Опубликовано: 16 февраля 2012 г. (изменено) Важно: Эта тема не про синглспид vs мультиспид, это попытка разобраться насколько же эффективен внешний многоскоростной привод. Про натяжитель - в конце поста. Не давали мне покоя бурный треп недавные обсуждения эффективности многоскоростного внешнего привода (задний переключатель + кассета), решил проверить что пишут в интернетах. На форумах иногда мелькает значение эффективности внешнего привода ~98%, но без ссылок, пришлось поискать источники. Нашел. Далее много букв. В 1999 году в институте Хопкинса, США, провели исследование с целью дать количественную оценку потерь внешнего привода. Ссылки на полный текст статьи в журнале Human Power, 2000, и пресс релиз исследования (eng). Я приведу лишь краткую выдержку описания эксперимента и основных результатов исследования. Джеймс Спенсер, лидер исследовательской группы Спойлер: Потери в данном эксперименте варьируются между 1.4% (лучший случай) и 19.1% (худший). Эксперимент: Исследования проводились на стенде, эффективность измеряли как отношение произведения вращающего момента и скорости вращения ведущей оси с большой звездой к произведению момента и скорости задней оси с кассетой. * Задний переключатель - Dura Ace. * Передняя звезда - 52 зуба, * Кассета - 11-21 Чейнлайн: Привод без смещения - комбинация 52-15, со смещением 52-11 и 52-21. Новая цепь была очищена от смазки и впоследствии смазана для оценки влияния смазки на эффективность. Результаты: Значения потерь варьировались от 1.4% до 19.1%, основные факторы влияющие на потери - размер звезды кассеты и натяжение цепи. Установлено, что звезды большего количества зубов более эффективны, чем меньшего (потери 2-5% для диапазона 11-21) Причины: Первый фактор - на звездах большего диаметра происходит меньшее искривление цепи, следовательно меньше трение и меньше потери. Второй фактор - натяжение цепи. Привод наиболее эффективен (потеря 1.4%) при давлении 305Н, и наименее (19.1%) при давлении 76Н. (Вне этого диапазона давления видимо происходит насыщение, и потери сильно не изменяются.) Авторы не дают однозначного объяснения результату, лишь ссылаются на будущие исследования анализирующие давление в звеньях цепи. Cмазка цепи (как и не смазанная цепь) и смещение цепи (неровный чейнлайн) не приносят существенных потерь (порядка 0.5%). Теперь самое интересное касаемо натяжителя цепи. Заодно к вопросу об эффективности синглспидов vs мультиспидов. Ниже - пример инфракрасной съемки задней части привода. Светлые цвета указывают на участки нагретые благодаря трению, темные - с неизменившейся температурой. Кликабельно: Первой нагревается цепь за счет трения в звеньях, уже через 4-5 минут ее температура почти достигает максимума (полностью перестает нагреваться через 15 минут). Далее от цепи начинают нагреваться кассета, ролики натяжителя, вслед за ними - рамка. Основной вывод всей статьи - наибольшие потери вызваны трением, факторы влияющие на трение цепи влияют на эффективность привода (звучит банально, но это должно быть сказано). Райдер работает не только на перемещение себя, но и на нагрев компонентов. Далее мои спекуляции - натяжитель цепи заставляет цепь проходить свой участок буквой S, вызывая дополнительное трение внутри звеньев и на зубах роликов. Однако, так как наименьшие потери в эксперименте составляют 1.4% и включают в себя влияние натяжителя, то можно сделать вывод, что натяжитель цепи не приносит потерь превышающих 1.4%. С другой стороны 1.4% - это при условии натяжения цепи 305Н. Возможно при меньшем натяжении цепи натяжитель оказывает большее влияние. ------- В статье также даются аналитические выкладки, простая модель потерь, а также ссылки на подробный разбор устройства велосипедных внешних приводов с обилием теории. PS1. Это исследование конечно рассматривает идеально настроенную систему, без таких жизненных факторов как дикий перекос цепи, грязь, ненастроенные переключатели, изношенные звезды, цепи и больные колени. Все они естественно добавят потерь. PS2. Конструктивные поправки, критика, обсуждения и дополнения всячески приветствуются. Не конструктивные - нет. PS3. Я не занимаюсь велосипедами профессионально, я не механик и не инженер (а метеоролог, если что). Однако думаю, что это тема интересна многим. Изменено 16 февраля 2012 г. пользователем Михаил Иткин 0 Поделиться сообщением Link to post Поделиться на других сайтах
Опубликовано: 16 февраля 2012 г. (изменено) Ага. Померяли работу цепного привода в целом, скорее. Было бы интересно, если бы они еще с фиксом проделали то же самое (про планетарки - не настолько интересно, там-то от конструкции больше зависит). Меня больше вот этот пассаж порадовал: Additionally, for a given chain tension, the efficiency was found to be independent of drive rotation rate (between 40 and 80 RPM). То бишь при равной дури, потери не зависят от каденса Интересно еще на этом стенде посмотреть разницу между "пульсирующей" (матрасной/сингловой, там кпд при таком раскладе будет скакать как бухой заяц) и стабильной (как при идеальном круге) нагрузкой. ЗЫ. Представляя, сколько примерно дури в ногах у трековиков - у тех кпд при таком раскладе реально очень близко к сотне должен ошиваться ЗЗЫ. Насчет натяжителя - не менее интересно, ибо там правило насчет большого изгиба не очень-то работает - по ощущениям кажется, что на деоре с его мелкими роликами потери меньше чем на оливе. С другой стороны, это вполне тянет на самовнушение... Но не зря же перешли давным-давно на мелкие ролики *SCRATCH* Хотя с другой стороны на длинной лапке с мелкими роликами перегиб ощутимо меньше чем на короткой с крупными (при равной емкости). Изменено 16 февраля 2012 г. пользователем Gourry 0 Поделиться сообщением Link to post Поделиться на других сайтах
Опубликовано: 16 февраля 2012 г. При ломежке по прямой, максимальный КПД 98,6% весьма неплох на мой взгляд. При подъеме в гору, КПД 80,9% тоже вполне ничего, ну по сравнению с подъемом пешком. Довольно эффективно в целом. 0 Поделиться сообщением Link to post Поделиться на других сайтах
Опубликовано: 16 февраля 2012 г. Интересная информация, спасибо. На переключателе цепь идет без сильного натяжения, поэтому потери не велики. 0 Поделиться сообщением Link to post Поделиться на других сайтах
Опубликовано: 16 февраля 2012 г. > Второй фактор - натяжение цепи. Привод наиболее эффективен (потеря 1.4%) при давлении 305Н, и наименее (19.1%) при давлении 76Н. То есть я правильно понял, что чем сильнее натяжение, тем больше КПД? Ну и таки хотелось бы по планетаркам посмотреть, хотя бы по самым популярным. 0 Поделиться сообщением Link to post Поделиться на других сайтах
Опубликовано: 16 февраля 2012 г. TarasB писал(а) Thu, 16 February 2012 10:41> Второй фактор - натяжение цепи. Привод наиболее эффективен (потеря 1.4%) при давлении 305Н, и наименее (19.1%) при давлении 76Н. То есть я правильно понял, что чем сильнее натяжение, тем больше КПД? интересно что они под натяжением подразумевают - усилие, с которым задний переключатель натягивает или усилие на цепи в части, где передается усилие 0 Поделиться сообщением Link to post Поделиться на других сайтах
Опубликовано: 16 февраля 2012 г. Михаил Иткин писал(а) Thu, 16 February 2012 03:39Ссылки на полный текст статьи в журнале Human Power, 2000Ага, эта статья с HPVA - вроде единственный раз, когда кто-то что-то померил в этой области Михаил Иткин писал(а) Thu, 16 February 2012 03:39Cмазка цепи (как и не смазанная цепь) и смещение цепи (неровный чейнлайн) не приносят существенных потерь (порядка 0.5%).По-моему, самое интересное как раз именно это. Мне трудно поверить в этот результат. По-моему, так при перекосе цепи появятся потери на трение цепи о зуб в момент зацепления. Михаил Иткин писал(а) Thu, 16 February 2012 03:39Это исследование конечно рассматривает идеально настроенную систему, без таких жизненных факторов как дикий перекос цепи, грязь, ненастроенные переключатели, изношенные звезды, цепи и больные колени. Все они естественно добавят потерь.Колени Вы сюда совершенно зря вписали, рассматривалась эффективность привода, а как человек с ним взаимодействует - гораздо продуктивнее будет отдельно рассматривать. А вот изношенные звёзды/цепи по-моему на потери не влияют. Не вижу, как они могли бы влиять. 0 Поделиться сообщением Link to post Поделиться на других сайтах
Опубликовано: 16 февраля 2012 г. z0rg писал(а) Thu, 16 February 2012 09:48интересно что они под натяжением подразумевают - усилие, с которым задний переключатель натягивает или усилие на цепи в части, где передается усилиеКонечно натяжение в том месте, где передаётся усилие. Задний переключатель вообще практически не создаёт натяжения (нижняя часть цепи легко болтается). 0 Поделиться сообщением Link to post Поделиться на других сайтах
Опубликовано: 16 февраля 2012 г. Константин Шемяк писал(а) Thu, 16 February 2012 12:02Конечно натяжение в том месте, где передаётся усилие. Задний переключатель вообще практически не создаёт натяжения (нижняя часть цепи легко болтается). Когда пытаешься соединить цепь для клепки, усилие очень даже ощущается. 0 Поделиться сообщением Link to post Поделиться на других сайтах
Опубликовано: 16 февраля 2012 г. z0rg писал(а) Thu, 16 February 2012 10:21Константин Шемяк писал(а) Thu, 16 February 2012 12:02Конечно натяжение в том месте, где передаётся усилие. Задний переключатель вообще практически не создаёт натяжения (нижняя часть цепи легко болтается).Когда пытаешься соединить цепь для клепки, усилие очень даже ощущается.Не, оно всё равно не того порядка. Ощущается, потому что делать это обычно не очень удобно Если туда динамометрбезмен воткнуть, сколько он покажет? Уверен, меньше 10Н. 0 Поделиться сообщением Link to post Поделиться на других сайтах
Опубликовано: 16 февраля 2012 г. Константин Шемяк писал(а) Thu, 16 February 2012 12:24Не, оно всё равно не того порядка. Ощущается, потому что делать это обычно не очень удобно Если туда динамометрбезмен воткнуть, сколько он покажет? Уверен, меньше 10Н. Больше, особенно, если короткая лапка (пружины вроде одинаковые) понятно, что 300 Н там не будет, но 70 могло бы быть. 0 Поделиться сообщением Link to post Поделиться на других сайтах
Опубликовано: 16 февраля 2012 г. z0rg писал(а) Thu, 16 February 2012 12:56но 70 могло бы быть. =))) 0 Поделиться сообщением Link to post Поделиться на других сайтах
Опубликовано: 16 февраля 2012 г. GARRI писал(а) Thu, 16 February 2012 13:17z0rg писал(а) Thu, 16 February 2012 12:56но 70 могло бы быть. =))) Ньютонов. Рекомендую попробовать удержать 2 конца не соединенной цепи, когда она на маленьких звездах. 0 Поделиться сообщением Link to post Поделиться на других сайтах
Опубликовано: 16 февраля 2012 г. GARRI писал(а) Thu, 16 February 2012 07:46При ломежке по прямой, максимальный КПД 98,6% весьма неплох на мой взгляд. При подъеме в гору, КПД 80,9% тоже вполне ничего, ну по сравнению с подъемом пешком. Довольно эффективно в целом. По мне лучше при соотношении звезд 1:1 (22 к 22 например, или 32 к 32), на соревнованиях у меня ногами быстрее получается чем на велосипеде... 0 Поделиться сообщением Link to post Поделиться на других сайтах
Опубликовано: 16 февраля 2012 г. (изменено) z0rg писал(а) Thu, 16 February 2012 15:04GARRI писал(а) Thu, 16 February 2012 13:17z0rg писал(а) Thu, 16 February 2012 12:56но 70 могло бы быть.=))) Ньютонов. Рекомендую попробовать удержать 2 конца не соединенной цепи, когда она на маленьких звездах.Я понял. Цепь создает ощущение сильного натяга, только за счет того, что ее неудобно держать. Ньютонов 15-20 я еще поверю, но 70 очень сильно сомнительно. Михалыч Уфимский писал(а) Thu, 16 February 2012 15:35GARRI писал(а) Thu, 16 February 2012 13:17Довольно эффективно в целом.По мне лучше при соотношении звезд 1:1 (22 к 22 например, или 32 к 32), на соревнованиях у меня ногами быстрее получается чем на велосипеде... Дохнешь на соотношении 1:1? Качайся ) Изменено 16 февраля 2012 г. пользователем GARRI 0 Поделиться сообщением Link to post Поделиться на других сайтах
Опубликовано: 16 февраля 2012 г. GARRI писал(а) Thu, 16 February 2012 15:51 Дохнешь на соотношении 1:1? Качайся ) Нет, ногами просто быстрее выходит на порядок))) Видимо все дело в КПД переключений)))) 0 Поделиться сообщением Link to post Поделиться на других сайтах
Опубликовано: 16 февраля 2012 г. GARRI писал(а) Thu, 16 February 2012 15:51Я понял. Цепь создает ощущение сильного натяга, только за счет того, что ее неудобно держать. Ньютонов 15-20 я еще поверю, но 70 очень сильно сомнительно. если вспомню, попробую измерить благо цепь даже можно не снимать 0 Поделиться сообщением Link to post Поделиться на других сайтах
Опубликовано: 16 февраля 2012 г. Михалыч Уфимский писал(а) Thu, 16 February 2012 15:54 Нет, ногами просто быстрее выходит на порядок))) Видимо все дело в КПД переключений)))) О`к ) z0rg писал(а) Thu, 16 February 2012 16:05если вспомню, попробую измерить Постарайся 0 Поделиться сообщением Link to post Поделиться на других сайтах
Опубликовано: 16 февраля 2012 г. Удивило про неэффективность смазки. Казалось, что на смазанной легче перемещаться. Или это самовнушение, расфасованное в 75 мл тару ? 0 Поделиться сообщением Link to post Поделиться на других сайтах
Опубликовано: 16 февраля 2012 г. (изменено) fant писал(а) Thu, 16 February 2012 16:06Удивило про неэффективность смазки. Казалось, что на смазанной легче перемещаться. Или это самовнушение, расфасованное в 75 мл тару ? В реальной жизни смазка будет как минимум от воды и ржавчины цепь предохранять. Вне лаборатории почти любая цепь хоть как-то, но ржавеет. Мне кажется авторы исследования имели ввиду, что смазка сама по себе не улучшит КПД трансмиссии. Плюс не описан сам процесс обезжиривания новой цепи. Изменено 16 февраля 2012 г. пользователем Михаил Иткин 0 Поделиться сообщением Link to post Поделиться на других сайтах
Опубликовано: 16 февраля 2012 г. Константин Шемяк писал(а) Thu, 16 February 2012 11:59 А вот изношенные звёзды/цепи по-моему на потери не влияют. Не вижу, как они могли бы влиять. Каждое звено цепи приходит не точно на место между зубьев звезды, возникает проскальзывание, оно ведет к потерям... 0 Поделиться сообщением Link to post Поделиться на других сайтах
Опубликовано: 16 февраля 2012 г. (изменено) z0rg писал(а) Thu, 16 February 2012 13:05 если вспомню, попробую измерить благо цепь даже можно не снимать А можете сымитировать и померять натяжение в такой позиции? С таким изгибом роликов трение внутри звеньев должно быть совсем не велико.. ? Изменено 16 февраля 2012 г. пользователем Михаил Иткин 0 Поделиться сообщением Link to post Поделиться на других сайтах
Опубликовано: 16 февраля 2012 г. z0rg писал(а) Thu, 16 February 2012 14:05GARRI писал(а) Thu, 16 February 2012 15:51Я понял. Цепь создает ощущение сильного натяга, только за счет того, что ее неудобно держать. Ньютонов 15-20 я еще поверю, но 70 очень сильно сомнительно.если вспомню, попробую измерить благо цепь даже можно не сниматьПомерил. Цепь не снимал, взял снятый переклюк, нажал отведённой лапкой на весы. Показали ~910г. То есть ~9Н. Что я говорил? Не больше 10! 0 Поделиться сообщением Link to post Поделиться на других сайтах
Опубликовано: 16 февраля 2012 г. (изменено) Цитата: Ну и таки хотелось бы по планетаркам посмотреть, хотя бы по самым популярным. Тадааа, нашел еще одну статью, в том же HPVA, 2001 года. Сравниваются Ultegra 27 ск, Rohloff, Nexus, Sturmey Archer, Sachs, Browning. The mechanical efficiency of bicycle derailleur and hub-gear transmissions, Chester Kyle and Frank Berto Сейчас нет времени разбирать статью, вот только несколько интересных моментов. Статья читается легче предыдущей, так как нет аналитики, сплошная эмпирика Помимо прочего, авторы дают объяснение меньшим потерям при высоких нагрузках: потери на трение увеличиваются не линейно с увеличением момента, а медленней. Если очень грубо, то в приводе влияние трения меняется мало. При переходе от 50 Вт к 370 Вт, эффективность растет от 91% до 97%. Подтверждается минимум потерь около 2% с предыдущего исследования. В среднем по больнице планетарки на 2% менее эффективны внешнего привода (кто-нибудь скажите есть лучше название для кассетного привода, чем "внешний"?) Вот это интересный график, эффективность Rohloff. Обратите внимание, что 11я передача не самая эффективная, хотя она прямая. Надо будет разобраться по-позже. Сравните с собственным графиком от Ролофф (с ссылкой на их материал): И на последок: сравнение осредненной эффективности некоторых участников теста для разного вр. момента Browning 4 и 12 - это автоматическая внешняя трансмиссия. И стоит заметить, что измерения проводились с помощью тех же Browning (просто факт). PS. Здесь везде значения осреднены по разным передаточным числам (кроме графика от Ролофф видимо) Изменено 16 февраля 2012 г. пользователем Михаил Иткин 0 Поделиться сообщением Link to post Поделиться на других сайтах
Опубликовано: 16 февраля 2012 г. (изменено) Константин Шемяк писал(а) Thu, 16 February 2012 08:59Колени Вы сюда совершенно зря вписали, рассматривалась эффективность привода, а как человек с ним взаимодействует - гораздо продуктивнее будет отдельно рассматривать. Конечно так, я про колени добавил лишь чтобы не было не относящихся к делу обсуждений. Пока обошлось. Константин Шемяк писал(а) Thu, 16 February 2012 19:37]Померил. Цепь не снимал, взял снятый переклюк, нажал отведённой лапкой на весы. Показали ~910г. То есть ~9Н. Что я говорил? Не больше 10! Вы не могли бы взглянуть на сколько меняются значения при увеличения хода нажатия? Изменено 16 февраля 2012 г. пользователем Михаил Иткин 0 Поделиться сообщением Link to post Поделиться на других сайтах
