題:
如果兩個車輪都由踏板驅動怎麼辦?
ThymeTravel
2020-08-08 19:30:56 UTC
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只有自行車的後輪連接到傳動系統,才能向前推動自行車。我認為選擇後輪而不是前輪是為了穩定(例如避免'tailtailing'和其他問題)。

但是,如果,不知何故,兩個車輪都連接到曲柄上,以便可以在兩個車輪之間共享輸入動力? (該假設系統不需要使用鏈條,例如軸驅動傳動系,例如 CeramicSpeed。)

兩輪驅動系統的一個優點是可以改善抓地力和

明顯的缺點是您將為兩個車輪而不是一個車輪供電(因此旋轉慣量會加倍嗎?)。您還必須處理這樣一個事實,即您也必須使用前輪來操縱!儘管如此,想像一下會是什麼樣...

*編輯:正如評論所指出的那樣,它們確實存在。

https://www.bikeradar.com/news/this-is-a-two-wheel-drive-bike-done-right-sort-of/表示它們已經建造,甚至在過去已售出
https://christinibicycles.com/bikes/christini-mountain-bikes/awd-27-5-hardtail/b是另一家製造商,但目前尚不清楚變速箱的工作原理
旋轉慣性不會有任何變化-在一輛普通的自行車上,您仍然在轉動前輪,只是在路上行駛。
他們的網站上實際上有一個相當不錯的解釋器,儘管它有些讓人想不到https://christinibicycles.com/awd-tech/how-it-works/
@ChrisH因此,必須同時驅動兩個車輪不會使踩踏板變得更困難(假設一輪和兩輪驅動自行車之間的重量差異可忽略不計)?此外,加速踏板行程如何,在兩輪驅動自行車上會更難嗎?
額外的動力傳動系統部件會增加一點摩擦,並增加重量,但是加速度只會受到重量增加的影響。拉開時,前輪的旋轉速度和後輪的旋轉速度一樣快。您可以考慮用輪胎上的巨大皮帶傳動裝置代替道路-這是同一回事
對於越野操作,帶節氣門控制器的前輪馬達無需複雜的動力傳動系統即可完成許多操作。當然,這是不允許參加比賽的,但是MTB賽車手可以拿起其他所有人都無法做到的各種東西,所以他們不需要
2WD * motor *自行車也存在,並且具有有趣的變速箱-例如前輪由飛輪驅動,其齒輪比後輪低,因此僅在後輪打滑時才拉動。我發布的第一個鏈接也可以做到這一點。摩托車具有一些相同的特徵,但是自行車:騎車人的體重比非常不同,而摩托車騎手採用棘手的身體姿勢並不能阻止他們降低動力
隨著電動自行車的興起,看看是否有人重新審視這個問題將會很有趣。在技​​術上較滑的山地MTB徑上行駛的2WD電動助力車將勢不可擋,並且可以像比利山羊一樣爬升(消除了在斷電時前部舉升的問題)。只有將前輪轂電機的重量降低到足以使收益大於弊端的問題。踏板供電(發電機驅動電動機-重量和效率會使其消失)
不是重複的,而是答案的相關部分https://bicycles.stackexchange.com/a/45034/19705
@mattnz,查看第二條評論-Christini提供電動自行車輔助。我只聽說過它們是由於他們與摩托車打交道,但我認為自行車是自然的延伸。
@mattnz在“電機摻雜”領域正在對該確切主題進行大量研究:)
對於靠背的斜躺式雙人自行車,構造這種車輛的明顯方法是讓一個人的腳踏板為前輪提供動力,而另一個人的腳踏板為後輪提供動力。
有趣的是,我之前提到的[軍事2WD摩托車](https://www.wearethemighty.com/articles/heres-the-motorcycle-of-choice-for-special-operators)的製造商也是2WD合適的自行車
八 答案:
Móż
2020-08-09 14:14:08 UTC
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存在許多兩輪驅動山地自行車。這是刊登新文章的廣告:

https://www.bikeradar.com/news/this-is-a-two-wheel-drive-bike-done-right-sort-of/

在某些情況下,它們的確提供了更好的牽引力,但我從未見過這樣的情況,即前後之間的滑差不大,這意味著它們每個車輪都需要一個自由輪以避免對傳動系統造成壓力(您真的不希望一個輪子向後推!)。額外的重量和動力傳動系統的複雜性始終存在,但是額外的牽引力僅在非常偶然的情況下有用。

其他由問題鏈驅動的轉向系統的轉向范圍有限(請參見上一篇文章)。在轉向范圍受整流罩限制(通常為+/- 5度左右)的FWD速度自行車上,這不是問題,但對於技術性山地自行車來說,這是一個很大的問題。我通常會在技術區中將+/- 90度轉向,即使在正常的坡道上也只能將其轉向一半。但是很難或不可能從通用接頭或CV接頭上擺動+/- 45度。

也有柔性電纜驅動器。那些換了更多的轉向運動會帶來更多的損失,並且使用壽命通常會縮短(例如,我嘗試過的唯一一次摔壞了,幸運的是我騎車時沒有摔壞)。借助撓性軸,實際上可以使用一些發條,因為它會使驅動器彈跳,以幫助您克服較大的顛簸。但這在騎車時會令人不安,騎手需要花費大量精力來抵消發條,同時偶爾會有所幫助。

理論上,剛性軸驅動器可以具有180度轉向自由度的旋轉連桿,但製造起來非常複雜。如果有前懸架,則還需要一個伸縮節,並且可能需要大量的傳動裝置以減小軸的尺寸(以及滑動節和轉向節上的扭矩)。

bradly
2020-08-08 19:47:19 UTC
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曾經有一些前驅設計,但是我見過的所有變化都是不切實際的,結構上不佳的,或者兩者兼而有之。兩個輪子都提供動力並沒有真正的好處,這將增加巨大的重量,並且可能會帶來很多問題。想像一下,需要兩個單獨的傳動系統,其中涉及單獨的鏈條,暗盒,撥鏈器等,而所有這些都需要以某種方式進行調整?無論您如何設計,它都會增加自行車的重量,並沒有真正的功能優勢。它可能是新穎有趣的,但不切實際。

它不會改善在崎uneven的越野地形上的抓地力嗎?我想山地車/碎石自行車可能會有一些好處。就像您說的那樣,當前的設計可能過於繁瑣和龐大,無法用於大多數用途。
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大約30年前,甚至有過幾次嘗試製造兩輪驅動交叉摩托車的嘗試。由於前輪動力傳遞中的動力損失,它們被拋棄了。想像一下踏板驅動車輛損失的影響!
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俄羅斯有一種全地形傘兵摩托車,該摩托車具有2WD的能力和令人難以置信的能力,但它的攜帶能力和運行速度卻非常有限。這是經典的“如果您需要的話,那將是一輛做到這一點的自行車”解決方案。
Timon
2020-08-08 22:03:30 UTC
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儘管我知道僅鏈接的答案在該社區中不被接受,但我還是將其留在這裡。我不太確定,但是我想如果您願意的話,您也可以買一個。

https://twicycle.com/

如果您有足夠的聲譽,則可以在所有帖子上發表評論。
巧妙的設計。當然可以幫助攀登。我看到的一個缺點是下降:胸墊阻止騎車人將身體置於低位。通常,下坡踩踏是沒有用的:每個人都可以迅速將最高的傳統53/11齒輪比快速甩開。
@GrigoryRechistov在您的臉部或胸部有鋸子嗎?非常適合大腦或心臟直視手術!
@Carel的某些人認為,即使騎自行車也是很愚蠢的,因為很容易從這種不穩定的車輛上摔下來。其他人則認為圓盤轉子很危險,因為它們會切肉。我認為,自行車鏈條必須丟棄和禁止,因為它們會咬手指。關鍵是,這完全是一種見解,而不是技術可行性,所有這些安全問題,無論是真實的還是虛構的,都可以通過簡單的技術手段解決。當然第一類的人是害怕自行車的人!
這張關於Twicycle的女人的照片本身就失敗了:https://twicycle.com/wp-content/uploads/2017/03/twicycle-unixes-735px.jpg將頭髮夾在前傳動系統中聽起來沒什麼好玩的。
嘗試將照片和簡短說明帶入答案,使其更獨立。如果/當網站關閉時,您的答案中將沒有剩餘信息,這正是純鏈接答案不好的原因。
@Grigory正在研究齒輪的規格,但我認為他們的目標市場並不適合從事齒輪行業的人士。
實際上,@ChrisH在其材料中多次提到“鍛煉”一詞
臂助系統因其在非研究型發明者中的流行以及迅速退出市場而臭名昭著。賽車手通常受心血管的限製而不是肌肉的限制,因此前5秒鐘後手臂力量無濟於事
同樣,在低牽引力的情況下,使用手臂來驅動前輪可能會有所幫助,但是公路自行車永遠都不會體驗到它們。像這樣將手臂融合在一起,也意味著在力量的作用下,您將獲得起跳效果,它將減少而不是增加牽引力。
這是一輛具有相同想法的1897年自行車:https://www.flickr.com/photos/33350670@N08/4337663542/
Grigory Rechistov
2020-08-08 22:28:24 UTC
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任何人都可以輕鬆得出結論,在傳統自行車上安裝前輪驅動要比在後輪上獲得相同的結果在機械上更為複雜。前輪主要用於轉向,即前輪繞垂直(幾乎)軸旋轉。將轉向降級到其他位置(即後輪)不是一種選擇,因為這會使系統變得非常不穩定(向後騎自行車證明了這一點)。後輪要么相對於曲柄固定,要么至少與車架保持在同一平面。

因此,任何具有驅動前輪的設計都需要額外的複雜性來克服該問題:將動力從車架中央的踏板傳遞到車輪。這是可行的,但會導致更多的組件,更多的重量,更少的可靠性和更低的效率。如果我們只想為兩個車輪之一供電,則後輪獲勝。

現在,假設我們要設計一種兩個車輪都由騎手供電的設計。必須指出,力學的黃金法則要求在動力方面無法獲得優勢:由騎手產生的相同動力將分佈在兩個地方,而不是一個地方(加上摩擦損失,在情況下更高)兩個傳動系統)。如果使用兩輪驅動有任何潛在的好處,它就必須躺在其他地方,例如

側面說明:我們在這裡不考慮其他“用手踩踏”。從理論上講,它將以更少的轉向控制為代價為騎手提供更大的動力。

  • 公路自行車騎在不同質量的人行道上。兩個輪胎一直在行駛。輪胎與地面之間的牽引力已經足夠好,可以將騎手產生的所有動力轉換為自行車的向前加速。第二個動力傳動系統不會改變或改善。

  • 越野自行車在崎uneven不平或崎loose的地形上行駛。有時候,只有一個輪子碰到地面,而另一個輪子短暫地懸在空中,或者失去了牽引力,這些瞬間經常會出現。在這種情況下,將剩餘的車輪作為驅動確實有用。在傳統設計中,後懸架通過使其更好地跟隨地形輪廓而增加了驅動輪的牽引力。簡而言之,當遇到顛簸時,方向盤不會跳出並飛向空中,而是更貼近地面並更快地恢復牽引力。

擁有一輛全懸掛式雙輪驅動自行車來使兩種類型的收益都保持越野是很有意義的。

這一點現在真的很重要。現代的後輪懸架設計極其複雜且經過微調,部分原因是它們必須處理限制其效率的鏈條(請參閱踏板反沖)。我想在前輪上重複同樣的事情是可能的(例如,用前叉代替傳統的伸縮叉),但這又增加了重量和復雜性。

誰知道,也許一個一旦(如果有)其他提高自行車性能的選擇被用盡,這種設計將對運動員和普通消費者可用。最後,自行車的設計受到人類能力的限制:如果沒有人有足夠的動力來攀爬,那麼製造具有瘋狂高牽引力的自行車是沒有意義的。

哦,最有趣的一點是兩個動力傳動系統/車輪之間的人力分配。是否應將其固定為50/50?但這意味著沒有牽引力的車輪無用旋轉會損失一半的動力。是否應該動態分配以支持一個最佳車輪?如果是這樣,如何實現?
自由旋轉的車輪必須“極速”旋轉,以吸收與將自行車向前推動到地面的車輪相同的功率。空中旋轉不會消耗太多電能。最簡單的方案是確保兩個車輪始終以相同的速度行駛。這意味著如果只有一個車輪具有牽引力,那麼該車輪實際上將使用所有動力。
@bdsl是的,這是我想到的解決方案。我猜它需要一個兩輪驅動的固定自行車作為“最簡單”的解決方案。
@bdsl就像後輪驅動卡車上的[鎖止差速器](https://en.wikipedia.org/wiki/Locking_differential),它將使您擺脫影響一個車輪的濕滑路面
Ross Millikan
2020-08-09 08:58:43 UTC
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只要您可以通過一個輪子將所需的力傳遞到地形,則驅動第二個輪子沒有優勢。作為公路自行車手,我在這裡沒有問題。我無法產生足夠的扭矩來釋放後輪,因此完全無法驅動兩個車輪。越野駕駛員想要四輪驅動的原因是,一個或兩個後輪在惡劣的地形下可能會失去牽引力,並且他們希望前輪能夠吸收鬆弛。我不能說這可能適用於山地自行車。通過轉向接頭傳遞驅動力很複雜。您需要找到理由來證明這種複雜性,而不僅僅是希望對稱。

但是對於山地車手來說,後輪牽引力的損失是一個普遍的問題,從而導致從疲勞到去勢的各種問題。這是將“技術性”置於“技術性山地自行車道”中的原因之一。我還發現習慣於在兩端失去牽引力可以幫助我避免撞車,從而改善了我的公路騎行。
即使在公路自行車上,在潮濕的路面上也有20%+的坡度,並帶有一點碎石/泥漿,您可以旋轉後輪。但在同一條道路上,您可以以足夠低的檔位舉起前輪(@Móż)
@ChrisH上坡時很容易舉起前輪:由於傾斜,您的重心將在後輪上方傾斜更陡的角度。下坡時提起前輪很難。 (而且,請不要嘗試,我想這也很危險!)
您會比前面更早失去牽引力!等同於緊急停車,只是倒退:對於緊急停車,後剎車幾乎沒有用:畢竟,您必須注意不要使自行車向前翻轉!後輪幾乎沒有重量。當您在低速檔加速時,最大的重量在後輪上(無論如何,但是在加速時,它的重量甚至更大)!幾乎沒有用的並發症。
絕對是@cmaster-reinstatemonica。山地車一直都在低速行駛,而我的公路自行車是低速旅行車(但軸距長且笨重)
@Peter-ReinstateMonica,但在崎uneven不平的地形上,前輪可能在岩石上,而後輪則浸在液體泥中
@ChrisH的“長軸距和沈重”聽起來像我的自行車:-)
@cmaster-reinstatemonica TBH十分注意自行車,它也很好地描述了我
juhist
2020-08-09 18:11:10 UTC
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但是,如果兩個輪子都以某種方式連接到曲柄組上,從而可以在兩個輪子之間共享輸入功率,將會有任何潛在的好處嗎?

會有一些好處,但有更多缺點。

例如,當前在自行車上後輪胎磨損最快。這建議在輪胎更換計劃中,將新輪胎安裝在前部,將舊輪胎安裝在後部,否則前輪胎會因年老而死,並由於突然失效而導致危及生命的事故。雙輪驅動並不需要這種輪胎更換時間表,但是大多數自行車騎行者不會發現遵守正確的輪胎更換時間表是一個問題。

但是,弊大於利。由於前輪胎是可操縱的,因此需要一些特殊的動力傳遞機構。考慮到自行車的外形尺寸,汽車解決方案(CV接頭)不起作用。我懷疑唯一合理的動力傳輸是電動的,即在前輪轂中安裝一個電動機。然後,您將需要在後輪轂中安裝一台發電機。那樣會不必要地增加自行車的重量,並使工作效率降低,以至於能量損失將非常巨大,遠大於鏈條傳動中的能量損失。

有些電動自行車實際上在前面有一個輪轂電機。與輪轂電動機相比,它們不那麼受青睞,因為輪轂電動機在高速狀態下扭矩較差(市場人士可能會引用相當高的扭矩數字,但這些齒輪處於靜止狀態)並且重量很大,因為前輪轂的減速齒輪傳動不容易,這與之前的情況不同。在中傳動馬達中。此外,前輪轂電機中的有限扭矩不會通過傳動系統,因此意味著您缺乏自行車撥鏈器齒輪系統提供的動態速度/扭矩範圍的固有優勢。同樣,前輪轂電機在底部支架上需要扭矩傳感器,因此無論如何都需要非標準的底部支架。中置驅動器使底部支架成為唯一的非標準組件。前輪轂電機的一個優點是它們使前後輪胎之間的磨損均勻,但這一優勢並未抵消前輪轂電機的缺點。

自行車的重量分佈不均,因此在平坦地形上67 %的重量在後輪上,33%在前輪上。因此,雙輪驅動只會使牽引力增加50%,而不會增加100%。不僅如此,除了在陡峭的山坡上行駛之外,自行車不需要太多的牽引力;如果山坡陡峭,無論如何,前輪實際上都沒有負載,後輪上幾乎有100%的重量在後輪上。這種前輪空載現像也說明了為什麼電動自行車中的前輪轂電機不是一個好主意:如果您爬上陡峭的山坡坐姿,並且如果您的身高很高,則前輪空載會導致前驅電機危險。它有足夠的扭矩實際將自行車推上那座山。前輪會打滑,導致您摔倒!

對不起,您對電動自行車的描述令我信服。我認為您是對的,因為系統效率低是阻止電動發電機設置有用的原因,但是您的推理能力很差。舉例來說,BB扭矩傳感器是法律要求,而不是技術要求。
-1
如果有人正確地實施了前電子驅動器,IMO對MTB有很多希望。最大的問題是輪轂電機會增加簧下質量。但是,您不必擔心打滑,相反,事實恰恰相反:首先,前置電動機會增加一些重量,有助於將車輪保持在地面上。如果滑倒了,那實際上是一件“好事”,因為這意味著即使在零速行駛時,您也可以轉向/保持平衡! (與鎖定的前輪相反,這很危險,因為儘管高速行駛也不會轉向)。
上坡時,自行車不需要太多的牽引力,但是在彎道時,它們需要大量的牽引力。不幸的是,傳動系統設計無濟於事。
中速驅動可能是首選,但輪轂電機(除非經過改裝,否則通常為後輪)是IME更為常見的。對於踏板輔助,BB不必與輪轂馬達一起使用-傳感器可以內置在曲柄組中。我什至拆掉了一個能感應後輪速度的東西! (但是那有一些非常奇怪的設計決定)。無論如何,用於低速牽引的電動前輪無論如何都可能具有合理的扭矩曲線-實際上(通勤型)電動自行車的很多好處在於加速而不是最高速度,因此低速扭矩通常很有用。
@cmaster-reinstatemonica為什麼您說他們在上坡時不需要太多牽引力?輕鬆旋轉(重量很重的)後輪表明,駕駛員產生的扭矩超過了可用牽引力所能承受的扭矩。這在MTB上很常見,而在道路上卻不為人所知(我失去了牽引力,最終在潮濕的[本段](https://veloviewer.com/segments/3747214)上向後滑動,儘管[在乾燥時看起來還可以](https://www.google.com/maps/@51.6915511,-2.81017,3a,75y,155.76h,70.49t/data=!3m6!1e1!3m4!1sfilWh-Bn9duW2gKIfKq0ww!2e0!7i13312!8i6656) -的確以> 30%的梯度達到峰值)
防止再生製動的一個要點是,往返能量效率在每一步上都會使動力->電->化學(電池)->電->動能遭受重大損失。如果所需的總幫助很少(打滑且非常陡峭的部分),那麼問題就不大了,甚至可以使用超級電容器-但是在這種情況下,您是否想拖著電動機的重量?
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@ChrisH再生製動的目的是使用已經存在的電動機。只需調節電壓即可將許多電動機作為發電機驅動。也就是說,您只需要一點額外的電子設備即可從輪轂電機中回收制動能量,任何回收的能量都比沒有回收的能量多。
@cmaster-reinstatemonica是的,但是效率和電動機的重量仍然很差
ivan866
2020-08-10 13:27:29 UTC
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這將有效地為您提供一輛全輪驅動自行車,其扭矩均減半。當兩個輪子都與路面接觸時,除了多餘的零件重量外,您不要放鬆任何東西。但是問題是自行車沒有差速器。這意味著您的車輪可能會獲得不同的扭矩和角速度,這意味著您將在因輪胎阻力而掙扎時浪費肌肉力量,並導致輪胎不均勻磨損,從而使效果更加明顯。另外請注意,急轉彎時的路徑半徑會有所不同-所有這些都需要差速器,並且所有汽車都配備一個,特別是AWD,4x4和重型卡車。

h22
2020-08-10 23:37:55 UTC
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雙輪驅動摩托車的優點是很高的爬坡角度,高達60度。因此,雙驅動山地車應該具有非常陡峭的爬坡潛力。好的,您也可以用這輛自行車拉熊,但不太可能經常發生。

但是我認為人類無法維持必要的動力超過幾秒鐘。只有一些專門建造的步道充滿了幾米長的陡峭部分,才可能證明這輛自行車是合理的。



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