Shimano собирается выпустить коробку передач для велосипеда?

Снова Shimano. Снова патент. Нет, с тормозами пока всё, ABS от Shimano будет, это только вопрос времени. 

Японцы подали очередной патент, который недвусмысленно намекает на возможность перехода велосипедов на коробки передач вместо привычных переключателей.
Принимая во внимание долю рынка Shimano в мировом масштабе, а это около 60%, то есть основания думать, что и многие другие производители подтянутся за новым трендом, который, несомненно, будет задан.
Громкость новости обусловлена величиной и влиянием японцев на мировой рынок, ведь у них в руках сконцентрирован огромный научный и финансовый потенциал, которого нет у маленьких производителей.

Наверное, создатели уже переключающегося CeramicSpeed хватаются за сердце, когда видят документ своими глазами. 

Трансмиссиям мы посвятили целую серию статей и будем рады оказаться полезными в предоставлении информации по ним:

MTB трансмиссия — всё, что нужно знать.

Все групсеты Shimano для МТБ

Все групсеты Shimano для шоссейников

Все групсеты SRAM для МТБ

Все групсеты SRAM для шоссе

Все групсеты Campagnolo

Краткий экскурс в велосипедные КПП

Коробка переключения передач в велосипедном мире — не новость. Она из себя представляет герметичную конструкцию, которая крепится к раме и содержит в себе абсолютно все элементы трансмиссии. 

Ну, и раз уже это не новость, то, очевидно, что есть и лидеры в этом непростом деле.
Pinion предлагает КПП на 6, 9, 12 и 18 скоростей, чей диапазон передаточных чисел даже шире, чем на трансмиссии любого современного велосипеда. Основа конструкции — зубчатые колеса, такие же как в автомобиле и на некоторых мотоциклах.

Еще одним производителем, известным в определенных кругах, является Effigear. Суть та же, но с некоторыми различиями. 

Коробки передач дают преимущества в снижении неподрессоренных масс в задней части горных велосипедов, что положительно сказывается на работе подвески.
Износостойкость таких механизмов в разы больше, чем у цепей и звезд, так как нет постоянно прилетающего абразива.
Здесь же и следующее преимущество — обслуживать такие системы надо значительно реже, так как нет всё того же абразива и грязи.
Меньший риск повреждения, так как на раме ничего не болтается и ничего не выходит за ее габариты.
КПП позволяют переключаться без вращения педалей, что весьма полезно в некоторых ситуациях.

Конечно, системы не идеальны и обладают рядом недостатков.
Вес. В большинстве случаев коробки передач весят от 100 до 700 граммов больше, чем привычное нам решение.
Шестерни внутри коробки теряют по пути к колесу намного больше энергии, чем привычные звезды и цепь.

Пока никого не бомбануло — псевдо-КПП на базе втулки Alfine, которая устанавливался на Zerode G1 — не считается полноценной.

Про патент 

Если в двух словах, то основной упор в тексте документа делается на применение смазок и специальных покрытий с низкими коэффициентами трения.

А если смотреть на вопрос несколько шире, то появляется много информации, которую не так-то и легко интерпретировать.
Дело в том, что при составлении текста патентов производители пишут максимально расплывчатыми формулировками, чтобы охватить как можно больше потенциальных физических результатов и вариантов дизайна. Они вынуждены так поступать, чтобы конкуренты не “украли” идею добавив в неё незначительные изменения. 

К чему это всё? А к тому, что весь текст настолько размыт и запутан, что нам остается только догадываться о возможном внешнем виде и технических особенностях. И тем не менее, мы попробуем. 

Как КПП может работать?

Коробка крепится к каретке, а вся она чем-то смахивает на мотор для электробайков от Shimano. Документ предусматривает, что механизм будет съемным для удобства обслуживания или замены.


Далее вспоминаем, что сторонние производители используют шестерни. А потери в шестерёнчатых механизмах больше, чем в цепных.
Shimano в своей коробке размещают две кассеты со звездами, связанных между собой цепью. Да. Кроме того, в конструкции есть еще одна цепь, которая связывает шатуны с одной из кассет. Переключение осуществляется механизмом похожим на задний переключатель, но суть его вовсе иная.
Перемещается одна из кассет вдоль оси, вторая кассета остается всегда неподвижной. Таким образом chainline всегда идеально прямой, никаких потерь на перекосах.
Цепь будет уметь компенсировать разный размер звезд с помощью специального натяжителя.
То есть. Основное отличие от конкурентов в том, что применяться будет цепной привод. Его преимущества в меньших потерях и меньшем весе. Можно предполагать, что проигрыш в весе классическим трансмиссиям будет не так уже и велик, а КПП конкурентов с шестеренками и вовсе не смогут дотянуться до результатов японцев.

Предполагается наличие 13 передач с диапазоном 470%. Немного меньше 510% на собственной 12-скоростной трансмиссии, существующей в классическом виде уже сегодня. У SRAM этот показатель равняется 500%.

Из текста свидетельства следует, что схема переключения передач будет сохранена в памяти, а все перемещения в коробке будут управляться специальным контроллером, механизм переключения будет приводиться в действие электрически.
Думаю, что уже понятно — всё будет электронным. Хотя текст не исключает привода посредствам обычного троса.

В интеллектуальной собственности нашлось место упоминанию о бесступенчатом способе изменения передаточных чисел. Вариатор.
Компания застолбила за собой право разработки вариатора для велосипедов. Его можно встретить на мото- и авто-технике. Мы не будем распыляться на способ изменения передач в этой конструкции.
Сказать стоит лишь одно — с такой трансмиссией станет возможным поддерживать каденс на одном уровне, а передачи будут плавно изменяться. Момент переключения в этом случае абсолютно незаметен, он будет ощущаться только по усилию на ногах.

Увы и ах! Даже здесь Shimano не первые. На рынке уже есть NuVinci CVT, которая сумела реализовать эту концепцию в своем понимании. Как с этим будут справляться японцы пока непонятно, в документе на эту тему они не распространились, но и не исключили.

Что еще? 

В спецификации указывается, что КПП применима к любым видам велосипедов. Очевидно, что для горных и шоссейных велосипедов конструктив отличаться особо не будет, отличия могут касаться веса и компактности.
Кстати, о весе. По весу информации в свидетельстве нет. Нет и намеков на возможное сравнение или предполагаемую выгоду в этом контексте. Так что, просто ждём.

Смазки и покрытия. Тут наши полномочия всё. Покрытия вообще бывают самыми разными и весьма устойчивыми к трению, не думаю, что они изобретут что-то новое.
А вот со смазками все иначе. В бумаге есть слова о “жирной кислоте, содержащей карбоксильную группу” и “линолевой кислоте”.
Как всё это вяжется со смазывающими свойствами — вопрос для нас открытый. Кстати, патент предусматривает применение этих смазок в рубашках тросов при условии, что они тоже будут герметизированы.
Видимо много внимания компания отдает именно смазкам, так как предусматривает ее применение и в обычных втулках колес, как очень эффективное средство по уменьшению коэффициентов трения.

Цепь.

Спецификация описывает обычную цепь, но с упором на небольшие отверстия или текстурированные поверхности, которые могли бы удерживать смазку.
Применить такой опыт к обычной цепи просто невозможно, так как накопление грязи на “шершавой” цепи будет катастрофическим. А вот в герметичной системе, где пыли и грязи нет, новшество должно себя проявить с лучшей стороны.

Какие перспективы?

Количество поклонников КПП растет уже не первый год. Преимуществ у новой конструкции довольно много, если закрыть глаза на вес.
Хотя есть и сторонники привычной схемы переключения передач, которая за миллионы лет эволюции доведена до идеала.

Будет ли переход на предполагаемую КПП вообще осуществляться — пока неизвестно. Понятно только, что без таких гигантов как Shimano или Sram дело это будет довольно вялотекущим.
Даже если этот праздник и произойдет, то переход растянется на долгие годы, так как вся индустрия заточена под привычные переключатели. 

Любители теории заговора скажут, наверное, что производители снова хотят нам что-то продать.
Если трансмиссия окажется легче или эффективнее привычных решений, то с ума сойдут шоссеры. Да и аэродинамика, наверняка вырастет с такими КПП.

В любом случае — это всего лишь патент, раскрытие сути которого мы можем и вовсе никогда не увидеть. А может и увидим уже в будущем году. Как знать...как знать...

Борик Владимир
вс, 11/10/2019 - 13:55
Подпишитесь на рассылку