Czy korby w kształcie litery Z to dobry pomysł?

23

Natknąłem się na ten kickstarterowy projekt , który promuje oryginalny kształt korb:

korby w kształcie litery Z.

Twierdzą, że szerszy zakres użytecznego pchnięcia podczas obrotu. Chociaż ich głównym celem jest dyskusja przez systemy obcinania, ogólnie nie jestem pewien co do ich roszczeń.

Czy naprawdę mogą mieć pozytywny wpływ na moc / moment obrotowy? Czy istnieje ryzyko związane ze zwiększonym obciążeniem niektórych części ciała?

Agos
źródło
27
Każdy student fizyki ze znajomością teorii stojącej za τ = rx F może powiedzieć, że moment obrotowy jest niezależny od kształtu ramienia zastosowanego do jego zastosowania (istotna jest tylko odległość prostopadła do osi). Lub możesz wykonać ten eksperyment myślowy: ten zakrzywiony pręt jest sztywny. Dodaj kolejny sztywny drążek między pedałem a osią koła zębatego. Ponieważ konstrukcja była sztywna i nadal jest sztywna, żaden z elementów nie mógł się poruszać względem siebie, nic to nie zmienia. Teraz usuń zakrzywiony pasek. Konstrukcja jest nadal tak sztywna jak wcześniej, dynamika pozostaje niezmieniona.
Joren
3
Przyszło mi do głowy, że nawet gdyby ich teoria była poprawna, po prostu kradliby z drugiej strony łuku, a suma byłaby taka sama.
Random832
6
To zdecydowanie pozwala na umieszczenie palca między korbą a kołem łańcuchowym.
artistoex,
8
Gdybym był zmuszony dokonać wyboru między używaniem tych korb a wytatuowaniem na czole napisu „Jestem łatwowierny”, wybrałbym korby, chociaż ich działanie jest podobne.
Kaz.
3
Ludzie, którzy ich używają, będą mieli coś innego „wytatuowanego” na głowach, gdy dowiedzą się o zmniejszonym prześwicie, gdy zderzą się z rowerami, kierując przednim kołem w dłuższą korbę i kiedy dłuższa korba dotknie ziemi na zakrętach lub nierównym terenie.
bike 10.10.12

Odpowiedzi:

42

Jeśli aluminium jest wystarczająco sztywne, nie ma różnicy - korba może mieć dowolny kształt (tarcza, kształt litery S itp.), Ale relacja między dwoma punktami kontaktowymi pozostanie taka sama, i to wszystko się liczy.

Jedynym efektem, jaki może mieć korba, jest dodanie do niej odrobiny sprężyny, co może być dobre lub złe dla skutecznego rozruchu. Ale aluminium tworzy kiepskie sprężyny, a jeśli będzie się mocno zginać, wkrótce się zmęczy i zawiedzie.

Ryzyko dla twoich części ciała jest cięte przez ostre krawędzie, gdy korba zawiedzie.

Daniel R. Hicks
źródło
2
To też moja myśl. Jeśli korba jest sztywna, jej kształt nie ma znaczenia. Spójrz na wideo o 0:52, gdzie porównuje dwie korby na tym samym obrazie z zieloną nakładką. Spójrz na kąt górny momentu obrotowego Z i zastanów się, w którym kierunku musiałaby być siła, aby przesunąć tę korbę. Gdy pozycja stopy jest na górze łuku, naciśnięcie pedału spowoduje obrócenie korb do tyłu, aby przesunąć je do przodu, należy przesunąć stopę poziomo na ziemię. Także jeśli chcesz mnie przekonać, pokaż mi dane z badań uniwersyteckich.
Kibbee
Zastanawiam się, czy można by zrobić coś podobnego ze stali sprężynowej, aby faktycznie skorzystać z efektu sprężyny? Poza tym moje spodnie już złapały się na moich prostych korbach. Te korby wyglądają przerażająco.
naught101 10.10.12
Jestem pewien, że w przeszłości ludzie próbowali stali sprężynowej - „nowoczesny” rower istnieje już od ponad 100 lat i prawie wszystko zostało wypróbowane. To, co mogło nie być dobrze wypróbowane, to lekko sprężyste ramię korby w porównaniu do tego z dużą ilością sprężyn. Ale przy każdym takim projekcie masz problemy ze skręceniem ręki i przekręceniem kąta pedału. Ponadto bardzo trudno jest skutecznie testować takie urządzenia ze względu na efekt placebo.
Daniel R Hicks,
1
Ponadto sprężyny nigdy nie są w 100% sprawne, więc dostaniesz gąbczastą korbę i (prawdopodobnie niewielką) utratę mocy.
freiheit
1
Dodaj dodatkową wagę do całego nadmiaru aluminium, a tracisz przewagę, którą próbują ci sprzedać!
BillyNair,
25

Te komentarze dotyczące projektu Kickstarter mieć kilka dobrych wyjaśnień zarówno dlaczego projekt jest skutecznie identyczne prostej korby i dlaczego plan, aby wersje włókna węglowego jest niebezpieczne.

Teraz dźwignia: jeśli spróbujesz wcisnąć pedał (jak pokazano na filmie), kiedy był dokładnie w górnym martwym punkcie i zatrzymany, nie ma znaczenia, czy jest to normalna korba czy Z-Torque, nie będzie chciał przenieść. Są to dwa sztywno połączone punkty w przestrzeni, więc nie ma znaczenia, CO używasz do ich łączenia, „fizyka” traktuje je tak, jakby były połączone prostym paskiem.

Prosty dowód: jeśli cofniesz moment obrotowy Z zaledwie 2 stopnie przed górnym martwym punktem i zastosujesz siłę (możesz spróbować użyć ciężaru zamiast stopy, aby był naukowo uzasadniony), zobaczysz, że nie porusza się DO PRZODU tak by się stało, gdyby twoja korba działała, jak się kłócisz (zwiększając dźwignię z powodu zakrętu), ale wciąż DO TYŁU dokładnie tak samo, jak normalna korba.

Wygląda inaczej, ale działa tak samo.

.. i dlaczego jest to niebezpieczne:

2) Absolutnie nie możesz wziąć projektu zoptymalizowanego do obróbki „uformuj je z włókna węglowego”. Tkana wytrzymałość kompozytu jest wysoce anizotropowa. Jeśli cokolwiek, twój projekt pokazany na zdjęciu jest słabszy, nie mocniejszy niż część obrabiana, jeśli jest uformowany z włókna węglowego (i przez to zakładam, że masz na myśli „uformowany z odlewanego polimeru z fornirem z włókna węglowego na przedniej powierzchni ).

Prawdziwa korba z włókna węglowego miałaby taki kierunek włókien (często ręcznie), aby kierunek włókna (lub kierunek ziarna) był zgodny z siłą wywieraną na element. Więc cała ta struktura drabiny, którą uformowałeś w część, sprawiłaby, że byłaby DUŻO słabsza. Musiałby również obrabiać obrabiane metalowe elementy w części i wiązać je z kompozytami w celu uzyskania powierzchni metal-metal. Zobacz http://www.zipp.com/support/identify/carbon_cranks.php na przykład techniki budowlanej - należy zwrócić uwagę na zastosowanie aluminiowego pająka że rzeczywista korba jest związany.

[...]

5) Wreszcie najbardziej niepokojący punkt: masz do czynienia z ważnym elementem układu napędowego roweru. Prawdopodobnie trybem awarii będzie kolarz szarpiący się, a twoja korba ustępuje. To jest przyczyna poważnego i prawdopodobnie zmieniającego życie wypadku.

Nieniszczące testowanie i badanie materiałów kompozytowych nie jest żartem. Zapewniam cię, że ludzie z Shimano i RaceFace mają wieloletnie doświadczenie w budowaniu, sprawdzaniu i testowaniu konstrukcji kompozytowych, które zbudowali. Tryby zniszczenia materiałów kompozytowych są również bardzo różne od tradycyjnych metali - odkształcenie nieelastyczne jest bardzo małe lub wcale.

Forma i konfiguracja, którą pokazujesz, są dobre do produkcji kosmetycznych komponentów kompozytowych (takich jak pedał gazu i hamulca mojego kumpla „włókno węglowe”). Niezwykle ważny element układu napędowego, nie tyle.

Cały komentarz jest wart przeczytania.

dbr
źródło
Co ciekawe, osoba, która to opublikowała, „Terence Tam”, również znajduje się na liście sponsorów.
Kibbee
10
@Kibbee: nie możesz publikować, dopóki nie wrócisz. Prawdopodobnie poparł niewielką kwotę, aby móc ostrzec innych, co jest raczej altruistyczne dla niego.
Roy Tinker,
1
@ RoyTinker Nigdy wcześniej nie korzystałem z Kickstartera, ale to dość duży problem. Tylko osoby, które (finansowo) wspierają produkt, mogą komentować? Wydaje mi się, że nie chcesz, aby mnóstwo komentarzy na temat jakości YouTube zalewało każdy projekt kickstarter, ale ludzie muszą znaleźć sposób, aby omówić opłacalność projektu, zanim zaczną pieniądze.
Kibbee
4
@Kibbee: Większość projektów dopuszcza 1 $ jako minimalną przyrzeczenie i faktycznie nie będziesz musiał go zapłacić, chyba że projekt otrzyma 100% finansowania, więc prawdopodobnie nie jest to duży problem (chociaż zgadzam się, że powinno być trochę sposób omawiania rentowności bez konieczności wpłacania jakichkolwiek pieniędzy).
Leo
21

To tylko przeróbka bardzo starego i okropnego pomysłu. Patrz PMP Cranks i in .

Edytowane w celu uzyskania dodatkowych informacji:

RE: Korby PMP

Chwila przemyślenia pokazuje, że prosta korba, a korba L zawsze mają tę samą relację między pedałami, łańcuchem i suportem. Zatem nie ma przewagi dla korb typu L. A korba typu L ma zawsze więcej materiału niż prosta korba, więc zawsze ma niekorzystny wpływ na masę, wytrzymałość, sztywność i / lub koszt.

Korby PMP mają pająk przykręcony do prawej korby, z kwadratowym stożkiem uformowanym z obu części. Kwadratowy stożek jest mocno obciążony, a dzielenie go na kawałki, szczególnie z kilkoma lekkimi śrubami do ich utrzymania, może znacznie zwiększyć obciążenia, a tym samym prowadzić do przedwczesnych awarii. Dlatego może być nierozsądnym jeździć na nich, nawet ze względu na sztukę lub humor.

RE: Z Torque korby

Korba Z Torque zdaje się na zły pomysł i jeszcze gorzej: pająk korby nie jest po prostu przykręcony do prawego ramienia. Zamiast tego stanowi około 1/3 kwadratowego stożka, podczas gdy ramię to pozostałe 2/3. Stawia to złącze w środku złącza bardzo obciążonego - tak bardzo obciążonego, że czasami wrzeciona z hartowanej stali czasami pękają.

Z-Torque ma również znacznie mniejszy prześwit niż korba prosta, a nawet mniej niż korba PMP.

A potem jest to z ich własnego filmu :

Uczestnicy osiągnęli podobne maksymalne zużycie tlenu, szczytową moc wyjściową i sprawność brutto z Z-Torque i normalnymi konfiguracjami korby (Tabela 1). Ponadto oceny postrzeganego wysiłku (RPE) przy 150 i 200 W, tętna (HR) przy szczytowej mocy wyjściowej, 150 i 200 W oraz kadencji przy 150 i 200 W nie były znacząco różne. Jednak uczestnicy zauważyli, że ich wysiłek jest znacznie niższy przy szczytowej mocy wyjściowej z korbą Z-Torque.

Nawet własne badania i materiały nie wykazały znaczącej różnicy między korbą Z a korbą normalną. Pojęcie „postrzegane” jest błędne, ponieważ nie jest testem w ciemno / podwójnie ślepej próbie.

Tha Riddla
źródło
1
Jeśli przeczytasz link, który podałem, znajdziesz również dodatkowy link do informacji o samych korbach dynamometrycznych Z. Poza wszystkimi innymi danymi fizyki podanymi w innych postach w tym pytaniu kwestia prześwitu jest ogromna. Te korby mają znacznie mniejszy prześwit, dzięki czemu pedał (lub niespotykane ramię) uderza w rzeczywistą i wyraźną możliwość nawet najmniejszych zakrętów.
Tha Riddla
Kolejny artykuł na temat historii (treść nakłada się na link): road.cc/content/feature/…
armb
15

Niestety to nie pomaga. Przykładowe zdjęcia pokazują nieporozumienia z podstawową mechaniką klasyczną, a dokładniej ze statyką . Moment, czyli moment obrotowy, definiuje się jako

M = F * d

gdzie

F = the force applied
d = the perpendicular distance from the axis to the line of action of the force.

Kształt korby również nie ma wpływu. Fjest siłą pochodzącą z nogi / stopy i djest definiowany wyłącznie przez odległość między pedałem a piastą, pomnożony przez sinus kąta między Fi wektora zdefiniowanego przez pedał i piastę.

Na drugim przykładowym zdjęciu

wprowadź opis zdjęcia tutaj

pchania ręka jest błędnie ustawione do przodu tak, że dzwiększa się, a które będą zwiększać chwilę. Jednak pedał znajduje się bezpośrednio nad piastą, więc naciśnięcie w dół wciąż powoduje moment zerowy.

Jeżeli normalny korba jest A, myślisz, dodając ramiona Bi Ci może sprawić różnicę (z wyjątkiem dodając masę)? Usuń A, a otrzymasz system w kształcie litery „Z”.

wprowadź opis zdjęcia tutaj

Joonas Pulakka
źródło
1
Twoja jest moją ulubioną odpowiedzią. Pamiętam to pytanie dotyczące momentu obrotowego sztywnego ciała ze Statyki na studiach. Profesor wymyślił tuzin różnych skomplikowanych projektów dla tego samego pomysłu ... „suma sił równa się zero”. Nie ma znaczenia, jaki jest kształt ramienia. (Z wyjątkiem oczywiście masy nowego kształtu spowoduje nieznaczny moment obrotowy w tej pozycji, ale zostanie wyzerowany przez inną pozycję w cyklu.) Dobre wyjaśnienie!
Brian Genisio,
2

To po prostu zwiększa wagę i prawdopodobnie jest mniej niezawodne z powodu zwiększonego zginania. „Ramię dźwigni” zapewniające przewagę mechaniczną jest takie samo, jak w przypadku ramienia prowadzącego prosto na pedał. To jest jak te reklamy „męskiego ulepszenia”.

David Winsemius
źródło
2

Ta konstrukcja nie dodaje nic nowego, wiele korb podobnych do tego zostało opracowanych w ciągu ponad 100 lat projektowania cyklu i wszystkie nie osiągnęły rzekomej przewagi mocy i nie stały się głównym nurtem.

Kup to, jeśli podoba ci się wygląd flexu we wrzecionie pedału, kup.

Stu
źródło
2

Nie.

  • Przednie koło ma mniej miejsca na obrót, gdy najdłuższa część korby znajduje się poziomo względem podłoża.

  • Masz mniejszy prześwit, gdy najdłuższa część korby jest najbliżej ziemi.

  • Flex zawsze traci moc, a nawet gdyby były idealnie sztywne, nie ma żadnej przewagi mechanicznej, ponieważ siła nie jest przykładana do końca Z, ale zamiast tego w tym samym miejscu, co tradycyjna korba.

Te korby są jednak idealne dla korb (ekscentrycznych ludzi) lub zgarniaczy, którzy chcą trochę blednięcia i nie dbają o bezpieczeństwo lub wydajność.

bmike
źródło