|
 Forum för hållbarhet och resiliens |
|
|
|
Cykel Cykelväxlar
 En del föredrar oväxlade cyklar, men för min egen del föredrar jag många växlar med så stort växelspann som möjligt. Eftersom vi bygger en fyrhjulig cykel med säte så är det extra viktigt med stort växelspann. Mycket låga växlar behövs för att kunna dra tunga laster i uppförsbacke utan att förstöra knäna. Höga växlar behövs för att kunna köra i extra hög fart i nerförsbacke tack vare det mindre luftmotståndet. I den här tråden samlar jag/vi på olika växeltyper och nyheter, samt diskuterar för- och nackdelar. Jag börjar med utanpåliggande växlar. En vanlig uppsättning är tre drev i fram och sju i bak vilket ger 21 växlar. Fördelar:
 Nästa typ blir enkla navväxlar med fasta lägen. Vanligt antal växlar är 3, 7 eller 8. Fördelar:
 Det finns också mer avancerade navväxlar med fasta lägen, åtminstone en, Rohloff. Den har 14 växlar och ett rejält växelspann. Fördelar:
 En tredje navväxeltyp är den steglösa. Här finns än så länge en leverantör vad jag vet, Nuvinci. Fördelar:
 Schlumpf MountainDrive eller SpeedDrive är en planetväxel som monteras på vevpartiet. Växlas med hälen. En spark på ena sidan ger lågväxlar, en spark på andra sida ger direktdrift. Detta är en lösning som kan kombineras med navväxlar för att ge ett större växelspann. Utah Trikes kombinerar Schlumpf SpeedDrive med Nuvinci åt en kund som har pengar: http://www.utahtrikes.com/RECENTTRIKE-The_Ultimate_Quad.html Fördelar:
Kenneth Medin kombinerar Rohloff och utanpåliggande växlar i sin Cab-bike velomobil och får över 1000 % växelspann! http://www.ecoprofile.se/thread-2616-Premiartur-Goteborg-Kopenhamn-for-fyrhjulig-cykel-%28quad%29.html#21079
Det här med många växlar och stort växelspann innehåller faktiskt fler bottnar än man kan tro vi en första anblick. Min Scorpion har visserligen en uppsättning Shimano 3x9 vilket i teorin skulle innebära 27 växlar. I praktiken handlar det dock bara om 11-12 olika alternativ till utväxling. Egentligen skulle jag kunna klara mig på två klingor där fram. På en klassisk cykel med kortare kedja är det ett särskilt värde att kunna kombinera liten klinga fram med stor där bak och vice versa. Både för att får en rak kedjelinje och en lagom kedjespänning på alla växlar.
"Bakväxeln kräver ganska mycket utrymme i höjdled (kan slå i marken om monterad på utsatt ställe)" Min nymonterade HighBaron har Shimanos Tiagra -växelförare bak och jag konstaterade att armen med trissorna är betydligt kortare på denna än XT -växelföraren som sitter på min Scorpion. I början funderade jag också om inte växelföraren skulle slå i marken, men än så länge har den klarat sig. Det ska till att man kör ner i en spricka eller väldigt nära en kant eller en sten i så fall. Och den risken är kanske mer påtaglig när man kör MTB.
Har du köpt en HighBaron! Kört den än? Hur är den? Klarar en navväxel två klingor i fram? Den går inte sönder när det drar snett då? Hur ställer du dig till en navväxels energiförluster? För visst är de större än för utanpåliggande växlar? Vanliga navväxlar går bort för min del för att de inte klarar belastningen från lastcykel. Så det är Nuvinci eller Rohloff som gäller, och Rohloff är lite väl dyr... Eller finns det fler navväxlar som klarar tuffa tag?
Japp - cykelgaraget har fått tillökning. Optimabikes hade HighBaron som månadens erbjudande i oktober och med en konfiguration som kändes riktigt bra. Priset låg ca 15% under ordinarie och dessutom har euro-kursen varit väldigt gynnsam. Då min "nöjeskassa" hade tillräckliga resurser så slog jag till. Har bara hunnit montera ihop den och tagit en kort sväng runt kvarteret. Jag vill nog hålla mig till finväder om jag ska cykla med den. Åtminstone i början. Det lilla jag hann känna är att den är mycket stabil, relativt lätthanterad och att den känns väldigt snabb. Om navväxel går ihop med två klingor fram beror nog mycket på längden på kedjan. Jag tänkte nog att din quad har en kedja i klass med en tadpole-trike, dvs ca 2,5 normala kedjor. Jag har sett just en sådan kombination på bild någonstans nyligen, men minns inte var det var bara.
Ja, det är sant, har man längre kedjor borde det funka. Kanske ska börja fundera på NuVinci igen... Vet du något om förluster i navväxlar?
Kolla in denna sida Johan: http://hubstripping.wordpress.com/geared-hubs-vs-derailleur/ Här finns värdefull information och lite länkar. När jag säkte på navväxlar så hittade jag en intressant diskussion om "dual-drive" dvs navväxel i kombination med utanpåliggande på samma nav. Diskussionen utgick ifrån rickshaw och att vissa sådana hade förmågan att snabbt knäcka dessa system. Jag funderar på om det går att bygga ett flerstegssystem så att navväxeln inte behöver utsättas för så stora moment: Kedja från pedaler till navväxel. Navväxeln driver en klinga på vilken det ligger en kedja till en större klinga på drivaxeln. Eventuellt kan den senare delen inneha fler klingor. Det skulle i så fall bli en slags seriekoppling av först ett navväxelssystem och sedan ett utanpåliggande. När det gäller drivlineoptimering så tror jag att det i hög grad blir fråga om kompromisser. Jag skulle säga att ett navväxelsystem totalt sett kan ge 10-15% sämre verkningsgrad än ett utanpåliggande. Skillnaden kan dock både bli större och mindre och till och med till navväxels fördel beroende på hur man väljer att definiera förutsättningarna. Jag tror att du är inne på rätt spår med i första hand navväxel. För quad-lösningen så nämner du dels ett behov av många låga växlar och dels en önskan om några riktigt höga växlar också. Jag tror att det är viktigt att framför att få till de låga växlarna med ett sinsemellan väl avvägt avstånd i utväxling. Även med ett lågt luftmotstånd så tror jag att quaden mestadels kommer att köras i hastigheter under 30 km/h vilket innebär att man borde kunna ha det ganska glest mellan de högre växlarna.
Tack för bra länk! Ja, jag tror också man knäcker enklare navväxlar om man sätter en växel innan som ökar momentet. För jag har själv knäckt två SRAM-naväxlar på det sättet! Men på Nuvinci eller Rohloff går det kanske. Bevisligen går det med Rohloff iaf, vilket Kenneth Medin visar. Blir det inte samma belastning på navväxeln oavsett om man sätter ytterligare växel före eller efter navväxeln? Du har rätt i att det är de låga växlarna som är viktigast. Att kunna trampa på i riktigt höga hastigheter är mest för nöjes skull, om man kommer i en fin nerförsbacke på cykelsemester t.ex. I staden är det ändå oftast för farligt att dra på så snabbt. Jag skulle iaf själv kunna nöja mig med att ha växlar upp till 30 km/h. Frågan är bara om andra köpare nöjer sig med det... Men jag gissar att jag trots allt behöver ca. 500% växelspann för att kunna ha riktigt låga växlar samt kunna köra i 30 km/h. En NuVinci navväxel som kompletteras med utanpåliggande växel av något slag skulle vara intressant att testa. Den tål tunga belastningar, ger ett tillräckligt spann, går att växla ned någorlunda vid stillastående och blir inte tokdyrt. Jag skulle vilja ha reda på hur mycket förluster det blir i ett NuVinci först bara.
Belastningen på navväxeln ges av utväxlingen från pedaler/klinga/kedja/drevet på navväxelaxeln i kombination med den kraft som cyklisten trampar med. Du har ett moment på vevaxeln (antaget att denna är oväxlad så blir maximala momentet den kraft som foten trycker med gånger vevarmens längd). Momentet som navväxeln utsätts för ges av förhållandet mellan kugghjulen på vevlager repsketive navlager.
Jo, men du kommer väl inte undan momentet bara för att du flyttar växeln (dina två olika stora kugghjul i det här fallet) till efter navväxeln? Navväxelns axel får väl ändå lika mycket moment på sig?
Momentet man matar in i navväxeln bestäms av hur hårt man trampar och vilken utväxling man har på denna del av drivlinan. Vid ett givet moment in matar navväxeln ut olika moment på hjulet/axeln det sitter i beroende på vilken växel som ligger i. Dessa utgående moment kan inte påverkas av vad som händer senare i kedjan.
Mycket intressant, om det stämmer så kanske vi kan använda billigare navväxlar! Ska ta upp det med de i gänget som är vanare vid att tänka moment än jag... Men det kan dock bli svårt att få plats med det, med den konstruktion vi har tänkt oss. Av den anledningen är jag fortfarande mest inne på att kombinera NuVinci med utanpåliggande växlar på ingående axel, eller två klingor vid pedalaxeln.
Nu har jag inte koll på detaljerna i er konstruktion, men när jag sitter och kladdar på papprena framför mig så tycker jag en tandemkoppling ser ut att ha väldigt stora möjligheter att passa in i nästan vilken konstruktion som helst. För båda halvorna kan man ha fasta kedjor och rimligen kan man klara det på ganska små kugghjul också. Det finns goda förutsättningar då att kapsla in hela drivlinan och man kan välja lite kraftigare kedjor som inte slits så mycket. Övergången mellan halvorna bör dessutom kunna ha en vinkel - härigenom kan man skapa en upphängning som gör det enkelt att spänna kedjan. Axeln med navväxeln skulle man kunna placera ungefär under knäna. Jag vet inte denna typ av tandemkopplade kedjor prövats på cyklar tidigare, men det kanske finns någon hake ändå. Vore intressant att höra vad du får för feedback på det.
Jag kollade upp hur man gör på moderna tandemcyklar. Här är några exempel på seriekopplade kedjor så systemet borde gå att bygga. Tandemcyklarna har visserligen omvänd ordning med den växlade linan bak, men principen känns lika. Jag noterade att det verkar ligga en utmaninga i att få till justeringarna rätt, men i övrig verkar det som en beprövad metod.
Nu råkade jag titta in på http://www.ecoprofile.se/thread-2446-Fyra-hjul-ar-fler-an-tre.html#21405 och där har ju du Johan nyss lagt en länk till en quad från Utah-trikes som har en kraftöverföring i stil med vad jag har skissat på.
Ja, det nämner jag ju även i denna tråd: http://www.ecoprofile.se/thread-2632-Cykelvaxlar.html#21410 Men jag trodde du menade någon lösning som innebar ytterligare växel efter navväxeln? Lite rörigt nu... :)
Jo, det är som du trodde. Jag tänker mig en ytterligare växel efter navväxeln. Jämförelsen med tandem respektive Utah-trikes avsedde att även andra har jobbat med seriekopplade drivlinor.
Så sett så har vi seriekoppling på vår quad också. Först är det tre kransar vid tramporna. Bakväxeln (sjudelad) sitter precis framför sätet. En kedja går därifrån till en axel strax bakom sätet. Därifrån går en ny kedja bak till bakaxeln, där vår hemmabyggda diff sitter. I vårt fall fyller inte mellanaxeln någon funktion, men vi skulle kunna lägga på en växel där. Den enda nackdelen med den här uppsättningen är att det inte går att växla stillastående, och det kan bli problematiskt för ovana förare. Stannar man på en hög växel kommer man knappt iväg igen, särskilt inte i uppförslut.
Det är för just den problematiken som vissa liggcyklister uppskattar någon form av "dual-drive". Dvs en kombination av nav och utanpåliggande växlar. 3 x 7 är väl i praktiken ca 10 olika utväxlingar där det finns dubbla överlapp (i teorin finns utväxlingar som går att uppnå från alla tre klingorna fram). Om man bytte detta system mot en navväxel på 7-9 steg och sedan dimensionerade två alternativ på den sekundära bakväxeln så att man får ca 3 växlar i överlapp så skulle en sådan kombination ge fler alterantiva utväxlingar och förmodligen ett spann på uppemot 500%.
Egentligen skulle man väl kunna ha två navväxlar seriekopplade. Om det här med moment stämmer så skulle den första kunna vara en enklare, och den andra en som klarar rejält med moment, som NuVinci. Då skulle det alltid gå att lägga i den lägsta växeln stillastående. Alternativt ett enda Rohloff, men det kostar ju 8 000 kr. NuVinci tror jag ligger på 4 000 kronor och en enklare navväxel på någon tusenlapp. Helst så skulle jag vilja hitta en billig navväxel som klarar rejält med moment... Genom att seriekoppla två navväxlar så skulle vi få ett stort spann och möjlighet att växla till lägsta växeln för ett par tusenlappar. Kan bli ett problem med reglagen dock, båda har ju garanterad reglage som är gjorda för att sitta på höger handtag...
Rohloff anger lägsta antal tänder på främre klingan till 38 om man har 16 på bakre för att inte få för stort moment. Se http://www.rohloff.de/uploads/media/Benutzerinfo_en.pdf Att överstiga detta med någon navväxel är nog inte tillrådligt... Rohloff har en modell (EX) som är direkt avsedd som mellanväxel med dubbla klingor. Bara att montera utan modifieringar. Är väldigt nöjd med Rohloff + 7-delat i bak (34-24-22-20-18-16-14) och kan trampa i vilken backe som helst både uppför och nerför.. Med packning har jag varit nere på 2:an i navväxeln och 34 bak några gånger men då går det inte fort. Eftersom man inte kan gå och skjuta en velomobil så bör man allt ha en lägsta växel som ungefär motsvarar ett gångsteg per trampvarv. Tänk 3 matkassar och ett barn i lasten vid Kallebäcks källa t ex :) Med 30 km/h som högsta fart kommer man ångra sig. Åtminstone 40 skulle jag rekommendera. Trampar dagligen uppåt 35 km/h på några ställen till och från jobbet på 20-klingan bak och 14:e på navet. Minsta bak (14) har jag dock aldrig haft användning för. Bionx-nav på litet 406-hjul gör att det går trögt när farten ökar så några 50 km/h blir det inte utan lång nerförsbacke. I stan ligger jag normalt på 4:e bak (20) och 5:e (18) om jag vill dra på lite extra. Alla tillfälliga ner och uppväxlingar görs med navväxeln med 11:e växeln som bas för direktdrift med minimala försuster. Eftersom jag bara har tre hjul är det inga problem med att växelföraren går nära marken bak. Efter 700 mil har ännu inget slagit i och böjt den. Med 4 hjul blir det förstås knepigare att få till... Du bör väl också ha med el-assisten någonstans. Bionx med broms-regenerering är utmärkt (ja, den laddar bra men bara upp till max-ström till batteriet) men med det lilla 406-hjulet går det påtagligt trögt att trampa över 30 km/h på plan mark. En motor med frihjul placerad framför tramporna skulle eliminera detta och ge full effekt genom alla växlar. Kunde man sedan kanalisera inluft mot vindrutan förbi både motor, controller och strålkastare så skulle man kunna få viss uppvärmning för att motverka imma. När det regnar och man kör med stängd vindruta så immar det lätt igen vid stopp eller stark medvind. Med 250 W och 90% verkningsgrad blir det ändå 25 w värme över som kan tas omhand. Har nyligen monterat tre små fläktar (40 gram/styck) som suger in luft utifrån och nu behövs bara snygga munstycken mot rutorna. En 3D-printer hade inte varit helt fel... Annars kan det inte nog understrykas hur bra och bekvämt det är med velomobil som pendlarfordon så här i höstrusket. T-shirt och vanliga byxor när regnet piskar i motvinden utan att det ens märks. Jag brukar frirulla nerför Götaälvbron söderut i 38 km/h men härom dagen blåste det sydlig 10 m/s och då gick det bara 36... Allt tack vare kåpans låga luftmotsånd. Och lastförmågan... blev faktiskt förvånad när jag lyckades packa med en cello i bagaget... Hoppas verkligen du får till något bra så du får uppleva hur trivsamt det är med cykelbil! Senaste utrustningstillbehöret blev en ljudanläggning med bluetooth-handsfree så nu är det väl bara askkoppen kvar innan den kan betraktas som fullutrustad :)
Kenneth, du är smått fantastisk! Vad sägs om att träffas igen så du för testa quad och jag får kolla lite närmare på din Cab-bike? Är nära att beställa en sån elassist du nämner.
Javisst! Intressant!
Nu är quaden inne på verkstad och får elassist monterad. Jag säger till när den är klar så kör vi en sväng. Problemet med Rohloff för oss är priset. Cykeln blir dyr ändå, och ca. 10 000 på en navväxel kommer inte att funka om vi vill att många ska köpa cykeln. Men nu har vi en idé. Vad tror du om att sätta en enklare navväxel FÖRE en utanpåliggande växel med 8 drev? Då har vi två billiga växlar som ger ett hyfsat spann och som borde hålla. Vad tror du om det?
Aha då blir det inte lika mycket moment på navväxeln? Smart.
Ja, än så länge håller den teorin! Det är ju väldigt enkelt, men har tagit lång tid att komma på...
Ja, det är alltså antal tänder på framklingan som bestämmer belastningen på mellanväxeln. Om drivhjulet är litet (i mitt fall 406) behövs fler tänder fram för att kompensera och max-momentet på navväxeln i mitten blir då ännu mindre jämfört med en vanlig cykel! Vanligen har man ju en idler någonstans under sätet och jag har ofta tänkt att just där borde navväxeln placeras istället för minsta möjliga friktion och dessutom mindre kedjevinklar baktill. På min finns det dock en idler också, men det har det lilla goda med sig att det räcker med en kedja utan skarvar baktill vid byte... Kom ihåg att du måste ordna till något smart sätt att montera en extra klinga (utbytbar!) på mellanväxeln. Rohloff har en särskild modell med detta från fabrik.
Jag håller på och räknar på spann på växeluppsättning till quad prototyp 2. Jag är inne på Shimano 8-växlad navväxel med omfång 1:3,07 och en 8-delad kassett (11-34) med omfång 1:3,09. Det skulle ge ett totalt omfång/spann på 949 %, eller hur?
Ja, och det borde nog räcka för dina behov. Om du kör i 4 km/h på lägsta växeln blir det 38 km/h på högsta med samma kadens. Eftersom du lastar tungt kan det kanske vara lämpligt att ha lägsta växel så låg som möjligt utan att bakre kedjan blir överbelastad. Dessutom spinner man gärna snabbare med tramporna på en cykel där man sitter bekvämt bakåtlutad jämfört med en vanlig DF-ram. Försök också få till det så att du kan ligga bekvämt på den växel som ger direktdrift (minst förluster) på navväxeln och någon av de mittre på bakkransen på platt mark vid din normala fart. Kalkylark på datorn är perfekt för den här sortens beräkningar! Logga in för att svara |
Elcyklar (49) Konverteringskit elcykel (3) Lastcyklar (4) Cyklar (6) Trikar (16) Cykelleasing (2) Elmopeder (5) Elmotorcyklar (1) Konferenstjänster (2)
|