Чи є пристрої для помірної швидкості на гірських спусках без гальмування?


13

У моїй шиї лісу є гірські спуски, які є досить значними: скажімо, 600 метрів по вертикалі становлять середній рівень 7%, з великою кількістю кривих та інших перешкод, як вибоїни. Зазвичай поверхня є асфальтом розумної якості; У мене гастрольний велосипед.

Мені цікаво, чи є прийоми чи пристосування, щоб зменшити швидкість, щоб зменшити потребу в гальмуванні (наприклад, в автомобілі можна перейти вниз).

Як підрахунок обчислення, розгляньте систему наїзника на велосипеді в 110 кг, що набігає 7% на швидкості 50 км / год, або близько 13 метрів на секунду. Через ступінь для кожного горизонтального 13м с / він спускається 0,91м по вертикалі; отже, щосекунди потенціальна енергія маси 110 кг, що скидає 0,91 м, додається до системи велосипедів та наїзників і повинна бути вилучена, щоб не розганятися. Ця потенційна енергія ( U = mgh ) становить приблизно 980 джоулів; тобто велосипедист повинен розсіювати близько 1 кВт, щоб не розганятися.

Це мене дивує; здається, що в навколишнє середовище скидає багато енергії. Але це нарівні з тим, що можуть бути зроблені гонщиками, щоб досягти подібних швидкостей на площині.

Я не знаю, як обчислити, скільки енергії витрачається на повітряне затягування, механічне тертя в велосипеді, опір коченню тощо, щоб знати, на що потрібно витратити сповільнюючий пристрій.

Я подумав одне з динамо-хабів; але вони, здається, споживають менше 5 Вт, що не має ніякої реальної різниці.

(Додам, що я знаю, що я не повинен гальмувати постійно весь шлях. Моє запитання - чи є додаткові речі, які я можу зробити, або додати до велосипеда, щоб знеструмити швидкість.)


1
Це бездоріжжя (вниз) або дорога (асфальт)?
heltonbiker

1
Це асфальт, і я на гастрольній рамі (тобто більш-менш дорожній велосипед).
Рейд

2
З чистої цікавості, чому ви намагаєтесь знайти рішення для чогось, на чому ваші гальма повинні зробити чудово?
Джек М.

Я майже впевнений, що гірські спуски без гальмування неможливі.

@Jack, гальма - це не просто добре. Досить нудно тримати гальмування на спуску 1-2 000 футів. Вони роблять роботу, але було б набагато приємніше їздити, якби моя термінальна швидкість була більш розумною. Я не в цьому заради адреналіну; інші можуть бути.
Рейд

Відповіді:


17

На ваше запитання є дві частини та дві відповіді. Перша частина вашого питання - чи є пристрої для помірної швидкості на спусках. Це поширена проблема з тандемними велосипедами (а іноді і з велосипедами, призначеними для завантажених гастролей). Багато задні маточини, характерні для тандему, мають ліву сторону з різьбою, на яку можна встановити "тяг. Гальмо". Зазвичай барабанне гальмо, вони можуть регулюватися для незначного перетягування; гальмові диски залишаються в якості основного гальма для зупинки. Перевага барабанного гальма полягає в тому, що він знаходиться поза ободом (оскільки надмірне нагрівання на ободі може мати серйозні наслідки для труби або шини) і вони мають високу теплоємність. Незважаючи на те, що більше не виробляються, приклад цього маститого та шанованого барабанного барабану Arai Tandem.

Ваше друге питання - про те, як можна оцінити попит на перетягування велосипеда. Це добре зрозуміла, хоча і, мабуть, менш відома проблема, і вона обговорюється у розділі 2 Вілоспійської науки Пайдопулоса та Велосипедистики. Як ви вже здогадалися, потенційну енергетичну складову потрібно компенсувати за допомогою перетягування в інше місце: або шляхом аерозатягування, гальмування чи опору коченню. Термінальна швидкість досягається в тій точці, коли потенційна втрата енергії точно врівноважує сили тягування, що генеруються в іншому місці. Коефіцієнт опору коченню (Crr) трапляється точно так само, як нахил, тому зміна нахилу на 1% точно подібна зміні Крр .01. На жаль, для цієї мети вам не вдасться розраховувати на Crr для помітного додаткового перетягування - зазвичай, Crr коливається приблизно від .004 до, можливо, .01. Таким чином, хоча в теоретичному сенсі ви повинні враховувати опір коченню, у практичному сенсі це розсіює занадто мало енергії для значення. Спускати шини для збільшення Crr на крутому спуску не просто недостатньо, це погана ідея.

Аеро-перетягування легше піддається маніпулюванню, але також обмежено в ефективності. Площа перетягування (як правило, позначається добутком площі лобової поверхні, A та коефіцієнтом аеродинамічного перетягування, Cd) для типового велосипедиста на типовому дорожньому велосипеді буде коливатися приблизно в межах 3 м 3 (приблизно 3 кв. Футів) до, можливо, .5 квадратних метрів або вище. Аеродинамічна сила тяги змінюється залежно від квадрату швидкості руху повітря (оскільки сила змінюється залежно від квадрату швидкості руху повітря, потужність, необхідна для подолання цієї сили, залежить від куба швидкості), тому сидячи, розстебнувши куртку і розширивши руки та ноги, можна додати деякі CdA; однак рідко більше ~ 2 кв.

Це залишає гальмування, тобто перетворення потенційної енергії за допомогою кінетичних засобів в тепло і місце для перетягування гальм, як описано вище.


Спасибі! Чи знаєте ви будь-які інтернет-ресурси, які могли б допомогти мені оцінити перетяг ваттів на основі поверхні? Я знайшов деякі ресурси (наприклад, my.execpc.com/~culp/rockets/descent.html ), які пропонують розрахунки, що дають силу тягу , але я не знаю, як перетворити це на ватти. Або я неправильно поставив проблему?
Рейд

Ну а коротка відповідь на ваше запитання - як перетворити силу перетягування у владу, і це просто. Перетворіть силу перетягування в ньютонів, а потім помножте на швидкість в метрах / с. Ватт - ньютон-метр / сек, тому якщо ви подорожуєте зі швидкістю 10 м / с і відчуваєте, скажімо, 3 кг тяглової сили, ви просто перетворитесь на ньютонів, а потім помножите на швидкість. Це 3 * 9,8 м / сек ^ 2 * 10 м / с = ~ 300 Вт. Питання довше - як оцінити площу перетягування на велосипеді. Відповідь довга (і у мене залишилось менше 10 символів пояснень), так що, напевно, заслуговує власного питання. Запитайте, і я відповім.
Р. Чунг

@Reid, в основному, запитайте щось подібне: "Я хочу оцінити або величину сили тягу, коли виїжджаєте на пагорб з певною швидкістю, або кількість сили, необхідної для їзди по рівнині або на гору з певною швидкістю. Всі онлайн-калькулятори або приймають коефіцієнти опору коченню, або аеродинамічне перетягування, або припускають, що я маю для них оцінки. Як вони роблять ці припущення, або як я можу зробити ці оцінки самостійно? "
Р.Чун

зроблено ( bicycles.stackexchange.com/questions/9938 ); дякую, що запропонували це!
Рейд

12

Ти не кажеш, на якому типі велосипеда ти працюєш, але є кілька простих речей, які допоможуть.

  1. Сидіння і максимально широке тіло додасть значної тяги. Ви також можете надіти куртку і розстебнути її 7/8, щоб вона захоплювала вітер.
  2. Трохи знизити тиск у шинах. Не йдіть настільки низько, щоб втратити стабільність, але опір кочення між 105psi та 120psi призведе до зміни
  3. Знайдіть шини з високим опором коченню. Існує ряд джерел цих даних на основі типу вашого велосипеда.
  4. Не пов’язані безпосередньо, але обов'язково використовуйте відповідні гальмівні колодки та ободи / ротори. Деякі краще роблять довгі деканти, ніж інші.

Є також очевидні коментарі, як навчитися спускатися зі швидкістю або перейти на повільний велосипед.


Щодо „навчитися спускатися зі швидкістю”, то природна рівновага цих спусків становить 40-50 МПГ. Розміщена межа швидкості - 25 МПГ, що цілком розумно, враховуючи жорсткі криві. Я не маю бажання вибухати через такі криві, які є вершинами скель і часто є найбільш крутими частинами їзди. Таким чином, основний момент полягає в тому, що я краще спускаюсь повільніше в цілому, а не прискорюючись до 50MPH на прямих і змушуючи різко гальмувати перед тим, як входити в криві. (Так само маршрути настільки круті, що "повільніший" велосипед мало би практичного ефекту.)
Рейд,

Стефан дав добру відповідь. Серйозно? Ви хочете додати речі до свого велосипеда ... і зробити це важче встати?

2
У всякому разі, чому я б додав речі до свого велосипеда, щоб уповільнити мене на спуску; коли це також сповільнить мене скрізь?

Щодо пункту №2 про зниження тиску в шинах з 120 фунтів на кв. Дюйм до 105psi: вимірювання на гладких поверхнях показують, що Crr зменшується в міру збільшення тиску, тож ви праві: зниження тиску підвищить опір кочення. Загадка полягає в тому, що на не зовсім гладких поверхнях вимірювання показують співвідношення між тиском і Crr у формі "V", так що іноді понижуючий тиск фактично знижує Crr. Цікаво, що "V" видається не симетричним, тому трохи перевищуючи "оптимальний" тиск збільшує Crr більше, ніж трохи нижче. На жаль, "оптимальність" залежить від дорожнього покриття.
Р. Чунг

6

Деякі електричні велосипеди мають регенеративне гальмування . Це єдине, про що я можу придумати, що є близьким до відповіді на ваше запитання.

Теоретично, ви можете використовувати щось на зразок парашута для уповільнення, але це створило б занадто багато проблем (бічні вітри, жолоб заплутався в задньому колесі, потрібно відтягнути жолоб, коли він вам більше не потрібен тощо).


5

Якщо ви запитуєте ПРИСТРІЙ для управління швидкістю, у деяких тандемах (двомісних велосипедах) є спеціальна гальмівна система під назвою "Перетягнути гальмо". З сторінки Шелдона Брауна про тандемні гальма:

Тормозний механізм управління тертям

Найпоширенішою і найбільш задовільною системою є встановлення ободних гальм, по одному на кожен звичайний гальмівний важіль, та керування гальмом маточини за допомогою перемикача фрикційного типу трейлера. Це може бути "Barcon", нахил великого пальця на гірському велосипеді або Shift Command Shifter.

Перемикач типу тертя дозволяє капітану встановлювати гальмо маточини, щоб застосувати бажану кількість тягу, навіть коли він або вона відпустить управління гальмом маточини. Потім капітан використовує обидві руки на гальмо обода, щоб модулювати швидкість велосипеда, і зупинятися, якщо це стає необхідним.

Хоча найпростішою стратегією буде використання заднього колеса з гальмом обода + маточини, один для важеля рульового колеса та інший для перемикача тертя, є кілька виділених маточинів, які можна використовувати як гальмові перетягування (хоча вони, ймовірно, громіздкі і складні знайти). Однією з моделей, які я знайшов в Google, є барабанний гальма Arai (поза виробництвом).


Чи може механічне дискове гальмо та великого пальця працювати на тертя гальма? Я сумніваюся, що ви хочете індексувати перемикачі, але неіндексування дозволить вам встановити "постійну" гальмівну силу на дисковому гальмі, зберігаючи при цьому гальмові диски / переднє дискове гальмо для зупинки ...
Ehryk,

1
@Reid - це рішення буде чимось, що вас зацікавило б? Або ви обмежували це нестандартними рішеннями?
Егрик

@Ehryk Ідея полягає в тому, щоб пристосувати перемикач тертя для активації другого гальма. У все ще є нормальні гальма і нормальні перемикачі. Коли ви йдете по спуску, ви скручуєте перемикач тертя до потрібної сили гальмування, і він продовжує застосовувати цю постійну силу (оскільки важіль залишається в положенні), тоді як руки вільні робити все інше, в тому числі гальмувати ще більше за допомогою звичайного гальма або зміна передач за допомогою звичайної системи перемикання.
heltonbiker

Я розумію, що - про що я запитую, чи може сучасний дисковий гальмо (механічний або гідравлічний) служити цій цілі, оскільки барабанні моделі більше не випускаються? Тоді гальмові диски або задній диск / передній диск будуть вільні, щоб додати потужність зупинки.
Егрик

1
У автомобільних транспортних засобах він надає перевагу для зупинки потужності та обертальної ваги; однак барабани віддають перевагу у великих напівнавантажувачах (без кермових коліс) через набагато краще відведення тепла. Ви не можете «їздити» на дискових гальмах майже до тих пір, поки зможете барабани, перш ніж вони перекочуються та / або закиплять гідравлічну рідину. Однак вони можуть підходити для велосипедів.
Егрик

3

Я ніколи не чув про готовий пристрій робити те, що ти хочеш. Єдине, про що я можу придумати - це дістати вентилятор або пристрій магнітного опору з тренувального стенду або роликів і якось прикріпити його таким чином, щоб його можна було включати і вимикати. Або ще краще було б придбати таке обладнання, яке використовується у деяких велотренажерах, де поруч розташований алюмінієвий маховик з електромагнітом, що опір збільшується зі збільшенням магнітного поля. (Теоретично замість маховика можна використовувати глибокий алюмінієвий ободок.)

Але вам доведеться десь вирятувати деталі, щоб зробити що-небудь із цього, а потім виконати деякі роботи в магазині.

Інакше, мабуть, найкращим рішенням у вашому випадку є велосипед з дисковими гальмами.


2

Ви могли побудувати або придбати жолоб із дрогером. Він не повинен важити дуже багато, будучи менше квадратного метра капронового капрону і пару метрів тонкого шнура. Це може бути навіть законним, залежно від того, як Ваша країна пише закони "без вітрильного транспорту" (або чи існує такий закон). Я був би схильний змусити його відірватися, приклавши його до тіла на липучці.

Я робив навпаки, і використовував маленький двері від сонця / намету як вітрило, коли в мене був сильний вітер, і я їхав у гору на своєму гастрольному велосипеді. Це спрацювало непокоїть, оскільки мені довелося перенести основне кріплення з пояса рюкзака на підставку, оскільки це загрожувало катапультувати мене через руль (велосипед був досить важким).

Як гальмо я пропоную перетягнутий жолоб в стилі хреста, оскільки їх легко зробити і стабільніше, ніж круглий або прямокутний жолоб (прямокутники є більш керованими, але якщо ви не звикли до парасейлінгу або кайт-серфінгу, крива навчання крута).

Основна проблема, яку я бачу, полягає в тому, що в горах часто буває вітер, і конкретно вітер може різко змінюватися на невеликих відстанях. Наприклад, якщо ви виходите на хребет, ви можете перейти від нерухомого повітря за хребтом до стисненого вітру на відкритому обличчі, і зміна перетягування з жолоба буде драматичною. У такому випадку вам належить вирішити, чи хочете ви спустити жолоб на лобове скло автомобіля, що стежить за вами, або повільно повільно перед ним. Будь-яке може бути бентежно.


1

Ви завжди можете отримати фіксовану передачу і використовувати ноги, щоб сповільнити вас. Повернення на гору означало б зовсім іншу проблему. Хоча при правильному передавальному відношенні, мабуть, можна було б їхати і вгору, і вниз по горі на фіксованій передачі.


Я б зробив ставку, що будь-яка передача, розумна для підйому, буде сходити з розуму. Я радий їхати 30 MPH; Я просто не хочу робити 50.
Рейд

Я думав, що було б непогано, якби був двоколісний поїзд на велосипеді, тож ви могли керувати своєю швидкістю на спуску за допомогою фіксованого редуктора, плюс використовувати шестерні, коли не спускаєтесь з пагорбів. Тож я зрозумів, що це неможливо через механіку, або хтось його вже побудував. І після невеликого гуглінгу я знайшов це ( sheldonbrown.com/bichain-fixed-free.html ). Читаючи його, він говорить, що можна було б побудувати його із системою перемикача з одного боку, а з фіксованою передачею - з іншого. Безумовно цікавий, хоча, ймовірно, спосіб складніший, ніж те, що ви шукаєте.
Кіббі

2
Я можу зробити 30 км / год зафіксованим без проблем, і це не особливо висока передача - якщо ви знайдете передачу, яка підніме вас, вам просто потрібно практикувати обертання на шляху вниз (зауважте, що ви можете просто дозволити педалям тягнути ноги якщо ви розслабитесь, ви отримаєте аналогічний ефект гальмування двигуна, як переїзд в автоматичний пересув). Або, звичайно, зупиніться на вершині та поміняйте зірочки ...
Марно

Кілька швидкої математики: ці пагорби досить круті, що 5 МПГ - це дуже швидке сходження. Скажімо, я кручу педалі на дуже консервативних 50 об / хв (це, мабуть, швидше). Тоді, якщо я зійду на одній передачі в 30 МПГ, мені потрібно буде зробити педаль в 6 разів швидше, або 300 об / хв. Я хотів би побачити полк практики, який дозволяє мені (або комусь) це зробити.
Рейд

1

Можливо, використовуйте дискові гальма, а не дискові гальма, якщо проблема з нагріванням.

Я звик до думки, що люди вкладають близько 1 кВт у навколишнє середовище просто існуючими; Я не впевнений, у чому проблема - у втраті одного зайвого КВт при спуску.


Я вважаю, що базовий метаболізм більше схожий на 100 Вт, але я цього не шукав.
Рейд

@Reid - ви, здається, маєте рацію: на Engineeringtoolbox.com/met-metabolic-rate-d_733.html він коливається від 100 Вт у сидячому місці, до 500 Вт при велосипеді, до 900 Вт під час бігу.
ChrisW
Використовуючи наш веб-сайт, ви визнаєте, що прочитали та зрозуміли наші Політику щодо файлів cookie та Політику конфіденційності.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.