Эффективность планетарной втулки
Действенна ли планетарная втулка? Данный вопрос очень серьёзен для их спортивного применения. К сожалению планетарные втулки в целом уступают по собственной эффективности хорошим совокупностям переключения передач. Но нужно задать и второй вопрос — так ли низкий коэффициент нужного действия планетарной втулки, что это может оказать влияние на выбор простого велолюбителя.
К счастью ходовые качества велосипедов с планетарной втулкой очень незначительно отличаются от ходовых качеств велосипедов с дерайлерами.
Механизм планетарной втулки велосипеда.
Высокая эффективность велосипедной трансмиссии крайне важна. Давайте обсудим факторы, воздействующие на эффективностьпростой планетарной совокупности, и рассмотрим обширно распространённую3-скоростную втулку Sturmey-Archer с солнечной и планетарными шестернями на 20 зубьев и зубчатым колесом на 60 зубьев.
Для других планетарных втулок КПД возможно оценить подобным образом. Разглядим один оборот задней звёздочки на верхней передаче, приводящий к 1 1/3 оборотов корпуса втулки.
Звёздочкаподсоединяется к планетарной обойме. За один оборот звёздочки любая планетарная шестерня делает два оборота, поскольку она обходит около неподвижную солнечную шестерню, но лишь один оборот на её оси — из-за того что ось вращается вперёд с планетарной обоймой; и кроме этого лишь один оборот довольно солнечной шестерёнки— из-за того что она обходит по кругу солнечную шестерню в том же направлении, что и направление вращения.
Так планетарные шестерёнки собственными 20 зубьями продвигают вперёд 60-зубьевое зубчатое колесо.
В общем на любой оборот ведущего элемента планетарная передача приводит к контактным потерям в зубьях шестерёнок из-за:
- одного оборота однообразных планетарных шестерёнок довольно солнечной шестерни;
- 1/3 оборота зубчатого колеса, в то время, когда однообразные планетарные шестерёнки сцепляются и расцепляются с зубчатым колесом и солнечной шестерёнкой. Процесс сцепления и расцепленияс зубчатым колесом происходит медленней, из-за того что зубчатое колесо представляет собой вывернутую наизнанку шестерню.
Помимо этого появляются утраты на подшипниках:
- Планетарные шестерёнки вращаются около собственной оси и испытываютнагрузку от тангенциальной силы вращающего момента. Другие силы более либо менее взаимно компенсируются, поскольку любая планетарная шестерня контактирует с зубчатым колесом и солнечной шестернёй в двух противоположных точках.
- Разъёмный радиально-упорный шарикоподшипник, расположенный с левой стороны между оболочкой втулки и осью,подвергается нагрузке равной половине нагрузки на заднем колесе и части упрочнения тяги цепи. Оболочка втулки вращается со скоростью 1 1/3 от скорости ведущего элемента.
- Правый мелкий (внешний) разъёмный радиально-упорный шарикоподшипник вращается со скоростью ведущего элемента и подвергается нагрузке равной половине нагрузки на заднем колесе и практически всей тяги ведущей звезды.
- Правый громадной (внутренний) разъёмный радиально-упорный шарикоподшипник, расположенный между ведущим оболочкой и элементом втулки, движется со скоростью 1/3 от скорости ведущего элемента. Так как у него диаметр больше, то и линейная скорость между обоймами пропорционально выше. Данный подшипникподвергается нагрузке, равной половине нагрузки на заднем колесе и изгибающей нагрузке из-за тяги и веса цепи. В нём если сравнивать с осевыми подшипниками употребляются мелкие шарики: 3/16 дюйма вместо 1/4 дюйма.
Само собой разумеется, в случае если сравнивать с односкоростной совокупностью, то шестерёнки и подшипники приводят к дополнительным утратам на трение. Но иначе в планетарной втулке отсутствуеттрение при прохождение цепи над роликом заднего дерайлера либо трение, вызванное отклонением цепи от прямой линии. Совершённые изучения продемонстрировали, что планетарные втулки только мало менее действенные за классическиепереключатели, но они побеждают при езде по городу из-за лёгкого и стремительного переключения.
На велосипеде с планетарной втулкой у вас чаще будет подобрана оптимальная передача, поскольку многие на простых велосипедах стараются лишний раз не переключаться. Прямая передача планетарной втулки теоретически должна быть самой действенной, поскольку энергия от звёздочки передаётся прямо на колесо. В действительности на практике прямая передача всего мало действеннее за причины и остальные этого мне малоизвестны.
В ветхих планетарных втулках, и Rohloff и 11-скоростной Shimano, для смазки употребляется лёгкое машинной масло, разрешающее существенно уменьшить трение. Во многих современных втулках может иметься пара передаточных каскадов и употребляться густая смазка, снижающая эффективность втулки.
самоё полное изучение эффективности планетарных втулок было совершено Честером Кайлом и Френком Берто. Они продемонстрировали, что эффективность планетарной втулки если сравнивать с дерайлером возрастает с ростом натяжения цепи либо прилагаемой мощности. Кайл и Берто измерили эффективностьи она была значительно ниже, чем заявляют производители.
Не смотря на то, что КПД втулки Rohloff выглядит однако впечатляюще. В хороших тумблерах скоростей эффективность ниже на мелких звёздочках, но эта отличие очень незначительна.
