Transmissão de bicicleta com polia dentada, vantagem para reclinadas?

Transmissão por polia não é uma novidade, encontramos em máquinas das mais diversas, mas para uso em bicicletas , apesar de existirem alguns poucos prótótipos com uso de marchas no cubo não existiam outros relatos.
As vantages:
Mais leve
Mais silenciosas
Não precisam de lubrificação.
Mais durável
Livre de manutenção
Pontos negativos,
eficiência de transmissão inferior comparado com o sistema por corrente
Alinhamento crítico para o boa performance da transmissão.
Então o que mudou?
Agora temos um fabricante destas polias feitas em fibra de carbono( mais eficiente e leve) mas próprio para bicicletas.
Incluindo polias longas para Tandem e talvez poderemos usar em reclinas.
As primeiras a se beneficiar seriam as do tipo FWD estilo Cruz bike e Zox e talvez com um pouco de engenhosidade usando transmissão intermediária.
Veja o site do fabricante:
http://www.carbondrivesystems.com/whycds.php?lang=us
Abaixo uma dessas bikes usando este sistema, deixei a imagem grande para que vcs pudessem ver melhor os detalhes.

Já que o câmbio é no cubo , porque não ir direto ao "shaftdrive" ?

Olá Paulo,
Acredito que o problema do shiftdrive( sistema de transmissão com uso de eixo cardã) seja basicamente: ser mais pesado que o sistema de corrente, menos eficiente e mais caro também,
além da necessidade de um maior número de peças especiais que vão desde um quadro próprio para receber o mov.central, até uma gancheira traseira especial.
Já andei em uma bicicleta tradicional com este sistema e notei que ao pedalar havia um retardo da força de transmissão provocado provavelmente pela torção do eixo ao se pedalar.
Mas a bike era muito macia e silenciosa e vc pode pedalar de calça comprida sem prender ou sujar, no entanto havia a dificuldade de encontrar alguem que pudesse fazer manutenção da bike.
Este assunto é bem abordado nesse site:
http://www.recumbent-gallery.eu/finnish-recumbent-with-shaft-drive/

Olá Zohrer.

Não imaginava que a transmissão por cardã apresentaria este detalhe relativo à força perdida. Tudo bem que é possivel sim uma redução de rendimento em função dos conjuntos de rodas cônicas e mancalizações.
Mas a manutenção parece ser menos incidente em função do sistema ficar protegido de água e poeira.
É que me fascina a idéia de não ter as correntes barulhentas , sujas e bem inconvenientes em seus trajetos tendo de ser guiadas por roletes ou tubos , principalmente em reclinadas. Isto sem falar da estética.
A impressão que me passa é que ainda falta este passo à frente em termos de evolução de transmissão.

Grato pelo link.

Abraço

Eixo Cardã, imagine um tubo ou barra maciça de pequeno diâmetro e muuuuito longa,... vai torcer, não há dúvida.

Gostaria de saber se a correia dentada com fibra de carbono minimiza muito o problema da elasticidade das correias de borracha.
E quanto que ela seria menos eficiente que uma corrente comum.

Marcus

Vc tem noção do diâmetro de um semi-eixo automotivo e a potência que ele é capaz de transmitir ?
Imagine que quando um louco enfurecido solta a embreagem de vez e acelera fundo fazendo cantar os pneus de sua máquina mortífera ....rsrsrs
Quantos CV`s são despejados em segundos em um eixinho que não supera os 25 mm de diâmetro.
Quantos CV`s um ciclista consegue desenvolver através dos pedais ?

Abraço

Paulo,

Apesar de ser usada, não quer dizer que não torce, que não há perdas. Se estudarmos os automóveis veremos que há muitas perdas significativas em todo o conjunto, mas que não estamos muito aí, pois é o motor que vai fazer o esforço, agora quando são as nossas perninhas miseráveis que estão fazendo o esforço, qq pequeno ganho é válido, não? Essa é a grande diferença filosófica entre um automóvel e uma bicicleta.

Enquanto no automóvel a cada 100L de combustível queimado, toda a energia desprendida da combustão, apenas 2% (no máximo do máximo) estará promovendo o objetivo que é deslocar o único passageiro, o resto é perdido (70% no mínimo em energia térmica, mais um monte para transportar um veículo de mais de 1ton e mais um tantão na transmissão)...

Bicicleta é uma equação totalmente contrária, é movida a arroz com feijão, se a bike for mais pesada não adianta por um motor mais forte, o motor é aquele e acabou (suas pernas com seus 200-300W e acabou).

Marcus

Vc tem razão quanto ao rendimento total do sistema cardã, sem dúvida. Os dois pares de cônicas certamente concorrem para reduzir o rendimento entretanto uma eventual torção no eixo propriamente dito não significa perda porque se não for uma deformação elástica haverá a fratura da peça.
A perda fica mesmo nas engrenagens e não no eixo.

As correntes longas das reclinadas tambem atritam em tubos de guia e sofrem desvios em polias , tudo isto tambem é inconveniente. O ruido nada mais é do que o resultado de uma transformação de uma energia para outra.

Enfim , procurei focar mais a argumentação de que o eixo em si não causaria perdas.

Fiquei pensando nisso depois e pensei que as engrenagens precisam de um desenho muito eleborado para reduzir as perdas (curva geratriz, teria algo a ver com isso?), mas mesmo assim, não haveria solução geometricamente perfeita (ou teria, pelo menos na teoria).

Sobre a torção, não entendi direito. Pelo que entendi se houver torção elástica sem rompimento, não há perda de energia?

É isso , se houver torção elástica não haverá perda de energia, se a torção extrapolar limites do material , aí haverá fadiga e rompimento.

As cônicas que fariam o redirecionamento dos movimentos deveria ser dentadas com perfis helicoidais para reduzir o nivel de ruido assim como nas transmisões de diferenciais automotivos. Estes perfis suportam melhor as cargas e trabalham melhor do que as cônicas de dentes retos.

A shimano tem um video que pode ser visto buscando o tal "shaft drive" , óbviamente trabalharam nos dentados para não revelar o perfil utilizado , ainda assim é bem didático.

Paulo SBM escreveu:

É isso , se houver torção elástica não haverá perda de energia,...

Já ouvi algumas vezes isso e não consigo entender.
Tentaram me explicar da seguinte forma:
- "por fim a energia elástica é recuperada, uma hora ou outra"... tá, tá, tá...
(não sei se é assim que vc entende/explicaria a questão...)

Sempre que ouço isso penso em algumas coisas:
1. Pq no ciclismo se dá tanto valor para quadros rígidos?
E se detesta tanto os quadros "elásticos"?
(pelo menos, determinados pontos dizem precisam ser o mais rígidos possíveis?)

2. essa é longa...rsss.
Eu chamo da história do arco e da flecha.
Nada melhor para entender a força elástica, não?

A princípio ela confirma a tese:
segurou a flecha, puxou a corda,
envergou o arco (força elástica no máximo),
soltou, flecha voou 500m!!!

Mas vale a pena continuar o raciocínio.
segurou a flecha, puxou a corda,
envergou o arco (força elástica no máximo),
segura, mantém, estátua, mantém...
mantenha essa posição máxima por 5min
suor escorrendo, musculos tremendo, coração dispara,

por fim, solte a flecha e
ela voou os mesmos 500m!!!

Assim, a força elástica só volta quando cessar a força
que a mantém tracionada, torcida, sei lá
Enquanto se mantém a força, essa energia vai para o
beleléu. Enquanto vc não pára de pedalar, não há
retorno da força elástica e quando houver provavelmente
não fará a roda girar, mas a pedivela girar o contrário
(onde é mais fácil), não produzindo nenhum trabalho
efetivo sequer...

Não sei se está certo esse raciocínio, mas parece estar
em sintonia com o pessoal que entende de ciclismo
(que podem por fim não entender nada, não é mesmo)

Abraços,

Marcus

Acho que a questão dos quadros é uma e a do eixo é outra.

Quadros rígidos podem ser uma questão de preferência apenas (acho eu). Há situações em que estruturas rígidas são necessárias e outras não.
Se voce trabalha dentro de certos limites elásticos pode ser muito conveniente ter uma estrutura elástica uma vez que sobrecargas possam ser compensadas pela elasticidade. Estruturas rígidas (veja o caso dos velhos automóveis da década de 50) podiam causar mais danos aos passageiros do que estruturas que se deformam permanentemente em casos de acidente.
Prédios extremamente altos submetidos a ação de ventos simplesmente sacodem e pronto , desde que dentro dos limites dimensionados.

Estruturas rígidas tendem a ser mais pesadas e consequentemente mais caras.

No caso da bike , vc não tem de vencer a força de torção do cardã , vc tem apenas de vencer as forças inerciais da bike + as do ciclista + ventos , atritos ..etc.
Se o eixo torcionar ele não estará roubando energia. Cessado o esforço inicial para movimentar as massas , cessará a deformação. Assim que a bike ficar mais "leve" (com a troca de marchas) , as deformações cessarão. Mas isto é apenas uma suposição poque como disse inicialmente , um semi-eixo de automóvel não chega aos 25 mm de diâmetro e suporta cargas incrivelmente maiores. Se vc tiver o aço adequado dimensionado aos esforços envolvidos ele se comportará como se fosse uma barra "rígida teórica". As deformações torcionais (se houverem) serão imperceptíveis.

Hoje vc pedala sua bike com corrente e imagina que tudo seja rígido , mas provávelmente não é , o braço da pedivela certamente se deforma sem que vc perceba.
Imagine o que acontece com os raios das rodas que levam o movimento de giro do cubo até o aro. Deixe sua imaginação voar como se fosse uma câmera de alta velocidade capturando micromovimentos de todas estas partes em movimento ......rsrsrsrs Poderá ser muito divertido.

A rigidez imaginada é relativa, inexiste. Vou até mais longe .... rsrsrs Quadros rígidos não existem , é apenas uma questão de escala de observação/medição.

Até +

Não tenho dúvidas que tudo se alonga, que tudo deforma, na é 100% rígido.


Sim corrente alonga, pedivelas entortam (aliás há dispositivos que medem
essa deformação para dizer a potência aplicada), aros, raios, todos os tubos
do quadro, eixo do pedal, selim, etc...

E nem tenho fetiche em relação a rigidez propriamente dita...

Certas estruturas que mencionou realmente a rigidez pode ser um problema,
mas como disse não tenho fetiche em relação a rigidez, só acho que onde tem
que ser rígido precisamos minimizar ao máximo as perdas elasticas (quer dizer
eu acredito que há partes da bicicleta que precisam buscar um tanto de rigidez).

Um cardam de 25mm nunca seria utilizado numa bicicleta, exceto se ele fosse
oco de parece fina (e se algum maluco conseguisse fazer com que fosse parte
estrutural da bike). Mas não consigo imaginar um eixo longo de pequeno diâmetro
que não torça, o que me interessa é quanto de energia está sendo aplicada mantê-lo
torcido.

Um quadro que torce demasiadamente, funciona como o arco (do arco e flecha),
você o mantém torcido e está gastando energia para mantê-lo assim, indefinidamente.
O excedente é que é transmitido para a roda. Penso que no caso do Cardam é a
mesma coisa. (posso estar sendo cabeça dura, mas ainda não estou convencido
de que tanto faz se é muito rígido ou pouco rígido).

Uma experiência fácil (porém cara) seria usar dois medidores de potência, um de
pedivela e outro de cubo de roda traseiro. Utilizar um quadro da caloi de 1980 e
um da Pinarelo de 1985 (tenho os dois...quadros...rsss).

Fazer um pedal num velódromo (tem um que é aberto ao pública na grande são
paulo) e fazer diversas voltas aplicando determinada potência nas duas bikes
(com mesmos componentes) e ver qual a potência que chega no cubo traseiro
de cada uma...

É bom observar que os powermeters não são mais elásticos de propósito,
são pedivelas "rígidos" com sensores que conseguem perceber mínimas deformações.

http://www.chainreactioncycles.com/Models.aspx?ModelID=73883


http://www.chainreactioncycles.com/Models.aspx?ModelID=51612

Marcus

Estamos falando de limites de preciosismos sobre deformações elásticas.

Há tantas outras variáveis em jogo num "pedalar uma bike" que acho estes itens pouco relevantes.

Se for ao limite de tudo , até mesmo a textura do vestuário do ciclista interfere na potência consumida ou os "pêlos" das pernas , ou ...ou ..ou

Escalonamentos de câmbio , aerodinâmica , enfim ....

De qualquer forma , nem que seja por diversão , já tenho feito vários estudos de projetos em que busco uma solução para substituir a corrente por um eixo cardã principalmente numa trike.

Outro conceito que acho o máximo é pedalar um gerador , acumular energia (ou não) em uma bateria e deixar um motor dar conta do recado....adeus corrente ...rsrsrs.

É uma questão de tempo. Veja a queda de braço que representa o paradigma de pedalar sentado em um selim ou em um assento confortável e anatômico , entretanto há resistências por toda parte.

Mudanças de paradigmas não são coisas admiradas pela grande maioria. O mais comum (ou normótico) é preservar as coisas como elas estão, isto é do ser humano, poucos malucos se atrevem a ser pioneiros em alguma coisa.

Até +

A deformação pode ser elástica mas não quer dizer que a deformação armazenada por esta deformação será recuperada para promover a propulsão. Não sei se é tão comum essas energias de deformação serem "recuperadas"? O que garante que a energia será recuperada?

Medidores de potência.
Os medidores são com certeza um dos melhores recursos não só para medir eficiência de um sistema de transmissão como também eficiência biomecânica e aerodinâmica de bicicletas.
Faz parte da minha lista de pedidos ao Papai Noel ganhar um destes.
A M5 usa estes medidores para poder comparar com outras bicicletas, e isso acaba ajudando nas vendas por tornar clara as diferenças de performance.
Pena que no Brasil as revistas que se dizem especializadas se restrigem a um teste de produto onde se fala apenas de dirigibilidade, conforto e outras características com alto grau de subjetividade.
Se usassem um medidor destes definindo de forma clara as condições do teste isso passaria muito mais credibilidade e idoneidade a quem faz o teste.
Agora falando das transmissões, além das citadas ainda temos sistemas hidráulicos e pneumáticos, sistemas com cabo , barras, e elétrico( no pedal o gerador e na roda o motor)para os consumidores e fabricantes o que vai pesar será custo, eficiência, facilidade de manutenção e disponibilidade de peças de reposição, além de complexidade do sistema e peso do sistema.