Форум о веломобилях и лигерадах

Господа! Пробовал кто-нибудь считать гидропривод для веломобилей? Казалось бы куча преимуществ перед традиционной для великов механикой. Далее выдержка с новосибирского велофорума http://velo.nsk.ru/forumsheet.php?forum=forum1&topic=1178378679&messid=40:
Гидропривод, если кто займется, легко сделает втулки Rohloff Speedhub ( http://www.rohloff.de/en/technical/speedhub/index.html) по всем показателям: диапазону скоростей, энергетике, динамике, весу, сроку службы, степени стандартизации, стоимости. Позволит вообще перейти со ступенчатого переключения скоростей на плавную регулировку в достаточно широких пределах, ввести бесконтактное дроссельное торможение, торможение реверсом и аккумулирование. Исчезнут проблемы согласования цепного привода с задней подвеской. Да и привод на переднее колесо не будет представлять особой сложности. Гидропривод давно уже используется в обрабатывающих станках, на транспорте и даже на том же велике, но почему-то не для главного движения, а лишь привода тормозов. Почему, как вы думаете?

Про КПД забыли.

Кстати завтра планетарку куплю. Не потому что она мне нужна, а потому, что качественную втулку с freecoaster brake найти сложно, а я наткнулся на неё в магазине сегодня и порадовался. вот и нашлась. Кишки повытаскиваю и буду пользоваться, заодно рассмотрю, как устроена в деталях.

Не забыл. Так ли низок КПД гидропривода с регулируемым насосом по сравнению с цепным?
Из справочника Анурьева: среднее значение КПД цепной передачи (без учета потерь в подшипниках валов) 97%. Ну да цепь тянется, ролики крутит, а то и стенки переключателей трет... Обычно перекошена. Звездочки стираются, что тоже увеличивает потери. Смазка тоже влияет. Потом трещетка...

Добавлено спустя 8 минут 24 секунды:



Хозяин-барин, и мое замечание по этому поводу наверное лучше было б поместить в раздел "Велофилософия", но тем не менее повторю свой ответ на Велоэнске по тому же поводу:
Я принципиально против таких штук. И вот почему: В велике мне больше всего нравится его гениальная простота.

Я - тоже против. но качественную тормозную втулку не нашёл, кроме этой.

КПД цепной передачи односкоростного велосипеда 52:16 - 99%
КПД одной ступени "редуктора (ничего не делателя)" 20х20 зубов с прямозубыми шестерёнками - 99,5%
КПД качественной ременной передачи - 99%

А каков КПД гидропривода? оценочный?

Знал бы - не спрашивал. КПД гидронасосов сильно зависит от давления и расхода. Может 90, а может и 65%.

Я это к тому, что не знаю существующих гидроприводов с КПД выше 95%
А тут надо будет делать сравнительно узкие трубки.

Хотя идея мне нравится. трубки можно проложить внутри рамы. Привод можно будет сделать поступательным, а не вращательным. воплне "очевидный" вариатор получается. и систему можно расположить где угодно.

Хотя как-то странно расматривать гидропривод отдельно от "чисто механической части" у втулки.

У гидроцилиндров КПД наверное больше 95-ти. Как эта деталь у паровоза называется?
Для чего спрашивается эта втулка? - переключать передачи и отключать привод при свободном ходе. Гидропривод с этими функциями прекрасно справляется да еще в гораздо большем диапазоне скоростей. Вот КПД - это вопрос...
Не только трубки внутри рамы... Но и регуляторы скорости типа ручки газа на мотоцикле. И полный привод без проблем... И гидромотор с неподвижным ротором, питанием через него и корпусом, закрепленным в ступице колеса. И не изнашивается ничего. А если еще гидроаккумулятор в гараже зарядить, то вообще можно км 30 педали не трогать - кнопку нажал и поехал. Вечером на работе снова зарядил - и домой покатился.

Меня также заинтересовал гидропривод как система привода для велосипеда (ну и веломобиля, конечно, тоже). С удивлением обнаружил отсутствие в Нете (по крайней мере, русском) какой-либо внятной информации. Результат поиска можно резюмировать так: расчетов никто никаких не делал, а большинство возражений вполне можно отнести к категории "этого не может быть, потому что этого не может быть никогда".

Про КПД. Этот параметр закладывается в числе прочих при конструировании гидропривода, а специально для велосипеда рассчеты гидропривода никто не делал - насколько я знаю. Допустим даже, что его не удастся поднять выше 95 %. Но давайте рассмотрим вариант, когда от педалей приводится поршень посредством кривошипно-шатунного механизма, так что его мертвые точки совпадают с мертвыми точками при наижме педалей. Мы получим оптимизацию по биомеханике,подобно эллиптической приводной звездочке (педали быстро и без усилия проходят верхнее/нижнее положение, при этом в горизонтальном положении движутся медленно и с усилием).
С гидроаккумулятором, по моему мнению, в качестве серъезного движителя на 30 км. ничего не выйдет, просто по моим предварительным прикидкам балон при разумном давлении получается великоват. Но в качестве рекуперативной системы, аккумулирующей энергию при торможении и езде под гору и возвращающей ее на старте - вполне. К уже перечисленным достоинствам гидропривода могу добавить возможность сделать несколько ведущих колес и оптимально работать на тандемах, не вынуждая всех ездоков крутить педали синхронно. Для любителей экзотики могу предложить включить еще и привод от рук. По-моему, это вполне окупает потери нескольких процентов КПД.
Так что вполне может оказаться, что в итоге гидропривод с КПД 95 % эффективнее цепной передачи с КПД 99%.

Возражение про сложность я "с порога" отметаю - в 7 скоростной планетарке "shimano" деталей более сотни, в том числе более десятка зубчатых венцов- почему-то считается что это вполне нормально. Втулка-гидромотор будет, конечно, проще.

Немаловажно то, что при езде по городским улицам стандартная конструкция механизма переключения с набором звездочек неудобна-именно из-за этого я и перешел на планетарку. Конкретно- когда дорожная ситуация вынуждает тормозить, например, перед светофором, не всегда успеваешь за время остатка движения перекинуть цепь на большую звездочку, что потом -при разгоне- порождает ненужные задержки. Планетарка здесь лучше, а грамотный гидропривод, наверное, вообще был бы вне конкуренции.

Конкретно предлагаю начать обсуждение с привода для обычного велосипеда- конструкцию насоса я уже описал, а задняя втулка пусть будет 7-цилиндровым аксиальным гидромотором с переменным передаточым отношением (для этого меняется угол наклона).
Напорную трубку можно разместить внутри обратки - для улучшения веншнего вида.

Предлагаю прямо сейчас начать рассчет этой конструкции - для начала задаться рабочим давлением, прикинуть ход и диаметр поршней, зазоры и вязкость масла, диаметры труб, цилинров насоса на педалях и гидромотора во втулке. Критичные параметры, как всегда, КПД и вес, а дополнительный - минимум износа (срок службы). Если мы поможем друг другу найти необходимые методы расчетов и другую инфу- может, оно и сконструируется помаленьку...

Очень заманчивая идея. Обязательно займусь этим вопросм. Только пока я не понял какой же все таки КПД может быть у гидромотора? Очевидно, что КПД всей системы будет произведение КПД мотора на КПД насоса на КПД трубок. По правде даже потеря 10-15% меня не сильно бы смутила, поскольку перед тем как сделать что ни будь с КПД 99% надо же с чего-то начинать.

У обычного нерегулируемого гидромотора КПД от 0,95 и выше. Но при этом для регулировки скорости потребуются дроссели, что резко (в несколько раз) снизит КПД привода в целом.
Скорость можно также регулировать насосом и (или) гидромотором, если они выполнены с переменным объемом. КПД таких насосов лишь несколько ниже, чем у нерегулируемых.



Говорят, что несколько лет назад мотоцикл с гидроприводом переднего колеса даже участвовал в ралли Париж-Дакар. До финиша он не доехал, но там и на классических мотоциклах редко кто доезжает. А может, и баян.

Ну тут я не согласен. Втулку делает ЗАВОД, а гидропривод ты предлагаешь сделать, да еще и сначало спроектировать САМОМУ.
Я например не силен в расчетах. Потом. А кто будет все это делать? Я имею в виду на каком заводе, где есть точное оборудование и кадры. Я в Харькове столкнулся (по работе) с этой ПРОБЛЕМОЙ. Часто вопрос не в цене, а кто сделает? Ну а там где сделают, цены не сложат.
Все таки мы по большей части самодельщики. Тут отрезал, там приварил, ну може чтото простое заказал выточить.

http://www.mrmz.ru/zapch/gydro/motor_reg.htm

Вот здесь КПД гидронасосов и гидромоторов.
Надеюсь, перемножив данные, можно не разбирать трактора и танки, а сразу отказаться от такой сложности. Не раз видел как хлещет масло под давлением у крановщиков через штуцера, а использовать низкое давление ни в гидроприводах, ни в воздушных тем более не эффективно. Конечно можно попробовать начать с КПД паровоза!....

Степень унификации и стандартизации гидроаппаратуры одна из самых высоких в технике и сравнима с крепежом. Выбрать по катологам фирм-производителей подходящий стандартный насос не сложнее, чем стандартный электромотор.
С выбором насоса и его покупкой (танки разбирать не надо, все насосы, гидролинии, штуцера продаются по отдельности и в самом широком ассортименте) проблем не будет - по внешнему виду и габаритам они похожи на катридж каретки современного велосипеда. Другое дело гидромотор. Конструктивно удобнее было бы иметь такую приблуду с неподвижным ротором, питанием (и управлением, если надо) через него. Я таких в каталогах не видел, наверняка есть, просто не нашел. Впрочем, отсутствие такого стандартного гидромотора не должно остановить конструктора веломобилей, он скорее для байка.

Похоже, что гидропривода для велотехники нет именно потому, что во множестве разработаны и стандартизированы приводы для строительных машин, а это все же нечто иное. Стандарты в данном случае работают как шоры. Кстати, когда разрабатывали авиатехнику, крепеж тоже сконструировали специальный - для снижения веса...

Спасибо ALEX за полезную ссылку. Посмотрел я конструкцию аксиально-поршневых гидромоторов и нашел просто кучу возможностей увеличения КПД- похоже, во время той самой стандартизации и унификации цель про КПД так жестко не ставилась. Да и корпуса явно массивнее, чем этого требует прочность- наверное, это породило расхожее мнение о большом весе гидроприводов...



Больной вопрос. Но давайте попробуем предварительно сконструировать, попытаемся использовать если не готовые гидромоторы, то их узлы. Я не думаю,что, кроме цилиндров и поршней, где-либо понадобится суперточность.



Целиком согласен, но предлагаю, прежде чем зазря напрягать руки, сначала поработать головой.

Короче, предлагаю обсудить конструктивную схему гидропривода, не заморачиваясь пока вопросами "где взять" и "как сделать":
- насос - поршневой с приводом от педалей через кривошипно-шатунный механизм. Кстати, эффект от эллиптической звездочки кто-нибудь заметил?
- гидромотор - поршневой аксиальный с изменяемым углом наклона шайбы (для изменения передаточного отношения без потери КПД, и, конечно, никаких дросселей!)
Будут идеи получше?

Я и не против того, чтобы поработать головой), просто не ожидаю особых чудес. Потому, что призыв давайте спроектируем, думаю говорит о затруднениях в этом деле.
Есть замечаня по схеме, точнее по подходу к проектированию.
Я бы ставил задачу так: спроектировать гидравлический привод для велосипеда. При этом уделить особое внимание КПД и массе при достаточной надежности. Постараться использовать как можно больше стандартных изделий.
Дальше смотрим на предложенную конструкцию: кривошип с поршнем для гидронасоса - далеко не самое лучшее решение в плане КПД, массы и унификации, что смело можно отнести к недостаткам. К достоинствам можно отнести эффект эллиптической звезды (насколько точно нагрузка будет ему соответствовать надо будет еще разобраться).
Мне больше нравиться идея с плунжерным насосом - меньше вес и габарит скорее всего (тоже надо проверять). Думаю КПД будет больше. однако к недостаткам нужно отнести, что самостоятельно такой насос спроектировать и изготовить сложно. А где взять соответсвующий существуюий пока не понятно.
Поэтому если есть желание реально построить работающую конструкцию, то надо искать в авиационной технике, ставить и радоваться что он не весит 10 тонн. КПД системы правда будет процентов 80-85. Но зато все будет работать. Если есть желание построить сразу сиситему с КПД 95%, то наверно надо учить мат часть и искать исполнителей. Работа большая и сложная, скорее всего пока получится сносный результат не один год пройдет. Дорогу осилит идущий)

В автомобиле вы нажимаете на педаль и она - тормозит. почти готовое решение, только рычаг надо сделать больше. бдет почти линейный привод.

Неплохо. А есть уверенность, что линейный привод лучше с точки зрения биомеханики, чем по кругу? Прошу прощения, если вопрос- идиотский, но при круговом движении, кажется, к делу подключено больше разных мышц.
про приводные гидроцилиндры: сдается мне, что в гидравлических амортизаторах от типа мотоциклов/мопедов много готовых для этого дела узлов.

А поподробнее можно? Я правильно понял, что это типа сам стержень гидроцилиндра заканчивается сразу педалью или чего-то я не догнал?

Кстати, мне тут послучаю пообещали консультацию с крутым спецом по гидравлике - может, будет что-нибудь еще полезное.

А я бы сначала "нашёл" два масляных насоса от легковушек. Они шестерёнчатые, но может быть , работают в обе стороны? Тогда от модели помощнее ставим на педали, насос поменьше во втулку ведущего колеса. В зависимости от производительности меняется передаточное число.


Ну и пневмогайковёрт попробовать с маслицем поюзать.

Насосы раборают под давлении .Вы сможите его создать? Это производительней педалей ?

Это точно путь в тупик. Это полное подобие цепной передачи, только заведомо с более низким КПД. Нет даже переменного передаточного отношения, а в шестеренчатом насосе нагнетательная и всасывающая стороны зависят от направления вращения шестерен. В двигателе легковушек сабж внутри двигателя, поэтому сальниковых уплотнений нет-если не доделать,а это возня та еще, масло "по капле" окажется на асфальте раньше первого километра. На КПД в этом насосе всем начхать, поэтому он, скорее всего, вполне паровозный.
Что, для другого передаточного отношения подбирать пару насос/двигатель? подбирать насосы по производительности, как в цепной передаче диаметр(число зубьев) звездочек?
Я же предлагаю сначала ХОРОШО подумать, и только потом за слесарное дело браться- но в качестве мысленного эксперимента и это сгодится.
А конструкцию сего сабжа где подсмотреть можно? все же пневматика- не гидравлика