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O CeramicSpeed ​​lança o drivetrain inovador do DrivEn



As transmissões de bicicleta melhoraram constantemente ao longo dos anos, cobrindo a precisão e a suavidade, a fricção, o ruído, o peso e o que você tem. Mas um elemento comum em todos os designs modernos de alto desempenho - caixas de engrenagens internas incluídas - é a corrente de roletes. Aqueles ficaram melhores também, mas e se você se livrou deles completamente? O conceito DrivEn radical da CeramicSpeed ​​faz exatamente isso, e é o primeiro repensar do sistema de transmissão de bicicleta há algum tempo. Mas se o sistema hiper-eficiente faz passar a fase de conceito é tudo menos certo.


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EM BUSCA DO 1% INDESCRITÍVEL

Em 2017, CeramicSpeed ​​apresentou-se com um desafio que foi internamente apelidado como o "Pursuit of the 1% Drivetrain". Como o nome sugere, o objetivo era criar um drivetrain com menos de 1% de perdas por atrito, ou alternativamente, foi de 99 % de eficiência na transferência de potência do ciclista para a roda traseira.

Recentemente, a CeramicSpeed ​​chegou perto modificando drivetrains convencionais com sua gama de produtos hiper-otimizados, incluindo a cadeia UltraFast Optimized, o kit de desdobramento traseiro de sistema de roda de polia grande e um conjunto completo de rolamentos de cerâmica de baixo atrito. Mas mesmo com esse tratamento UFO de molho secreto, as cadeias ainda têm muitos pedaços que se esfregam uns contra os outros.

O conceito central do drivetrain DrivEn é como os dentes de alumínio usinados interagem com os mancais do cartucho no eixo de transmissão de fibra de carbono. Como os mancais dos cartuchos estão girando livremente, praticamente não há atrito de deslizamento em nenhum ponto do sistema - pelo menos em teoria.

Em vez disso, o novo conceito de transmissão DrivEn da CeramicSpeed ​​- desenvolvido em cooperação com uma equipe de pesquisa de estudantes da Universidade do Colorado em Boulder, Colorado - usa um novo design de eixo que a empresa diz que elimina quase totalmente o atrito de deslizamento.

Tomando o lugar da roda dentada convencional e da roda dentada traseira estão dois “anéis de engrenagem” com dentes que são orientados a aproximadamente 60 ° da norma, e sentado entre um eixo de transmissão de fibra de carbono que gira em dois mancais de baixo atrito. Mas, ao contrário dos acionadores de eixo típicos que usam engrenagens cônicas de alta fricção, as extremidades do eixo do DrivEn são equipadas com dois arranjos de pinhão circulares cobertos por uma série de rolamentos de cartucho menores. São esses rolamentos de cartuchos que se combinam com os dentes do anel de engrenagens e, ajustando cuidadosamente o ângulo e a forma da interface, a CeramicSpeed ​​diz que pode limitar o atrito do sistema quase inteiramente ao tipo de rolamento.

Na extremidade traseira há uma interface similar de engrenagem e rolamento.

Então, o quanto isso importa, afinal?

“O DrivEn gera 49% menos atrito do que um sistema acionário [Shimano Dura-Ace] em todas as engrenagens”, disse Jason Smith, diretor de tecnologia da CeramicSpeed, que fundou a unidade de teste de fricção independente, Friction Facts. “Quando o sistema Dura-Ace foi otimizado com uma cadeia de corridas UFO e CeramicSpeed ​​OSPW, o DrivEn criou 32% menos atrito. Do ponto de vista da eficiência, o DrivEn atinge o número mágico de eficiência de 99% em 380W de saída do piloto. ”

AINDA ASSIM MUITAS PERGUNTAS

O DrivEn está muito na fase de conceito, e existem inúmeros obstáculos no caminho da implementação generalizada do sistema.

Por um lado, o DrivEn ainda é atualmente apenas um protótipo de velocidade única; um sistema multi-velocidade com aproximadamente 500% da gama total (mais do que o que você adquire em um drivetrain compacto convencional duplo) foi imaginado e fisicamente conceptualizado para fotografias promocionais, mas não trabalha de fato. Mas a ideia de como isso pode funcionar parece promissora.

O eixo de transmissão gira em rolamentos de cartucho de cerâmica híbrida montados em ambas as extremidades.

Em vez do formato de cone truncado das cassetes convencionais de várias velocidades, o DrivEn seria um disco plano. Os anéis de engrenagens de diferentes contagens de dente seriam aninhados um no outro no mesmo plano, e movendo o pinhão do eixo de tração traseiro axialmente ao longo do eixo, diferentes anéis de engrenagem poderiam ser engatados para alterar a relação de engrenagem. Além disso, alterar as contagens de rolamentos no pinhão dianteiro e traseiro seria essencialmente o mesmo que trocar as correntes.

Descobrir como exatamente esse pinhão traseiro se moveria fica fora da área de especialização da CeramicSpeed, e Smith diz que a empresa provavelmente teria que fazer parceria com outra empresa para fazer o trabalho pesado. Em teoria, um pequeno motor elétrico e um receptor sem fio viveriam dentro do eixo de transmissão de fibra de carbono oco, respondendo aos sinais enviados pelas alavancas de câmbio.



Mas, mesmo assim, haveria grandes desafios. Por exemplo, como você moveria essas formas umas contra as outras, especialmente quando elas estão se movendo e sob carga?

"Conversamos muito sobre esse sistema automatizado e sobre o cérebro", disse Alex Rosenberry, o estudante de engenharia que gerenciou o projeto do lado da Universidade do Colorado (e que agora trabalha para a CeramicSpeed ​​como empreiteira). “O sistema teria que ser bem inteligente para saber com que rapidez o sistema está se movendo. Teria que ser muito inteligente para saber o quão rápido está se movendo, qual faixa de dente selecionar para fazer a mudança acontecer. Você teria que recuar para mudar sob alta carga? Ainda não temos certeza, mas definitivamente há potencial para que isso funcione. ”

A CeramicSpeed ​​já determinou que dobrar os dentes e os mancais pode minimizar ainda mais o atrito de deslizamento entre os dois.

Existem outras questões relacionadas à funcionalidade de várias velocidades, como a capacidade de selecionar relações de transmissão específicas. Embora o formato de cassete plano ofereça um incrível potencial de alcance, as etapas intermediárias ainda são limitadas pelo que os anéis de engrenagem caberão entre si. E não importa o grande obstáculo de convencer um dos jogadores de drivetrain a trabalhar com a CeramicSpeed ​​nisso, ou encontrar alguém com força de engenharia suficiente para conseguir isso.

Em um nível mais básico, o DrivEn obviamente não funciona com quadros convencionais, e qualquer coisa construída especificamente para se adequar teria uma longa lista de problemas desconhecidos a serem resolvidos para que tudo funcionasse bem. O protótipo do CeramicSpeed ​​foi baseado em um Cervelo P5 modificado que foi feito à mão, e qualquer empresa disposta a ter uma chance de fazer um frame compatível com o DrivEn estaria rolando os dados sem nenhum resultado certo - não importa a pessoa que compra a coisa.

E embora o desempenho de atrito alegado do DrivEn pareça atraente, e quanto a outras métricas de desempenho, como peso, aerodinâmica e durabilidade? Quanta carga o DrivEn conseguiria suportar? O que aconteceria se o sistema se sujasse? E quanto à compatibilidade com os componentes correspondentes?

A CeramicSpeed ​​criou essa amostra única para demonstrar como o sistema DrivEn pode aparecer em uma forma mais pronta para produção. Foto: Allen Krughoff.


Essa é certamente uma longa lista de hipóteses, e aparentemente insuperável. Mas, novamente, vimos ideias radicais se transformarem em realidade antes, então quem vai dizer para onde isso vai acontecer.

"Como é provável que isso venha a acontecer?", Perguntou Rosenberry. "Eu não faço ideia. Isso depende de muitas outras coisas. Nós certamente achamos que é possível, mas se vai acontecer ou não está além do escopo do que estamos trabalhando. ”

O conceito DrivEn da CeramicSpeed ​​é uma verdadeira novidade sobre o que um trem de força de bicicleta pode ser. A empresa alega que o sistema é muito mais eficiente do que qualquer outra coisa lá fora também.

O eixo de transmissão de fibra de carbono pode ser muito simples de construir, pois ele só precisa lidar com cargas de torção puras.

A prova de conceito é apenas uma transmissão de velocidade única no momento, mas a CeramicSpeed ​​tem a hipótese de como um sistema de várias velocidades pode funcionar. Esta maquete impressa em 3D de uma “cassete” traseira mostra onde a parte de trás da traseira do eixo propulsor poderia mudar entre as diferentes proporções.

Esses mock-ups mostram uma versão anterior do conceito CeramicSpeed ​​DrivEn (à esquerda), além de duas revisões posteriores.
Eventualmente, a CeramicSpeed ​​diz que um pequeno motor poderia ser embutido dentro do eixo de transmissão de fibra de carbono que moveria o pinhão traseiro pelas diferentes rodas dentadas do cassete. Este é apenas um mock-up, no entanto, e resta ver quão longe o projeto realmente irá. Foto: Allen Krughoff.
Fonte: cyclingtips.com

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