Создана автоматическая трансмиссия для велосипеда

В ноябре 2023 года был опубликован патент на систему автоматической трансмиссии для велосипеда. Его автор, Хейвен Мерсер, считает, что эта разработка может стать альтернативой привычной трасмиссии с переключателями и манетками. Разбираемся, в чем суть новой технологии.

Электронная система переключения передач — это метод переключения передач на велосипеде, который позволяет водителям переключаться с помощью электронных переключателей вместо использования обычных рычагов управления и механических тросов. Переключатели подключаются проводом или по беспроводной связи к аккумуляторной батарее и к небольшому электродвигателю, который приводит в действие переключатель переключателя, переключая цепочка от cog до cog.

Цепная велосипедная трансмиссия не сильно менялась в последние десятилетия. Звезды становились больше, расширялся диапазон скоростей, появилось электронное переключение без тросов, но суть работы осталась прежней. Чтобы перебросить цепь на другую звезду, например, перед подъемом в горку, велосипедисту нужно нажать на рычаг на руле, который подаст сигнал переключателю.

Инженеры давно думают о создании системы, которая бы переключала скорости, не отвлекая внимание райдера. Автомат, почти как на автомобиле. И кажется, изобретателю-энтузиасту Хейвену Мерсеру удалось это сделать. Он создал прототип автоматической велосипедной трансмиссии. На видео, опубликованном на канале Innovative Engineering LLC, можно увидеть, как она работает.

Хейвен Мерсер долгое время работал в сфере кузовного ремонта автомобилей. Четыре года назад он увлекся изобретательством и уже участвовал в разработке патентов для различных компаний. Но создание автоматической трансмиссии это его личная разработка. Идея пришла к Хейвену во время велосипедной прогулки, когда он в очередной раз переключал передачи.

Езда на велосипеде в горку или резкое ускорение вынуждают велосипедиста прикладывать больше усилий. Поддерживать комфорт и сохранять эффективность движения помогает многоскоростная велосипедная трансмиссия. Так же, как коробка передач в автомобиле, она позволяет выбирать оптимальное передаточное отношение в зависимости от условий движения. Обычно этот механизм включает в себя набор из нескольких звезд на оси педалей и на заднем колесе с переключением цепи между ними при помощи ручного привода.

Благодаря своей простоте и низкой стоимости этот тип трансмиссии стал фактически стандартом. Однако он не лишен ряда недостатков. К примеру, при установке цепи на крайние звезды возникает ее перекос, который приводит к повышенному износу, а переход цепи со звезды на звезду требует вращения педалей и не может быть произведен в неподвижном состоянии. Кроме того, ручной выбор передачи может быть не всегда удобен. К примеру, при неправильно выбранной передаче во время езды в гору велосипедист может потерять скорость или даже полностью остановиться. В связи с этим некоторые инженеры стремятся разработать автоматический вариант трансмиссии для велосипедов, который бы позволил ездоку не задумываться о переключении передач.

Один из таких вариантов предложил американский изобретатель Хейвен Мерсер (Haven Mercer). В разработанном им прототипе автоматической велосипедной трансмиссии обычные ведущая и ведомая звезды заменены на диски с пружинным механизмом изменения диаметра. На них по окружности установлены рычаги с небольшими зубчатыми роликами на концах, которые и входят в зацепление со звеньями цепи. На ведущем диске расположены восемь, а на ведомом — шесть таких зубчатых роликов, которые благодаря односторонним подшипникам могут вращаться только в одном направлении. Это позволяет им не проворачиваться при передаче усилий от педалей на цепь.

На картинке представлены чертежи трансмиссии из патента. Вместо передних звезд и кассеты здесь диски с роликами, соединенные пружинным механизмом. Ролики имеют зубчатые зацепы, которые входят в контакт со звеньями цепи. Механизм способен расширяться и сжиматься в зависимости от изменения усилия, с которым вращаются шатуны. Например, при подъеме по склону пружины переднего диска сжимаются, весь элемент становится меньше, как если бы райдер переключил передачу на самую маленькую звезду. Таким образом, плавно и без участия пользователя, меняется передаточное отношение трансмиссии. 

Таким образом происходит автоматическое изменение диаметра ведущего и ведомого дисков, и, как следствие, автоматическая подстройка передаточного отношения трансмиссии. Натяжение цепи регулируется с помощью дополнительных роликов, которые располагаются возле заднего колеса, там же, где обычно располагается задний переключатель скоростей в трансмиссии с ручным переключением. Механизм в действии можно посмотреть на представленном выше ниже видео.

На велосипеде, оборудованном такой трансмиссией, не нужно переключать передачи, подъезжая к холму. Вы просто продолжите ехать, свободно крутя педали!

Но несмотря на свою революционность, система имеет некоторые недостатки — например, сложность в уходе за множеством мелких деталей и громоздкий натяжитель. Сам создатель отмечает, что пока это только прототип, который имеет большие возможности для доработки.

Вполне возможно, что в ближайшем будущем мы увидим автоматическую трансмиссию в серийном производстве. Однако, прежде чем такая система сможет составить конкуренцию обычным системам переключения, предстоит много работы по ее усовершенствованию и оптимизации.

Что думаете? Обсудим на форуме.