Hydraulinen polkupyörä

Seuraa 
Viestejä2875
Liittynyt20.9.2005

Sarjassamme mielenkiintoisia konsepteja esitellään nyt hydraulinen polkupyörä. Perusajatuksena on, että ketjujen ja rattaiden sijaan voima välitetään jaloista pyöriin hydrauliikkanesteellä. Tällä saavutetaan monia etuja:
[list:2xjx8qt8][*:2xjx8qt8] Vaihteistosta voi saada portaattoman (toiminta perustuu venttiilien säätämiseen)[/*:m:2xjx8qt8][*:2xjx8qt8] Välityssuhde vaihtuu ilman katkoja vaikka polkisi täysillä (kaiki tietävät miten polkrataksen vaihteet "ränksähtävät" jos polkee liian lujaa vaihtaessaan). Vaihdetta voi vaihtaa myös pysähtyneenä.[/*:m:2xjx8qt8][*:2xjx8qt8] Polkimia voi polkea niin eteen- kuin taaksepäinkin, kaikki liike välittää voimaa pyöriin. Vapaasti rullaaminen on silti mahdollista.[/*:m:2xjx8qt8][*:2xjx8qt8] Suljettu mekanismi on helppo pitää puhtaana ja hiljainen[/*:m:2xjx8qt8][*:2xjx8qt8] Huomattavasti vähemmän liikkuvia osia (noin 10, siinä missä perinteisessä on noin 70); osat saavat jatkuvasti voitelua hydrauliikkanesteestä ja kestävät käytännössä ikuisesti.[/*:m:2xjx8qt8][*:2xjx8qt8] Jatkuva 95%:n hyötysuhde. Rattaiston hyötysuhde on ensin korkeampi (97%) mutta putoaa kulumisen ja likaantumisen myötä jopa alle 80%:iin.[/*:m:2xjx8qt8][*:2xjx8qt8] Suljetulla systeemillä huomattavasti vähäisempi huoltotarve[/*:m:2xjx8qt8][*:2xjx8qt8] Voiman välittäminen putkia pitkin on helppoa, joten etu- ja kaksivetoinenkin polkupyörä on mahdollinen.[/*:m:2xjx8qt8][*:2xjx8qt8] Hydrauliikkajärjestelmä toimii samalla myös jarruna, joten erillisiä jarruja ei tarvita[/*:m:2xjx8qt8][*:2xjx8qt8] Sarjatuotannossa pyörien hinta ja paino olisi kilpailukykyinen ketjuvetoisten pyörien kanssa[/*:m:2xjx8qt8]
[*:2xjx8qt8] Makuu- ja tandempyörien toteuttaminen olisi helpompaa koska pitkää ja monimutkaista ketjuviritystä ei tarvita (voimaa on helpompi välittää letkuilla)[/*:m:2xjx8qt8][*:2xjx8qt8] Järjestelmään voitaisiin liittää myös paineilmalla toimiva liike-energian talteenotto, jolloin alamäet ja jarrutusenergia voitaisiin hyödyntää ylämäessä[/*:m:2xjx8qt8][/list:u:2xjx8qt8]Mahdollisia haittoja:
[list:2xjx8qt8][*:2xjx8qt8]Prototyypit ovat toistaiseksi olleet raskaampia kuin ketjuvetoiset polkupyörät. Sarjatuotannossa mallit saadaan luultavasti kevyemmiksi.[/*:m:2xjx8qt8][/list:u:2xjx8qt8]
(Lähde: http://en.wikipedia.org/wiki/Hydraulic_bicycle )

Tässä yksi prototyyppi, kokoontaitettava Cannondale Jacknife (vanha versio):
http://gizmodo.com/gadgets/bikes/cannon ... 212512.php

Aika lupaavaa. Hydraulisia polkupyöriä ei kuitenkaan nähdä vielä lähivuosina, sillä kehitystyötä on paljon jäljellä.

Sivut

Kommentit (90)

Vierailija

Haitat:
-Ei toimi pakkasella. Nesteet jäykistyvät. Rikkoutumisen vaara lämpötilanvaihteluiden takia.
-Vaatii huoltoa mm. polkimien läpiviennin puslat yms. vaihdettava säännöllisin väliajoin ja näiden takia nestettä lisättävä ulostihkuneen tilalle ja ilmattava aika-ajoin jne.
-Mahdoton korjata tien päällä jos hajoaa.
-Letkut hapettuvat ja murtuvat jos tehty muovista, tai väsyvät mekaanisesti mikäli tehty metallista ja runko elää tarpeeksi.

Vierailija
Veikko
Haitat:
-Ei toimi pakkasella. Nesteet jäykistyvät. Rikkoutumisen vaara lämpötilanvaihteluiden takia.
-Vaatii huoltoa mm. polkimien läpiviennin puslat yms. vaihdettava säännöllisin väliajoin ja näiden takia nestettä lisättävä ulostihkuneen tilalle ja ilmattava aika-ajoin jne.
-Mahdoton korjata tien päällä jos hajoaa.
-Letkut hapettuvat ja murtuvat jos tehty muovista, tai väsyvät mekaanisesti mikäli tehty metallista ja runko elää tarpeeksi.

Jos hydrauliikka letkut ja putket eivät kestäisi polkupyörässä, niin voisiko joku selittää miten ihmeessä ne kestävät kaiken maailman traktoreissa ja työkoneissa?

Ainakin minun kokemusteni perusteella metallikudoksiset hydrauliikkaletkut ja teräsputket kestävät käytössä ihan hyvin... Ja otitko huomioon tuota metallin väsymis kommenttia kirjoittaessasi, että jos itse runko on metallia, ja taipuu niin paljon että puhkaisisi hydrauliikkaputken, niin eiköhän se runkokin katkea jossain vaiheessa?

Toki polkupyörässä tekniikka jouduttaisiin toteuttamaan kevyemmin kuin traktoreissa, mutta toisaalta siirretyt voimat ja tehot ovat myös ihan eriluokkaa.

Ja vaikka nesteet jäykistyvät, niin toimimattomaksi ei hydrauliikka kuitenkaan mene, mitä nyt siirtohäviöt nousevat. Toimiihan traktoreidenkin hydrauliikka kovimmillakin pakkasilla, tai ainakin minun tietääkseni lumiauroissa käytetään aika paljon hydrauliikkaa, eikä siinä ole mitään ongelmia. Toki on myönnettävä että iso diisseli jaksaa vääntää vaikka öljyt vähän jäykistyisivätkin, ja käytössä hydrauliikka lämpiää. Tästä en osaa sanoa miten ihminen jaksaisi samaa. Toisaalta nesteenä voidaan käyttää todella ohuita öljylaatuja. Eikä pakkanen välttämättä ole niin paha ongelma, nimittäin moni ei käytä polkupyörää ollenkaan pakkasella, edes näin kylmässä maassa kuin Suomi, joten eiköhän maailmasta löytyisi riittävästi ostajia pyörälle joka toimii muuten hyvin mutta pakkasessa heikommin.

Läpivientien rikkoutumiseen en usko, onhan jotakuinkin kaikissa hydrauliikkapumpuissa akselin läpivienti, mutta siitäkin huolimatta olen ihan omin silmin nähnyt pumpun vuosimallia 1976, josta ei tihkunut tippaakaan öljyä, tosin muualta tihkui öljyä sitten senkin edestä, mutta se on taas eri juttu se.

Ja mitä ilmaamiseen tulee, niin minä olen jopa vaihtanut hydrauliikkanesteitä, mutta kertaakaan en ole ilmannut hydrauliikkajärjestelmää... Siis jos ei puhuta jarruista. Ts. ilmaamisen tarve riippuu järjestelmän toteutuksesta. Veikkaisin että sellainen hydrauliikkajärjestelmä joka siirtää tehoa pitää varustaa jonkinlaisella säiliöllä jo pelkästään nesteen lämpötilamuutosten vuoksi, ja jos pumppu imee öljyä tankin pohjalta, niin eipä siinä kummoistakaan ilmausta tarvita, kunhan vain siellä tankin pohjalla on öljyä.

Ja korjaamisesta sen verran, että mitä voi ketjuvedolle tehdä tien päällä? Itse en ainakaan keksi paljon muuta kuin paikoiltaan tippuneen ketjun nostamisen takaisin rattaille. Jos ketju vaikka katkeaisi, niin siihen tarvitaan osia ja työkaluja. Ja jos osat ja työkalut sallitaan tässä kysymyksessä, niin ihan yhtä hyvin hoituu vaikkapa letkun vaihto, sitähän joutuvat mm. metsäkonemiehet harjoittelemaan tämän tästä ihan kenttäolosuhteissa. Tietysti jos vaikka pumppu hajoaa, niin se on pahempi juttu se, mutta toisaalta miten sujuu vaikkapa hammasrattaiden vaihto tien päällä?

Denzil Dexter
Seuraa 
Viestejä6665
Liittynyt7.8.2007

Tuo paineakulla toimiva jarrutusenergian talteenotto mahdollistaisi myös sen, että pyörää voi polkea esim liikennevaloihin pysähtyneenä ja ottaa sitten hiukan rivakamman lähdön kun valot vaihtuu.. Tai vaihtoehtoisesti voi polkea tasaisesti niin ylä- kuin alamäetkin.

Vaikka laite "ei toimi pakkasella" on valoa silti tunnelin päässä näkyvissä: Esimerkiksi auton ohjaustehostin, jarrut, kytkin ja iskunvaimentimet, metsätyökoneista ja kaivinkoneista puhumattakaan, toimivat jopa alle nollan asteen lämpötiloissa, joten siltä osin alustavat koetulokset ovat lupaavia. Paikallisessa huoltoasemalla jopa myydään yleisölle ulkokäyttöön tarkoitettuja hydraulinesteitä, jos oikein kova hätä tulee. Jos sekään ei riitä, on esimerkiksi ttkk:lla tutkittu menestyksellisesti glykoli-vesiseoksen käyttämistä hydraulinesteenä. Yksinkertaisinta olisi tietysti olla ajamatta yli 40 asteen pakkasilla; siis Etelä-Suomessa olisi pitänyt pitää tauko fillaroinnissa vuonna 1940, jolloin se kyllä muista syistä pidettiinkin.

Myöskään puslien vaihdon, öljyn lisäämisen ja ilmaamisen työmäärä ei ole aivan kohtuuton: Esimerkiksi auton ohjaustehostimen pumpun akselin puslia tarvitse vaihtaa eikä laitetta ilmata tai öljyä lisätä 100000 km ajon aikana, vaikka pumpun akseli pyörii, jos mahdollista, vielä enemmän kuin polkupyörän keskiöakseli (suuruusluokkaa 50 kierrosta/s).

Jopa letkujen hapettumis-, murtumis- ja väsymisongelmat on saatu kuriin: historia tuntee tapauksia, joissa auton jarru-, kytkin-, tai ohjaustehostinletkua ei ole tarvinnut vaihtaa auton eliniän aikana. Jopa metsätyökoneiden hydrauliletkut (paineluokka yli 150 bar) jotka joutuvat, jos mahdollista, alttiiksi vielä kovemmalle rasitukselle kuin kiinteä, polkupyörään asennettu letkunpätkä, ovat kestäneet vuosia.

Ainoa "todellinen" ongelma on se, ettei laitetta voi korjata tien päällä ilman varaosia ja työkaluja, niinkuin ei mitään muutakaan laitetta.

Vierailija
Unterseeboot
Veikko
Haitat:
-Ei toimi pakkasella. Nesteet jäykistyvät. Rikkoutumisen vaara lämpötilanvaihteluiden takia.
-Vaatii huoltoa mm. polkimien läpiviennin puslat yms. vaihdettava säännöllisin väliajoin ja näiden takia nestettä lisättävä ulostihkuneen tilalle ja ilmattava aika-ajoin jne.
-Mahdoton korjata tien päällä jos hajoaa.
-Letkut hapettuvat ja murtuvat jos tehty muovista, tai väsyvät mekaanisesti mikäli tehty metallista ja runko elää tarpeeksi.



Jos hydrauliikka letkut ja putket eivät kestäisi polkupyörässä, niin voisiko joku selittää miten ihmeessä ne kestävät kaiken maailman traktoreissa ja työkoneissa?

Ainakin minun kokemusteni perusteella metallikudoksiset hydrauliikkaletkut ja teräsputket kestävät käytössä ihan hyvin... Ja otitko huomioon tuota metallin väsymis kommenttia kirjoittaessasi, että jos itse runko on metallia, ja taipuu niin paljon että puhkaisisi hydrauliikkaputken, niin eiköhän se runkokin katkea jossain vaiheessa?

Yleensähän niissä mummopyörissä on enemmän tai vähemmän runko poikki tai mutkalla.

Ajattelin tuossa letkuasiassa lähinnä kustannuksia ja painoa. Polkupyörään ei ole mitään järkeä laittaa kalliita ja jämeriä oikeita hydrauliikkaletkuja, joten jos letkut ovat luokkaa auton jarruputket, ja runko pääsee elämään niin ajan myötä sieltä alkaa tihkua jostain liitoksesta.

Vierailija

En epäile yhtään, etteikö pyörää saisi toimimaan. Pakkaset, letkut ja puslat eivät ole ongelma.

En katsonut kuvaa kun olen luulotautinen, mutta epäilen homman perustuvan jonkinlaiseen hydraulimoottoriin ja voin olla väärässä, mutta eikös niiden hyötysuhde ole huono. Jos homma olisi niin "makea" kuin toivotaan, taitaisi nykyisten autojen voimansiirto olla järkiään hydraulinen.

Toinen, mihin homma kompastuu, ellei voimanpuutteeseen, on luultavasti kalleus. Toimiakseen kunnolla hydrauliikan osien on oltava melko päteviä eli hintavia.

PeterH
Seuraa 
Viestejä2875
Liittynyt20.9.2005
Veikko
Ajattelin tuossa letkuasiassa lähinnä kustannuksia ja painoa.

Lentokonekaan ei oikein toiminut höyrykoneiden aikaan (liian painavia), mutta bensiinimoottori teki ne mahdollisiksi.

On siis hyvinkin mahdollista että kun kehitetään uusia, keyempiä, kestävämpiä ja edullisempia materiaaleja, myös hydraulinen polkupyörä tulee järkeväksi toteuttaa.

Vierailija

Suoran mekaanisen voimansiirron hyötysuhde on paras.

Sen toimintavarmuus on erinomainen

Se sopii polkupyörän ja ajajan ergonomiaan kohtuullisen hyvin

Se likaa ja likaantuu vaatiessaan voitelua

Ketjun korvaaminen hihnalla ei ole innostanut käyttäjiä

---------------
Hydr./pneumat. on lyömätön "vain" jousituksen toteuttamisessa. Polkijan energiaa voisi käyttää automaattisesti ajo-alustaan mukautuvan jousituksen säätöön. Se olisi teknisesti vaativa ja huoltoa vaativa ja hintaa nostava.
------------------
Uutuudet tulevat kilpailukäytön kautta. Mikään mitä ei kehtaa tai halua viedä viivalle, ei tule menestymään kaupallisesti jo siksi ettei se saa myönteistä mielikuvaa mediassa.

Denzil Dexter
Seuraa 
Viestejä6665
Liittynyt7.8.2007

Hydraulisen systeemin suurin etu mielestäni on mahdollisuus varastoida pieni määrä energiaa helposti (paineakku). Tämä mahdollistaa sen, että voi polkea tasaisemmin, eli paremmalla hyötysuhteella ja käyttää varaenergia tarvittaessa esim ylämäessä tai ohituksessa. Kilpailussa energian varastointi/apumoottorit ovat kiellettyjä, joten sen vuoksi systeemillä ei ole edes teoreettisia mahdollisuuksia pärjätä kilpapyöräilyssä. Myöskään 90% tehonsiirron hyötysuhteella ei pärjää kilpailussa vaikka se normaalikäytössä olisi hyvä saavutus, koska kilpailussa ketjut ovat muutenkin viimeisen päälle puhtaita, voideltuja ja säädöissä.

tietää
Suoran mekaanisen voimansiirron hyötysuhde on paras.

Sen toimintavarmuus on erinomainen

Se sopii polkupyörän ja ajajan ergonomiaan kohtuullisen hyvin

Se likaa ja likaantuu vaatiessaan voitelua

Ketjun korvaaminen hihnalla ei ole innostanut käyttäjiä

---------------
Hydr./pneumat. on lyömätön "vain" jousituksen toteuttamisessa. Polkijan energiaa voisi käyttää automaattisesti ajo-alustaan mukautuvan jousituksen säätöön. Se olisi teknisesti vaativa ja huoltoa vaativa ja hintaa nostava.
------------------
Uutuudet tulevat kilpailukäytön kautta. Mikään mitä ei kehtaa tai halua viedä viivalle, ei tule menestymään kaupallisesti jo siksi ettei se saa myönteistä mielikuvaa mediassa.

Vierailija

Pneumatiikan hyötysuhde termodynaamisista mekanismeista johtuen on heikko, siten paineakkukin hukkaa energiaa.

Ihmiskeho moottorina vaatii palautumisjaksoja ja hyödyntää siten niitä paineakun tavoin, mutta ilman lisäkuormaa ja kustannuksia.

Pyörässä kineettinen energia tasaa kuormitushuippuja. Nopeusvaihtelu nousukulman ja tuulen suhteen samoin.

Klossipolkimet ja kengät ja pyörittystekniikan opettelu tehostaisi pyöräilyä, muita teknisiä apuvälineitä enemmän. Siihen tekniikka on hiottu valmiiksi.

En näe noissa uutuuksissa, joita ajoittain promootiomielessä julkaistaan, mitään sellaista jota haluaisin hankkia korvaamaan nykyistä käyttämääni maastopyörätekniikkaa, asfalttiajoon sovitettuna. Suuret ajomääräni vaativat luotettavuutta ja jatkuvuutta välineen ylläpidon kannalta. Reissulta on aina päästävä takaisin.

Vierailija
Veikko
Yleensähän niissä mummopyörissä on enemmän tai vähemmän runko poikki tai mutkalla.



Siis noin 20+ vuotiaissa hyvinpalvelleissa pyörissä?

Ajattelin tuossa letkuasiassa lähinnä kustannuksia ja painoa. Polkupyörään ei ole mitään järkeä laittaa kalliita ja jämeriä oikeita hydrauliikkaletkuja, joten jos letkut ovat luokkaa auton jarruputket, ja runko pääsee elämään niin ajan myötä sieltä alkaa tihkua jostain liitoksesta.



Toki, ajan myötä... Mutta kysymys kuuluu että minkä ajan?

Ja vaikka sanoinkin hydrauliikkaletkujen kestävän ihan hyvin traktoreissa ja työkoneissakin, niin en kuitenkaan väittänyt niitä ikuisiksi, vaan olen hyvin tietoinen siitä että letkuja rikkoutuu tämän tästä, ja etenkin vanhemmissa koneissa pienet vuodot ovat tavallisia... Mutta entä sitten?

Kyllähän autoissakin esiintyy vuotoja mm. jarrujärjestelmissä, mutta useimmiten putkistot kuitenkin kestävät ainakin ~15 vuotta. Ja jos nyt sitten pyörässä noiden putkistojen elinikä jostain kumman syystä peräti puolittuisi, niin edes koko putkiston vaihtaminen tuskin olisi kovinkaan kohtuuton remontti, meneehän niitä ketjujakin.

Ja toisaalta "oikeat hydrauliikkaletkut" eivät välttämättä ole niin painavia ja jämeriä kuin saattaisi kuvitella, toki yleensä hydrauliletkut ovat aika järeitä, pitäähän niistä saada tarvittaessa läpi kippisylinterin tilavuuden verran öljyä läpi muutamassa sekunnissa, tai hiekoituslaitteen moottorin virtaamaan verran... Mutta noiden letkujen lisäksi on olemassa hydraulisia ohjauslaitteita, kuten vaikkapa joidenkin tukkinosturien käyttämät hydrauliset esiohjaukset, näissä varsinaista venttiilipöytää ohjataan hydraulisesti erillisillä ohjaimilla, joiden letkut ovat paljon ohuempia ja kevyempiä kuin tavalliset... Mistä on suurta etua jos nosturissa on vaikkapa 10 venttiiliä, ja jokaiseen on liitetty pari letkua, yksi letku kun ei paina paljoakaan, mutta puolimetrinen rivi venttiileitä ja parisenkymmentä letkua painaa jo enemmän kuin tarpeeksi...

Hinnoista en nyt osaa sanoa, mutta ei se nyt voi ihan kohtuuttomia maksaa, se on kuitenkin ihan perusrautaa jota myydään rautakaupoisssa ja varaosaliikkeissa ihan metritavarana. Ja jos nyt pyörään saa jotenkin pari metriä letkua hupenemaan, niin metrihinta saa olla aika korkea ennenkuin siitä tulee kynnyskysymys.

Tai osaanpa sittenkin... Ajattelin nimittäin googlata asiaa hieman, ja kuinka ollakaan eteeni osui hetkessä hydrauliikkaletkuhinnasto, joka väittää että sisähalkaisijaltaan 1/4" letkua saa hintaan 11,47 e. Käyttöpaineeksi luvataan 225 bar, ja räjähdyspaineeksi 900. Ja vähän veikkaan että teollisuusasiakas saisi neuvoteltua itselleen vielä paremman hinnan.

1-teräskudosletku 122T. Ulkokumi: sään ja kulutuksen
kestävää synteettistä kumia. Sisäkumi nitriiliä.
Letkua 122T ei kuorita, jolloin olakkeet pureutuvat
suoraan uloimman kumikerroksen läpi. Asennustyö
nopeutuu ja holkin sekä teräskudoksen väliin jäävä
kumi estää tehokkaasti veden pääsyn liitokseen.
Käyttölämpötila -40° – +100°C.
Vierailija

Siltikin vanha Jaguar toimii, vaikka ikää on lienee 50 vuotta. Samaan ei pysty hydraulinen vehje. Kaiken lisäksi se on vanhemmiten yksi öljyn ympäristöön levittäjä lisäksi muiden joukkoon..

Joskin paineakku, jne edut ovat houkuttelevia. Hinnaltaan tulee kalliimmaksi, koska hydrauliikka maksaa. Myöskin paino lisääntyy oleellisesti.

PeterH
Seuraa 
Viestejä2875
Liittynyt20.9.2005
tietää
Pyörässä kineettinen energia tasaa kuormitushuippuja.

Sain juuri nerokkaan idean. Tehdään polkupyöristä mahdollisimman painavia, niin meno on tasaista!

Vierailija
PeterH
tietää
Pyörässä kineettinen energia tasaa kuormitushuippuja.

Sain juuri nerokkaan idean. Tehdään polkupyöristä mahdollisimman painavia, niin meno on tasaista!

Olisihan se alamäen lasku raskaalla pyörällä vauhdikkaampaa, mutta entä ne ylämäkilähdöt tai erittäin pitkät mäet?
Lähistölläni on yksi jyrkkä ja kauhean pitkä mäki, jonka laelle en koskaan jaksanut polkea. Aina piti taluttaa. Siitä sisuuntuneena päätin että vielä tänä kesänä sen kunnialla loppuun saakka poljen. Kyllä se sitten lopulta onnistui. Olin kuolla maitohappoihini mutta voitinpa sen mäen, buahhahhaa.
Ei sellaiset mäet onnistu raskailla pyörillä, vaikka kuinka olisi vauhtia kerätty.

Sivut

Uusimmat

Suosituimmat