Форум о веломобилях и лигерадах

Общеизвестно, что коробка передач велосипеду не нужна. Это автомобилю и мотоциклу требуется специальное приспособление, помогающее плавно трогаться с места, преодолевать подъемы и развивать максимальную скорость. Велосипеду же такое усложнение конструкции ни к чему, поскольку мускульный привод сам по себе достаточно гибок и универсален. Велосипедист легко, одним толчком разгоняется с места, а на подъемах использует туклипсы, позволяющие не только толкать педаль вниз, но и тянуть ее вверх; при надобности велосипедист давит на нее всей тяжестью тела, приподнимаясь в седле, а на ровном шоссе не стремится к высокой скорости, двигаясь по принципу «тише едешь — дальше будешь».
И, тем не менее, все больше и больше моделей (особенно зарубежных) снабжаются блоком звездочек на заднем колесе с механизмом переброски цепи и ручными тормозами. Несомненно, это повышает проходимость и улучшает скоростные качества велосипеда, но намного увеличивает его стоимость.
В двигателе внутреннего сгорания коробка скоростей обеспечивает изменение вращающего момента в зависимости от условий дороги. Сам двигатель без редуцирующих шестерен имеет постоянный момент на выходном валу, заданный эксцентриситетом шейки коленвала. Если сравнить работу ДВС и ножную трансмиссию велосипеда, то очевидны аналогии: коленвалу соответствует педальный шатун, роль силового поршня выполняет нога. Как известно, вращающий момент равен произведению приложенной силы и радиуса ее приложения, в данном случае соответственно эксцентриситета коленвала или длины шатуна. В ДВС вращающий момент постоянный, так как эксцентриситет данного конкретного коленвала изменить нельзя. Но почему бы не поиграть длиной шатуна в велосипеде?
Ведь тогда отпадёт надобность в блоке звездочек и их переключателе. Кроме того, станет легче осуществить ножное торможение. Небольшая переделка шатунов даст возможность любому в домашних условиях превратить обычный дорожный велосипед в многоскоростной.

Предлагаемая мной принципиально новая трансмиссия обладает любопытным свойством. Если в «нормальной» цепной передаче чем больше радиус ведущей передней звездочки, тем быстрее велосипед бежит по шоссе и труднее преодолевает подъем, то здесь наоборот: чем больше радиус шатуна (от педали до каретки), тем медленнее велосипед едет по ровной поверхности и тем легче идет в гору («первая скорость»).
Конструктивных воплощений такого принципа может быть несколько. Предлагаю два, на мой взгляд, наиболее простых и надежных — они испробованы мною на практике. Следует отметить, что, поскольку максимальный радиус вращения педалей составляет 240 мм (длина обычного шатуна 175 мм, но на удобство педалирования это не влияет), раму велосипеда необходимо слегка изогнуть, так чтобы кареточный узел был выше, а переднее колесо — дальше.
Для этого верхнюю трубу рамы придётся распилить и удлинить на 150 мм.
Итак (рис. 1), вместо педали на шатуне (1) крепится палец (2), на котором с возможностью разворота установлен дополнительный шатун (3). В отверстии ведущей звездочки (4) с помощью болта (5) закреплена поворотная планка (6) с несколькими пазами (7), куда поочередно вводится ось педали (8). Планка поджата к оси пружиной растяжения (9). Вот и вся конструкция.
Положение оси педали, т. е. радиус ее вращения, и, следовательно, вращающий момент можно менять, располагая ее в разных пазах — отводя соответствующей рукой конец планки и ногой перемещая педаль вниз до захода ее оси в следующий паз.
Устройство на рис. 2 еще проще и позволяет автоматически (!) менять передаточное отношение — очень плавно и, как говорится, не прикладая рук. Вместо слабой пружины — мощная (10), прижимающая шатун (3) к упору (11) звездочки (4). Внутри пружины — металлический тросик (12), ограничивающий максимальный разворот шатуна 3 относительно шатуна 1: упомянутый разворот тем больше, чем круче подъем и выше сопротивление цепи. Регуляция осуществляется ногой — она растягивает пружину, автоматически устанавливая оптимальный вращающий момент трансмиссии.
Какой из двух вариантов лучше? Второй проще, зато первый практичнее, так как параметры силовой пружины (10) подобрать нелегко. Выбирайте сами.