[tylna zębatka] wpływ zmiany na większą na jazdę

[matrix266]

[tylna zębatka] wpływ na charakterystykę jazdy. 

Jestem zupełnym laikiem, więc proszę o wyrozumiałość. 

Jak przeczytałem, to jak zmienię zębate tylną, na większą w rowerze, to zwiększy się moment i przyspieszenie w konsekwencji, a ja zawsze myślałem, czym mniejsze zębatka, to lżej i lepsze przyspieszenie. Czemu tak jest, że zwiększymy średnicę tylnej zębatki, to  lepiej przyspieszymy skoro jest większa i powinno być ciężej? Prędkość maksymalna spadnie, to logiczne na ileś tam obrotów zębatki przedniej zmniejszy się stosunek obrotów zębatki tylnej na jej niekorzyść. 

Druga kwestia, to sama poprawa przyspieszenia na niższych przełożeniach. Posłużę się przykładem samochodu i skrzyń biegów. Jakiś tam samochód np na 3 biegu 3tys obrotów i 60 km  a 4 biegu 2 tys przy prędkości też 60 km.Moment wzrasta proporcjonalnie do zmiany przełożenia. Prędkość wzrasta dwukrotnie w stosunku do obrotów na danym biegu. Teraz na trzecim biegu aby prędkość się zwiększyła dwa razy muszą obroty wzrosnąć z 3vtys do 6tys a na 4buegu z 2tus do 4tys.Czyli to jest drugie tyle ale na niższym muszą wzrosnąć o 3tys czyli 50pricent zakresu obrotów a w przypadku 4 biegu tylko 30 procent. Czyli silnik, czy rowerzysta pedalujacy z jednej strony ma lżej ale musi większą ilość obrotów zwiększyć aby przyspieszyć do takiej samej prędkości. Chyba tutaj czegoś nie rozumiem. Tylko ktoś musi mnie oświecić czego. 

Jednak na niższych przełożeniach rower /samochód zawsze przyspieszenie jest lepsze. Może ktoś wyjaśnić laptogolicznie? 

[spidelli]

W aucie moc i moment rośnie z obrotami.

Moim zdaniem "lepiej przyspiesza" to szybciej osiąga zadaną prędkość czyli na wyższych obrotach - dlatego redukujemy (pomijam turbo, bo ono przenosi max moment na niższe obroty).

Przy pedałowaniu jest chyba więcej zmiennych, np. moment, bo każdy z nas ma inną nogę a i tak potrafimy modulować - nie wiem - mocą, siłą, naciskiem na korbę.

Na mniejszej tarczy z tyłu istotnie koło powinno się błyskawicznie rozkręcać tylko jakoś tak dziwnie trudno je rozkręcić 😉

Dlatego większa tarcza i większa kadencja i zmieniamy na coraz twardsze przełożenia.

[marvelo]

Wszystko sprowadza się tak naprawdę do siły napędowej na kole napędzanym (właściwie momentu obrotowego, bo koło ma jakąś średnicę, ale potocznie można to sprowadzić do siły), a nie u źródła (wał korbowy silnika, nogi kolarza). Ta siła oczywiście bierze się z silnika lub nóg kolarza, ale po drodze mamy przekładnię i tutaj możemy sporo pomanipulować. Tylko że jest pewien problem - zakres użytecznych obrotów. Zarówno silnik jak i kolarz mają jakiś przedział obrotów, w których mogą pracować. I zarówno moment obrotowy jak i moc nie są stałe z tym przedziale. 

W silnikach spalinowych moc zwykle rośnie prawie do końca użytecznych obrotów, po czym trochę spada. Moment obrotowy rośnie wraz z obrotami, ale swoje maksimum osiąga zwykle znacznie przed obrotami mocy maksymalnej, a przez spory zakres może być mniej więcej płaski (stały). Nawet jak moment już spada, moc często dalej rośnie, bo rosną obroty. Dopiero gdy moment spada bardzo gwałtownie, zwiększanie obrotów powoduje już tylko spadek mocy. Ale nawet wtedy, w zależności od zestopniowania skrzyni biegów, może być jeszcze sens kręcenia wyżej, by po przejściu na wyższy bieg być jak najbliżej peaku mocy. 

To temat rzeka i może oddam głos fachowcowi:

Dołączę jeszcze taki film (kiedyś kanał tego gościa nazywał się "Hamownia Ciosowa" i było więcej filmów), który doskonale pokazuje że dla jak najlepszego przyspieszenia liczy się moment na kołach napędowych i przebywanie w trakcie przyspieszania jak najbliżej peaku mocy, a nie jak największy moment na wale korbowym. 

Edytowane 1 Lutego przez marvelo

[marvelo]

Jako uzupełnienie:

Horsepower/Torque Curve for 2003 Rover 25 1.4 16V (103) (man. 5) (model for Europe ). Detailed engine characteristics. (automobile-catalog.com)

Full performance review of 2003 Rover 25 1.4 16V (103) (man. 5) (model for Europe ) (automobile-catalog.com)

 

Edytowane 1 Lutego przez marvelo

[matrix266]

1 godzinę temu, marvelo napisał:

Wszystko sprowadza się tak naprawdę do siły napędowej na kole napędzanym (właściwie momentu obrotowego, bo koło ma jakąś średnicę, ale potocznie można to sprowadzić do siły), a nie u źródła (wał korbowy silnika, nogi kolarza). Ta siła oczywiście bierze się z silnika lub nóg kolarza, ale po drodze mamy przekładnię i tutaj możemy sporo pomanipulować. Tylko że jest pewien problem - zakres użytecznych obrotów. Zarówno silnik jak i kolarz mają jakiś przedział obrotów, w których mogą pracować. I zarówno moment obrotowy jak i moc nie są stałe z tym przedziale. 

W silnikach spalinowych moc zwykle rośnie prawie do końca użytecznych obrotów, po czym trochę spada. Moment obrotowy rośnie wraz z obrotami, ale swoje maksimum osiąga zwykle znacznie przed obrotami mocy maksymalnej, a przez spory zakres może być mniej więcej płaski (stały). Nawet jak moment już spada, moc często dalej rośnie, bo rosną obroty. Dopiero gdy moment spada bardzo gwałtownie, zwiększanie obrotów powoduje już tylko spadek mocy. Ale nawet wtedy, w zależności od zestopniowania skrzyni biegów, może być jeszcze sens kręcenia wyżej, by po przejściu na wyższy bieg być jak najbliżej peaku mocy. 

To temat rzeka i może oddam głos fachowcowi:

Dołączę jeszcze taki film (kiedyś kanał tego gościa nazywał się "Hamownia Ciosowa" i było więcej filmów), który doskonale pokazuje że dla jak najlepszego przyspieszenia liczy się moment na kołach napędowych i przebywanie w trakcie przyspieszania jak najbliżej peaku mocy, a nie jak największy moment na wale korbowym. 

Nie rozumiemy się chyba dobrze. 

Cały czas mi chodź o to, że np jak masz np mamy jednakowy moment obrotowy silnika w tych obrotach co wspomniałem. Teraz jedziemy na każdym biegu 60km na 3biegu mamy 3tys obrotów a na 4 biegu 2tys obrotów. Zeby zwiększyć drugie tyle prędkość, to musimy zwiększyć tyle samo obroty ale z racji przełożęnia. 3tys - 6tys 3bieg i 4bieg 2tys-4tys.Na wyższym biegu ma ciężej się wkręcać ale przy mniejszej zmianie obrotów osiągnie te samą prędkość. 

Rozumiesz? 

 

[marvelo]

Jeśli się nie rozumiemy, to trzeba zacząć od podstaw:

maszynyproste.ppt (live.com)

Przekładnia łańcuchowa (w rowerze) i zębata (w samochodzie) to maszyny proste. Pozwalają zmienić sposób wykonania pracy poprzez zmniejszanie siły potrzebnej do wykonania pracy (ale na dłuższej drodze) lub zwiększenie siły (ale na krótszej drodze). Zawsze jest coś za coś, a w realnym życiu dochodzą jeszcze straty spowodowane tarciem (sprawność mechaniczna). Albo robotę robimy szybko dużym wysiłkiem, albo mniejszym wysiłkiem, ale dłużej (niejako po kawałku, na raty). 

Dysponujemy jakimś potencjałem na wejściu, a chcemy uzyskać konkretny rezultat na wyjściu. Zwykle chcemy to jeszcze zrobić tak, by było to jak najbardziej efektywne, czyli przy minimalnych stratach mocy. I do tego właśnie w pojazdach służą przekładnie (zwykle wielobiegowe, bo te dają większe możliwości dobierania przełożeń do warunków jazdy). 

W rowerze im mniejsza zębatka z przodu, tym lżej, ale trzeba się więcej nakręcić. Im większa z tyłu to wychodzi na to samo. Liczy się stosunek ilości zębów.

Czemu tak jest, że zwiększymy średnicę tylnej zębatki, to  lepiej przyspieszymy skoro jest większa i powinno być ciężej? 

Dlaczego powinno być ciężej? Skąd taki wniosek? 

Lepiej przyspieszymy, bo na kole napędowym pojawi się większa siła, tylko że w pewnym momencie nie będziesz potrafił już szybciej kręcić i to przyspieszanie się skończy (a wcześniej już zacznie słabnąć, bo powyżej pewnych obrotów, nawet jeśli będziesz w stanie jeszcze kręcić, zaczniesz generować mniejszą siłę, bo "trudno będzie dogonić pedały", obrazowo mówiąc). Więc powyżej pewnych obrotów trzeba już wrzucić wyższy bieg (twardsze, dłuższe przełożenie), by móc się dalej rozpędzać. 

Kiedy warto robić te zmiany i w jakim celu (maksymalne osiągi, maksymalna ekonomia) to już zależy od charakterystyki silnika (lub kolarza).

W przypadku silników spalinowych masz przykład powyżej, gdzie benzynowe wolnossące 1,4 Rovera jest przedstawicielem typowego silnika 16V, który trzeba kręcić wysoko, by uzyskać maksymalne osiągi. Turbodoładowany silnik diesla będzie miał zupełnie inną charakterystykę i może wymagać innego stopniowania skrzyni biegów, by optymalnie wykorzystać jego potencjał, ale ogólna zasada jest podobna. 

W przypadku, gdy tym silnikiem jest człowiek, trudniej jest narysować wykres przebiegu maksymalnej mocy i momentu, bo te parametry dla człowieka nie są stałe i np. na krótką chwilę człowiek może wygenerować dużo wyższy moment obrotowy niż przez dłuższy czas, podobnie będzie z mocą maksymalną. Poprawnie zaprojektowany silnik spalinowy może pracować z mocą maksymalną godzinami i nic nie powinno się stać (będzie zachowywał stałe parametry). Człowiek w ten sposób nie da rady. Za to człowiek jako napęd jest nieco bardziej elastyczny, bo w pewnych warunkach może generować moment napędowy już praktycznie od zerowych obrotów, podczas gdy silnik spalinowy musi mieć chociaż obroty biegu jałowego, a najlepiej sporo więcej. Dlatego człowiek nie potrzebuje sprzęgła ciernego, a jedynie wolnobiegu (by móc czasem jechać rozpędem bez konieczności kręcenia pedałami). 

 

[spidelli]

Cytat

Na wyższym biegu ma ciężej się wkręcać ale przy mniejszej zmianie obrotów osiągnie te samą prędkość.

Z jakichś bliżej dla mnie niezrozumiałych powodów pomijasz czas tego wkręcania na 4 biegu (zamulania).

[marvelo]

Nawet zakładając, że ten silnik ma idealnie płaski przebieg momentu obrotowego pomiędzy 2000 obr/min a 6000 obr/min. to i tak na niższym biegu (3-ce) na kołach będzie cały czas wyższy moment, więc przyspieszenie będzie lepsze. Sam wzrost obrotów (szybkość tego wzrostu) jest rzeczą wtórną i wynika z przełożenia i sumy wszystkich oporów podczas jazdy.   

W realnym życiu tak nie będzie, bo np. żadna wolnossąca benzyna nie uzyska jeszcze maksymalnego momentu przy 2000 obr.min (może jakieś amerykańskie, stare V8), a żaden diesel nie dokręci do 6000 obr/min. 

[spidelli]

A zamulenie wynika z tego, że na 4 biegu przy 2 tys. obrotów w silniku wolnossącym będzie generowana niższa moc i moment niż na 3 biegu przy 3 tys obrotów...

[matrix266]

4 godziny temu, marvelo napisał:

Jeśli się nie rozumiemy, to trzeba zacząć od podstaw:

maszynyproste.ppt (live.com)

Przekładnia łańcuchowa (w rowerze) i zębata (w samochodzie) to maszyny proste. Pozwalają zmienić sposób wykonania pracy poprzez zmniejszanie siły potrzebnej do wykonania pracy (ale na dłuższej drodze) lub zwiększenie siły (ale na krótszej drodze). Zawsze jest coś za coś, a w realnym życiu dochodzą jeszcze straty spowodowane tarciem (sprawność mechaniczna). Albo robotę robimy szybko dużym wysiłkiem, albo mniejszym wysiłkiem, ale dłużej (niejako po kawałku, na raty). 

Dysponujemy jakimś potencjałem na wejściu, a chcemy uzyskać konkretny rezultat na wyjściu. Zwykle chcemy to jeszcze zrobić tak, by było to jak najbardziej efektywne, czyli przy minimalnych stratach mocy. I do tego właśnie w pojazdach służą przekładnie (zwykle wielobiegowe, bo te dają większe możliwości dobierania przełożeń do warunków jazdy). 

W rowerze im mniejsza zębatka z przodu, tym lżej, ale trzeba się więcej nakręcić. Im większa z tyłu to wychodzi na to samo. Liczy się stosunek ilości zębów.

Czemu tak jest, że zwiększymy średnicę tylnej zębatki, to  lepiej przyspieszymy skoro jest większa i powinno być ciężej? 

Dlaczego powinno być ciężej? Skąd taki wniosek? 

Lepiej przyspieszymy, bo na kole napędowym pojawi się większa siła, tylko że w pewnym momencie nie będziesz potrafił już szybciej kręcić i to przyspieszanie się skończy (a wcześniej już zacznie słabnąć, bo powyżej pewnych obrotów, nawet jeśli będziesz w stanie jeszcze kręcić, zaczniesz generować mniejszą siłę, bo "trudno będzie dogonić pedały", obrazowo mówiąc). Więc powyżej pewnych obrotów trzeba już wrzucić wyższy bieg (twardsze, dłuższe przełożenie), by móc się dalej rozpędzać. 

Kiedy warto robić te zmiany i w jakim celu (maksymalne osiągi, maksymalna ekonomia) to już zależy od charakterystyki silnika (lub kolarza).

W przypadku silników spalinowych masz przykład powyżej, gdzie benzynowe wolnossące 1,4 Rovera jest przedstawicielem typowego silnika 16V, który trzeba kręcić wysoko, by uzyskać maksymalne osiągi. Turbodoładowany silnik diesla będzie miał zupełnie inną charakterystykę i może wymagać innego stopniowania skrzyni biegów, by optymalnie wykorzystać jego potencjał, ale ogólna zasada jest podobna. 

W przypadku, gdy tym silnikiem jest człowiek, trudniej jest narysować wykres przebiegu maksymalnej mocy i momentu, bo te parametry dla człowieka nie są stałe i np. na krótką chwilę człowiek może wygenerować dużo wyższy moment obrotowy niż przez dłuższy czas, podobnie będzie z mocą maksymalną. Poprawnie zaprojektowany silnik spalinowy może pracować z mocą maksymalną godzinami i nic nie powinno się stać (będzie zachowywał stałe parametry). Człowiek w ten sposób nie da rady. Za to człowiek jako napęd jest nieco bardziej elastyczny, bo w pewnych warunkach może generować moment napędowy już praktycznie od zerowych obrotów, podczas gdy silnik spalinowy musi mieć chociaż obroty biegu jałowego, a najlepiej sporo więcej. Dlatego człowiek nie potrzebuje sprzęgła ciernego, a jedynie wolnobiegu (by móc czasem jechać rozpędem bez konieczności kręcenia pedałami). 

 

No założyłem, że jak jest większa, to jest ciężej obrucic a tym samym przyspieszyć. Pozatym jak mam np na korbę 24 zęby a na tyle 12 zębów, to przy zwiększeniu prędkości pedałowania o 10 obrotów, to prędkość obrotowa zębatki tylnej zwiększymy o 20obrotow a jeśli w tule będzie większa i będzie 15 zębów, to do 2-3tylko.To ja sobie tak to tłumaczyłem czym mniejsza w tyle i większą riznica zębów, to tym szybciej będzie zwiększał obroty jej. Czym większą różnica duża w przodzie mała w tyle, to potrzebujemy mniej obrotów aby zwiększyć oczekiwana prędkość. Nie mogę też zaczaić co daje siła bo że jest większa jak ha to rozumiem tak, że się liczą obroty i przełożenie na efekt przyspieszenia. Jak mamy większą w tyle to musimy więcej zwiększyć obrotów aby przyspieszyć o 5 na godzinę niż na mniejszej, bo różnica jest większa i jeden obrót daje większą różnice obrotowa tylnej a to ona odpowiada za prędkość jazdy. 

To dlaczego jak mamy zmienimy na mniejszą w tyle, to jest ciężej skoro jest mniejsza i powinno być ciągnąć łańcuch lżej i mieć na kole większy moment. 

Ehh czegoś tu nie rozumiem. 

Edytowane 1 Lutego przez matrix266

[matrix266]

3 godziny temu, marvelo napisał:

Nawet zakładając, że ten silnik ma idealnie płaski przebieg momentu obrotowego pomiędzy 2000 obr/min a 6000 obr/min. to i tak na niższym biegu (3-ce) na kołach będzie cały czas wyższy moment, więc przyspieszenie będzie lepsze. Sam wzrost obrotów (szybkość tego wzrostu) jest rzeczą wtórną i wynika z przełożenia i sumy wszystkich oporów podczas jazdy.   

W realnym życiu tak nie będzie, bo np. żadna wolnossąca benzyna nie uzyska jeszcze maksymalnego momentu przy 2000 obr.min (może jakieś amerykańskie, stare V8), a żaden diesel nie dokręci do 6000 obr/min. 

Ale musi na niższym zwiększy więcej obrotów, żeby uzyskać tą samą prędkośc niż na wyższym biegu. 

Prędkość 60km 

A) 3bieg i 3tys obrotów 

4bieg 1,5tys obrotów 

Żeby jechać 120km musi być odpowiednio 6tys obrotów i 3tys obrotów. Czyli na 4 biegu musimy zwiększyć tylko obroty o 1,5tys a na 3 biegu już o 3tys.Roznica w obrotach jest dwa razy większy lub odwrotnie czyli przełożenie jest dwa razy niższe w lub wyższe zależy z perspektywy jakiego biegu patrzyć. Teraz na niższym biegu musimy drugie tyle więcej obrotów zwiększyć niż na 4biegu do danej prędkości ale też tyle samo szybciej będzie się wkręcał co da efekt przyspieszenia taki sam jak na 4.

Wuem,że to źle rizumiem, tylko nie wiem gdzie jest błąd. 

 

 

32 minuty temu, matrix266 napisał:

No założyłem, że jak jest większa, to jest ciężej obrucic a tym samym przyspieszyć. Pozatym jak mam np na korbę 24 zęby a na tyle 12 zębów, to przy zwiększeniu prędkości pedałowania o 10 obrotów, to prędkość obrotowa zębatki tylnej zwiększymy o 20obrotow a jeśli w tule będzie większa i będzie 15 zębów, to do 2-3tylko.To ja sobie tak to tłumaczyłem czym mniejsza w tyle i większą riznica zębów, to tym szybciej będzie zwiększał obroty jej. Czym większą różnica duża w przodzie mała w tyle, to potrzebujemy mniej obrotów aby zwiększyć oczekiwana prędkość. Nie mogę też zaczaić co daje siła bo że jest większa jak ha to rozumiem tak, że się liczą obroty i przełożenie na efekt przyspieszenia. Jak mamy większą w tyle to musimy więcej zwiększyć obrotów aby przyspieszyć o 5 na godzinę niż na mniejszej, bo różnica jest większa i jeden obrót daje większą różnice obrotowa tylnej a to ona odpowiada za prędkość jazdy. 

To dlaczego jak mamy zmienimy na mniejszą w tyle, to jest ciężej skoro jest mniejsza i powinno być ciągnąć łańcuch lżej i mieć na kole większy moment. 

Ehh czegoś tu nie rozumiem. 

Sorki nie na tyle 15 tylko co najmnue20zebow, to wtedy przy zwiększeniu obrotów o 10 zwiększa się obroty 2-3obroty tylnej. 

[matrix266]

Marvelo jeszcze jedna kwestia. 

Niskie biegi mają mała zębate w przodzie a duża w tyle a wysokie odwrotnie. Czyli czym ta różnica się zmniejsza, to bieg wyższy. Ty napisałeś, że jak zwiększymy tylna, to lepiej przyspieszy ale zwiększając, to tak jakbyśmy zmieniali bieg na wyższy a co za tym idzie pogarszali te przyspieszenie. 

Np 24 zęby na korbę i 10,na tyle to przełożenie 2,4 czyli niskie. Jak zwiększymy dwa zęby na tyle, to będzie już przełożenie 2 czyli bliżej przerzutki wyższej.,to powinno być gorzej przyspieszyć. 

 

Auto np ma takie przełożenia 

1bieg 3,2

2bieg 2, 3

3bieg 1,6

4 bieg0.8

5 bieg 0.5

Jesli zwiększymy tylna zębate to liczba przełożenia 3,2 się zmniejszy, to jak przyspieszenie wzrośnie? Prędkość maksymalna spadnie. Czym liczba bliższa zeru tym przełożenie bliższe biegom wyższym. Czym większą  różnica miedze przodem i tylem pod względem duża przód - mała tył tym bieg niższy. Jak nie to podaj przykładowe przełożenia przerzutek w rowerze. 

[KrissDeValnor]

Czego nie rozumiesz ?  Masz lżejsze przełożenie, to i mniejszy opór przy pedałowaniu...  Przykładowo : z przodu 32 zęby, a z tyłu 40, więc będzie lżej niż przy odpowiednio 32/32, gdzie przełożenie jest większe = odczuwalnie cięższe przy tej samej ilości obrotów korbą, czyli kadencji.

Po co w to mieszać samochody, skoro sprawa dotyczy roweru...

PS  wyniki są efektem dzielenia ilości zębów   wejdź na gearcalculator.com i się pobaw 

[marvelo]

2 godziny temu, matrix266 napisał:

Marvelo jeszcze jedna kwestia. 

Niskie biegi mają mała zębate w przodzie a duża w tyle a wysokie odwrotnie. Czyli czym ta różnica się zmniejsza, to bieg wyższy. Ty napisałeś, że jak zwiększymy tylna, to lepiej przyspieszy ale zwiększając, to tak jakbyśmy zmieniali bieg na wyższy a co za tym idzie pogarszali te przyspieszenie. 

Np 24 zęby na korbę i 10,na tyle to przełożenie 2,4 czyli niskie. Jak zwiększymy dwa zęby na tyle, to będzie już przełożenie 2 czyli bliżej przerzutki wyższej.,to powinno być gorzej przyspieszyć. 

 

Auto np ma takie przełożenia 

1bieg 3,2

2bieg 2, 3

3bieg 1,6

4 bieg0.8

5 bieg 0.5

Jesli zwiększymy tylna zębate to liczba przełożenia 3,2 się zmniejszy, to jak przyspieszenie wzrośnie? Prędkość maksymalna spadnie. Czym liczba bliższa zeru tym przełożenie bliższe biegom wyższym. Czym większą  różnica miedze przodem i tylem pod względem duża przód - mała tył tym bieg niższy. Jak nie to podaj przykładowe przełożenia przerzutek w rowerze. 

Chyba wiem już, gdzie leży problem. Całe zamieszanie wynika z tego, że w "rowerówce" stosuje się zwyczajowo odwrócony kierunek podawania przełożenia, jako stosunek ilości zębów koła napędowego do ilości zębów koła napędzanego. Jeśli na korbie mamy 44 zęby, a z tyłu 11 zębów, to mówi się że przełożenie jest 4:1. A jak 44 zęby na 22 zębów, to 2:1. Myślę że to wynika z tego, że w rowerach od początku istnienia przekładni łańcuchowych rowery miały ten stosunek powyżej jedności, więc przekładnia rowerowa była multiplikatorem, a nie reduktorem. Reduktorem zaczęła być dopiero gdy pojawiły się rowery górskie z przełożeniami określanymi "po rowerowemu" jako przełożenia poniżej 1:1. Człowiekowi łatwiej operuje się liczbami powyżej 1-go i łatwiej się je porównuje. 

Tylko że cała ta konwencja dla inżyniera i fizyka jest niepoprawna i niejako "od d...y strony". 

Dla inżyniera przełożenie przekładni określa się tak:

Przełożenie kinematyczne przekładni mechanicznej

Podstawową cechą każdej przekładni mechanicznej jest przełożenie. Przełożeniem kinematycznym przekładni nazywa się proporcję prędkości kątowej koła czynnego do prędkości kątowej koła biernego. Przełożenie kinematyczne można jednocześnie określić jako stosunek prędkości obrotowych:

W zależności od wartości przełożenia rozróżnia się następujące rodzaje przekładni:
– reduktory (przekładnie zwalniające, >1) – prędkość kątowa koła biernego jest mniejsza od prędkości kątowej koła czynnego
– multiplikatory (przekładnie przyspieszające, <1) – prędkość kątowa koła biernego jest większa od prędkości kątowej koła czynnego.

Przekładnie mechaniczne - przełożenie, obliczenia, rodzaje, dobór - EBMiA

 

 

Dlatego dla inżyniera, gdy na kole napędowym (czynnym) jest 44 zęby, a na napędzanym (biernym) 11 zębów, przełożenie przekładni wynosi nie 4:1, tylko 0,25. A 44 do 22 to 0,5. 

44 na 50 to będzie 1,14 (w zaokrągleniu). 

No i teraz już mamy "po samochodowemu" i po inżyniersku. Czyli szybsze (wyższe) biegi są teraz wyrażone coraz mniejszą liczbą (określającą przełożenie przekładni), jak w Twoje przykładowej skrzyni biegów w samochodzie (jedynka to 3,2, dwójka 2,3 itd.).

W samochodzie, oprócz skrzyni biegów, mamy jeszcze jedną przekładnię, która zawsze jest reduktorem, a jest nią przekładnia główna zintegrowana z mechanizmem różnicowym. Kiedyś, w czasach Fiata 125 p i tylnego napędu, był to tylny most. Obecnie wszystko jest w zasadzie przy silniku, w jednym zespole napędowym (w najpopularniejszym, przednim napędzie). 

W każdym razie, w samochodzie koła napędowe zawsze obracają się wolniej niż wał korbowy silnika, co jest efektem sumarycznego działania przełożenia skrzyni biegów i przekładni głównej, nawet na najszybszym biegu. 

W rowerach koło tylne obraca się zwykle szybciej niż zębatka korby, jedynie na terenowych biegach, na stromych podjazdach lub w grząskim terenie koło będzie kręcić się wolniej niż korba. 

Dla rozjaśnienia jeszcze taki film:

Mam nadzieję, że teraz wszystko jasne.

Edytowane 2 Lutego przez marvelo

[Sobek82]

Matko bosko co ja czytam🫠
Kliknijcie lepiej w reklamę na stronie forum😉

[spidelli]

Aaaa, ten motor to smaczek sam w sobie 👍

[matrix266]

Godzinę temu, Sobek82 napisał:

Matko bosko co ja czytam🫠
Kliknijcie lepiej w reklamę na stronie forum😉

Co czytasz?? 

[matrix266]

8 godzin temu, marvelo napisał:

Chyba wiem już, gdzie leży problem. Całe zamieszanie wynika z tego, że w "rowerówce" stosuje się zwyczajowo odwrócony kierunek podawania przełożenia, jako stosunek ilości zębów koła napędowego do ilości zębów koła napędzanego. Jeśli na korbie mamy 44 zęby, a z tyłu 11 zębów, to mówi się że przełożenie jest 4:1. A jak 44 zęby na 22 zębów, to 2:1. Myślę że to wynika z tego, że w rowerach od początku istnienia przekładni łańcuchowych rowery miały ten stosunek powyżej jedności, więc przekładnia rowerowa była multiplikatorem, a nie reduktorem. Reduktorem zaczęła być dopiero gdy pojawiły się rowery górskie z przełożeniami określanymi "po rowerowemu" jako przełożenia poniżej 1:1. Człowiekowi łatwiej operuje się liczbami powyżej 1-go i łatwiej się je porównuje. 

Tylko że cała ta konwencja dla inżyniera i fizyka jest niepoprawna i niejako "od d...y strony". 

Dla inżyniera przełożenie przekładni określa się tak:

Przełożenie kinematyczne przekładni mechanicznej

Podstawową cechą każdej przekładni mechanicznej jest przełożenie. Przełożeniem kinematycznym przekładni nazywa się proporcję prędkości kątowej koła czynnego do prędkości kątowej koła biernego. Przełożenie kinematyczne można jednocześnie określić jako stosunek prędkości obrotowych:

W zależności od wartości przełożenia rozróżnia się następujące rodzaje przekładni:
– reduktory (przekładnie zwalniające, >1) – prędkość kątowa koła biernego jest mniejsza od prędkości kątowej koła czynnego
– multiplikatory (przekładnie przyspieszające, <1) – prędkość kątowa koła biernego jest większa od prędkości kątowej koła czynnego.

Przekładnie mechaniczne - przełożenie, obliczenia, rodzaje, dobór - EBMiA

 

 

Dlatego dla inżyniera, gdy na kole napędowym (czynnym) jest 44 zęby, a na napędzanym (biernym) 11 zębów, przełożenie przekładni wynosi nie 4:1, tylko 0,25. A 44 do 22 to 0,5. 

44 na 50 to będzie 1,14 (w zaokrągleniu). 

No i teraz już mamy "po samochodowemu" i po inżyniersku. Czyli szybsze (wyższe) biegi są teraz wyrażone coraz mniejszą liczbą (określającą przełożenie przekładni), jak w Twoje przykładowej skrzyni biegów w samochodzie (jedynka to 3,2, dwójka 2,3 itd.).

W samochodzie, oprócz skrzyni biegów, mamy jeszcze jedną przekładnię, która zawsze jest reduktorem, a jest nią przekładnia główna zintegrowana z mechanizmem różnicowym. Kiedyś, w czasach Fiata 125 p i tylnego napędu, był to tylny most. Obecnie wszystko jest w zasadzie przy silniku, w jednym zespole napędowym (w najpopularniejszym, przednim napędzie). 

W każdym razie, w samochodzie koła napędowe zawsze obracają się wolniej niż wał korbowy silnika, co jest efektem sumarycznego działania przełożenia skrzyni biegów i przekładni głównej, nawet na najszybszym biegu. 

W rowerach koło tylne obraca się zwykle szybciej niż zębatka korby, jedynie na terenowych biegach, na stromych podjazdach lub w grząskim terenie koło będzie kręcić się wolniej niż korba. 

Dla rozjaśnienia jeszcze taki film:

Mam nadzieję, że teraz wszystko jasne.

Jeśli chodzi o wyliczenie przełożenia rzeczywiście jest odwrotnie i jest mylące. Nie odpisałeś wnic w kontekście przyspieszenia na niższym biegu, to napisze jeszcze raz o co mi chodzi. Napiszę na przykładzie roweru, bo mi tutaj zwrócono uwagę. 

Mamy prędkość roweru 20kmh

Przerzutka 3 i kadencja 80/min.               Przerzutka 4  i kadencja 40/min

Chcemy zwiększyć prędkość do 40km/h w związku z tym musimy zwiększyć obroty dwukrotnie na każdym przełożeniu odpowiednio 160 i 80na min. Na niższym biegu musimy podnieś obroty o 80 obrotów na minutę a na wyższym tylko o 40 czyli mnie,bo dwa razy więcej obrotów na jednym przełożeniu, to też prędkość tak samo wzrośnie. Na niższym przełożeniu ,  mamy dwukrotnie większy moment na kole, to założyłem, że dwa razy szybciej będe w stanie się wkręcić w obroty ale mam do zwiększenia 80 obrotów a na 4 przerzutcę połowę mniej a szybkość dwa razy wolniejsza co daje, to samo. Tak jakby na sekundy i obroty, to rozłożyć wyjdzie dokładnie, to samo. 

Wychodzi, że przyspieszenie powinno być takie samo z 20km do 40km.

Jak wiemy tak nie jest i nie wiem dlaczego. Najprościej chodzi o to, że na niższym biegu musimy więcej obrotów zwiększyć aby uzyskać tę samą prędkośc w stosunku do wyższego biegu ale mamy z kolei lżej. Efekt finalny jest taki że jest przyspieszenie lepsze. Odnośnie motoryzacji jest, tak samo. 

 

 

 

Edytowane 2 Lutego przez matrix266

[marvelo]

Za bardzo się skupiasz na samym zwiększeniu obrotów. Tak jak już wcześniej napisałem, tempo wzrostu obrotów napędu (nóg kolarza lub wału korbowego silnika) jest wypadkową przełożenia, oporów ruchu i siły nacisku na pedały (lub wciśnięcia gazu w samochodzie). Oczywiście tego faktu nie można pominąć, bo to też wymaga włożenia energii, ale udział tej energii w całkowitym bilansie będzie niewielki. 

Jeśli siedzisz w samochodzie z silnikiem pracującym na biegu jałowym, na luzie  (obroty poniżej 1000 obr/min) i gwałtownie wciśniesz gaz to osiągnięcie tych 5000-6000 obr/min (diesel/benzyna) zabierze jedynie moment, bo silnik musi walczyć jedynie z własnymi oporami ruchu (tarcie) i bezwładnością jego elementów (wał korbowy, korbowody, tłoki, koło zamachowe, wałki rozrządu, pompa wody, alternator itp.). Dopiero pod obciążeniem, na biegu to się wydłuża.  

Jeśli siądziesz na rowerze wpiętym w trenażer i ustawisz minimalne obciążenie to zwiększenie kadencji też wymaga włożenia energii, bo musisz rozpędzić korbę, łańcuch, koło, no i własne nogi, ale to też aż tak dużo nie kosztuje (zwłaszcza jeśli komponenty te są lekkie). Dopiero przy wyższych obrotach robi się nieekonomicznie i nieefektywnie, bo nie będziesz mógł już potem praktycznie generować żadnej siły na pedałach, a dodatkowo ustabilizowanie kiwającego się ciała zacznie angażować coraz więcej mięśni tułowia i rąk. Kadencja 160 obr/min dla większości ludzi to już dużo poza czerwonym polem i raczej do tych obrotów nie dokręcą. Kolarz torowy może da radę. Ta kadencja, nawet jeśli dla kogoś możliwa, jest już zupełnie nieuzasadniona i to jedynie trwonienie energii (chyba że jest koniecznością, bo nie ma już szybszego biegu). W realnym życiu, dla szybkiego rozpędzenia, jeśli zacznie się przyspieszać z 80 obr/min. to większość zmieni bieg na szybszy gdzieś przy 100 obr/min, może 110. Wszystko zależy od warunków i inaczej będzie z góry i z wiatrem, a inaczej pod górę czy pod wiatr. Właśnie po to są przełożenia żeby optymalnie wykorzystywać własne możliwości (lub możliwości silnika). I to optymalnie to raz mogą być maksymalne osiągi (przyspieszenie), a innym razem jak najmniejsze zużycie energii (ekonomika wysiłku lub małe zużycie paliwa). Tutaj też zawsze jest coś za coś. Nie warto utrzymywać wysokiej kadencji, jeśli zapotrzebowanie na moc w danej chwili jest małe. Podobnie z obrotami silnika, który akurat największą sprawność (w sensie wytwarzania mocy z jednostki paliwa) ma przy stosunkowo niskich obrotach i dużym obciążeniu. Przekładnie łańcuchowe w rowerze też mają wyższą sprawność gdy łańcuch przenosi duże obciążenie, a kadencja nie jest wysoka.  

Gdybyś chciał się rozpędzić na jednym biegu np. na stromym zjeździe to zdecydowanie szybciej może to wyjść z 40 obr/min na 80 obr/min niż z 80 obr/min na 160 obr/min (jeśli w ogóle dokręcisz). A najszybciej zwykle wychodzi poprzez przejście przez kolejne biegi (przy ciasnym stopniowaniu czasem można nawet przeskoczyć o dwa, trzy).      

Edytowane 2 Lutego przez marvelo

[matrix266]

To nie chodzi o to żeby się rozpędzić na stromy. 

 

Na każdym biegu chce osiągnąć 120km

Na 3 bieg obrotów 3tys

Na 4 biegu mam 1,5tys

Jesli na 3 biegu mam przełożenie, że wkręcam się na obroty drugie tyle szybciej ale muszę zwiększyć obroty też o drugie tyle więcej, to wychodzi, że przyspieszenie jest takie takie samo l. 

Bieg 4 muszę zwiększyć obroty tylko o 1,5 ale wolniej drugie tyle, to mi daje czas taki sam. 

 

 

                            

 

 

Edytowane 2 Lutego przez matrix266

[KrissDeValnor]

Uuu, kadencja 3000, graty !

A poważnie : założyłeś temat w dziale o rowerach, to pisz o nich, a nie o samochodach...

[marvelo]

23 godziny temu, KrissDeValnor napisał:

Po co w to mieszać samochody, skoro sprawa dotyczy roweru...

Rower, samochód - co za różnica? Sprawa dotyczy przyspieszenia ciał (2-ga zasada dynamiki Newtona) i zasady działania przekładni (łańcuchowa, zębata, co za różnica?). Przykład z samochodem jest nawet lepszy, bo tam silnik ma stabilne w czasie, ściśle określone parametry (moc i moment w funkcji obrotów), możliwe do pokazania na wykresie.

Zgodnie z drugą zasadą dynamiki Newtona, przyspieszenie jakie uzyskuje ciało jest wprost proporcjonalne do działającej na to ciało siły i odwrotnie proporcjonalne do jego masy. Jeśli zwiększymy siłę dwukrotnie (a przekładnia to potrafi), to i przyspieszenie wzrośnie dwukrotnie. 

a = F/m

W realnym świecie siła wypadkowa w trakcie przyspieszania będzie pomniejszona o siły oporu tarcia i oporu powietrza, a te będą wzrastać wraz ze wzrostem prędkości (pierwsze liniowo, drugie do kwadratu prędkości), ale zasadniczo dla dowolnego biegu, ale tej samej prędkości te opory będą takie same. 

Więc jeśli redukcja przełożenia powoduje wzrost siły napędowej na kołach, to przyspieszenie musi być lepsze. Koniec, kropka. Jakiś bezwzględny wzrost obrotów nas nie interesuje. 

Tempo, w jakim będą wzrastały obroty silnika podczas przyspieszania na danym biegu wynika wyłącznie z tempa wzrostu prędkości pojazdu. Obroty silnika są ściśle powiązane z przełożeniem i prędkością. Silnik nie ma jakiegoś własnego tempa wkręcania się na obroty, bo to tempo jest pochodną przełożenia i przyspieszenia. Na dowolnym biegu dwukrotne zwiększenie prędkości oznacza dwukrotne zwiększenie obrotów. To, że w jednym przypadku to będzie wzrost o 3 tys. a w drugim o 1,5 tys. nie ma znaczenia. 

Jeśli samochód przyspieszy na 3-ce od 60 km/h do 120 km/h w 10 sekund, a na 4-ce w 20 sekund, to w pierwszym przypadku silnik podwoi swoje obroty w 10 sekund, a w drugim w 20 sekund. Więc ten drugi wzrost, pomimo że tylko o 1500 obrotów, będzie trwał dwa razy dłużej niż ten pierwszy, choć tu było aż o 3000 obrotów. 

Można to zagadnienie ugryźć jeszcze od innej strony, czyli energii. Wzrost prędkości jest powiązany ze wzrostem energii kinetycznej ciała. Żeby zwiększyć energię kinetyczną ciała, trzeba dostarczyć mu energii, czyli wykonać pracę. Jeśli chcesz wykonać pracę szybciej, czyli dostarczyć większą porcję energii w jednostce czasu, musisz generować większą moc, bo moc jest miarą szybkości wykonywania pracy. 

Aby rozpędzić pojazd z 60 km/h do 120 km/h w 10 sekund zamiast w 20 sekund, trzeba generować dużo większą moc. Już nie wnikając konkretnie we wzory i tak szybsze przyspieszanie wymaga większej mocy, a moc w silnikach samochodów rośnie wraz z prędkością obrotową, aż osiągnie swoje maksimum. 

Jeśli w trakcie przyspieszania będziesz utrzymywał silnik bliżej obrotów mocy maksymalnej (niższy bieg, wyższe obroty) to samochód przyspieszy lepiej niż na wyższym biegu i niższych obrotach. To działa niezawodnie.

A na koniec zagadka. Co się dzieje na poniższym filmie, że od pewnej prędkości obroty już nie rosną, a samochód wciąż przyspiesza? I dlaczego są to obroty bliskie mocy maksymalnej, a nie maksymalnego momentu obrotowego?

   

 

Edytowane 2 Lutego przez marvelo

[spidelli]

Ponoć w systemie  edukacji szykują się kolejne zmiany...

[zekker]

Może małe podsumowanie bez ściany tekstu.

a=F/m
W najprostszym modelu siła w nogach jest stała.
Lżejsze przełożenia da większy moment obrotowy na tylne koło, czyli da lepsze przyśpieszenie.

Tak działa dźwignia, im dłuższe ramię, tym większa siła na krótkim końcu. I odwrotnie, im krótsze ramię, tym mniejsza siła na długim końcu.

 

Bardziej skomplikowany model, to uwzględnienie kadencji, zmienności siły w nogach.
Przy optymalnej kadencji (jej zakresie) uzyskuje się maksimum siły i mocy (niekoniecznie są w tym samym punkcie).
Zbyt wysoki bieg, to warunki poniżej optimum, więc będzie ciężej się rozpędzić. Zbyt niski bieg, to warunki powyżej optimum i tak samo będzie ciężko mocniej dokręcić.
Dopóki jesteśmy w optymalnym zakresie, to niższy bieg da lepsze przyśpieszenie. Między innymi z tego powodu na rowerze dynamiczne ruszenie z najlżejszego przełożenia nie jest optymalne, zbyt szybko przebija się górną granicę. Tak samo próba ruszenia na twardym.

 

Jeszcze bardziej skomplikowany model uwzględnia siły oporu, tutaj najistotniejsze to oporu powietrza, które zależą od prędkości.
Tylko skrótowo, że siła napędowa będzie wypadkową siły idącej z koła i sił oporu. Dając stałą siłę w korby, przyśpieszenie będzie spadać, bo opory rosną. Wrzucenie wyższego biegu zmniejsza siłę przekazywaną na koło i przyspieszenie jeszcze bardziej spadnie.

[uzurpator]

Wszyscy się mylicie. Wszyscy. Dosłownie.

Moc silnika spalinowego w zakresie użytecznych obrotów jest, pi*drzwi proporcjonalna do obrotów. Bo moc jest również proporcjonalna do wolumenu spalonego paliwa. Zwiększając obroty o 50% pozwalacie silnikowi na spalenie 50% więcej paliwa. Więc i moc na wale będzie 50% większa. Ta moc gdzieś musi się podziać, więc nie mając innego wyjścia, powoduje przyśpieszenie.

Możemy sobie wyobrazić elektroniczny wtrysk paliwa który ogranicza moc do, np 50KM, mimo iż silnik teoretycznie pozwala na więcej. Po osiągnięciu tej mocy obroty mogą się zmieniać we wszystkich kierunkach, nie spowoduje to przyśpieszenia.

Poniekąd wszystkie odcięcia zapłonu, wyłączanie cylindrów, tuning elektroniki czy chociażby turbiny służą głównie do tego aby kontrolować moc poprzez ilość spalanego paliwa. W przypadku np Turbo wpychamy do silnika więcej paliwa i powietrza aby z tej samej pojemności i prędkości obrotowej uzyskać więcej mocy. Podobnie np instalacje NOS - służą tylko do tego, aby móc w tym samym czasie spalić w silniku więcej paliwa.