№6 Проміжна передача
Проведена нова серія тестів трансмісії:
№1 Кут 144, великий ролик
№2 Кут 144, малий ролик
№3 Кут 170, великий ролик
№4 Кут 170, малий ролик
№5 Ролик з касети
№6 Проміжна передача
№7 Мотор-колесо без навантаження
№8 Пуста ступиця
№1 Кут 144, великий ролик
№2 Кут 144, малий ролик
№2 Кут 144, малий ролик
№3 Кут 170, великий ролик
№4 Кут 170, малий ролик
№5 Ролик з касети
№5 Ролик з касети
№6 Проміжна передача
№6 Проміжна передача
№7 Мотор-колесо без навантаження
Проведення тестів
Висновки:
Великий ролик: При куті 144 опір більший, ніж при куті 170 на 0.67%
Малий ролик : При куті 144 опір більший, ніж при куті 170 на 1.68%
При куті 144 ролик на 12 зубів створює на 1.3% більше втрат, ніж ролик на 18 зубів
При куті 177 ролик на 12 зубів створює на 0.3% більше втрат, ніж ролик на 18 зубів
Використання касети з оригінальним підшипником всередині у якості віджимного ролика збільшує опір на 16.4 % в порівнянні з великим роликом і на 14.9% в порівнянні з меншим роликом.
Використання касети з оригінальним підшипником всередині (на якому вона обертається, коли велосипед їде накатом) у якості проміжної передачі (додається ще одна задня перекидка) збільшує опір на 43.9 % в порівнянні з більшим роликом і на 42 % в порівняні з меншим роликом.
Тести № 7,8
«Пусте» (без підключених до нього електроприладів) мотор-колесо на 1000W потребує на 46% більше енергії, ніж просте колесо без мотора. Приблизний додатковий опір на швидкості тесту ~ 10 W. Можливо опір буде зростати зі збільшенням швидкості, хоча не факт – потрібно перевіряти.
Підсумки:
Взагалі я приємно здивований точністю тестів. Порівняння роликів різного діаметру (на 18 та 12 зубів) знову дали очікувані результати (у всіх випадках менший ролик програє більшому, але підшипник у меншому викликає підозру).
Конкретне значення втрат залежить від розміру ролика та кута обкатки.
Тут грає роль не тільки більша швидкість обертання малого ролика, але ще й те, що у менших роликах стоять менші підшипники з дрібнішими кульками.
Також я очікував зниження втрат при наближенні кута обкатки ролика ланцюгом до 180 градусів. Чим ближче ланцюг до прямої, тим менше навантаження на ролик.
Здивований таким різким зростанням втрат при використанні касети (з видаленими «собачками, щоб вона могла обертатись в обидва боки). Проміжна передача на такому «підшипнику» поглинає майже половину енергії (точніше 43.9%) , що була передана трансмісії!
Висновок очевидний – таку штуку використовувати ні в якості проміжної передачі, ні в якості віджимного ролика неможна. Цікаво, що я досить довгий час їздив саме на ції касеті-промпередачі, і дійсно відчув полегшення ходу, коли замінив її на ролик.
Стосовно самої проміжної передачі – поки що не ясно. Проміжна передача на касеті використовується на багатьох рекордних стрімлайнерах, і навряд чи там вона поглинає стільки енергії. Потрібно зробити проміжну касету на нормальному підшипнику і повторити тест.
Втрати на «пустому» мотор-колесі також не дають повної картини бо тест був проведений тільки на одній швидкості. Проведення тесту ускладнене тим, що для порівняння довелось зняти мотор-колесо і встановити звичайну ступицю. А щоб оберти на моторі були ті ж самі, під час попереднього тесту я поставив мітку на ручці «газу», бо без мотор-колеса я не міг контролювати оберти на ступиці. В тесті з пустим мотор-колесом для контролю використовувався той самий вольтметр, що і під час попередніх тестів. Вольтметр був підключений до вільної фази, тому його показники були назалежні від електричного навантаження на мотор-колесі, і залежали тільки від фактичних обертів мотор-колеса.
Мітка на ручці для наступного тесту
№8 Пуста ступиця
№8 Пуста ступиця
Тести на перекіс ланцюга та порівняння перекидки на підшипниках з перекидкою на втулках поки що не провів. Але планую. Також планую порівняти дорогі і дешеві підшипники в роликах.
Цього разу повне відео всіх тестів не викладаю, бо не бачу сенсу. Якщо хто хоче – можу вислати особисто.
Буде тільки загальне пояснююче відео в найближчі дні.
В планах на майбутнє вже є більш розширені тести для виявлення залежності опору ролика від куту обкатки, а також залежності опору від якості підшипника в ролику.
Основний мотор, при швидкості тесту, потребує близько 20-т и Ватт електричної потужності на холостому ходу.
Ви пишете:
“У всіх випадках менший ролик програє більшому, але підшипник у меншому викликає підозру.
Конкретне значення втрат залежить від розміру ролика та кута обкатки.
Тут грає роль не тільки більша швидкість обертання малого ролика, але ще й те, що у менших роликах стоять менші підшипники з дрібнішими кульками”.
Є здогад, що крім цього впливають інщі чинники.
1. Грає роль той самий ефект, що й при коченні різнокаліберних коліс по асфальту. Ми розглядали це, коментуючи вашу публікації про багатоколісність: http://hpv.com.ua/2015/06/bilshe-kolis-bilshiy-opir
Себто – тертя кочення в натуральному вигляді
Ролик істотно деформується під навантаженням. Так само деформуються нутрощі підшипника. Віликий ролик та великий підшипник менше “просідають” у тому напрямку, куди їх штовхає ланцюг. Механізм цього явища я спробував пояснити у коментарях до щойно згаданої вашої статті.
2. Більший ролик дозволяє ланцюгові “обтікати” себе менш кутасто. І навпаки. Десь так само, як і в випадку з зірками:
http://tourist.kharkov.ua/phpbb/viewtopic.php?f=50&t=95046&start=15#p919303
http://tourist.kharkov.ua/phpbb/viewtopic.php?f=76&t=19398&start=180#p1197681
Менша кутастість – менше дрібного непомітного шарпання та вібрацій, котрі крадуть енергію. Більший ролик – це менш мінливий радіус, по якому біжить ланцюг.
http://skmash.ru/ris2/1630.jpg
Звісно, ролик цілком циліндричний. Проте цеп – дискретний. Тому його кочення дуже схоже на цю картину.
Дякую за посилання. Такі картинки стануть у нагоді при написанні великої підсумкової статті по результатам дослідів. До мене вже зараз приходить розуміння того, звідки береться істотна різниця в легкості ходу велосипедів. Якщо ролик, шланги, не змащений ланцюг, розмір підшипників і т.к. самі по собі на мають істотного значення (1-2 %) то збіг і сума таких негативних факторів може в підсумку легко зжерти 10% і більше енергії велосипедиста.
Стосовно роликів повністю згоден – тут ми маємо справу з чистим опором кочення з підручника фізики. Нажаль я не можу становити в малий ролик такий самий підшипник, як у більшому, бо він не поміщається. Але можу, хоча б, купити точно справний підшипник для наступної серії тестів. Хочу провести 5-6 тестів при різному куті обкатки (кожен тест з більшим і меншим роликом), щоб побудувати графіки залежності опору від куту для кожного ролика. Таким чином можна буде робити висновок, де є сенс ставити більший ролик, а де можна обійтись і меншим (з меншим легше компонувати машину, особливо якщо мало місця під сидінням).
Нажаль, наврядчи вдасться перевірити, на скільки малі зірки менш ефективні за великі. Бо на більших зірках мотор буде мати більші оберти і це внесе похибку…Хоча, якщо встановити спереду зірку на 48 зубів замість зірки на 42 (як зараз) то можна буде вибрати передачу на касеті з більшою зіркою і вийти на ті ж самі оберти на моторі! Значить буде ще такий тест.
Зараз всі тести проходять на передачі 42\14 (співвідношення 1:3). Якщо встановити спереду зірку на 48 зубів, то можна буде на касеті взяти передачу на 16, тобто 48\16, і мати те ж співвідношення.
З зіркою на 48 зубів замість 42-зубої у ваших дослідах навряд чи буде істотно краща енергопередача. Перш за все тому, що у вас досить невелика потужність. Гадану різницю варто ловити десь хоча б на 200-250 ватах (годинна потужність активного любителя).
По-друге, я не певен, що ККД на таких великих зірках (42 та 48 зубів) значно відрізнятиметься. Відрізнятиметься інше: швидкість, з якою спрацьовується (видовжується) цеп. Про це саме й зайшла мова. Причина у різній силі його натягу при роботі з зірками різного розміру. З 42-зубою сила натягу на ланцюгові набагато більша. Причому швидкість обігу (з меншою зіркою цеп біжить повільніше й обертається довше) не компенсує цю зрослу схильність до видовження. Отже, видовження з меншими зірками дуже зростає. Принаймні, таке показує їзда ї вимірювання.
До речі: більші зірки – менший натяг цепу – менші пружні деформації на рамі – менші втрати потужності.
Мова про ККД у нас – стосовно роликів. Там зовсім інша справа: вони якраз більш-менш того розміру, щоб позначалася кутастість цепу й мінявся радіус, за який, так би мовити, цеп тягне себе через ролик. Згадаймо недавній малюночок з кутами.
алексей у тебя в таблице ватт часы и ампер часы, можно еще добавить ватты и вольты. наверняка ты это знаешь сам, но если умножить ватт/ часы на 20 получим ватты. Тогда можно будет например сказать, что ненагруженное мотор-колесо тратит на 8 ватт больше, чем обычное колесо. Но интересно другое, ватт часы делим на ампер часы, получим вольты и сразу появляется вопрос почему в седьмом и восьмом тесте на ненагруженном двигателе такое низкое напряжение, тогда как оно должно было бы возрасти по отношению к тестам с нагруженным двигателем? это очень странно, тут где-то есть ошибка.
Можно еще посчитать амперы разделив ватты в вольты.
Не совсем понял, откуда мне взять средние значения ваттов и вольтов за 3 минуты? Ваттметр показывает их только в текущем времени, и они там прыгают с приличным разбросом. Вернее, прыгают только ватты. Смотри видео из предыдущх тестов.
Напряжение на пустом мотор-колесе не возросло по тому, что я как раз и контролировал выходное напряжение, уменьшая мощность на входе и замеряя ту же мощность на входе. Напряжение на мотор-колесе не зависит от нагрузки, подключённой к нему, так как там три фазы. К одной были подключены лампы, а к другой – вольтметр. То есть вольтметр был на свободной фазе во всех тестах, а напряжение на колесе зависело только от скорости его вращения.