ראשי » האם אופניים דיגיטליים ללא שרשרת הם עתיד הרכיבה על אופניים? – רכיבה על אופניים.

האם אופניים דיגיטליים ללא שרשרת הם עתיד הרכיבה על אופניים? – רכיבה על אופניים.

פרסומת
X-ray_Promo1


הרעיון של “מערכת הנעה דיגיטלית” הוא פשוט. יש לך גנרטור כוח בסט הארכובה שלך, שממיר את כוח הדוושה שלך לחשמל. אז יש לך מנוע בגלגל ההינע שלך. שני חוטים מעבירים את הכוח שאתה מייצר ישירות למנוע, וכמה רכיבים חשמליים מסדרים את הפרטים.

עד כמה שזה נראה ונשמע מדע בדיוני, זה בכלל לא מושג חדש. הפטנט הראשון על אופני הנעה דיגיטליים הונפק כבר בשנת 1975 ומערכת ההנעה הדיגיטלית הראשונה הפועלת במלואה הוצגה בשנת 1995.

אופני הייצור הראשונים עם כונן דיגיטלי שוחררו בשנת 2012 (Mando Footloose), וכרגע, אנו רואים קומץ חברות שעובדות על מערכות הנעה דיגיטליות משלהן (Schaeffler, Pendix, Podbike, Bike2 ועוד).

הערה: כונן דיגיטלי מכונה לפעמים “כונן היברידי סדרתי”, “כונן היברידי סדרתי” או “כונן חשמלי”.

תומס מולר בנה את אופני ההנעה הדיגיטליים הראשונים הפועלים במלואם בשנת 1995.

אופניים נוכחיים משתמשים לרוב בגלגלי שיניים ושרשראות מעבירים. מערכות הנעה אלו השתפרו בהדרגה במשך יותר ממאה שנה, והוכיחו את עצמן כקלות משקל, ביצועים גבוהים, יעילים וזולים לייצור.

יותר לאחרונה, מערכות הנעה של תיבת הילוכים עברו כברת דרך. למרות שהם לעולם לא יהיו קלים או יעילים כמו מערכת הנעה מעבירים, הם אמינים להפליא ותחזוקה נמוכה מאוד. בנוסף, כאשר אתה מצמיד אותם עם א הנעת רצועה – אורך חיי הרכיב גדל והתחזוקה מצטמצמת עוד יותר.

אבל האם מערכות ההנעה האלה הם פסגת מה שאפשר? או שמא מערכות הנעה לאופניים של העתיד יהיו דיגיטליות?

במאמר זה, אנו הולכים לחקור את העולם של אופניים ללא שרשרת, כונן דיגיטלי.

יתרונות הדיגיטל דרייב

מערכת ההנעה הדיגיטלית Bike2 נראית כאילו היא עשויה להיות מותאמת לאופני מטען בקרוב. תמונה: Bike2.dk

ישנם יתרונות רבים לכונן דיגיטלי.

ראשית, אתה לאבד את השרשרת. משמעות הדבר היא ללא בלאי של מערכת ההנעה, ללא אצבעות שומניות, עלויות תפעול נמוכות יותר ופחות תחזוקה של אופניים. אופניים עם הנעה דיגיטלית יצטרכו בעצם רק להחליף את רפידות הבלמים והצמיגים. זה יהיה אידיאלי עבור אלה המשתמשים באופניים בכל תנאי מזג האוויר ויהיה נהדר גם עבור ציים ואופניים לשכור.

שנית, אתה מסיים עם א אוטומטי לגמרי אופניים עם טווח הילוכים אינסופי. זה יתרון במיוחד לרוכבי אופניים חסרי ניסיון, מכיוון שהכונן הדיגיטלי תמיד יעביר אותך בהילוך המושלם (אפשרות החלפה ידנית).

מערכות הנעה של תיבת הילוכים ברמה העליונה עם העברת הילוכים אוטומטית הן כיום מורכבות ויקרות מאוד. כונן דיגיטלי שווה ערך יש הרבה פחות מורכבות ויכול להיות זול משמעותית עם אותן תכונות.

אופני הקונספט הזה צוירו למעשה עם מערכת הנעה מימן, ולא עם כונן דיגיטלי! תמונה: אלכסנדר פורסט

אתה יכול גם להוסיף סוללה (או קבל-על) שאתה יכול לטעון בזמן שאתה רוכב. על ידי בחירה לשלוח חלק מעוצמת הדוושה שלך לסוללה, תוכל להשתמש בה מאוחר יותר, למשל בהמראה מהרמזורים או כדי לעבור על גבעות קטנות. ואם היית משתמש באופני מטען עם שלושה גלגלים, אתה יכול אפילו לטעון את הסוללה הזו בזמן שאתה ממתין ברמזורים.

בנוסף, אתה יכול ללכוד אנרגיה במנוע האחורי בזמן ירידה או האטה עד לעצירה – זה ידוע בשם בלימה רגנרטיבית. המנוע יכול לשלב חשמל בלימה נגד נעילה מערכת, וכשהחנית את האופניים שלך, המנוע יכול להיות ננעל מכנית.

מערכת הנעה דיגיטלית יכולה בצורה מושלמת לייעל את טכניקת הדיווש שלך. המערכת תמיד תגרום לך לרכוב בתפוקת הכוח והקצב האופטימליים שלך, מה שיביא ליעילות הגבוהה ביותר האפשרית של הגוף שלך.

אתה יכול גם לעשות דברים מעניינים עם מאפייני הדיווש, כמו אלקטרונית ביטול נקודות מתות במהפכת הארכובה. מה שאני מתכוון בזה הוא שניתן להגדיל את התנגדות הגנרטור כאשר יש לך את מירב המינוף של הארכובה ולהקטין כאשר יש לך את המינוף הכי פחות.

אופני קונספט של Kalkhoff עם הנעה דיגיטלית. תמונה: ריק מאס

דוגמה נוספת שבה שינוי במאפייני הדיווש יכול להיות שימושי היא אם אתה שיקום מפציעה או שיש א נָכוּת. נניח שזו רגל שמאל שלך. אתה יכול לתכנת כונן דיגיטלי כך שיהיה פחות התנגדות בשלב דוושת רגל שמאל שלך ויותר בצד ימין.

גם כונן דיגיטלי נפתח אפשרויות עיצוב אופניים חדשות. לדוגמה, אתה יכול לקבל עיצובים מעניינים של אופניים מתקפלים, פריסות שונות של אופני מטען ומספר אנשים המדוושים על אותם אופניים ביעילות מושלמת משלהם.

בסדר, היתרונות נשמעים די מתוקים, אבל יש כמובן גם חסרונות.

חסרונות של דיגיטל דרייב

אופני קונספט כונן דיגיטלי זה חלם על ידי דניאל פרינץ עבור עבודת התזה שלו. תמונה: דניאל פרינץ

הגדול הוא יעילות הכונן. המרה בין אנרגיה מכנית לאנרגיה חשמלית ואז חזרה לאנרגיה מכנית היא מאוד לא יעיל.

כאשר אתה מכניס כוח לדוושות שלך, שרשרת מהירות אחת או הנעת רצועה תכניס יותר מ-95% להנעתך קדימה. לשם השוואה, סביר להניח שמערכת הנעה דיגיטלית תאבד כ-20% מהכוח בגנרטור ועוד 20% במנוע האחורי. עם קצת הילוך עלייה והורדה כדי להתאים את טווחי ההספק, אתה עלול לאבד עוד 10%.

בסך הכל, אנחנו מסתכלים על קרוב ל חצי מהיעילות של מערכת הנעה של שרשרת.

כדי לשים את זה בפרספקטיבה, מערכת הנעה של שרשרת תגרום לך* לרכוב במהירות של 27 קמ”ש/17 קמ”ש על הקרקע ב-150 וואט ואילו מערכת הנעה דיגיטלית** תגרום לך לרכוב ב-17% לאט יותר (22.5 קמ”ש/14 קמ”ש). ובמדרון, זה נהיה אפילו יותר גרוע. שיפוע של 5% עם שרשרת יגרום לך לרכוב על אופניים במהירות של 9.4 קמ”ש, ותרוכב לאט ב-34% עם כונן דיגיטלי (6.2 קמ”ש).

*רוכב 80 ק”ג, אופניים במשקל 15 ק”ג

אבל זכור, המספרים הללו אינם לוקחים בחשבון אנרגיה הנלכדת על ידי מערכת ההנעה באמצעות בלימה רגנרטיבית.

ה-Pendix eDrive IN הוא מערכת הנעה דיגיטלית הנראית קרובה מאוד לייצור.

כונן דיגיטלי גם יוסיף לפחות 25% יותר משקל לאופניים.

מנוע הרכזת האחורי הקל ביותר כבד ביותר מקילוגרם אחד מרכזת רגילה, בנוסף ניתן להוסיף עוד קילוגרם לפחות עבור הגנרטור הקדמי והחיווט. ובהינתן שאין צימוד מכני בין הדוושות לגלגל האחורי, מנוע הנעה דיגיטלי צריך להיות חזק במיוחד כדי לפצות על כך. מנוע חזק כראוי יכול להיות 2.5 עד 3 ק”ג, תלוי בשטח.

כל מנועי הרכזת האחורית לא יכול לנצל את ההילוכים של האופניים שלך לפעול בטווח הסל”ד האופטימלי שלהם הן לעליות תלולות והן לרכיבה שטוחה. אלא אם כן אתה משתמש במנועים גדולים וכבדים מאוד, כונן דיגיטלי יכול להיות מותאם רק לאחד או לשני. בשילוב זה עם משקל המנוע האחורי הגבוה, זהו פחות אידיאלי עבור יישום אופני הרים גַם.

גם כונן דיגיטלי מסתמך מאוד על תוכנה והבקר. אם לא ניתן לשלוט במנוע תוך כמה אלפיות שניות, לא תהיה לו אותה תחושה כמו מערכת הנעה של שרשרת.

אוקיי, אז היתרונות גדולים, אבל גם החסרונות ממש הצטברו, אז בואו נפרק את הדברים עוד יותר.

סדרת אופניים היברידיים חשמליים

דיברתי על היתרונות והחסרונות בהשוואה של כונן דיגיטלי לאופניים רגילים. אבל דברים מתקבלים דֶרֶך מרתק יותר כשאנחנו מדברים על האפשרויות של אופניים אלקטרוניים עם כונן דיגיטלי.

כאשר משתמשים באופני הנעה דיגיטליים יחד עם סוללה, הם ידועים לפעמים בתור Pedelec היברידית מסדרה. לאופניים דיגיטליים יש כבר את כל הרכיבים של eBike, כך שהרכבת סוללה כדי לא רק לספק קצת סיוע כוח אלא גם לקזז את המשקל הנוסף והפסדי ההילוכים פשוט הגיוני.

ה-Mando Footloose עושה שימוש מרבי בעיצובו על ידי קיפול בצורה ייחודית.

אופני הייצור היחידים שתוכלו לקנות כרגע עם מערכת הנעה דיגיטלית הם ה-Mando Footloose. האופניים האלה מקדימים בעשור לפחות כל אופניים אחרים, כך שמערכת ההנעה אינה מוצר מעודן במיוחד. מכל הדיווחים, זה מרגיש יותר כאילו אתה עולה במטפס מדרגות במקום לדווש על אופניים, והפיגור בין הדוושות למומנט הגלגל מביא להרבה זינוק.

חלק מהבעיה כאן היא התוכנה. אם הבקר משתמש באלגוריתמים בסיסיים ואינו יכול לשלוט במנוע במהירות מספקת, או לספק משוב מתאים לרוכב דרך הגנרטור – הכונן הדיגיטלי לא ירגיש טבעי.

אחת הסיבות לכך שה-Mando Footloose הם אופני ההנעה הדיגיטליים היחידים הזמינים היא שגוף האישור הגרמני לאופניים חשמליים סיווג עד לאחרונה אופני הנעה דיגיטליים באותה קטגוריה כמו אופנועים וטוסטוסים, ולא כאופניים. חנויות אופניים גרמניות שניסו למכור את ה-Mando Footloose אפילו הסתכנו בקנס של 5,000 אירו.

EE-Speedbike הוא כנראה אופני ההנעה הדיגיטליים המתקדמים ביותר עד כה.

מערכת הנעה דיגיטלית מתקדמת יותר שמעולם לא הגיעה לייצור נמצאה ב-EE-SpeedBike. באמצעות הדמיית תוכנה מתקדמת של כונן שרשרת בשילוב עם אלגוריתמי בקרה מיוחדים כדי לתפעל את הרכיבים, הוא תואר כרכיבה ממש כמו אופניים רגילים.

ה-EE-SpeedBike שוקל 29 ק”ג (64 פאונד), יכול לנסוע במהירות של 45 קמ”ש ולקבל טווח של 80 ק”מ עם סיוע בינוני. יהיה מעניין לראות לאן הטכנולוגיה הזו מתקדמת – נראה ששאפלר עשוי להשתמש בחלק ממכשירי הבקרה המוגנים בפטנט מהאופניים האלה במערכת ‘הסעה חופשית’ החדשה שלהם.

ניתוח יעילות כונן דיגיטלי

אוקיי, אנחנו צריכים לדבר על יעילות שוב כי זה נתפס לעתים קרובות כנקודת תקיעה אמיתית עבור מערכות הנעה דיגיטליות – אבל זה לא חייב להיות.

ראשית, יעילות הנסיעה היא בעדיפות נמוכה יותר עבור יישומי רכיבה על אופניים מסוימים. אופני נוסעים, ציי השכרת אופניים, ובמיוחד אופני מטען הם דוגמאות שבהן המשקל הנוסף והטווח המופחת הם הרבה פחות חשובים. ובכל מקרה, אתה יכול בקלות להתקין סוללה גדולה יותר כדי להשיג את הטווח הנדרש.

אבל ההבדל ביעילות ההנעה לאופניים עם שרשרת אולי לא כמו…



קישור לכתבת המקור – 2022-11-15 13:55:30

Facebook
Twitter
LinkedIn
Telegram
WhatsApp
Email
פרסומת
תכנון תשתיות רפואיות

עוד מתחומי האתר