Потери из-за перекоса цепи, очередное измерение

[Константин Шемяк]

Знакомый (и хозяин веломагазина) поразвлекался со своим товаром так. Поставил на велосипед и PowerTap, измеряющий мощность на задней втулке, и Garmin Vector, измеряющий мощность на педалях.

С этим безобразием покатался по два раза с более-менее постоянными мощностями 200Вт, 250Вт, 300Вт, 350Вт: первый раз с цепью без перекоса, второй раз - с максимальным перекосом, который давал приемлемый каденс.

У меня сейчас нет всех его данных, но если результат нужно выразить одной цифрой, то она такая: при перекосе теряется 5% мощности.

Результат не очень коррелирует с тем, что 10 лет назад намерили в IHPVA:

Впрочем, мне эти результаты вообще не кажутся мне консистентными; по крайней мере, они не показывают однозначное увеличение потерь при перекосе. (Ещё они почему-то дают в среднем меньшую эффективность на средней звезде. Подозрительные результаты.)

[Михалыч Уфимский]

косинус угла никто не отменял И откуда он 27 чисел нашел? если предложить что это система 3х9, то там всего 11 скоростей... Изменено 6 сентября 2012 г. пользователем Михалыч Уфимский

[VORON]

Константин Шемяк писал(а) Thu, 06 September 2012 12:59

Впрочем, мне эти результаты вообще не кажутся мне консистентными; по крайней мере, они не показывают однозначное увеличение потерь при перекосе. (Ещё они почему-то дают в среднем меньшую эффективность на средней звезде. Подозрительные результаты.)

А я вообще не понимаю, какой цифре от 1 до 27 соответствует какая передача. Тем более, что на графике 15 экспериментальных точек.

[nebeleben]

VORON писал(а) Thu, 06 September 2012 20:45

Константин Шемяк писал(а) Thu, 06 September 2012 12:59

Впрочем, мне эти результаты вообще не кажутся мне консистентными; по крайней мере, они не показывают однозначное увеличение потерь при перекосе. (Ещё они почему-то дают в среднем меньшую эффективность на средней звезде. Подозрительные результаты.)

А я вообще не понимаю, какой цифре от 1 до 27 соответствует какая передача. Тем более, что на графике 15 экспериментальных точек.

27-speed: Shimano
A Shimano Ultegra 27-speed mountain-bike transmission with three front
chainrings (44/32/22 teeth) and a
9-speed rear cluster (12, 14, 16, 18,
20, 23, 26, 30, and 34 teeth). Because
of time constraints, only 15 of the
27 gears were tested: (1) 22/34;
(3) 22/26; (4) 32/34; (7) 22/20; (9) 32/26;
(10) 44/34; (11) 22/16; (15) 32/20;
(16) 44/26; (18) 22/12; (20) 32/16;
(21) 44/20; (24) 32/12; (25) 44/16; and
(27) 44/12.

но больше всего мне понравилась фраза в конце:
Цитата:

As usual, there are
more questions than answers.

[Константин Шемяк]

nebeleben писал(а) Thu, 06 September 2012 20:31

но больше всего мне понравилась фраза в конце:
Цитата:

As usual, there are
more questions than answers.

Да, я и написал, что мне не понравилась эта статья. Вроде описанная методика измерений разумна, но результаты для классического привода - ну, не совсем случайные числа, но очень странные.

[Major Tom]

Константин Шемяк писал(а) Thu, 06 September 2012 22:12

nebeleben писал(а) Thu, 06 September 2012 20:31

но больше всего мне понравилась фраза в конце:
Цитата:

As usual, there are
more questions than answers.

Да, я и написал, что мне не понравилась эта статья. Вроде описанная методика измерений разумна, но результаты для классического привода - ну, не совсем случайные числа, но очень странные.

По-моему все очевидно: потеря эффективности идет не из-за перекоса, а из-за использования малых звезд. То есть для одного и того же или близкого каденса лучше использовать переднюю 44, а не 32. Даже несмотря на то, что перекос в случае 44 будет больше.

Но при использовании 44 скорость движения цепи, ее натяжение и трение в звеньях будет меньше, чем если для схожего каденса переключиться на 32 и меньшую заднюю звездочку.

[Михаил Иткин]

Да, несмотря на весь интерес к статье я как-то слабо понимаю, почему 22-12 дает лучший результат по сравнению с 32-12. Как-то противоречит их же логике (авторов).

[Михаил Иткин]

Вот, оцифровал график про Шимано, разложил данные по комбинациям звезд.



Синий график (ведущая звезда 22 зуба) ведет себя как положено, почти монотонно убывает с уменьшением размера ведомой звезды. Кстати кривая очень похожа на график возрастания кривизны при уменьшении количества зубов.

А два других ведут себя странно, тут или я что-то не понимаю, либо погрешность велика, либо не известны все факторы влияющие на эффективность этого конкретного привода.

Красный график (32я звезда) - в левой части графика вроде все в порядке, но пик на 16 звезде мне не понятен.
Похоже авторы это и имели ввиду тут:

Цитата:

With modern transmissions, where multiple gears are available, there is often a difference of 1% to 3% in efficiency between adjacent gears. In figure 11, in the Shimano 27-speed, there is a 4% difference in efficiency between gears 21 and 24 and between gears 24 and 25.

И непонятно почему эффективность 32 - 20 заметно ниже 22 - 34, при минимальном перекосе и почти одинаковым количеством зубов.

Желтый график (44я звезда): возрастание эффективности от 12й до 20й звезды тоже хорошо согласуется с выводом, что перекос не влияет так значительно, как влияет размер звезд. Но падение в левой части графика странно, может перекос все-таки имеет значение, но только при достижении определенного угла? Но тогда хвост синего графика падал бы быстрей, а так градиенты в правой части у все графиков примерно одинаковы.

Кстати, кто-нибудь может мне объяснить почему при росте натяжения эффективность привода повышается?

Изменено 7 сентября 2012 г. пользователем Михаил Иткин

[Михаил Иткин]

Franco писал(а) Thu, 06 September 2012 21:21

Но при использовании 44 скорость движения цепи, ее натяжение и трение в звеньях будет меньше, чем если для схожего каденса переключиться на 32 и меньшую заднюю звездочку.

При постоянном каденсе и скорость движения цепи постоянна, отличаться будет только кривизна звезд и, следовательно, угол поворота звеньев. Ну и натяжение, да.
Изменено 7 сентября 2012 г. пользователем Михаил Иткин

[sunday]

Михаил Иткин писал(а) Fri, 07 September 2012 04:36

Franco писал(а) Thu, 06 September 2012 21:21

Но при использовании 44 скорость движения цепи, ее натяжение и трение в звеньях будет меньше, чем если для схожего каденса переключиться на 32 и меньшую заднюю звездочку.

При постоянном каденсе и скорость движения цепи постоянна, отличаться будет только кривизна звезд и, следовательно, угол поворота звеньев. Ну и натяжение, да.

Дайте и я своё мнение добавлю:
при постоянном каденсе скорость движения цепи увеличивается с увеличением размера ведущей звезды.



А теперь покрутим, посчитаем звенья цепи и зубья звёзд, приходящиеся на один оборот системы.

[indi]

Михаил Иткин писал(а) Fri, 07 September 2012 03:22

Желтый график (44я звезда): возрастание эффективности от 12й до 20й звезды тоже хорошо согласуется с выводом, что перекос не влияет так значительно, как влияет размер звезд. Но падение в левой части графика странно, может перекос все-таки имеет значение, но только при достижении определенного угла? Но тогда хвост синего графика падал бы быстрей, а так градиенты в правой части у все графиков примерно одинаковы.

может, резкое падение синего графика на 44-26 связано с тем, что цепь стала тереться о рамку переклюка? а на 44-34 пришлось стравить тросик, т.к. трение стало невыносимым

[Михаил Иткин]

sunday писал(а) Fri, 07 September 2012 04:23

Дайте и я своё мнение добавлю:
при постоянном каденсе скорость движения цепи увеличивается с увеличением размера ведущей звезды.



А теперь покрутим, посчитаем звенья цепи и зубья звёзд, приходящиеся на один оборот системы.

путь цепь пройдет одинаковый, т.к. переключатель вытянется в сторону системы, нет?
Я б покрутил, но сейчас ни одного вела с переключателем/кассетой нет. )) Изменено 7 сентября 2012 г. пользователем Михаил Иткин

[nebeleben]

инетересно было бы всю эту систему смачно сдобрить какой-нибудь
грязью и посмотреть на показатели эффективности.

[Kimber1]

sunday писал(а) Fri, 07 September 2012 06:23

[

А теперь покрутим, посчитаем звенья цепи и зубья звёзд, приходящиеся на один оборот системы.

Надо ожидать откровения? Например, что за один оборот системы, когда цепь на 44 звезде, придется 48 звеньев и 42 зуба?

[z0rg]

VORON писал(а) Thu, 06 September 2012 20:45

Константин Шемяк писал(а) Thu, 06 September 2012 12:59

Впрочем, мне эти результаты вообще не кажутся мне консистентными; по крайней мере, они не показывают однозначное увеличение потерь при перекосе. (Ещё они почему-то дают в среднем меньшую эффективность на средней звезде. Подозрительные результаты.)

А я вообще не понимаю, какой цифре от 1 до 27 соответствует какая передача. Тем более, что на графике 15 экспериментальных точек.

+1
кроме того, если речь идет о трех звездах спереди, должно быть 3 ярко выраженных максимума, а их нет

2 Константин Шемяк:
А передние звезды вращались от ног, правильно?
Если так, то такие данные, имхо, ценности не представляют, надо крутить чем-то механическим, способным выдать равномерный и стабильный вращательный момент.

[Константин Шемяк]

z0rg писал(а) Fri, 07 September 2012 11:46

VORON писал(а) Thu, 06 September 2012 20:45

А я вообще не понимаю, какой цифре от 1 до 27 соответствует какая передача. Тем более, что на графике 15 экспериментальных точек.

+1

nebeleben вверху процитировал - для тех, кто прочитать не осилил, но хочет пообсуждать

z0rg писал(а) Fri, 07 September 2012 11:46

А передние звезды вращались от ног, правильно?

Нет. Но это смогут узнать только те, кто прочитают предмет обсуждения

Но что именно эти данные ценности не представляют - мне тоже упорно кажется

[z0rg]

Константин Шемяк писал(а) Fri, 07 September 2012 12:59

nebeleben вверху процитировал - для тех, кто прочитать не осилил, но хочет пообсуждать

да, уже прочитал.

Константин Шемяк писал(а) Fri, 07 September 2012 12:59

Нет. Но это смогут узнать только те, кто прочитают предмет обсуждения

Но что именно эти данные ценности не представляют - мне тоже упорно кажется

Я ответил, дочитав до сообщения Ворона.

[sunday]

Kimber1 писал(а) Fri, 07 September 2012 12:38

sunday писал(а) Fri, 07 September 2012 06:23

А теперь покрутим, посчитаем звенья цепи и зубья звёзд, приходящиеся на один оборот системы.

Надо ожидать откровения? Например, что за один оборот системы, когда цепь на 44 звезде, придется 48 звеньев и 42 зуба?

Я процитировал сообщения, являющиеся "откровением". Но мне нравится ход ваших мыслей - я до такого не додумался



Михаил Иткин писал(а) Fri, 07 September 2012 10:34

путь цепь пройдет одинаковый, т.к. переключатель вытянется в сторону системы, нет?
Я б покрутил, но сейчас ни одного вела с переключателем/кассетой нет. ))

Нет. При каденсе 1 оборот в минуту на первой звезде системы цепь за минуту переместится на 22 звена, на второй звезде - на 32 и на третьей - на 44.

А вообще вся цепь замкнутая и никуда не перемещается, если велосипед стоит на месте

[Михаил Иткин]

sunday (и Franco), я похоже не прав, спать надо было ночью, а не теоретизировать. Конечно если на ведущей протянуть 44 звена, то и во всех остальных точках протянется 44.
только проснулся и свою же, вчерашнюю, мысль на эту тему поймать не могу

И по теме перекосов, мне тут давеча человек рассказывал (могу ссылку поискать), что на фолдинге он меняет кассету чуть ли не раз в две тысячи, а на туринге с перьями 46см до десяти тысяч ездит. Изменено 7 сентября 2012 г. пользователем Михаил Иткин

[mike vulgaris (AKA mike)]

Михаил Иткин писал(а) Fri, 07 September 2012 03:22

Кстати, кто-нибудь может мне объяснить почему при росте натяжения эффективность привода повышается?

Я могу объявить, что с некоторого момента она ПОНИЖАЕТСЯ. (Это наблюдал каждый, кто отстраивал натяжение цепи на синглспидах.)
Думаю, что и с дерейлером то же самое: на больших звездах ВЕДОМАЯ (нижняя) ветвь цепи сильнее натянута его пружиной, и это натяжение отбирает пару процентов КПД.
При этом нагрузка ВЕДУЩЕЙ ветви цепи, по-видимому, не играет особой роли: если снова вспомнить про синглспид, то очевидно, что усилие ног при езде несравнимо больше, чем усилие, с которым руки отодвигали назад колесо при регулировке цепи. Тем не менее, велосипед можно практически заблокировать перетянутой цепью.
Полная кинематика такого "заклинивания" мне не слишком понятна, кстати.

UPD: угол огибания звезд цепью тоже растет с увеличением количества зубьев, ухудшая эффективность.
Изменено 7 сентября 2012 г. пользователем mike vulgaris (AKA mike)

[Михалыч Уфимский]

mike vulgaris (AKA mike) писал(а) Fri, 07 September 2012 20:57

Я могу объявить, что с некоторого момента она ПОНИЖАЕТСЯ. (Это наблюдал каждый, кто отстраивал натяжение цепи на синглспидах.)
Думаю, что и с дерейлером то же самое: на больших звездах ВЕДОМАЯ (нижняя) ветвь цепи сильнее натянута его пружиной, и это натяжение отбирает пару процентов КПД.
При этом нагрузка ВЕДУЩЕЙ ветви цепи, по-видимому, не играет особой роли: если снова вспомнить про синглспид, то очевидно, что усилие ног при езде несравнимо больше, чем усилие, с которым руки отодвигали назад колесо при регулировке цепи. Тем не менее, велосипед можно практически заблокировать перетянутой цепью.
Полная кинематика такого "заклинивания" мне не слишком понятна, кстати.

UPD: угол огибания звезд цепью тоже растет с увеличением количества зубьев, ухудшая эффективность.

Бред какой-то, при чем тут пружина заднего переклюка и как она пару процентов отбирает? в цепной передаче значение имеет только верхняя часть цепи, снизу по барабану, пусть даже цепь будет бесконечно незамкнута... В зацеплении участвую 1/4 окружности (в случае с 11 звездой) либо первые 4 зуба в случае 42 и более звездами(остальными можно пренебречь)...

[Andrey Poluda]

господа, если вам хочется потеоретизировать -
смотрите книжку Любовицкого "Гоночные велосипеды" глава 6.3

все ваши прения, как мне кажется, из-за:

нормального( шаг цепи больше шага звезды) зацепления
неравномерности хода цепи
упругости цепной передачи

читайте кому интересно
http://knigi.tr200.net/v.php?id=34705

[mike vulgaris (AKA mike)]

Михалыч Уфимский писал(а) Sat, 08 September 2012 13:28

mike vulgaris (AKA mike) писал(а) Fri, 07 September 2012 20:57

Я могу объявить, что с некоторого момента она ПОНИЖАЕТСЯ. (Это наблюдал каждый, кто отстраивал натяжение цепи на синглспидах.)
Думаю, что и с дерейлером то же самое: на больших звездах ВЕДОМАЯ (нижняя) ветвь цепи сильнее натянута его пружиной, и это натяжение отбирает пару процентов КПД.
При этом нагрузка ВЕДУЩЕЙ ветви цепи, по-видимому, не играет особой роли: если снова вспомнить про синглспид, то очевидно, что усилие ног при езде несравнимо больше, чем усилие, с которым руки отодвигали назад колесо при регулировке цепи. Тем не менее, велосипед можно практически заблокировать перетянутой цепью.
Полная кинематика такого "заклинивания" мне не слишком понятна, кстати.

UPD: угол огибания звезд цепью тоже растет с увеличением количества зубьев, ухудшая эффективность.

Бред какой-то, при чем тут пружина заднего переклюка и как она пару процентов отбирает? в цепной передаче значение имеет только верхняя часть цепи, снизу по барабану, пусть даже цепь будет бесконечно незамкнута... В зацеплении участвую 1/4 окружности (в случае с 11 звездой) либо первые 4 зуба в случае 42 и более звездами(остальными можно пренебречь)...

И это я слышу от человека, развивавшего неортодоксальную теорию трения в шарикоподшипнике

[Михалыч Уфимский]

mike vulgaris (AKA mike) писал(а) Sun, 09 September 2012 23:46

И это я слышу от человека, развивавшего неортодоксальную теорию трения в шарикоподшипнике

Попробуйте доказать обратное))))

[Михаил Иткин]

mike vulgaris (AKA mike) писал(а) Fri, 07 September 2012 18:57

Я могу объявить, что с некоторого момента она ПОНИЖАЕТСЯ. (Это наблюдал каждый, кто отстраивал натяжение цепи на синглспидах.)
Думаю, что и с дерейлером то же самое: на больших звездах ВЕДОМАЯ (нижняя) ветвь цепи сильнее натянута его пружиной, и это натяжение отбирает пару процентов КПД.

Я сегодня поменял систему, поставил (алюминевую) звезду вперед с проставками так, чтобы чейнлайн получился практически идеальный. Вот что интересно, цепь получилось натянуть много сильнее чем на другой системе, с которой чейнлайн далеко не идеальный, и у которой есть небольшое осевое биение (и звезда стальная, подозреваю что флексит).

То есть сейчас натянута практически максимально, как смог, и все равно свободно крутится, со старой системой бы застопорилось гораздо раньше, знаю по опыту. Цепь та же, число зубов то же. Подозреваю, что если и чейнлайн и окружность/жесткость звезд впорядке, то блокировка должна происходить много позже. А если чейнлайн и окружность звед идеальные, то в теории блокировка может и не случиться.

Кажется мне, что блокировка происходит тогда, когда цепь уже максимально натянута на малой оси эллипса (если принять хреновую/бьющую звезду за эллипс) и до большой оси натяжение уже не позволяет провернуть звезду. Изменено 13 ноября 2012 г. пользователем Михаил Иткин