Чт июл 20 2006 12:30
Сообщения: 4262
Откуда: Моск. обл.
Благодарил (а): 178 раз.
Поблагодарили: 748 раз.
Имя: Дмитрий
hof писал(а):
какую? :)

Не знаю, т.к. не хочу ее собирать. Как наверное и все здесь присутствующие. Но то что там описано, это какой-то сферический конь в ваккууме. ust.JPG

Как я понял, входную мощность выдает электродвигатель, который крутит правую звезду. На нее надета цепь, которая крутит звездочку исследуемой втулки. Вместо спиц и колеса на втулку ставится вторая звездочка, которая через вторую цепь крутит большо колесо с тормозом, с него и снимают выходную мощность.
Итак, имеется система: источник энергии - первая цепь - исследуемая втулка - вторая цепь - "приемник" энергии.
Кроме потерь во втулке, которые реально надо измерить, еще измеряются потери в двух цепных передачах, причем первая с задним переключателем.
То есть измеренный КПД планетарки надо увеличить на величину потерь в двух цепных передачах и нескольких подшипниках. Авторы предоставляют сделать это читателю. Очень мило .
Потери в установке измеряли видимо поставив вместо втулки какую-нибудь болванку.
Жаль, что они не провели сравнения для цепи с задним переключателем и без него.
А еще можно было немного пыли насыпать на цепь, вот тогда результаты приблизились бы к реальной жизни.
По-моему, основные потери в цепной передаче дает именно переключатель, который не нужен, если используется планетарка.
А так получается, кассеты с трещетками испытывают с переключателем и планетарки тоже с ним. Как-то нечестно выходит.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: КПД планетарок
Номер сообщения:#12  Непрочитанное сообщениеДобавлено: Пт май 21 2010 14:55 
Не в сети
Основатель сайта
Аватара пользователя

Зарегистрирован: Пн авг 29 2005 14:21
Сообщения: 9744
Откуда: г. Железнодорожный, Подмосковье
Благодарил (а): 602 раз.
Поблагодарили: 1253 раз.
Моя велотехника: серия лигеадов "Черная Пантера", "Моби-Дик", "Рыжик", "Привидение"
Имя: Олег
на планетарке вместо переключателя может быть натяжитель - тоже с роликами

_________________
viber, +7-926-702-1384, Skype: oleg-hof, email: hof5@mail.ru
Мои конструкции Лигерады "Пантера"
Вожу коврики "Ventisit" на заказ. Ремонт алюминиевых рам.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: КПД планетарок
Номер сообщения:#13  Непрочитанное сообщениеДобавлено: Пт май 21 2010 15:08 
Куратор темы
Не в сети
Ветеран словесных баталий

Зарегистрирован: Чт июл 20 2006 12:30
Сообщения: 4262
Откуда: Моск. обл.
Благодарил (а): 178 раз.
Поблагодарили: 748 раз.
Имя: Дмитрий
Тогда зачем планетарка нужна? Ее преимущество именно в том, что натяжитель можно убрать. И еще, они там пишут: все цепи были хорошо смазаны жидкой смазкой. Опять нереальные условия.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: КПД планетарок
Номер сообщения:#14  Непрочитанное сообщениеДобавлено: Пт май 21 2010 15:10 
Не в сети
Основатель сайта
Аватара пользователя

Зарегистрирован: Пн авг 29 2005 14:21
Сообщения: 9744
Откуда: г. Железнодорожный, Подмосковье
Благодарил (а): 602 раз.
Поблагодарили: 1253 раз.
Моя велотехника: серия лигеадов "Черная Пантера", "Моби-Дик", "Рыжик", "Привидение"
Имя: Олег
натяжитель нужен в случае, если планетарка ставится на велосипед с вертикальными дропаутами, исключающими продольное смещение оси колеса для натяжения цепи

_________________
viber, +7-926-702-1384, Skype: oleg-hof, email: hof5@mail.ru
Мои конструкции Лигерады "Пантера"
Вожу коврики "Ventisit" на заказ. Ремонт алюминиевых рам.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: КПД планетарок
Номер сообщения:#15  Непрочитанное сообщениеДобавлено: Пт май 21 2010 18:20 
Не в сети
Активно интересующийся

Зарегистрирован: Ср фев 10 2010 12:18
Сообщения: 274
Откуда: Ростов-на Дону
Благодарил (а): 11 раз.
Поблагодарили: 12 раз.
Моя велотехника: Пока ничего не построил, не считая багажников для "Камы"
Всем привет! Непонятно, для чего вторая цепь, а не пристегнуть прямо за правый шатун задок вела с установленной планетаркой, а вместо штатного тормоза - измерительный. Что касается обильной смазки цепей, то тут все ясно - для "чистоты эксперимента", т.к. меряется кпд только планетарки, а не системы "планетарка-цепь". Потому и задача - максимально снизить потери в цепных передачах. Я бы их еще и съюстировал, чтобы цепь ровненько шла. Но вторая цепь - это бестолочь какая-то. Что, у них - планетарка есть, а велика нет :P ?


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: КПД планетарок
Номер сообщения:#16  Непрочитанное сообщениеДобавлено: Чт янв 16 2014 19:58 
Куратор темы
Не в сети
Ветеран словесных баталий

Зарегистрирован: Чт июл 20 2006 12:30
Сообщения: 4262
Откуда: Моск. обл.
Благодарил (а): 178 раз.
Поблагодарили: 748 раз.
Имя: Дмитрий
Статья в 52м номере журнала HP вызвала критические замечания не только в этой теме, но и у более серьезных товарищей. Особенно недовольными оказались производители планетарок Rohloff SPEEDHUB 500/14, в результате чего ими была написана ответная статья, в которой они во-первых изрядно повозили мордой об стол авторов первой статьи, а во-вторых выдали много интересных мыслей и фактов про КПД вообще и КПД планетарок в частности. А также о том, как надо и как не надо проводить эксперименты. Статья мне показалась очень интересной, так что я решил ее перевести, может кому пригодится.
Местами переведено не совсем удачно. Может потому, что я не очень хорошо знаю английский, может потому, что его не очень хорошо знает Томас Симан, которой переводил статью с немецкого на английский, а может мы оба виноваты. Так что если кто сможет подкорректировать - милости просим.
Плохо также получилось с таблицами, пробелы удаляются, приходится точки ставить, чтобы столбцы как-то выровнять.


Измерения КПД велосипедных трансмиссий - бесконечная история?
Бернхард Рохлофф и Петер Греб.

В Human Power 52 (Summer 2001) был опубликован отчет о тестировании КПД велосипедных трансмиссий “The Mechanical Efficiency of Bicycle Derailleur and Hub-Gear Transmissions” Авторы Chester. Kyle PhD, and Frank Berto. В испытаниях участвовали три кассетные системы с числом передач от 4 до 27 и восемь планетарных втулок с числом передач от 3 до 14. Итоговые результаты показаны в табл.1

Таблица 1.
Тип трансмиссии........КПД
Кассетные...............87-97,
Планетарные........... 86-95
Примечание: Испытания выполнялись при входных мощностях 80W, 150W, 200W.

Внимательный читатель этого отчета найдет противоречия в их измерениях. Конкретно наш интерес состоит в том, чтобы изложить критику публикации, основанную на разнице их результатов с нашими измерениями КПД. Они представлены в табл.2.

Таблица 2.
Тип трансмиссии.........КПД
Кассетная................95-98.5
SPEEDHUB 500/14.......95-98.5
Примечание: Испытания выполнялись при входной мощности 400W.

Причины такого большого отличия в результатах будут изложены ниже.

1. ПРОВЕРЯЕМОСТЬ - в тексте не сообщается, проводились ли измерения однократно, или результаты были подтверждены повторными измерениями. Кроме того, нет информации о длительности обкатки тестируемых образцов.Это особенно важно для втулок с резиновыми уплотнениями, которым требуется некоторое минимальное время для выравнивания(стабилизации) величины потерь на трение в уплотнениях. Rohloff считает это чрезвычайно важным обстоятельством для испытаний при мощности ниже 200W, о чем будет сказано ниже.

2. ТОЧНОСТЬ ИЗМЕРЕНИЙ - Результаты показаны в виде абсолютных значений без указания допусков на точность измерений. Были указаны только точность динамометра и тахометра без какой-либо информации о ширине диапазона измерений и относительной точности измерений. Указано, что потери в эргометре более 2%, причем потери, вносимые эргометром на различных скоростях, не измерялись. Однако это важно для оценки трансмиссий с большим диапазоном передач, таких как 27скоростная кассетная система или SPEEDHUB 500/14, так ка разница между самой высокой и самой низкой передачами достигает 500%.

3. ПРАВДОПОДОБИЕ - В отчете справедливо указано, что КПД планетарных ступиц должен падать с увеличением числа работающих шестерен. Этот факт должен бы отражаться в результатах измерений.
Трехскоростная ступица Sachs имеет первую понижающую, третью повышающую и вторую прямую передачи. В отличие от первой и третьей, на второй передаче не должно быть потерь, вызванных работой шестерен. Однако при измерении на мощности 80ватт КПД на второй передаче существенно ниже, чем на первой и третьей, что явно неправдоподобно. На мощности 200 ватт результаты очень близки для всех трех передач, значение КПД 94.1%, 94.9%, 94.1% для первой, второй и третьей соответственно.
Тенденция, показывающая, что КПД SPEEDHUB 500/14 падает на высоких передачах также контрастирует с конструкцией трансмиссии, как и тот факт, что четвертая и девятая передачи имеют КПД выше, чем прямая одиннадцатая. На 11й передаче не может быть никаких потерь в шестернях, т.к. ни одна из них не вращается, в отличие от других передач. Как видно из табл.3 в семи нижних передачах задействованы на один набор шестерен больше чем в семи верхних. Поэтому потери в верхних передачах должны быть меньше, чем в нижних.

Таблица 3.
Номер передачи............................1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
Число активных наборов шестерен......2 2 3 1 3 2 2 1 1 2 _ 0 _ 2 _1 _1

В ступице SPEEDHUB 500/14 есть три различных набора шестерен, и каждая передача есть результат различных комбинаций шестерен из этих трех наборов.
Вариации КПД 4- и 7-скоростных ступиц Shimano и 7-скоростной Sturmey-Archer соответствуют их конструктивным особенностям.

4. ДОСТОВЕРНОСТЬ - правильность выбранного метода тестирования. Измерения, сделанные Kyle и Berto выполнялись при постоянном крутящем моменте с мощностями 80ватт 150 ватт и 200 ватт. Считалось, что эти нагрузки отражают типичные ситуации для велосипедистов. Однако Rohloff не считает, что эти нагрузки и приложенные мощности достаточно точно моделируют типичного велосипедиста. Мощность, прикладываемая велосипедистом, характеризуется относительно постоянной скоростью при сильно изменяющемся вращающем моменте на педалях. Измерения показывают, что в то время как скорость меняется в среднем на 5%, изменение вращающего момента может достигать 90% за один оборот педалей. В табл.4 приведены результаты для различной входной мощности.
Таблица 4.
Входная мощность (Ватт) ...................... 100W ......... 300W .......... 575W
Каденс(об/мин) ................................. 75 rpm ........75rpm ..........50rpm
Максимальный крутящий момент (N*m)..... 21.6 N*m .....68 N*m .........200 N*m
Минимальный крутящий момент (N*m)...... 3.8 N*m ...... 8 N*m .......... 20 N*m

Мощностные характеристики сильно зависят от крутящего момента.

Рис.1 Зависимость крутящего момента от угла поворота шатунов за один оборот. Мощность - это заштрихованная площадь под кривой.
2.jpg


Переменный крутящий момент, прикладываемый велосипедистом, создает переменную нагрузку на все детали трансмиссии, цепь, звезды, подшипники, шестерни и т.д. Это очень важно учитывать при оценке механических потерь, влияющих на КПД.
Точное моделирование переменного момента не просто реализовать в лабораторных условиях, а с точки зрения проведения измерений это еще и весьма дорого. Поэтому обычно используется электродвигатель с постоянной выходной мощностью. Тогда возникает вопрос, как выбрать подходящую мощность двигателя, с постоянным крутящим моментом, чтобы измерения КПД соответствовали бы тому КПД, который будет получен при измерениях в условиях переменной нагрузки, существующих в реальном мире.
Мы столкнулись с подобной проблемой при испытаниях на износ наших цепей и звезд, проводившихся при постоянном крутящем моменте. Обширные сопоставления между компонентами, используемыми в реальном мире и компонентами, изношенными на нашем тестовом стенде показали следующее: Если компоненты тестировались в полевых условиях со средней мощностью 150 ватт и переменным моментом от 5 до 30 Н*м, результат был примерно такой же, как при тестировании в лаборатории с постоянным моментом 30 Н*м.
Можно предположить, что причины вызывающие износ компонентов так же влияют и на КПД. Поэтому вы можете сделать вывод, что использование в лабораторных тестах постоянной входной мощности с максимальной величиной переменной нагрузки даст результат, более близкий к реальности, чем выбор постоянной мощности со средним значением нагрузки.
Например, средняя энергия педалирования, равная 80 ватт в реальной жизни, будет соответствовать на стенде энергии 160Ватт при той же скорости.

5. ИНТЕРПРЕТАЦИЯ ИЗМЕРЕНИЙ - Чтобы правильно понять результаты измерений, важно установить из чего складываются потери.
Потери создаются трением. Их величина определяется типом трения(скольжения или качения), размером контактирующих поверхностей, типом обработки поверхностей, твердостью материалов, смазкой, комплексом резиновых деталей.
В трансмиссии велосипеда потери можно разделить на две группы
А) Зависящие от нагрузки. Потери, создаваемые трением в частях, движущихся под нагрузкой педалирования, т.е. цепной привод, шестерни, подшипники и т.д.
В) Не зависящие от нагрузки. Эти потери создаются трением в движущихся частях и не зависят от нагрузки педалирования. Другими словами эти потери всегда постоянны, при любой нагрузке, как например в прокладках и сальниках. Для смазок, величина потерь зависит от скорости, температуры и вязкости смазки.
В следующем примере сравниваются две велосипедных трансмиссии. Обе имеют КПД 91% при входной мощности 50 ватт. Но соотношение зависимых и независимых потерь у них разное.
В системе А 7% входной мощности уходит на потери, зависящие от нагрузки и 1 ватт "съедают" независящие от нагрузки потери при любой мощности. В табл. 5 показано как будет меняться КПД системы А при изменении мощности от 50 до 500 ватт.

Таблица 5.

Входная мощность(W)...............................50 ... 100 ... 200 ... 300 ... 400 ... 500

Зависимые от мощности потери(7%)(W)......... 3.5 .... 7 .... 14 .... 21 .... 28 ..... 35

Независимые от мощности потери(W)........... 1 ...... 1 ..... 1 ...... 1 ...... 1 ...... 1

Общие потери(W) ................................. 4.5 .... 8 .... 15 ..... 22 ..... 29 ..... 36

КПД(%)................................................91 .... 92 ... 92.5 ... 92.7 .. 92.75 .. 92.8

В системе "В" только три процента входной мощности приходится на зависимые от нагрузки потери, зато дополнительно 3 ватта при любой нагрузке уходит на "независмые" потери, например из-за слишком тугих сальников. Зависимость КПД от мощности для системы "В" приведена в таблице 6.

Таблица 6.

Входная мощность(W) ............................. 50 ... 100 ... 200 ... 300 ... 400 ... 500

Зависимые от мощности потери(7%)(W) ........ 1.5 .... 3 .... 6 ...... 9 ..... 12 ...... 15

Независимые от мощности потери(W) ........... 3 .... 3 ..... 3 ...... 3 ...... 3 ....... 3

Общие потери(W) .................................. 4.5 ... 6 ..... 9 ..... 12 ..... 15 ..... 18

КПД(%) ................................................ 91 ... 94 ... 96 .... 96 ... 96.3 ... 96.4


При мощности 50Ватт обе системы имеют КПД 91%. С увеличением входной мощности КПД растет, но у системы "В" он доходит до 96.4%, что значительно выше, чем у системы "А"(92.8%). Это объясняется тем, что с ростом мощности значение "зависимых" потерь становится определяющим.

Рис.2 Зависимость КПД от мощности.
3.jpg


Дополнительно к кривым для систем "А" и "В" на рис.2 показаны кривые "С" и "D". Кривая "С" описывает, как будет меняться КПД системы "А", если независимые от нагрузки потери возрастают с 1 до 2 ватт из-за роста температуры или изменения слоя смазки. Кривая "D" описывает изменение КПД системы "В" с уменьшением независимых потерь от 3 до 2 ватт по тем же причинам. График показывает, что при мощности ниже 200 ватт даже небольшое (около 1 ватта) изменение независимых потерь окзывает заметное влияние на общий КПД.
Потери, независимые от нагрузки определяются сложным комплексом различных факторов, таких как изменения скорости, температуры(в том числе и от внутреннего трения) и вязкости смазки. Эти изменения могут проявиться и при проведении эксперимента. При мощности ниже 200 ватт нужно быть уверенным, что влияние этих изменений точно установлено с помощью повторных тестов. При мощности более 200 ватт влиянием потрь, независимых от нагрузки можно пренебречь.
С учетом этого, все измеренные величины не должны быть представлены в виде абсолютных значений, их следует представлять в виде некоторого диапазона величин, показывая его верхнюю и нижнюю границы.

6. ПРИЧИНЫ ИЗМЕРЕНИЯ КПД - Смысл измерения КПД состоит в том, чтобы определить, какая из различных велосипедных трансмиссий преобразует бОльшую часть энергии велосипедиста в движение вперед. Чтобы двигаться наиболее эффективно, важно, чтобы велосипедист имел возможность выбрать подходящую передачу для данной нагрузки или дорожной обстановки, передачу, которая наиболее соответствует его уровню подготовки.
Рост мышечной мощности - это вопрос уровня КПД. Mышечный КПД - это соотношение между метаболизмом и выданной механической мощностью, т.е. мощностью на педалях. Этот КПД зависит от силы мышц, а также скорости движения, и если обе переменные достигают оптимальных значений, величина мышечного КПД может возрасти на 25%. (См. также статью Too и Landwer в этом выпуске.)
Отличия в мышечном КПД между положительным и отрицательным коэффициенте усталости(отношение между напряжением мышц и выдаваемой мощностью) могут легко достигать 10%. Это намного больше, чем отличия механических КПД различных велосипедных трансмиссий.

Таблица 7. Сравнение мышечного и механического КПД системы велосипедист-велосипед.

........................................Велосипедист А............ Велосипедист В
Мышечный КПД (%).................24......................................22
Механический КПД(%).............93......................................97
Общий КПД(%).......................22......................................21

Велосипедист А использует более подходящую к обстановке передачу и его мышечный КПД 24%. Трансмиссия его велосипеда имеет сравнительно низкий механический КПД 93%. Велосипедист В использует трансмиссию с высоким механическим КПД 97%, однако из-за неудачно выбранной передачи его мышцы работают с КПД 22%. Общий КПД показывает, что велосипедист А расходует энергию более эффективно, даже при более высоких потерях в трансмиссии.
Для использования велосипедиста в качестве "мотора велосипеда" с максимальной эффективностью, величина изменения передаточного числа при переключении передачи так же важна, как и высокий механический КПД трансмиссии. Наиболее эффективному преобразованию энергии очень мешает использование трансмиссий с небольшим числом передач. Большой набор передач с небольшим шагом создает благоприятные возможности для эффективного преобразования энергии в широком диапазоне гоночных ситуаций, но только при правильно выбранной передаче.

Исследования в области спортивной медицины показывают, что приращение между соседними передачами не должно превышать 15% для достижения максимального мышечного КПД.
С этой точки зрения нет смысла сравнивать трансмиссии, имеющие небольшое число передач с большим шагом между передачами и ограниченным диапазоном с трансмиссиями имеющими много передач с маленьким шагоми большим диапазоном передаточных чисел. При сравнение разных трансмиссий надо обязательно учитывать это обстоятельство.

7. ВЫВОДЫ.
А) Все измерения при мощности ниже 200 ватт должны выполняться особенно тщательно из-за большого влияния потерь, не зависящих от нагрузки.

В) С практической точки зрения изменения КПД играют главную роль только при скоростях выше прогулочных, т.е. при мощности более 200 ватт.

С) При сравнении трансмиссий, помимо КПД , обязательно надо сравнивать диапазон изменения передаточных чисел и число передач.


РЕЗУЛЬТАТЫ ИЗМЕРЕНИЙ ROHLOFF
Мы хотели бы указать, что представленные здесь тезисы должны стать поводом для обсуждения, т.к. в области практических измерений КПД велосипедных трансмиссий еще очень много нерешенных вопросов. Для сравнения с результатами Kyle и Berto на рис. 3 и рис. 4 показаны результаты наших измерений КПД 24-скоростной кассетной системы Shimano XT 11-28 с передними звездами 46-36-26 и системы с планетарной ступицей Rohloff SPEEDHUB 500/14 с передней звездой 46 зубьев и задней 16. Обе системы прошли обкатку 100км.
Измерялись полные потери трансмиссии, включая натяжитель, цепь, ступицы и т.д. Чтобы смоделировать силу велосипедиста, который может выдавать мощность 160 ватт при моменте 50 Н*м( усилие на педали 285 Н ), измерения проводились при мощности 314 ватт с постоянным крутящим моментом.

Таблица 8.

Каденс (об/мин)......................................60
Постоянная (выходная ?) мощность (ватт)......314
Крутящий момент (Н*м).............................50

Рис.3 КПД 24-скоростной МТВ-трансмиссии
31.jpg


Воспроизводимость результатов и их точность проверялись проведением повторных тестов. На рис.3 показан КПД кассетной системы в зависимости от расстояния, пройденного за один оборот педалей. Окружность колеса - 2.06 м. Отметим, что на графике видна неравномерность изменения передаточных чисел. Кассетная система сначала тестировалась чистой и хорошо смазанной. Чтобы получить результаты более близкие к условиям реальной жизни, цепь и звезды были затем заменены на такие же, прошедшие 1000 км в полевых условиях без очистки. В среднем измеренный КПД оказался на 1% ниже , чем у чистой трансмиссии. График на рис.3 включает данные для новой и б/у трансмиссии и +0.5 % погрешности.

Рис 4. КПД трансмиссии с планетарной ступицей SPEEDHUB 500/14
4.jpg


Рис.4 показывает диапазон КПД трансмиссии с планетарной ступицей Rohloff SPEEDHUB 500/14 в зависимости от расстояния на один оборот педалей. Окружность колеса 2.06 м. Прирост передаточного числа для каждой следующей передачи всегда одинаков(в процентах). Звезды и цепь также были заменены компонентами, прошедшими 1000 км. При этом изменение КПД не было замечено. На графике представлен диапазон изменений КПД с учетом погрешности +0.5 %

Рис 5. КПД обоих трансмиссий, кассетной и планетарной.
5.jpg


На рис 5. показаны графики 3 и 4 вместе для удобства сравнения.

Рис 6.КПД SPEEDHUB 500/14, передачи 8-14 сдвинуты влево для сравнения с передачами 1-7.
6.jpg


КПД планетарной ступицы падает с увеличением числа работающих шестерен. Этот факт должен отражаться на результатах измерений. В планетарной ступице SPEEDHUB 500/14 имеется три набора планетарных шестерен, которые могут быть включены последовательно. Каждая передаточное число создается сцеплением различных комбинаций шестерен из этих трех наборов. В табл.3 показано, сколько наборов шестерен работает на каждой передаче. На рис.6 показана зависимость КПД от номера передачи. График КПД соответствует количеству активных наборов шестерен из табл.3. 11-я передача имеет максимальный КПД, т.к. это прямая передача, шестерни в ней неподвижны. Кривая для передач 1-7 соответствует кривой для передач 8-14, т.к. эти передачи отличаются на один дополнительный набор шестерен. Чтобы это было лучше видно, правая часть графика была сдвинута влево.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Приведенные данные показывают, что КПД велосипедных трансмиссий зависит от множества факторов, точное измерение которых может привести к чрезмерному росту стоимости исследований.
При измерении реальных величин, наряду с такими факторами, как загрязнение, смазка, износ и точность изготовления следует учитывать исследования спортивной медицины. Мы считаем, что эта тема все еще представляет собой широкое поле для исследований и обсуждений.


Последний раз редактировалось dim Сб янв 18 2014 15:10, всего редактировалось 2 раз(а).


За это сообщение автора dim поблагодарили: 2 botas (Пт янв 24 2014 10:58), Indiсtа Саusа (Сб янв 18 2014 16:08)
Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: КПД планетарок
Номер сообщения:#17  Непрочитанное сообщениеДобавлено: Пт янв 17 2014 02:36 
Не в сети
Активно интересующийся

Зарегистрирован: Чт авг 02 2007 00:43
Сообщения: 1179
Откуда: Украина, г. Николаев
Благодарил (а): 131 раз.
Поблагодарили: 230 раз.
Моя велотехника: Стеклопластиковый лигерад,
Дельта-трайк по схеме Zockra,
Дельта-трайк 1+1
Хайрейсер 20/26
Минитрайк 20/20
Имя: Евгений
Интересно.
Цитата:
Внимательный читатель этого отчета найдет противоречия в их измерениях.

Наверное, я невнимательный. Ибо вижу противоречия в критикующей статье.
Цитата:
Входная мощность (Ватт) ...................... 100W ......... 300W .......... 575W
Каденс(об/мин) ................................. 75 rpm ........75rpm ..........50rpm

Первое противоречие: уменьшение каденса при увеличении мощности.
575W - это мощность ломовой лошади. Не знал, что европейцы такие сильные.
Цитата:
Таблица 5.
...
Таблица 6.
...

Мощность указана, каденс не указан. Несущественно? Или SPEEDHUB 500/14 нельзя использовать при каденсе свыше 75?
На малой мощности КПД определяют статические потери. С ростом каденса и мощности их влияние уменьшается, но растут динамические потери.
Цитата:
Rohloff считает это чрезвычайно важным обстоятельством для испытаний при мощности ниже 200W

Вот и стало все на свои места. Планетарки для длительной езды на мощности свыше 200W при низком каденсе, кассеты для высокого каденса и быстрой езды.
То есть планетарки для проката и грузовиков, а кассеты для спорта.
А трещетки для повседневных машин, на которых и дальше будет кататься основная масса народа.
Я не сильно категоричен?

_________________
Самая тяжкая обязанность - думать.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: КПД планетарок
Номер сообщения:#18  Непрочитанное сообщениеДобавлено: Сб янв 18 2014 15:42 
Куратор темы
Не в сети
Ветеран словесных баталий

Зарегистрирован: Чт июл 20 2006 12:30
Сообщения: 4262
Откуда: Моск. обл.
Благодарил (а): 178 раз.
Поблагодарили: 748 раз.
Имя: Дмитрий
Закончил перевод.

Евгений писал(а):
Наверное, я невнимательный.
Да, очень невнимательный, поэтому вы вообще не поняли, о чем там написано. Все обсуждаемые вами таблицы к планетарке SPEEDHUB 500/14 не имеют никакого отношения. Они о другом совсем.
Евгений писал(а):
Первое противоречие: уменьшение каденса при увеличении мощности.
Эта таблица показывает три уровня усилий на педалях - минимальный, средний и максимальный. Максимальный - 200 Н*м - это как если бы человек весом 120кг встал на педаль всем своим весом. Если бы он при этом еще крутил со скоростью 75 об/мин, мощность получилась бы 860 ватт. Так что для получения мощности 500 ватт обороты пришлось снизить.
Евгений писал(а):
575W - это мощность ломовой лошади. Не знал, что европейцы такие сильные.
Почти каждый человек может развить такую мощность, вопрос только в том, долго ли он продержится. В статье нигде не говорится о длительности приложения мощности.
Евгений писал(а):
Вот и стало все на свои места. Планетарки для длительной езды на мощности свыше 200W при низком каденсе, кассеты для высокого каденса и быстрой езды.
То есть планетарки для проката и грузовиков, а кассеты для спорта.
Вот как прочитав половину статьи можно сделать такие потрясающие выводы?


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: КПД планетарок
Номер сообщения:#19  Непрочитанное сообщениеДобавлено: Сб янв 18 2014 16:11 
Не в сети
Активно интересующийся
Аватара пользователя

Зарегистрирован: Сб окт 12 2013 17:43
Сообщения: 1803
Откуда: UK
Благодарил (а): 66 раз.
Поблагодарили: 109 раз.
Моя велотехника: Velotechnik Scorpion FS 26
Optima Cobra
Имя: Silvaticus
dim, спасибо за перевод, очень познавательная статья, но пока только мельком прочитал.

Евгений писал(а):
Мощность указана, каденс не указан. Несущественно? Или SPEEDHUB 500/14 нельзя использовать при каденсе свыше 75?


Ролофф имеет ограничение по Nm прилагаемым на планетарку а не по каденсу. Подробнее на сайте производителя или можно проверить эмпирически.

_________________
Изображение

2385 км на recumbents и 2485 км на велосипеде в 2015-м    [2880/1886 км в 2014-м]     [0/5057 км в 2013-м]


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: КПД планетарок
Номер сообщения:#20  Непрочитанное сообщениеДобавлено: Вс янв 19 2014 17:05 
Не в сети
Активно интересующийся

Зарегистрирован: Пт ноя 21 2008 19:52
Сообщения: 379
Откуда: Харьков, Украина
Благодарил (а): 95 раз.
Поблагодарили: 121 раз.
"На фронте - без перемен. Идут бои местного значения"... А вообще всегда вызывали определённую озабоченность данные, приведённые "от производителя". Больше доверяю независимым (незаинтересованным!) экспертам. (Хотя и являюсь сторонником именно планетарок).

_________________
------------------
С уважением Юрий Ружинский, Харьков


Вернуться к началу
 Профиль  
 
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 58 ]  На страницу 1, 2, 3  След.


Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и гости: 1


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Перейти:  
. Powered by phpBB® Forum Software © phpBB Group
Русская поддержка phpBB
[ Time : 0.201s | 24 Queries | GZIP : On ]