Велосипеды без спиц— это фантастика! Конструкции велосипедов без спиц

Если дипломная работа типичного промышленного дизайнера имеет отношение к велосипеду, то можно держать пари, мы увидим концепт на тему колеса без втулки и спиц. Это исключительно модная идея имеет один недостаток.

В зависимости от фантазии дизайнера, реальный механизм крепления колеса и привода либо умалчивается и стыдливо спрятан под корпусом, либо, как в случае концепта Nulla от Бредфорда Вута, теоретически реализуем. По крайней мере, что-то подобное мы и увидели 5 дней назад.

Итак: 9 инженеров-конструкторов из Йеля, среди которых специалисты работающие в коммерческих структурах вроде Сикорского, группа студентов и осенний семестр по специальности инженерное проектирование. Результат? Первый из известных нам рабочий прототип велоколеса без спиц с приводом. Стоимость даже одного обода крайне высока, а поскольку учебной задачей была теоретическая реализация концепта, для его проверки достаточно было сделать только одно колесо.

Как утверждает один из авторов проекта, проект был выбран именно потому, что многочисленные патенты и эскизы в интернете так и остаются в силу понятных конструкторских трудностей на бумаге. Вдобавок, свободное место внутри колеса теоретически можно использовать для размещения электромотора или, например, корзины.

В настоящий момент велосипед имеет только одну передачу, хотя, очевидно, что возможна инсталляция планетарной втулки. Для увеличения передаточного отношения использованы две системы по 53 зуба (на 13 зубьев звездочки). последняя звездочка прикреплена к обычной втулке с трещоткой и модифицированным корпусом. Диаметр колеса 26", так что покрышка использована стандартная.

Корпус втулки колеса имеет шкив, который тянет приклеенный к внутренней поверхности обода ремень. С одной стороны, очень просто, с другой, чудовищно громоздко. Ролики сверху, по всей видимости, являются реальной опорой колеса, когда как цепной механизм выполняет только роль привода.

Разработчики Cyclotron бросают вызов традиционным представлениям о конструкции велосипеда. У нового карбонового велосипеда нет спиц, но есть подсветка в стиле фантастических фильмов.

Эффективная трансмиссия. В дополнение к необычному дизайну рамы , велосипед Cyclotron оснащен футуристической трансмиссией. Помимо традиционных вариантов с 12-ти или 18ти-скоростной коробкой передач с ручным переключением, доступна модель с электронной коробкой передач и последовательным переключением скоростей.

Переключение выполняется меньше чем за 0,2 секунды, при этом коробка передач работает как в состоянии покоя, так и на полном ходу, и может переключаться автоматически. Варианты, оснащенные электронной коробкой передач, будут весить всего 11,6 кг , что на 100г. Тяжелее модели с 12-ти скоростной коробкой ручного переключения, но на 200 грамм легче, чем 18-ти скоростной вариант с ручным переключением.

Светодиодная подсветка. С наступлением темноты сенсорный датчик автоматически активирует светодиодную подсветку на внутреннем ободе колес и лазерную подсветку полосы движения, чтобы улучшить видимость Cyclotron. Колеса в стиле кинофильма «Трон» будет сложно не заметить. Питание выполняется от встроенной литий-ионная батареи, способной работать 8 часов и восполняющей заряд от встроенного динамо-генератора. Батарею можно также заряжать от обычной штепсельной розетки.

"Умное" программное обеспечение. Все функции контролируются с помощью приложения Cyclo App, которое получает данные от 10 датчиков Bluetooth, расположенных по всему корпусу. Изучив особенности стиля езды, это приложение будет давать владельцам моделей с ручным переключением скоростей советы по включению повышающей или понижающей передачи, а в случае с электронной коробкой переключение будет осуществляться автоматически с помощью этого же приложения.

Cyclo App предоставит доступ к огромному объему информации , включая частоту вращения педалей, скорость и количество сожженных калорий. Используя эту информацию, можно разработать индивидуальную тренировочную программу с помощью Cycle Coach, для активации этой функции придется доплачивать €10 в месяц. Также стоит доплатить €3 в месяц за функцию GPS отслеживания, что позволит быстро найти велосипед в случае кражи .

Команда создателей велосипеда Cyclotron собирает средства на развитие своего проекта на платформе Kickstarter . Уже собрано более €64,690 от заявленной первоначально суммы в €50,000. Если все пойдет, как запланировано, велосипеды по предзаказу появятся на улицах уже в июне 2017 года.

Видеопрезентацию команды создателей велосипеда можно посмотреть ниже.

Спицой для велосипеда называют конструктивную деталь колеса, которая технически является стержнем, соединяющим ступицу и обод. За счет спиц без снижения прочности облегчают конструкцию колеса.

Эти детали для байка сегодня изготавливают из стали (нержавеющей и хромированной углеродистой), титана, углепластика и сплава алюминия. Наибольшей популярностью у велолюбителей пользуются спицы, выполненные из нержавейки: они недорогие и прочные. Дополнительно детали, сделанные из стали, подлежат никелированию или хромированию. Присоединяется спица ко втулке и ободу колеса при задействовании ниппеля, в который ее и вкручивают.

Велосипед без спиц и центральной оси в колесах

Велосипед без спиц

Возможен ли велосипед без спиц в колесах? Да, последние разработки предлагают модели роверов, конструкция которых не предполагает использование привычного глазу колеса, снабженного шиной, осью, ободом и спицами. Удивительны они не только тем, что фактически оспаривают утверждение о вставлении палок в колеса и о том, что нельзя изобрести колесо. Оказывается, «открытием» такого элемента без использования центральной оси мы обязаны итальянцу по имени Франко Сбарро, а сегодня можно увидеть прототипы и работающие модели практически любого вида транспорта с использованием таких колес, включая роверы.

Для байков конструкция колеса без спиц представляет собой очень большой подшипник, при этом внутренняя часть его при движении остается неподвижной. В теории, такая модель колеса должна выигрывать по сравнению с обычной за счет легкости, снижения центра тяжести и повышенной устойчивости. А чего стоит удивительный внешний вид такой детали! Однако в производстве такие колеса очень дороги и технологически сложны. Кроме того, нужно решать проблемы с защитой от грязи, креплением деталей и возможностью оснастить тормозами. Также пока есть сложности при прохождении изгибов.

Тем не менее, идея велосипеда без спиц пришлась по душе Сильвену Жерберу, французу, который в 2013 году представил вниманию , оснащенного именно такими колесами. Концепт, названный Synapse, отличается передачей крутящего момента с помощью электромотора на обода, а также необычным соединением рамы и колес. Конечно, возникают вопросы относительно того, надежно ли крепятся колеса и можно ли на подобном ровере преодолевать дорожные препятствия, однако начало колесам без спиц уже положено.

Какие бывают спицы?

Спицы можно поделить на несколько групп, в зависимости от следующих параметров:

по калибру (толщине): 1,5 мм, 1,6 мм, 1,8 мм, а также 2,0 мм и 2,34 мм
по виду головки: прямые (традиционно для фирменного вилсета) и загнутые (для сборного колеса)
по конструкции: цилиндрические с баттингом и постоянной толщины, а также аэроспицы (плоские). Под баттингом понимают уменьшение спицы в средней ее части, где на нее приходятся минимальные нагрузки, в отличие от концов запчасти, что позволяет снизить вес спиц.

Покажется удивительным, но спицы называют одними из самых часто ремонтируемых запчастей ровера. Действительно, эти тоненькие детали во многом определяют динамику велосипеда, качество и безопасность катания.

Ключ для спиц

Чтобы натянуть спицы, понадобится инструмент под названием спицевой ключ . С помощью закручивания ниппеля устанавливают и натягивают эти запчасти. При этом основным моментом считается равномерность натягивания спиц, что гарантирует правильность распределения нагрузки.

Спицовка колеса может быть разной, однако ключевыми считают крестовую и радиальную. Наиболее распространенной и удобной называют трехкрестовую: это значит тройное пересечение каждой из деталей.

Регулировку спиц на велосипеде можно разделить на несколько шагов, включающих подготовку, монтаж запчастей или набивку колеса, а также натяжение спиц. Все этапы можно сделать и в домашних условиях при наличии терпения, умений и свободного времени, а можно доверить ровер мастеру.

На первом шаге определяется длина велосипедных запчастей. Переднее колесо, которое считается более технически простым, описывается как имеющее одинаковую длину запчастей с обеих сторон. Что касается заднего, то его отличает разная длина из-за разности наклона велосипедных спиц. Это объясняется требованиями к центровке колеса и присутствием скоростей. Чтобы рассчитать длину искомых запчастей, часто применяют онлайн-калькуляторы, куда достаточно ввести данные по размерам других деталей и получить результат.

Второй, монтажный, шаг требует наличия обода, спиц, втулки, масла, спицевого ключа и отвертки. Последовательность правильных действий такова:

Тщательно смажьте точки соединений с ниппелями на деталях колеса и резьбовой части запчастей, что гарантирует качественное натяжение спиц.
При наличии углубленных входов на фланце исключительно с одного бока нужно устанавливать спицы с бока, противоположного углублениям.
Во фланец устанавливаются девять запчастей с одним незанятым входом между каждой.
На заднее колесо запчасти ставятся справа от втулки.
На ободе среди входов, размещенных по правую руку, нужно найти расположенный по правую сторону от вентильного входа и расположить в нем первую спицу, после чего ниппель закрутить, сделав два оборота.
Начиная с первой спицы, отсчитываются по направлению часовой стрелки четыре входа, устанавливается вторая спица и так же заворачивается ниппель. Втулка нарезной частью повернута к вам.
Обязательно контролируется ход монтажа: если все проходит верно, то спицы соединяют обод справа с фланцем втулки, тоже правым, при этом между запчастями сохраняется три незанятых отверстия.
Последующие семь запчастей закрепляются по такому же принципу, путем установки в каждое четвертое ободное отверстие.
Теперь нужно развернуть колесо противоположным боком и устанавливать поочередно 9 спиц, монтируя их в фланец, расположенный по левую руку. При этом начинать нужно с ключевой спицы, которая находится левее вентильного входа. Поставив ее, оставшиеся восемь спиц установите так же, как и с предыдущей стороны.
Осмотр колеса должен показать, что пары незанятых входов чередуются с парами входов с ниппелями по всей длине обода. Чтобы закрепить ниппеля, их проворачивают два раза.
Этап установки натяжных запчастей, чьи головки располагаются с оборотной стороны фланца. Одна из спиц продевается в фланцевое отверстие, а велосипедная втулка закручивается таким образом, чтобы у уже смонтированных запчастей направление получилось близкое к касательному к фланцам.
При монтаже первых натяжных запчастей обращайте внимание на их установку в ободные отверстия, которые ближе к требуемому фланцу. Оставшиеся запчасти с элементом натяжения набираются так же. В случае, если они не достают до входов ниппелей, нужно на оборот ослабить ниппеля уже вставленных спиц.
Когда установка всех спиц завершена, необходимо закрутить ниппеля на одну и ту же глубину.

Наконец, третий шаг подразумевает натяжение спиц , которое обязательно должно быть равномерным, для чего ниппеля закручиваются на одном уровне. Если запчасти короткие, то после подтяжки должно просматриваться одно и то же количество витков резьбы. При длинных запчастях выходящий конец устанавливается на уровне шлиц ниппелей.

После этого каждый ниппель нужно заворачивать по направлению от отверстия вентиля на один оборот и проверять запчасти на натяжение. Если оно слабое, то провернуть ниппель еще раз, при этом не добиваясь чрезмерно тугого натяжения. Если же вы справились с ободом на 75%, а закручивать ниппель стало практически невозможно, то это сигнализирует о лишнем втором обороте. Справиться с этой ситуацией можно, открутив ниппеля на один оборот назад.

Наконец, необходимо поставить искомое колесо на специальный станок или, за неимением его, на сам ровер: именно так можно выявить неровности запчасти. Обратите внимание на то, бросаются ли в глаза неровности. При горизонтальном характере неровности, если обод смещается в правый бок на четыре запчасти: две из них смотрят на левый, а две - на правый фланец, выполняется закручивание левых ниппелей на ¼оборота и аналогичное, на ¼оборота, ослабление ниппелей с правого бока. Если же этот способ не помог избавиться от неровности, то нужно отыскать наиболее неровное место слева и подтянуть его.

Для корректировки вертикальных неровностей необходимо отыскать максимально далекое от втулки место обода. Это требуется для максимального натяжения запчасти в том месте, что улучшит параметры жесткости колеса и дополнительно придвинет к втулке обод.

Дополнительно при натяжении запчастей занимаются также их усаживанием. С этой целью с усилием надавливают на спицы там, где они пересекаются, после чего поворачивают колесо и повторяют процедуру, чтобы таким образом сделать усадку всех запчастей. Обычно при успешно проводимой процедуре спицы издают характерные звуки.

Нередко замену и натяжку спиц на велосипеде лучше доверять профессионалам, чтобы быть уверенным в результате. К сожалению, иногда неправильный ремонт способен лишь усугубить проблемы и даже привести к «восьмеркам» колес, поэтому при малейших сомнениях ровер лучше отдать в веломастерскую.

С каждым годом производители велосипедов всё больше поражают своим многообразием модельного ряда. Разработчики разными способами совершенствуют внешний вид и технические характеристики моделей, а в последнее время и вовсе ломают стереотипы, удивляя отсутствием спиц в колёсах. Поколение , несомненно, радует креативом дизайнерских решений. Попробуем разобраться, чем же инженеры заменили спицы в колёсах, что теперь будет выполнять их функцию и как устроены велосипеды без спиц.

Литые диски

Стильная инженерная разработка в виде имеет как ряд преимуществ, так и недостатков.

Велосипеды с цельнолитыми дисками отличаются:

оригинальностью дизайна;
высокой аэродинамикой;
жёсткостью конструкции;
более низким коэффициентом сопротивления воздуха;
ненадобностью дополнительного ухода;
хорошей управляемостью и реакцией на торможение.

Вместо обычного обода с множеством тонких спиц цельные диски имеют несколько более широких лопастей, соединяющих втулку с ходовой частью конструкции. Лопасти могут иметь разнообразную форму и цвет, благодаря чему каждая модель выглядит особенно.

Такое колесо не разбирается, а также при повреждении не подлежит ремонту. И если тот факт, что подкручивать и настраивать в процессе пользования ничего не придётся, является плюсом, то неремонтопригодность - это существенный недостаток.

Производство таких дисков стоит недёшево, поэтому стоимость оригинальных брендовых агрегатов очень высока. Многочисленные китайские подделки высокой прочностью не отличаются, поэтому, кроме расстройства по поводу поломки, поездка на таком велосипеде может оказаться травмоопасной. Велосипеды на литых дисках смотрятся эффектно и необычно, напоминая своим видом колёса машин. Многие из них даже носят имена известных брендов, таких как Land Rover, BMW, Mersedes и других.

Среди недостатков также можно отметить вес изделия, который, как ни крути, всё же больше, чем у классического колеса. Из-за область применения подобных велосипедов тоже довольно небольшая - только ровные прямые дороги.

Эллиптические ленты

Ещё одно современное дизайнерское решение - Loopwheel («петельное колесо»).

Ленты углепластика закручены в виде петли таким образом, чтобы равномерно закрепить обод к оси вращения. Края лент крепятся к треугольнику, внутри которого расположена втулка, а середины непосредственно к ободу. Этим обеспечивается надёжное крепление обода и равномерное распределение усилий.

Преимущественными особенностями колёс на эллиптических лентах являются:

прочность конструкции;
отличная амортизация;
своеобразность исполнения.

Сами ленты сделаны из углеродного пластика - это прочный, гибкий и лёгкий материал, благодаря которому такое колесо порадует своего владельца долговечностью, обеспечит хорошую амортизацию и лучшее передвижение по неровной дороге. Но в связи с малой жёсткостью минусом такой конструкции будет плохая динамика, а это небольшое сопротивление воздуху, медленный разгон велосипеда и тяжёлый подъём в гору. Тут уже каждый велосипедист выбирает для себя сам, какие характеристики преимущественно важны в зависимости от условий эксплуатации.

Nulla - колесо будущего

Это, наверное, самый безумный футуристический концепт велосипеда без спиц в колёсах.

Внутри такого колеса абсолютная пустота, чем и обусловлено, собственно, само его название. Несмотря на отсутствие привычной втулки по центру, колесо вращается при помощи зубцов, расположенных во внутренней части обода. Так, задний обод представлен в виде внутренней шестерёнки и зацепляется с внешней - втулкой. Благодаря узлу, который близко расположен к педалям, обеспечивается высокая продуктивность крутящего момента. Усилие передаётся посредством приводного ремня, а повороты руля и собственно движение осуществляются при помощи роликов, к которым закреплено переднее колесо. Треугольная рама также придаёт модели необычный вид.

На данный момент подобные велосипеды ещё находятся в стадии разработки, потому как модификация продумана не до конца и ещё стоит продумать, как , тормозов и переключателей. На таких велосипедах можно будет ездить только по ровным дорогам из-за плохой амортизации конструкции.

Несмотря на то, что велосипед уже изобретён и классическое колесо исправно выполняет свои функции, инженеры-дизайнеры пытаются уйти от классики и продолжают вносить креатив, теперь предлагая потребителю велосипед без спиц.

Как-то незаметно подбирается к нам лето и пора подумать о железном друге. О велосипеде, конечно! По ссылке серии велосипедов можно выбрать отличный вариант! Мы все с детства знаем, как выглядит классическая модель велосипеда и прекрасно представляем, например, из каких составных частей состоит обычное колесо. Это соединенные спицами, крепящимися на центральной втулке, ободы.

Так создаётся прочность и целостность колеса за счет спиц, которые равномерно натянуты. Спицы, как правило, очень легкие и абсолютно не влияют на вес самого велосипеда. Спицевые колеса - это классика. В основном они и ставятся. хотя давно ведутся инженерные разработки по замене спиц на что-то принципиальное новое. Об этом и порассуждаем.

Литые диски

Конечно, что самое первое пришло в голову современным инженерам - полностью уйти от использования спиц и сделать литые диски. Так вместо спиц вставляются на центральную втулку лопасти. В этом случае натяжение не регулируется и колесо становится не разборным. Часто такие велосипеды получают названия известных авто-брендов, но нередко к этим брендам не имеют ни малейшего отношения.

У литых колёс повышенная жесткость и высокие аэродинамические данные. Они смотрятся стильно, напоминают мини-авто, а если добавить подсветку - это будет выглядеть круто!

Но такие супер колеса не применимы для экстремальных гонок, так как не пружинят, но зато на ровной и прямой дороге на них легко разогнаться.

Уход за данными колесами прост, но если вдруг повреждается диск, велосипед уже не спасёшь - придется покупать новый!

Увы, совсем мало плюсов и много минусов. Не очень удачная будет покупка.

Эллиптические ленты

Ещё вариант современного колеса без спиц- "петельное" колесо. Спицы заменяются на на так называемые эллиптические ленты, имеющие в готовом виде форму петли. Изготавливаются из из углепластика. Крепление колеса весьма оригинальное. К треугольнику, в котором втулка, крепится край ленты, а к ободу - середина ленты. Получается три эллипса, гарантирующие надежное крепление обода и равное распределение усилий.

Конечно, здесь ценятся замечательная амортизация, прочная конструкция и необыкновенный привлекательный внешний вид. Передвижение на неровной дороге становится очень комфортное, так как эллипсы при движении растягиваются и сжимаются, что способствует удобству велосипедисту. Материал надежный и долговечный. Поэтому такой велосипед будет долго вас радовать.

Но, к сожалению, есть и минусы. Очень плохая динамика из-за плохой жесткости. Медленный разгон и тяжелый подъем в гору. Но на небольшую прогулку по ровной дороге - очень удобно.

Колесо Nulla

Вот мы добрались до самых оригинальных колес. Вам что-нибудь говорит итальянское название Nulla? В переводе "пустота". Да! В колесе нет спиц и даже втулки! Только обод. Рама смотрится как треугольник. Эта модификация еще не полностью продумана, полно проблем, например, как установить переключатели, тормоза, систему передач.

Но кое-что уже заслуживает нашего внимания. Задний обод имеет вид внутренней шестерни, с ней сцеплена внешняя шестерня. Эффективность крутящего момента повышает близкое расположение к педалям самого узла. Через приводной ремень передаётся усилие. Ролики, на которых крепится переднее колесо, обеспечивают эффективную проворачиваемость и таким образом способствуют движению.

ВЫБОР ЗА ВАМИ! ПОЕХАЛИ!