Loopwheel — колесо с рессорами
Изобретать колесо или велосипед – значит, зря придумывать то, что уже давно известно. Можно ли действительно изобрести принципиально новое колесо? Британский дизайнер Сэм Пирс считает, что можно. Ему удалось сделать колесо Loopwheel, поглощающее вибрацию и удары, которое можно использовать в велосипедах и инвалидных колясках.
Идея пришла к дизайнеру в 2007 году. Как-то на улице он увидел типичную картину – женщина толкала коляску с сидящим в ней ребёнком. Коляска налетела колесом на бордюр – и ребёнок выпал вперёд. И Пирс задумался – а нельзя ли интегрировать амортизацию прямо в колесо? Сделав набросок возможной конструкции, он отложил его в долгий ящик на пару лет. По его словам, в тот момент он слабо представлял, как это можно сделать, и идеи начали приходить к нему постепенно.
Через два года, когда идеи вконец одолели изобретателя, он сделал колесо из фанеры, разрезал на полоски поливальный шланг и принялся экспериментировать. Вскоре он пришёл к выводу о необходимости использовать в качестве рессор прочного и в то же время гибкого материала, который бы выдерживал длительные нагрузки и деформацию. Инженер догадался обратиться за помощью к изготовителям луков – именно такие характеристики присущи современным лукам.
Вместе они подобрали композитный карбоновый материал, который удовлетворил все требования к амортизации колёс. Получившиеся колёса можно использовать не только в велосипедах, но и в инвалидных креслах – многим больным очень трудно переносить вибрацию и удары при езде по неровной поверхности.
Попытки амортизировать колесо предпринимались уже давно. Всем известное колесо с гибкими стальными спицами, изобретённое ещё в 19-м веке, обладает некоторой амортизационной характеристикой. В 2014 году израильский стартап SoftWheels объявил о разработке колеса, в котором вместо спиц используются три амортизатора под давлением – конструкция более сложная и капризная, чем карбоновые рессоры. Сейчас я не смог найти это колесо в продаже, хотя его обещали выпустить в конце 2014 года по цене $2000 за пару.
Израильский SoftWheel
А вот Loopwheel уже можно купить на официальном сайте. Цены за вычетом VAT начинаются от ?258 за одно колесо ($380 или 21000 руб по курсу на 9 апреля). Там же предлагаются приспособленные под него велосипедные вилки и даже велосипеды в сборе. Если это колесо действительно хорошо поглощает удары, вскоре мы сможем увидеть его распространение вместе со снижением стоимости.
Комментарии (89)
dom1n1k
09.04.2015 18:52+12Шо, опять?!
> Британский дизайнер Сэм Пирс считает, что можно. Ему удалось сделать колесо…
Британский дизайнер Сэм Пирс — очередное подтверждение того, что львиная доля дизайнеров (но не все, счастью!) это дилетанты широкого профиля, которые лезут в области, в которых ничего не смыслят.
zomby
10.04.2015 15:04+6By training and profession, Sam is a mechanical engineer and industrial designer
Ну и в английском языке смысл слова design шире чем рисование картинок.dom1n1k
10.04.2015 16:45-1Я прекрасно знаю, что значит слово design :)
А написать на сайте можно что угодно. Главное продукт, он говорит сам за себя.
Он действительно выглядит немного лучше, чем SoftWheel, приведенный в конце статьи, и тем не менее концепция все равно мертворожденная.
Подобные идеи в течение века приходили в головы, наверное, тысячам людей. Ничего нового тут нет. Но на улицах таких колес нет. Почему? Наверное, потому что конструкция изначально ущербна?
Darth_Biomech
09.04.2015 20:02Я правильно понимаю, что такому колесу не понадобится шина с камерой, и как следствие будет плевать на всякие гвозди и осколки?
esc
10.04.2015 10:59Неправильно, ободу прийдет конец через пару десятков метров. Колесо без воздуха выглядит так:
Но пока не очень понятно, можно ли его применять в велосипедах. И хотя это уже серийная модель, отзывов о том, как ведет себя при низких температурах я пока не встечал. Еще может быть проблема с завиванием грязи или снега между сотами, но думаю она решаема какой-то тонкой резиновой накладкой по бокам.zuborg
10.04.2015 11:13Разве что на fatbike, на обычной ширине такая конструкция либо будет в сантиметр-два глубиной, либо согнется вбок на первом же резком повороте.
Грязь или снег по идее должна просто выдавливаться на следующем сжатии через один оборот. А вот попавшие с грязью камни могут представлять проблему. Фильтр сбоку не спасет — он будет как задерживать крупные камни от попадания внутрь, так и мелкие от выпадания наружу… Как вариант, вижу, — сделать внутренние трубки не паралелльными, а конусобразными, чтобы там ничего не задерживалось и не зажималось.Darth_Biomech
10.04.2015 11:28+1Если накладка сплошная — она будет препятствовать попаданию внутрь ЛЮБЫХ камней и грязи. И она не должна быть крепкой, ибо не нужно поддерживать давление.
zuborg
10.04.2015 11:35Если она не будет герметичной, то внутри будет грязь, которая попадет туда вместе с засасываемым обратно воздухом при расжатии соты.
Darth_Biomech
10.04.2015 11:37Достаточно просто плотной ткани, и ничего ужасного в колесо попасть уже не сможет. Разве что пыль.
esc
10.04.2015 11:29Так она и будет сантиметр-два глубиной. Неясно, подойдут ли характеристики материала сот под другие размеры, сами ж соты тоже будут мелкими. Ну и сложность с изменением жесткости, в велосипеде под разные покрытия разное давление, а тут ничего не сделаешь.
Снег забьется намертво и выдавится он только если снега будет немного. А вот фильр как раз поможет, если сделать его таким, что проходить через него будет только воздух. Правда, порвется на первом же бревне.
В прочем, конкретно эта покрышка не для грязи и не для снега, судя по протектору. В других условиях будет норм, главное чтобы никто не пошутил, вставив несколько камужков, пока наездник отвернулся.
Darth_Biomech
10.04.2015 11:29Хм, тогда, если это колесо бессмысленно для амортизации и не заменяет камеру шины… Зачем оно нужно? Теперь понимаю остальных комментаторов)
Alexeyslav
10.04.2015 11:51Грязь не будет долго задерживаться на постоянно сжимающихся и разжимающихся сотах.
esc
10.04.2015 11:54Заезжаете в какое-то болото и застряете там. Колесо в грязи полностью. Пока копаетесь с лебедкой, грязь в верхних сотах успевает подсохнуть и если это грина, то ничего никуда сжиматься уже не будет. Надо будет брать что-то типа отвертки и выковыривать. Каждый раз.
TRIMER
10.04.2015 14:09Какая-то железобетонная глина )
Может аналогия не верна, но если обычный автомобильный внедорожный протектор наглухо забивает глина и высыхает, если проехать сотню метров (условно) по твердой поверхности протектор спокойно освобождается.
В любом случае проблема надуманная, так как закрыть эти соты герметично тонкой резиной с торцов видится легкой задачей.esc
11.04.2015 10:15+1Попробуйте выковырять глину из велосипеда, заехав в нее по звезды, я думаю сомнений в прочности и вязкости глины больше не будет.
Проблема даже не в том, что колесо превратится в камень. Для этого нужны действительно особые условия. Проблема в том, что соты редко сжимаются на весь ход. В итоге, если въехать в грязь и уехать, то колесо в любом случае с собой грязь задерет, что приведет к дисбаллансу на ходу.
Почему не делают резинки не знаю. Проблема не совсем надуманная, раз производитель конкретно внедорожной техники не стал ее ставить.
Arlakz
11.04.2015 08:24Отвечу скопом всем, кто ниже писал.
Пишу по памяти, сильно не пинать.
Почитайте про эти колеса — материала море в И-Нете.
Основное предназначение — военные авто и авто типа инкассаторских и для важных персон, когда нельзя из-за спущенного колеса останавливаться.
Вроде как закрытые есть. То, что на фото — скорее демо.
Выдерживают несколько попаданий из автомата без заметного снижения работоспособности.
Я нигде не видел точных данных о цене и долговечности — возможно уже появились.
Как вариант были колеса с «губкой» типа микропористой резины внутри
Основная проблема — ограничение скорости примерно 40км/ч, все что выше — колесо выходило из строя от нагревания из-за деформации.esc
11.04.2015 10:12Для важных персон и т.д. уже сейчас есть технологии на основе run flat, которые позволяют ездить и на спущенных колесах. Применяются в бронированных лимузинах и т.д.
Такие колеса рассматривают как полноценную замену воздушным. Есть версии и для автомобилей, но они пока тестовые. Полярис сделал серийную версию для военного квадроцикла. Стоимость у этих шин вполне обычная, квадроцикл стоит на 5 тыс $ дороже обычного с такой кубатурой, но там много доработок и кроме колес. Цену на сами колеса диллеры называют что-то в районе 700$ за штуку, что вполне сравнимо с топовыми воздушными (правда по характеристикам похуже будут).
Максимальная скорость Поляриса этого 100км/ч, но думаю это связано не с колесами, а с тем что сам квадроцикл на 130кг тяжелее стокового и на высокой скорости становится плохо управляемым.
Принципиальная проблема такого колеса на данный момент — забивание грязью или снегом сот. Да и не только этим, что угодно попадет в соты, зацепится там и вызовет дисбалланс. Плюс непонятно что с аэродинамикой на высоких скоростях.
Fuzzyjammer
13.04.2015 12:59Принципиальная проблема всех таких безвоздушных колес #1 — в их постоянных характеристиках. Я не знаю, как там у квадроциклистов, но у велосипедистов и джиперов давление повышают/понижают в зависимости от характера покрытия проходимого участка. Здесь же я не вижу ничего подобного.
esc
14.04.2015 12:27В квадроциклах 0.5 качают и все. Понижать и повышать типа надо, но на практике это ничего не дает, потому никто не заморачивается.
Про постоянные характеристики я уже писал, в принципе это не главная проблема. Я в обычной дорожной машине ничего не меняю, в квадроцикле тоже не меняю. На веле меняю потому что вел у меня типа универсальный, я даже на дальние асфальтовые покатухи на двухподвесе еду (что не всегда правильно, но меня устраивает), если использовать по назначению, то для одной шины примерно одно давление и будет всегда, мало кто заморачивается.
Полагаю, что есть какие-то другие проблемы, которых со стороны не видно. Т.к. прототипы таких шин для обычных машин давно гуляют по сети (прототипы от топовых производителей, не потуги дизайнеров), однако в серию пока не спешат.
AlexanderG
09.04.2015 20:04+39>колесо, поглощающее вибрацию и удары
А так же усилия при педалировании, ныряющее при торможениях и с хреновой торсионной жесткостью.
Chamie
10.04.2015 09:31А у двухподвесов со всем этим (кроме боковой жёсткости) насколько лучше?
esc
10.04.2015 11:01+1Во-первых, есть блокировка, во-вторых в амортизаторах можно делать автоблокировку при низкочастотных колебаниях (всякие умные системы аля specialized brain). В крайнем случае, есть электронная автоблокировка, которая дешевле, но несколько хуже.
По идее, в израильском колесе тоже можно, а вот в этом карбоновом — вряд ли.
AlexanderG
13.04.2015 00:15Вилка с настройкой низкоскоростной компрессии практически не ныряет, для вкручивальщиков есть аморты с платформой и/или блокировкой, да и при адекватной геометрии его еще надо умудриться раскачать. У меня при довольно тупом амортизаторе практически не качается, только если активно всей массой педалирую.
kosmos89
09.04.2015 20:11+5На сколько я понимаю, что такое колесо будет тяжело вращаться, ведь при обороте рессоры то сжимаются, то растягиваются.
AllexIn
09.04.2015 20:15+19Проблема в том, что оно центр колеса смещается и вращаться оно уже будет не как круглое, со всеми вытекающими проблемами…
Как говорится: «вот что бывает, когда дизайнеры пытаются решать инженерные проблемы»esc
10.04.2015 11:11Ну когда камера в колесе девормируется от веса того, что выше, оно тоже не круглое уже. Вытекающее тут как уже много раз говорили, потери энергии, не более. По идее, даже от большей части раскачки можно избавиться если пободрать правильный полимер.
AllexIn
10.04.2015 11:24Камера деформируется в очень ограниченных диапазонах. Но даже этого ограниченного диапазона хватает чтобы ощутить легкость кручения полностью накачанного колеса по сравнению с приспущенным.
Не случайно подвеску делают именно подвеской, а не в колесе. Подвеска отдельно от колеса значительно меньше способствует потере энергии.esc
10.04.2015 11:38Камера деформируется по всей своей толщине. Этот амортизатор в принципе тоже может иметь небольшой ход. Подвеску делают подвеской потому что так проще. В колесе она будет работать эффективнее за счет уменьшения неподрессорных масс. Однако, колесо получается сложным (что плохо для детали, контактирующей с дорогой), дорогим и тяжелым. Но последнюю проблему карбоновые рессоры решают (добавляя, правда, новых).
encyclopedist
10.04.2015 13:48Принципиальная разница в том, что упругие элементы в этом колесе будут сжиматься и расжиматься каждый оборот даже на идеально ровном покрытии и будет поглощать некоторую энергию, в отличие от обычной подвески, которая не будет колебыться и не будет поглощать никакой энергии.
esc
10.04.2015 13:52Поглощение энергии это не проблема далеко не везде. Шины не сильно высокого давления работают аналогично, увеличивая сопротивление качения, но за пределами спорткаров и шоссейных велосипедов этим готовы жертвовать.
Shirixae
10.04.2015 15:20Подвеска в колесе как раз увеличивает неподрессоренную массу. Потому что все её элементы увеличивают вес колеса? Поправьте, если я ошибаюсь.
esc
10.04.2015 15:38Только что такое неподрессорная масса, в случае, если амортизатор находится в колесе? только обод, шина и часть амортизатора. Возможно, даже меньше, я не уверен в тем, как правильно считаются массы в таком случае.
Shirixae
10.04.2015 18:59Ну если в колесе и есть рессоры, то две трети массы в худшем случае будут давить на оставшуюся треть. (Их там три штуки, кольцевых). Так что даже если не учитывая «опорную» рессору или половину массы (будем считать, что на половину идёт опора, а вторая на неё давит) — всё неподрессоренная масса достаточно велика получается.
esc
11.04.2015 10:18+1Вы сами сказали, что неподрессорная масса это треть колеса. Тогда как сейчас в том же велосипеде туда входит целое колесо со звездами, переключатели, тормоза и подрамник. Что раза в 3 тяжелее, чем треть колеса даже с амортизатором (если амортизатор правильный).
Shirixae
11.04.2015 11:43Минимум 1/2, максимум 2/3 колеса — неподрессоренные в данном случае. В обычном велоколесе основаня масса — это покрышки и обод. Будем считать, что обод и покрышки тут стоят те же самые. Спецы весят копейки, втулка тут есть также, будем считать, что она лёгкая и находится в центре масс, хрен с ней. Основное отличие тут — спицы против этих карбоновых рессор. И, думаю, рессоры несколько тяжелее будут. К тому же деформируются, т.е. съедают энергию вращения. Так что, думаю, стоит ждать эффект как при увеличении неподресорренных масс, а не обратный.
Ivnika
09.04.2015 21:01+1С таким колесом видятся следующие проблемы
1. Невозможность резко затормозить и резко стартовать.
2. Если одна из «спиц» треснет на ходу- мало не покажется
3. Как уже упоминали выше, центр вращения не по оси колеса- как следствие едва ли можно сильно разогнаться и диаметр колес должен быть небольшой.
А вообще красивая идея, вполне найдет применение.
freewind
09.04.2015 22:49Так как задняя звёздочка тоже будет смещаться вместе с осью, то заднему колесу грозит потеря цепи, особенно если скакать по бордюрам и крутить педали одновременно. Ну и цена за колесо, в добавок ко всему вышеперечисленному. Короче говоря, на коляске ещё можно такое представить, но на велосипед я бы такие колёса ставить не стал.
FilimoniC
10.04.2015 03:02+3Куда у вас звездочка смещаться будет? Звездочка зафиксирована на оси колеса, которая зафиксирована на раме
freewind
10.04.2015 08:40Звёздочка фиксирована на оси, спору нет, я и написал, что она будет смещаться вместе с осью, а вот спицы – нет. Особенно если нагрузка не как в идеальном мире сверху-вниз, а под углом к сечению колеса. Если взять колесо даже 26", то рычаг там получается довольно большой. Чтобы переключить скорость на заднем колесе, цепь достаточно немного стронуть. Соотвественно, если это была последняя скорость, цепь будет между рамой и втулкой.
Хотя, может вы и правы, и гибкие «спицы» не тронут цепь. Надо смотреть, как колесо себя ведёт на боковой изгиб.
Alexeyslav
10.04.2015 09:53Цепная передача это лишь один из способов передачи усилия, можно сказать самый дешевый поэтому и распространённый. Есть же карданная передача… осталось сделать её подвижной и проблема решена. Удовольствие не из дешевых… но и само колесо не такое уж дешевое.
Fuzzyjammer
10.04.2015 16:13Карданная передача не сказать, что дороже цепной, но у нее больше вес, ниже кпд, сложнее реализовать смену передаточных соотношений (у планетарок до сих сложности с перевариванием создаваемого человеком момента). Карданные передачи на велосипедах и сто лет назад были, и сейчас иногда встречаются, но недостатки перевешивают.
Juster
10.04.2015 06:231) прямо таки невозможность?
2) а если рама у велосипеда лопнет? тоже мало не покажется, но этого не происходитAlexeyslav
10.04.2015 09:55Вообще-то происходит. Но не в обычных условиях — в основном среди экстремалов.
Arlakz
11.04.2015 08:35Ну на самом деле бывает.
Не очень часто, но и вилки и рамы лопаются, обычно на сварном шве.
Просто есть у металла предел деформаций и тн усталость.
Не надо их превышать, не надо использовать одну раму по 20 лет на высоких нагрузках и тд
Если рама велосипеда получит сильный удар — появятся микротрещины в металле, особенно в сварных швах. Следующий прыжок их расширит и тд до разрушения.
Тут еще надо не забывать что материалы бывают разными.
Например железо погнется, а сталь сразу лопнет при превышении расчетных нагрузок.
Krokodilewhile
09.04.2015 23:00+5Пружина != аммортизатор. Судя по описанию (элементы от лука) это более пружинистое колесо, нежели обычное велосипедное.
Но энергию от удара о дорожную неровность надо куда-то девать!
В автомобиле это делает аммортизатор, преобразовывая механическую энергию в тепло.
А тут?hexoid
09.04.2015 23:20+1Так ведь kx2/2. Как поглотит так и отдаст — в виде отскока, вообще есть ощущение, что должны возникать некислые маятниковые колебания, что не очень хорошо.
esc
10.04.2015 11:16Механическую энергию в тепло никто не преобразовывает. Это лишь следствие низкого КПД (ну не 100%, скажем так). Энергия удара преобразовывается в энергию сжатой пружины, которая высвобождается когда амортизатор разжимается. Тут аналогично. А разожмется он резко, сработав как батут или правно, это уже от самой пружины зависит (под пружиной я понимаю то, что сжимается, рессору, газ, собственно пружин и т. д.).
Loki3000
10.04.2015 11:27Что-то у вас люди и кони смешались. За скорость сжимания и разжимания отвечает амортизатор, а пружина отвечает за амплитуду.
esc
10.04.2015 11:35Да простите, слегка напутал. Важно, что амортизатор не преобразовывает энергию удара в тепло. И тепло это скорее побочный эффект.
encyclopedist
10.04.2015 13:45+3Задача амортизатора как раз преобразовать энергию колебаний в тепло. Это его единственная и прямая задача. Иначе энергия удара не будет рассеиваться и колебыния будут продолжаться. Что хорошо заметно на машинах с вытекшими амортизаторами — после наезда на кочку они совершают несколько колебаний, в отличие от нормальных машин, которые совершают ровно одно колебание.
esc
10.04.2015 13:48+2Напишу 10 раз на доске «никогда не спорь на автомобильные темы на компьютерных сайтах». Надеюсь, запомню.
Ezhyg
11.04.2015 00:07Может я чем-то не тем пользуюсь, но в амортизаторах моих мотоциклов (масляные), ход поршня происходит: вверх — быстро, за счет большого диаметра, вниз — медленно, за счет частичного перекрытия клапаном. В газовых амортизаторах, газ нагревается при сжатии и охлаждается при обратном расширении.
Или я чего-то не знаю?encyclopedist
11.04.2015 01:12+1Все правильно.
Если бы амортизаторов не было, а были бы только идеальные пружины, то ваш мотоцикл был бы эквивалентен обычному грузу на пружине. После наезда на кочку ваш мотоцикл колебался бы по синусоиде бесконечно долго. Чтобы этого не происходило, нужно ввести в систему затухание. Нужно куда перевести энергию колебаний. Для этого и вводят амортизаторы. Их задача — оказывать сопротивление, отбирать энергию у колебательного процесса, и переводить её в другую форму. Единственный доступный способ — в тепло, чаще всего путем продаливания масла через сравнительно маленькие отверстия клапанов. Фактически, амортизатор вводит в систему некоторое сопротивление колебаниям. То, о чем вы говорите — это то что у типичных амортизаторов сопротивление при сжатии намного больше чем сопротивление на отбой. Это никак не противоречит тому что говорю я: оно разное, но оно все сопротивление. Разница с пружинами в том, что пружина на сжатии накапливает энергию, а на отбое отдаёт её обратно. Амортизатор же забирает энергию и на сжатии и на отбое.
На математическом языке, задача амортизатора — снизить добротность колебательного контура. См. Wikipedia: Затухающие колебания. Амортизатор как раз обеспечивает член -cv (сила сопротивления, пропорциональная скорости)б тогда как пружина kx.Ezhyg
11.04.2015 01:37> Задача амортизатора как раз преобразовать энергию колебаний в тепло. Это его единственная и прямая задача.
И мы оба, только что доказали, что это не так (не всегда, точнее)
> у типичных амортизаторов сопротивление при сжатии намного больше чем сопротивление на отбой
наоборот же…
Остальная минутка энциклопедии, спасибо, но излишняя.
> Амортизатор же забирает энергию и на сжатии и на отбое.
Без пружины или аналогичной системы он не сможет «отбить». И при отбое за счет медленного перетекания масла отдача запасённой энергии лишь растягивается во времени. Опять же нет никакого «единственная задача — нагреться». Тепло — побочный продукт и, как я ниже писал, я не припомню, чтобы обжигался о пружины или амортизаторы (хотя, замечал, что газовые нагреваются сильнее).encyclopedist
11.04.2015 02:10Да, можно было бы превращать в электричество например. В этом смысле, действительно тепло необязательно.
наоборот же…
— да, опечатался
я не припомню, чтобы обжигался о пружины или амортизаторы
— те кто занимаюся даунхиллом (вело), рассказывают, что амортизатор может-таки перегреться в конце длинного спуска, и тогда из-за уменьшения вязкости масла дэмпфирование сильно ухудшается.
mayorovp
10.04.2015 13:52Амортиза?тор (от фр. amortisseur) — устройство для гашения колебаний (демпфирования) и поглощения толчков и ударов подвижных элементов (подвески, колёс), а также корпуса самого транспортного средства, посредством превращения механической энергии движения (колебаний) в тепловую.
В амортизаторе нет никаких пружин, он не может вернуть поглощенную механическую энергию обратно в принципе.esc
10.04.2015 13:53Когда амортизатора сжимается (скажем после падения колеса в яму), за счет какой энергии он разжимается обратно? Или не разжимается?
mayorovp
10.04.2015 14:20За счет энергии пружины, рессоры или чего-нибудь еще, что стоит с амортизатором в паре. Причем амортизатор поглощает и преобразует в тепло как энергию сжатия — так и энергию обратного растяжения.
esc
11.04.2015 10:27Если часть энергии ушла в тепло, как он может разжаться на ту же высоту? Велосипедные амортизаторы, кстати, идут без пружин;)
В общем, амортизатор это буффер, задача которого быстро принять энергию и медленно отдать. Да, в буффере энергия гранится в тепловом виде, но на обратном ходе она отдается (за исключением того, что теряется от неидеального КПД, но там небольшой процент).
Потому, амортизаторы в обычном режиме езды и не греются, им не нужно охлаждение и то, что написали в пером посте ветки «Но энергию от удара о дорожную неровность надо куда-то девать!» это бред. Никуда ничего не надо девать. И в карбоновых рессорах энергия аккумулируется точно так же, как и в амортизаторах, просто в другом виде.encyclopedist
11.04.2015 11:46Если часть энергии ушла в тепло, как он может разжаться на ту же высоту?
— если бы она не ушла в тепло, то он породожал бы колебаться.
В любом амортизаторе, даже если он выглядит для непосвящённого человека как одно целое, есть упругий элемент и демпфирующий элемент.
Упругий элемент — это может быть пружина или газовая камера, например. Его задача — накапливать энергию на сжатии и отдавать на отбое.
Задача демпфирующуго элемента как раз в том чтобы поглощать энергию колебаний, иначе после наезда на кочку велосипед/мотоцикл/машина качалась бы вверх-вниз бесконечно. Это осуществляется с помощью перемещения в масле поршня с маленькими отверстиями или перетекания газа через маленькие отверстия.
И амортизаторы при (быстрой) езде по бездорожбю действительно сильно нагреваются.
Но энергию от удара о дорожную неровность надо куда-то девать!
— это не бред, это правда. Пожалуйста, подучите физику, либо перестаньте делать такие голословные обвинения.esc
11.04.2015 12:30www.gidrocenter.ru/_mod_files/ce_images/articles/princip-raboty-so-shlagom.gif вот схема работа амортизатора. Что именно тут нагревается при ударе?
Я вижу следующую картину: при ударе газ (синий) сжимается, потом возвращается в точку равновесия. Никаких бесконечных колебаний. От чего конкретно в этой схеме нужно отводить тепло?
То, что при езде по бездорожью амортизаторы греются, я знаю. Трение в любом случае будет генерировать тепло.
encyclopedist
11.04.2015 12:42Вы видите в поршне слева 2 маленьких клапана, и маленькие стрелочки, показывающие перетекание масла через них? Они там сделаны специально, чтобы оказывать сопротивление, поглощать энергию. Масло при перетекании через эти клапаны нагревается.
mayorovp
11.04.2015 17:43Если часть энергии ушла в тепло, как он может разжаться на ту же высоту?
Потенциальная энергия пружины пропорциональна квадрату деформации. Когда вся энергия уходит в ноль — это и означает возвращение пружины в состояние покоя.
Ezhyg
11.04.2015 00:13Амортизатор конструктивно (может быть) выполнен вместе с пружиной (рессоры — отдельная тема), поскольку в противном случае это просто демпфер, который будет работать в одну сторону. Ему нужно где-то запасать и чем-то рассеивать полученную энергию (а часть её, ещё и надо вернуть обратно, для возврата «опоры» в прежнее положение), газ — сжался и давит обратно — немного другая конструкция, если там нет пружины, что редкость.
mayorovp
11.04.2015 00:27Вот именно, ему нужно рассеивать энергию. Тепловыделение — не следствие низкого КПД, а потому что так и задумано. Кстати, что вообще такое КПД амортизатора?
Ezhyg
11.04.2015 01:01-1Понятия не имею, что такое КПД амортизатора — никогда не задумывался, вот про эффективность думал, даже дорабатывал свои.
Небольшой нагрев пружин постепенно, лет через дцать, приведёт к их замене. Нагрев цилиндра и поршня так же ведёт к постепенному износу (в дополнение к трению). Ни разу не обжигался о пружины или стаканы амортизаторов. Если бы пружина не грелась — прослужила бы дольше (возможно это и есть часть снижения КПД :)).
Запасённая пружиной энергия в масляных амортизаторах возвращается, но за счет «перепускных каналов», «растянута во времени».
А вообще, я говорил о:
> В амортизаторе нет никаких пружин, он не может вернуть поглощенную механическую энергию обратно в принципе.
Пружины есть и вернуть может.encyclopedist
11.04.2015 02:19+2Как минимум в автомобильной терминологии амортизатором называется именно поглощаюшая часть, без упругого элемента (будь то пружина или газовая подушка). Если они совмещены, то это называется «амортизаторной стойкой» или «совмещенным амортизатором».
Ezhyg
11.04.2015 02:33я спорю лишь с тем, что
> нет никаких пружин
и поэтому пишу
> поскольку в противном случае это просто демпфер, который будет работать в одну сторону
«Очевидным свойством фрикционных амортизаторов является то, что их сопротивление не зависит от скорости перемещения рычага. Поэтому они в прямом смысле слова являются демпферами, так как выполняют только одну из указанных в определении амортизатора функций — гашение колебаний.»
Arlakz
11.04.2015 08:52>(возможно это и есть часть снижения КПД :)).
в 8й класс школы, срочно! =) Ну или в вики.
КПД это совсем не то, что вы написали.
на простом примере — тепло от сгорания топлива переводится двигателем в движение не на 100%, вот разница и есть КПД
а то, что вы описали — это скорее ресурс работы.
По поводу пружин — почитайте про пружины из бериллиевой бронзы.
Они со временем даже прочнее становятся.
По поводу «если бы не грелась — работала бы дольше»
Вы вообще это откуда взяли?
Пружина выходит из строя из-за деформации и усталости металла.
Нагрев — это следствие деформаций. Молекулы грубо говоря трутся друг о друга.
И если пружина не раскаляется до температуры хотя бы «отпуска» металла или близкой к ней, такой нагрев на срок службы влияет меньше чем все остальное.
Если бы его влияние было сильнее, амортизаторы были бы с оребрением как минимум. А я этого не видел в «бытовых» ни разу — значит нагрев там влияет на срок службы меньше, чем остальные факторы.Ezhyg
11.04.2015 09:28> тепло от сгорания топлива переводится двигателем в движение не на 100%, вот разница и есть КПД
в 7й класс школы, срочно… ну, в смысле, я тоже подкалывать умею :P (если намёк не понят, то «разница» — это, как раз потери)
> почитайте про пружины из бериллиевой бронзы.
«Подожду выхода фильма».
А ещё, там есть смайлик, а ещё, там есть предположение, после того, как я честно признался, что не задумывался и не представляю, что такое «КПД амортизатора».
> Пружина выходит из строя из-за деформации и усталости металла.
>> лет через дцать
То есть температурные изменения при деформациях никак не влияют?
Усталость металла это и есть накопление деформаций, зачем одно и то же повторять?
> Нагрев — это следствие деформаций
Ну, а я, как сказал?
> По поводу «если бы не грелась — работала бы дольше»
> Вы вообще это откуда взяли?
> такой нагрев на срок службы влияет меньше чем все остальное
Каюсь не стал писать, что нагрев это вовсе не главная причина износа, оказалось — зря.
>> Нагрев цилиндра и поршня так же ведёт к постепенному износу (в дополнение к трению)
Поясню — не одинаковый нагрев цилиндра и поршня, неодинаковое расширение, увеличивается трение, меняется вязкость масла, смазочные характеристики (помните, что я говорю о своих гидравлических), пучок всяких нюансов.
И вообще, хватит уходить от изначального пункта — об отсутствии в амортизаторах пружин:
> В амортизаторе нет никаких пружин
CAJAX
09.04.2015 23:22+7Не оправдываю дизайнера, но всё таки стоит замтетить, что нигде не идет речи о шоссейных или МТБ велах. Ни инвалид, ни младенец, ни дядька на городском складном веле не будут ни дропать ни вкурчивать в гору изо всех сил. А если их что-то и заставит такое делать, то, наверное, потеря эффективности колес будет не самой большой их проблемой.
ProLimit
10.04.2015 13:45Помимо проблем, которые уже отметили выше (усилие вращения и торможения тоже будет подрессорено, центр оси вращения сместится) я вижу ещё одно — нагрузка на обод распределена хуже, чем в варианте со спицами. Там они распределяют усилие равномерно по всей дуге, а тут вся нагрузка приходится на три точки. В результате при ударе (об камень к примеру) в точку между двумя из них, обод гораздо легче деформировать. Придется его усиливать, что увеличит вес. Да и так по весу оно проигрывает обычному.
Arlakz
11.04.2015 09:01ИМХО такое колесо было бы интересно в одном случае.
Если бы до определенной нагрузки оно вело себя как обычное, и лишь при превышении как заявлено.
Боюсь тогда оно будет стоить как самолет ;-(
Лет через 20-30 может и доведут до ума.
zigzag8312
Для идеального мира без грязи, с идеальной резиной и вечными ободами без восьмерок — отличное изобретение. На практике посмотрим, как поведет себя конструкция после чуть более стрессовой нагрузки, чем спуск с невысокого бордюра.
Color
Вы правы, но пожалуй для простого катания на 18" колесах по городу, либо для небыстрых инвалидных кресел это вполне подходящее решение.
Sketch_Turner
»На практике посмотрим, как поведет себя конструкция после чуть более стрессовой нагрузки, чем спуск с невысокого бордюра.
Изобретатель прямым текстом в видео сказал, что это для невысоких бордюров и подобных препятствий. Для более стрессовых нагрузок следует использовать классические амортизаторы (которые, впрочем, тоже выходят из строя. Как и все в этом мире).