Что такое велосипед без спиц? Фантастический смарт-велосипед Cyclotron без спиц и с подсветкой колес

Довольно сложно представить для себя велосипед, на котором отсутствуют спицы. Однако, наука не стоит на месте и не так давно был изобретен велосипед без спиц. На каждое колесо приходилось порядка 5-6 лопастей, которые полностью заменяли спицы в колесе. Вес сплава алюминия увеличивал общий вес агрегата на 1, 5 килограмма, что существенно по сравнению со спицевыми аналогами, но не играет почти никакой роли на дороге. Такие модели чаще всего использовались в большом спорте, так как очень быстро разгонялись. Последнее время такие велосипеды стали доступны для массовой покупки.

Какими бывают особенные велосипеды

Существует три вида велосипедов, которые работают без спиц. Все три альтернативы существуют в мире, однако купить их не представляется возможным обычным людям. Два варианта сложно приобрести и отремонтировать в случае поломки, а третий только в стадии разработки:

Аппарат на эллиптических лентах;
Nulla.

Велосипед, разработанный по технологии Nulla удастся попробовать на себе только в том случае, если есть пара лишних миллионов рублей, так как он еще в стадии разработки и не был презентован миру. Остальные два варианта можно встретить даже в специализирующемся на продаже велосипедов и аксессуаров к нему магазинов.

Плюсы и недостатки литых дисков

Статусные производители автомобилей, такие как BMW, Lamborghini и Ferrari также выпустили ограниченное количество велосипедов подобной конструкции. Однако, даже такие брендовые штучные вещи делаются в Китае. Человек, видя марку, подсознательно считает аппарат выше и лучше аналогичных, но это не совсем верно. Но велосипед без спиц не так плох и имеет свои достоинства:

Прочность камня - колеса из такого сплава алюминия крайне сложно погнуть или сломать, в отличие от его собратьев со спицами;
Особенности внешнего вида - для тех, кто хочет выделиться, подойдет идеально, особенно, если окрасить лопасти велосипеда в яркий или необычный цвет;
Аэродинамика - научно доказано, что такие велосипеды обладают наилучшей аэродинамичностью. Но при этом все еще вызывают недоверие, которое отталкивает их от покупки такого товара. Да и играть роль это будет только для того, кто всерьез соревнуется с такими же гонщиками.

Но если бы все было так радужно, то вряд ли его бы продолжали дорабатывать, не выпустив в массовое производство. В первую очередь проблема в том, что колеса во время езды не пружинят, что доставляет владельцу приличный дискомфорт. Восстановить разбитый, треснувший или другим образом поломанный диск невозможно. Кроме того, он имеет внушительный вес и высокую цену.

Достоинства и недостатки велосипеда на эллиптических лентах

Конструкция этого аппарата напоминает свернутые ленты, которые кто-то положил внутрь колес. Появившись совсем недавно, они уже снискали популярность за счет своего дизайна и удобства. Они отлично амортизируют велосипед, который подпрыгивает на каждой кочке. Имеют ошеломительную прочность и неповторимый стиль, который превращает велосипед в скульптуру.

Минусы тоже имеются: нельзя развить большую скорость, так как конструкция не позволит тягаться с шоссейным аппаратом. С горным велосипедом он тоже не сравниться, так как не сможет покорять неровности с тем же энтузиазмом.

С каждым годом производители велосипедов всё больше поражают своим многообразием модельного ряда. Разработчики разными способами совершенствуют внешний вид и технические характеристики моделей, а в последнее время и вовсе ломают стереотипы, удивляя отсутствием спиц в колёсах. Поколение , несомненно, радует креативом дизайнерских решений. Попробуем разобраться, чем же инженеры заменили спицы в колёсах, что теперь будет выполнять их функцию и как устроены велосипеды без спиц.

Литые диски

Стильная инженерная разработка в виде имеет как ряд преимуществ, так и недостатков.

Велосипеды с цельнолитыми дисками отличаются:

оригинальностью дизайна;
высокой аэродинамикой;
жёсткостью конструкции;
более низким коэффициентом сопротивления воздуха;
ненадобностью дополнительного ухода;
хорошей управляемостью и реакцией на торможение.

Вместо обычного обода с множеством тонких спиц цельные диски имеют несколько более широких лопастей, соединяющих втулку с ходовой частью конструкции. Лопасти могут иметь разнообразную форму и цвет, благодаря чему каждая модель выглядит особенно.

Такое колесо не разбирается, а также при повреждении не подлежит ремонту. И если тот факт, что подкручивать и настраивать в процессе пользования ничего не придётся, является плюсом, то неремонтопригодность - это существенный недостаток.

Производство таких дисков стоит недёшево, поэтому стоимость оригинальных брендовых агрегатов очень высока. Многочисленные китайские подделки высокой прочностью не отличаются, поэтому, кроме расстройства по поводу поломки, поездка на таком велосипеде может оказаться травмоопасной. Велосипеды на литых дисках смотрятся эффектно и необычно, напоминая своим видом колёса машин. Многие из них даже носят имена известных брендов, таких как Land Rover, BMW, Mersedes и других.

Среди недостатков также можно отметить вес изделия, который, как ни крути, всё же больше, чем у классического колеса. Из-за область применения подобных велосипедов тоже довольно небольшая - только ровные прямые дороги.

Эллиптические ленты

Ещё одно современное дизайнерское решение - Loopwheel («петельное колесо»).

Ленты углепластика закручены в виде петли таким образом, чтобы равномерно закрепить обод к оси вращения. Края лент крепятся к треугольнику, внутри которого расположена втулка, а середины непосредственно к ободу. Этим обеспечивается надёжное крепление обода и равномерное распределение усилий.

Преимущественными особенностями колёс на эллиптических лентах являются:

прочность конструкции;
отличная амортизация;
своеобразность исполнения.

Сами ленты сделаны из углеродного пластика - это прочный, гибкий и лёгкий материал, благодаря которому такое колесо порадует своего владельца долговечностью, обеспечит хорошую амортизацию и лучшее передвижение по неровной дороге. Но в связи с малой жёсткостью минусом такой конструкции будет плохая динамика, а это небольшое сопротивление воздуху, медленный разгон велосипеда и тяжёлый подъём в гору. Тут уже каждый велосипедист выбирает для себя сам, какие характеристики преимущественно важны в зависимости от условий эксплуатации.

Nulla - колесо будущего

Это, наверное, самый безумный футуристический концепт велосипеда без спиц в колёсах.

Внутри такого колеса абсолютная пустота, чем и обусловлено, собственно, само его название. Несмотря на отсутствие привычной втулки по центру, колесо вращается при помощи зубцов, расположенных во внутренней части обода. Так, задний обод представлен в виде внутренней шестерёнки и зацепляется с внешней - втулкой. Благодаря узлу, который близко расположен к педалям, обеспечивается высокая продуктивность крутящего момента. Усилие передаётся посредством приводного ремня, а повороты руля и собственно движение осуществляются при помощи роликов, к которым закреплено переднее колесо. Треугольная рама также придаёт модели необычный вид.

На данный момент подобные велосипеды ещё находятся в стадии разработки, потому как модификация продумана не до конца и ещё стоит продумать, как , тормозов и переключателей. На таких велосипедах можно будет ездить только по ровным дорогам из-за плохой амортизации конструкции.

Несмотря на то, что велосипед уже изобретён и классическое колесо исправно выполняет свои функции, инженеры-дизайнеры пытаются уйти от классики и продолжают вносить креатив, теперь предлагая потребителю велосипед без спиц.

Велосипедные колеса – что может быть проще? Ходовые узлы байка – ободья, закрепленные к центральной втулке через спицы. Их равномерное натяжение обеспечивает прочность и целостность. Сами детали настолько легкие, что почти не влияют на общий вес конструкции.

Спицевое колесо – годами проверенное решение. Его ставят на любую современную модель синглспида, шоссейника, МТБ, гибрида и т.д. Свыше 90% великов оснащены спицами. Несмотря на выгодный консервативный подход к сборке колес, инженеры стремятся изменить их конструкцию и прийти к тому, чтобы заменить спицы на что-то другое или вовсе собрать велосипед без спиц.

Велосипед на литых дисках

– простой способ уйти от стандарта. Спицы заменены лопастями, которые соединяют втулку с ходовой частью. Никакой регулировки натяжения у литья нет, колеса неразборные.

Велосипеды на литых дисках носят названия известных автомобильных брендов (правда на самом деле большинство из них не более чем низкокачественные китайские подделки не имеющие к этим брендам никакого отношения):

Ferrari,
Land Rover.

Принципиальные отличия от спиц:

оригинальный дизайн;
повышенная жесткость;
высокие аэродинамические показатели.

Литые диски придают байку своеобразный автомобильный лоск, выглядят круто, привлекают внимание. Эффектность им добавляет световой тюнинг.

А еще круче смотрится окрашенное литье (велосипед BMW)

Из-за высокой жесткости по сравнению со спицевой конструкцией, эти колеса не пружинят и легче разгоняются на ровных дорогах, но абсолютно не подходят для экстремальной езды. Обслуживать такие колеса намного проще, а вот ремонт поврежденного диска невозможен.

Изогнутая форма лопастей улучшает аэродинамику, что должно положительно сказываться на скорости велосипеда. Однако это преимущество перекрывается увеличением общей массы. Привес литья к велосипеду 1 – 1.5 кг, в то время как спицы не прибавят и полкило.

Стоимость дисков довольно высока, особенно с учетом их непригодности к ремонту. Ставить отдельно на велосипед накладно, а катать нужно с особой аккуратностью, что в общем невыгодно.

Колеса на эллиптических лентах

Эллиптические ленты – свернутые ленты углепластика для закрепления обода к оси вращения. Центральная часть представляет собой треугольник, внутрь которого помещена втулка. Середины лент закреплены к ободу, края – к внешним плоскостям треугольника. На колесо приходится по три эллипса. Таким образом обеспечивается равномерное крепление и распределение усилий.

Идея создания велосипеда на «эллипсных» колесах принадлежит британскому конструктору Сэму Пирсу. Сама конструкция получила название Loopwheel, что буквально означает «петельное колесо». Иллюстрация показывает, что края лент закреплены к треугольнику параллельно, а не внахлест, что придает эллипсам форму петель.

Loop Wheel с планетарной системой передач и тормозами V-brake

К достоинствам колес на эллиптических лентах можно отнести:

высокую амортизацию;
надежность конструкции;
оригинальный стиль.

В движении эллипсы испытывают растяжение и сжатие, за счет чего колеса приобретают амортизационные свойства. Углеродный пластик – прочный и легкий материал – может испытывать многократные деформации с сохранением первоначальной формы. Благодаря этому, колесу можно приписать надежность, устойчивость и долговечность.

Все преимущества перечеркивает один существенный недостаток – плохая динамика. Недостаточная жесткость будет препятствовать разгону велосипеда и преодолению сопротивления воздуха. Подняться в горку также проблематично.

Впрочем, сам конструктор заявляет, что такие колеса и предназначены для спокойной езды по дорогам с незначительными неровностями на небольшие расстояния.

Nulla – конструктивная особенность и дизайн

В переводе с итальянского, Nulla – ничто, пустота. Это не просто колеса без спиц, у них отсутствуют даже центры вращения.

Ободное кольцо – все, что осталось от привычного велосипедного колеса. Надо сказать, это упрощение значительно сказалось и на геометрии рамы – теперь это просто треугольник. Минималистичный дизайн полностью оправдывает название байка. Сейчас эти велосипеды на стадии разработки, так как отсутствие спиц и стандартного привода колеса приводят к некоторым сложностям:

установка системы передач;
переключателей;
тормозов;
амортизации.

Для решения проблем со скоростями можно внедрить планетарную втулку или поставить электромотор.

Велосипед Nulla напоминает схематичное изображение байка

Особенность конструкции. Задний обод выполнен в виде внутренней шестерни, в зацеплении с которой находится внешняя шестерня – втулка. Узел расположен в непосредственной близости от педалей, что гарантирует высокую эффективность крутящего момента на выходе. Усилия передаются через приводной ремень.

Альтернативный вариант – цепная передача. Принцип работы:
1. Передача крутящего момента от ведущей звезды к промежуточной оси. По ее концам расположены маленькая и большая звездочки.Подведем итог. Сегодня велосипед без спиц относится к разряду редких и уникальных моделей. Основная задача производителей – учесть все конструктивные нюансы, доработать технические детали и тщательно изучить возможность спроса у покупателей. Поскольку эти модели кардинально меняют стандартный подход к сборке, они могут смело претендовать на отдельный класс велосипедов.

Спицой для велосипеда называют конструктивную деталь колеса, которая технически является стержнем, соединяющим ступицу и обод. За счет спиц без снижения прочности облегчают конструкцию колеса.

Эти детали для байка сегодня изготавливают из стали (нержавеющей и хромированной углеродистой), титана, углепластика и сплава алюминия. Наибольшей популярностью у велолюбителей пользуются спицы, выполненные из нержавейки: они недорогие и прочные. Дополнительно детали, сделанные из стали, подлежат никелированию или хромированию. Присоединяется спица ко втулке и ободу колеса при задействовании ниппеля, в который ее и вкручивают.

Велосипед без спиц и центральной оси в колесах

Велосипед без спиц

Возможен ли велосипед без спиц в колесах? Да, последние разработки предлагают модели роверов, конструкция которых не предполагает использование привычного глазу колеса, снабженного шиной, осью, ободом и спицами. Удивительны они не только тем, что фактически оспаривают утверждение о вставлении палок в колеса и о том, что нельзя изобрести колесо. Оказывается, «открытием» такого элемента без использования центральной оси мы обязаны итальянцу по имени Франко Сбарро, а сегодня можно увидеть прототипы и работающие модели практически любого вида транспорта с использованием таких колес, включая роверы.

Для байков конструкция колеса без спиц представляет собой очень большой подшипник, при этом внутренняя часть его при движении остается неподвижной. В теории, такая модель колеса должна выигрывать по сравнению с обычной за счет легкости, снижения центра тяжести и повышенной устойчивости. А чего стоит удивительный внешний вид такой детали! Однако в производстве такие колеса очень дороги и технологически сложны. Кроме того, нужно решать проблемы с защитой от грязи, креплением деталей и возможностью оснастить тормозами. Также пока есть сложности при прохождении изгибов.

Тем не менее, идея велосипеда без спиц пришлась по душе Сильвену Жерберу, французу, который в 2013 году представил вниманию , оснащенного именно такими колесами. Концепт, названный Synapse, отличается передачей крутящего момента с помощью электромотора на обода, а также необычным соединением рамы и колес. Конечно, возникают вопросы относительно того, надежно ли крепятся колеса и можно ли на подобном ровере преодолевать дорожные препятствия, однако начало колесам без спиц уже положено.

Какие бывают спицы?

Спицы можно поделить на несколько групп, в зависимости от следующих параметров:

по калибру (толщине): 1,5 мм, 1,6 мм, 1,8 мм, а также 2,0 мм и 2,34 мм
по виду головки: прямые (традиционно для фирменного вилсета) и загнутые (для сборного колеса)
по конструкции: цилиндрические с баттингом и постоянной толщины, а также аэроспицы (плоские). Под баттингом понимают уменьшение спицы в средней ее части, где на нее приходятся минимальные нагрузки, в отличие от концов запчасти, что позволяет снизить вес спиц.

Покажется удивительным, но спицы называют одними из самых часто ремонтируемых запчастей ровера. Действительно, эти тоненькие детали во многом определяют динамику велосипеда, качество и безопасность катания.

Ключ для спиц

Чтобы натянуть спицы, понадобится инструмент под названием спицевой ключ . С помощью закручивания ниппеля устанавливают и натягивают эти запчасти. При этом основным моментом считается равномерность натягивания спиц, что гарантирует правильность распределения нагрузки.

Спицовка колеса может быть разной, однако ключевыми считают крестовую и радиальную. Наиболее распространенной и удобной называют трехкрестовую: это значит тройное пересечение каждой из деталей.

Регулировку спиц на велосипеде можно разделить на несколько шагов, включающих подготовку, монтаж запчастей или набивку колеса, а также натяжение спиц. Все этапы можно сделать и в домашних условиях при наличии терпения, умений и свободного времени, а можно доверить ровер мастеру.

На первом шаге определяется длина велосипедных запчастей. Переднее колесо, которое считается более технически простым, описывается как имеющее одинаковую длину запчастей с обеих сторон. Что касается заднего, то его отличает разная длина из-за разности наклона велосипедных спиц. Это объясняется требованиями к центровке колеса и присутствием скоростей. Чтобы рассчитать длину искомых запчастей, часто применяют онлайн-калькуляторы, куда достаточно ввести данные по размерам других деталей и получить результат.

Второй, монтажный, шаг требует наличия обода, спиц, втулки, масла, спицевого ключа и отвертки. Последовательность правильных действий такова:

Тщательно смажьте точки соединений с ниппелями на деталях колеса и резьбовой части запчастей, что гарантирует качественное натяжение спиц.
При наличии углубленных входов на фланце исключительно с одного бока нужно устанавливать спицы с бока, противоположного углублениям.
Во фланец устанавливаются девять запчастей с одним незанятым входом между каждой.
На заднее колесо запчасти ставятся справа от втулки.
На ободе среди входов, размещенных по правую руку, нужно найти расположенный по правую сторону от вентильного входа и расположить в нем первую спицу, после чего ниппель закрутить, сделав два оборота.
Начиная с первой спицы, отсчитываются по направлению часовой стрелки четыре входа, устанавливается вторая спица и так же заворачивается ниппель. Втулка нарезной частью повернута к вам.
Обязательно контролируется ход монтажа: если все проходит верно, то спицы соединяют обод справа с фланцем втулки, тоже правым, при этом между запчастями сохраняется три незанятых отверстия.
Последующие семь запчастей закрепляются по такому же принципу, путем установки в каждое четвертое ободное отверстие.
Теперь нужно развернуть колесо противоположным боком и устанавливать поочередно 9 спиц, монтируя их в фланец, расположенный по левую руку. При этом начинать нужно с ключевой спицы, которая находится левее вентильного входа. Поставив ее, оставшиеся восемь спиц установите так же, как и с предыдущей стороны.
Осмотр колеса должен показать, что пары незанятых входов чередуются с парами входов с ниппелями по всей длине обода. Чтобы закрепить ниппеля, их проворачивают два раза.
Этап установки натяжных запчастей, чьи головки располагаются с оборотной стороны фланца. Одна из спиц продевается в фланцевое отверстие, а велосипедная втулка закручивается таким образом, чтобы у уже смонтированных запчастей направление получилось близкое к касательному к фланцам.
При монтаже первых натяжных запчастей обращайте внимание на их установку в ободные отверстия, которые ближе к требуемому фланцу. Оставшиеся запчасти с элементом натяжения набираются так же. В случае, если они не достают до входов ниппелей, нужно на оборот ослабить ниппеля уже вставленных спиц.
Когда установка всех спиц завершена, необходимо закрутить ниппеля на одну и ту же глубину.

Наконец, третий шаг подразумевает натяжение спиц , которое обязательно должно быть равномерным, для чего ниппеля закручиваются на одном уровне. Если запчасти короткие, то после подтяжки должно просматриваться одно и то же количество витков резьбы. При длинных запчастях выходящий конец устанавливается на уровне шлиц ниппелей.

После этого каждый ниппель нужно заворачивать по направлению от отверстия вентиля на один оборот и проверять запчасти на натяжение. Если оно слабое, то провернуть ниппель еще раз, при этом не добиваясь чрезмерно тугого натяжения. Если же вы справились с ободом на 75%, а закручивать ниппель стало практически невозможно, то это сигнализирует о лишнем втором обороте. Справиться с этой ситуацией можно, открутив ниппеля на один оборот назад.

Наконец, необходимо поставить искомое колесо на специальный станок или, за неимением его, на сам ровер: именно так можно выявить неровности запчасти. Обратите внимание на то, бросаются ли в глаза неровности. При горизонтальном характере неровности, если обод смещается в правый бок на четыре запчасти: две из них смотрят на левый, а две - на правый фланец, выполняется закручивание левых ниппелей на ¼оборота и аналогичное, на ¼оборота, ослабление ниппелей с правого бока. Если же этот способ не помог избавиться от неровности, то нужно отыскать наиболее неровное место слева и подтянуть его.

Для корректировки вертикальных неровностей необходимо отыскать максимально далекое от втулки место обода. Это требуется для максимального натяжения запчасти в том месте, что улучшит параметры жесткости колеса и дополнительно придвинет к втулке обод.

Дополнительно при натяжении запчастей занимаются также их усаживанием. С этой целью с усилием надавливают на спицы там, где они пересекаются, после чего поворачивают колесо и повторяют процедуру, чтобы таким образом сделать усадку всех запчастей. Обычно при успешно проводимой процедуре спицы издают характерные звуки.

Нередко замену и натяжку спиц на велосипеде лучше доверять профессионалам, чтобы быть уверенным в результате. К сожалению, иногда неправильный ремонт способен лишь усугубить проблемы и даже привести к «восьмеркам» колес, поэтому при малейших сомнениях ровер лучше отдать в веломастерскую.

Если дипломная работа типичного промышленного дизайнера имеет отношение к велосипеду, то можно держать пари, мы увидим концепт на тему колеса без втулки и спиц. Это исключительно модная идея имеет один недостаток.

В зависимости от фантазии дизайнера, реальный механизм крепления колеса и привода либо умалчивается и стыдливо спрятан под корпусом, либо, как в случае концепта Nulla от Бредфорда Вута, теоретически реализуем. По крайней мере, что-то подобное мы и увидели 5 дней назад.

Итак: 9 инженеров-конструкторов из Йеля, среди которых специалисты работающие в коммерческих структурах вроде Сикорского, группа студентов и осенний семестр по специальности инженерное проектирование. Результат? Первый из известных нам рабочий прототип велоколеса без спиц с приводом. Стоимость даже одного обода крайне высока, а поскольку учебной задачей была теоретическая реализация концепта, для его проверки достаточно было сделать только одно колесо.

Как утверждает один из авторов проекта, проект был выбран именно потому, что многочисленные патенты и эскизы в интернете так и остаются в силу понятных конструкторских трудностей на бумаге. Вдобавок, свободное место внутри колеса теоретически можно использовать для размещения электромотора или, например, корзины.

В настоящий момент велосипед имеет только одну передачу, хотя, очевидно, что возможна инсталляция планетарной втулки. Для увеличения передаточного отношения использованы две системы по 53 зуба (на 13 зубьев звездочки). последняя звездочка прикреплена к обычной втулке с трещоткой и модифицированным корпусом. Диаметр колеса 26", так что покрышка использована стандартная.

Корпус втулки колеса имеет шкив, который тянет приклеенный к внутренней поверхности обода ремень. С одной стороны, очень просто, с другой, чудовищно громоздко. Ролики сверху, по всей видимости, являются реальной опорой колеса, когда как цепной механизм выполняет только роль привода.

Возможно, будет полезно почитать: