Drivverk (sykkel)

drivverk brukt på sykler for å overføre kraft fra pedalene til hjulene
(Omdirigert fra «Sykkeldrivverk»)

Drivverk for sykler eller sykkeldrivverk omfatter mange ulike typer drivverk brukt på sykler for å overføre kraft fra pedalene til hjulene, enten med girutveksling (ettgirs eller flergirs) eller uten girutveksling (direktedrift). En eller annen form for girutveksling er vanlig på de fleste typer mekanismer for å konvertere hastighet og dreiemoment.

Et kjededrevet bakgir av typen kjedegir, det mest populære systemet per 2023
En akseldrevet sykkel med vinkeldrev på krank, drivaksling og navgir, et lite brukt system per 2023

Historie

rediger
 
En trampesykkel

Historien om drivsystemer for sykler er nært knyttet til historien om sykkelen. Store endringer i sykkelens form har ofte blitt initiert eller ledsaget av fremskritt innen drivlinjesystemer. Flere tidlige drivlinjer brukte rettskårne drev gir som gikk direkte sammen med hverandre utenfor navet.[1][2] Noen sykler har brukt et dobbeltsidig bakhjul med tannhjul i forskjellige størrelser på hver side (for eksempel flippflopphjul). For å skifte gir måtte da rytteren stoppe, demontere, snu bakhjulet og montere det motsatt veg. Kjedegir ble først utviklet i slutten av det 1800-tallet, men den moderne vaierstyrte parallellogram-kjedegiret ble oppfunnet først i 1950-årene.

Noen viktige tidlige sykkelformer er:

  • Løpemaskin,[3] en balansesykkel (sykkel uten pedaler), historisk kalt «hobbyhest», egentlig en sparkesykkel hvor man sitter
  • Veltepetter, med stort direktedrevet forhjul slik at pedalens og forhjulets turtall er likt
  • Sikkerhetssykkelen, et utdatert navn på sykler med like store for- og bakhjul, drivverk og dekk, altså det som kalles «vanlig» sykkel i dag

Kraftinngang

rediger

Ulike sykkeldrivverk er utviklet for å ta imot kraft fra rytteren ved hjelp av en rekke ulike metoder.

Fotdrevet

rediger
  • Kranksett, gruppesett og pedal
  • Trampesykkel
  • Svingsykkel (swingbike), en morosykkel hvor både for- og bakgaffel kan svinge, slik at man kan svinge både med hoften og med styret, og delvis skape fremdrift med hoften[8]
  • Risigo, en morosykkel hvor setet beveger seg opp og ned i koordinering med kranken, slik at hoften hindrer (eller bidrar) til fremdrift[8]

Hånddrevet

rediger

Drevet av hele kroppen

rediger
  • Rosykkel,[6] drevet med armer, bein og rygg
  • Liggesykkel,[6] kan være drevet både med hender og/eller bena
  • Exycle, en sykkel hvor man kan trene overkroppen samtidig som man sykler[9]

Drevet av flere ryttere

rediger
  • Tandemsykkel, en sykkel med to eller flere ryttere plassert bak hverandre
  • Side-om-side-sykkel (sociable[10]), en tandemsykkel der rytterne sitter ved siden av hverandre
  • Festsykkel eller ølsykkel, en sykkel drevet av flere passasjerer, mens styring og bremsing styres av en sjåfør som ikke gir pedalkraft

Kraftoverføring

rediger

Sykkeldrivverk er utviklet for å overføre kraft fra rytteren til drivhjulet ved en rekke metoder. De fleste sykkeldrivverk har et frihjul slik at man kan trille uten at pedalene går rundt, mens systemer med direktedrift eller fastnav ikke gjør det. Fastnav brukt med fastkrans (i stedet for frikans) kan anses som en primitiv form for pedalbrems.

Direktedrift

rediger

Noen menneskedrevne kjøretøy, både historiske og moderne, er direktedrevne, hvilket innebærer at pedalene er koblet direkte på drivnavet uten giring. Én omdreining på pedalen vil da tilsvare én omdreining på hjulet. Eksempler på direktedrevne sykler inkluderer de fleste veltepettere, etthjulssykler og trehjulssykler for barn.

En annen tolkning av berepet direktedrevet er at rytteren skyver direkte med beina mot bakken, som på balansesykler og sparkesykler.

Roterende

rediger

Ikke-roterende

rediger
  • Hydraulisk drevet sykkel, en sykkel som overfører kraft til pedalene ved hjelp av en væske som passerer gjennom rør fra en hydraulikkpumpe til en hydraulikkmotor og tilbake
  • Elektrisk drivlinje, der dreining av kranken genererer strøm som deretter driver en elektrisk motor i bakhjulet.[11][12]

2-hjulsdrift

rediger

I 1991 ble en 2-hjulsdrevet sykkel markedsført under navnet Legacy. Den brukte en fleksibel aksling og to vinkeldrev for å overføre dreiemoment fra bakhjulet, som var drevet av et konvensjonelt sykkelkjede med kjedegir, til forhjulet.[13] I1994 introduserte Steve Christini og Mike Dunn en alternativ teknologi for 2-hjulsdrift[14] rettet mot terrengsyklister, bestående av en modifisert differensial som sendte kraft til forhjulet når bakhjulet begynte å gli. På slutten av 1990-årene ble 2-hjulsdrevne terrengsykler kalt 'Dual Power' solgt i Tyskland under merkenavnet Subaru. Disse brukte ett belte for å overføre kraft fra bakhjulet til styrerøret, en liten girkasse for å tillate rotasjon av forgaffelen, og deretter et annet belte for å overføre kraften til forhjulet.[15]

Konvertering mellom hastighet og dreiemoment

rediger
 
1888 Geared Facile Bicycle (giret, lett sykkel) utstilt i Coventry Transport Museum, England
 
Et kjede og navgir bak
 
En girkassesykkel med kjedestrammer
 
En veltepetter med direktedrift

Bena til syklister produserer kraft optimalt når tråkkfrekvensen (kadensen) er innenfor en et smalt hastighetsområde. Giring på ettgirs- og flergirssykler velges for å optimalisere bruken av dette smale området best mulig. Det har blitt utviklet mange ulike typer drivverk for å konvertere mellom hastighet og dreiemoment.

Girimplementering

rediger

Flere teknologier har blitt utviklet for å kunne endre girforholdet. De kan brukes individuelt, som kun et kjedegir eller kun et navgir, eller i kombinasjoner som SRAM Dual Drive som bruker en standard 8- eller 9-trinns kassett montert på et 3-trinns navgir, og dermed gir et lignende girområde som en sykkel med en kassett og trippel kranksett.

Styring

rediger
  • Sykkelgiring
    • Girforhold, mekanisk gir som bruker to eller flere tannhjul for å gi en endring i rotasjonshastighet, rotasjonsretning eller dreiemoment mellom to eller flere roterende aksler
    • Meter per pedaltråkk (meters of development), indikasjon på mekanisk fordel ved forskjellige gir; avstanden tilbakelagt for hver rotasjon av kranken

1-girs

rediger
  • Ettgirssykkel, sykkel med fast girforhold
    • Fastnavsykkel, sykkel uten frihjulsmekanisme slik at pedalene alltid vil spinne sammen med bakhjulet

Integrering

rediger

Mens det er mulig å lage flere kombinasjoner av kraftinngang, overføring og konvertering er ikke alle kombinasjoner gjennomførbare. For eksempel vil akseldrift typisk implementeres sammen med et navgir, og kjedegir vil typisk implementeres med kjededrift.

Se også

rediger

Galleri

rediger

Referanser

rediger
  1. ^ Berto, Frank J. The Dancing Chain: History and Development of the Derailleur Bicycle (3rd utg.). Cycle Publishing/Van der Plas Publications. ISBN 978-1-892495-59-4. Arkivert fra originalen 6. juni 2017. Besøkt 30. mai 2017. 
  2. ^ Berto, Frank J. The Dancing Chain: History and Development of the Derailleur Bicycle (5th utg.). Cycle Publishing/Van der Plas Publications. ISBN 978-1-892495-77-8. Besøkt 30. mai 2017. 
  3. ^ journalist, Eivind Torgersen (28. august 2017). «Sykkelens utvikling: Fra løpemaskin til elsykkel». forskning.no (norsk). Besøkt 27. mai 2023. 
  4. ^ «3G Stepper Bike: A Fitness Monster that Beats Your Gym Membership». Popular Mechanics. Besøkt 13. juli 2010. 
  5. ^ «A Different Kind Of Bicycle». Gadgetopia. Besøkt 26. mai 2010. 
  6. ^ a b c Wallack, Roy M. «Going Beyond the Basic Bike». Arkivert fra originalen 28. juni 2011. Besøkt 12. mai 2011. 
  7. ^ Richard Peace. «ElliptiGO seatless bike launched». Arkivert fra originalen 29. juli 2010. Besøkt 13. juli 2010. 
  8. ^ a b «Weird Bikes II - More Weird Bike Stuff». Charlie Kelly. Besøkt 17. juli 2012. 
  9. ^ «Weird Bikes II - Total Body Bikes». Charlie Kelly. Besøkt 17. juli 2012. 
  10. ^ Museum, The Online Bicycle. «1920s Side-by-Side 'Sociable' Tandem». The Online Bicycle Museum (engelsk). Besøkt 27. mai 2023. 
  11. ^ James Huang. «The incredible Mando Footloose IM e-bike». Arkivert fra originalen 18. februar 2015. Besøkt 17. februar 2015. 
  12. ^ Pete. «No Chain?! Mando Footloose IM Series Hybrid Electric Bike». Besøkt 17. februar 2015. 
  13. ^ «Weird Bike Stuff - Legacy 2 wheel drive!». Charlie Kelly. Besøkt 17. juli 2012. 
  14. ^ «Christini background». Elan Ligfietsen. Arkivert fra originalen 21. august 2007. Besøkt 17. juli 2012. 
  15. ^ Michael Embacher. Cyclopedia. Fontaine & Noë / Lannoo. ISBN 978-90-72975-08-9.