Apakah engkol berbentuk Z adalah ide yang bagus?

23

Saya telah menemukan proyek kickstarter ini , yang mempromosikan bentuk asli untuk engkol:

engkol berbentuk z

Mereka mengklaim busur yang lebih luas dari dorongan yang berguna selama rotasi. Sementara poin utama mereka diterjemahkan oleh sistem kliping, saya tetap tidak yakin tentang klaim mereka secara umum.

Bisakah ini benar-benar berdampak positif pada tenaga / torsi? Adakah risiko akibat meningkatnya stres pada beberapa bagian tubuh?

parts crankset

— Lalu
sumber

27

Setiap siswa fisika dengan pengetahuan teori di balik τ = rx F dapat memberi tahu Anda bahwa torsi tidak tergantung pada bentuk lengan yang digunakan untuk menerapkannya (hanya jarak tegak lurus ke sumbu yang relevan). Atau Anda dapat melakukan eksperimen pemikiran ini: Bilah melengkung ini kaku. Tambahkan batang kaku lain di antara pedal dan poros roda gigi. Karena konstruksinya kaku dan masih kaku, tidak ada satu pun komponen yang bisa bergerak satu sama lain, ini tidak mengubah apa pun. Sekarang hapus bilah melengkung. Konstruksi masih kaku seperti sebelumnya, dinamika tidak berubah.

— Joren

3

Terpikir oleh saya bahwa bahkan jika teori mereka benar, mereka hanya akan mencuri dari sisi lain dari busur, dan totalnya akan sama.

— Random832

6

Jelas memungkinkan Anda untuk meletakkan jari di antara engkol dan roda rantai.

— artistoex

8

Jika saya terpaksa memilih antara menggunakan engkol ini dan memiliki tato "Saya tertipu" di dahi saya, saya akan memilih engkol, meskipun efek keduanya sama.

— Kaz

3

Orang-orang yang menggunakan ini akan memiliki sesuatu yang berbeda "tato" di kepala mereka ketika mereka belajar tentang pengurangan ground clearance ketika mereka menabrak sepeda motor mereka dengan mengarahkan roda depan ke engkol yang lebih panjang dan ketika engkol yang lebih lama menyentuh tanah di tikungan atau medan yang tidak rata.

— bmike

42

Jika aluminium cukup kaku itu membuat nol perbedaan - engkol bisa bentuk apa saja (disk, bentuk S, dll), tetapi hubungan antara dua titik kontak masih akan tetap sama, dan hanya itu yang penting.

Satu-satunya efek engkol bisa menambahkan sedikit pegas ke engkol, yang mungkin baik atau buruk untuk engkol yang efektif. Tetapi aluminium membuat mata air yang buruk, dan jika melentur banyak, ia akan cepat lelah dan gagal.

Risiko bagi bagian-bagian tubuh Anda menjadi terpotong oleh tepi yang tajam ketika engkol gagal.

— Daniel R Hicks
sumber

2

Ini juga pemikiran saya. Jika engkol kaku, bentuk engkol tidak masalah. Lihat video di 0:52, di mana ia membandingkan dua engkol dalam gambar yang sama dengan hamparan hijau. Lihatlah sudut atas torsi-Z dan pikirkan ke arah mana gaya harus bergerak untuk engkol itu. Dengan posisi kaki di atas busur, menekan pedal akan memutar engkol ke belakang, untuk menggerakkan mereka ke depan, Anda harus menggerakkan kaki Anda secara horizontal ke tanah. Juga jika Anda ingin meyakinkan saya, tunjukkan data dari studi universitas.

— Kibbee

Saya ingin tahu apakah mungkin membuat sesuatu yang serupa dari baja pegas, untuk benar-benar memanfaatkan efek pegas? Juga, celana saya sudah terjebak di engkol lurus saya. Engkol ini terlihat mengerikan.

— naught101

Saya yakin orang telah mencoba baja pegas di masa lalu - sepeda "modern" telah ada selama lebih dari 100 tahun dan hampir semuanya telah dicoba. Apa yang mungkin belum dicoba dengan baik adalah lengan engkol yang agak kenyal, vs lengan dengan banyak pegas. Tetapi dengan desain seperti itu Anda memiliki masalah dengan lengan memutar dan memiringkan sudut pedal. Juga, sangat sulit untuk menguji perangkat tersebut secara efektif, karena efek plasebo.

— Daniel R Hicks

1

Selain itu, pegas tidak pernah 100% efisien, sehingga Anda akan mendapatkan engkol seperti spons dan kehilangan daya (mungkin kecil).

— freiheit

1

Tambahkan berat ekstra untuk semua aluminium berlebih dan Anda kehilangan keuntungan apa pun yang mereka coba jual kepada Anda!

— BillyNair

25

The komentar pada proyek Kickstarter memiliki beberapa penjelasan yang baik dari kedua mengapa desain secara efektif identik dengan engkol lurus, dan mengapa rencana untuk membuat versi serat karbon berbahaya.

Sekarang pengungkitan: jika Anda mencoba menekan pedal (seperti yang ditunjukkan dalam video) ketika tepat di tengah mati dan berhenti, tidak masalah apakah itu engkol normal atau torsi-Z, itu tidak akan mau untuk bergerak. Mereka adalah dua titik yang melekat dengan kaku di ruang angkasa, jadi tidak masalah APA yang Anda gunakan untuk menghubungkan mereka, 'fisika' hanya memperlakukan mereka seolah-olah terhubung oleh batang lurus.

Bukti sederhana: Jika Anda memindahkan torsi-Z kembali hanya 2 derajat sebelum pusat mati atas dan menerapkan gaya (Anda bisa mencoba dengan berat daripada kaki untuk membuatnya valid secara ilmiah), Anda akan melihat bahwa itu tidak bergerak MAJU seperti yang akan terjadi jika engkol Anda bekerja seperti yang Anda katakan (memajukan pengungkitan karena tikungan), tetapi masih BACKWARDS sama persis dengan engkol normal.

Ini terlihat berbeda tetapi berfungsi SAMA.

..dan mengapa itu berbahaya:

2) Anda benar-benar tidak dapat mengambil desain yang dioptimalkan untuk pengerjaan "cetakan mereka dari serat karbon". Kekuatan komposit tenunan sangat anisotropik. Jika ada, desain Anda yang ditunjukkan pada gambar Anda lebih lemah, tidak lebih kuat, dari pada bagian mesin, jika dicetak dari serat karbon (dan maksud saya maksud Anda, "dicetak dari polimer tuang dengan lapisan serat karbon di permukaan depan). ).

Crank serat karbon sejati akan memiliki arah serat diletakkan (sering dengan tangan) sedemikian rupa sehingga arah serat (atau arah butiran) sejajar dengan gaya yang diberikan pada potongan. Jadi semua struktur tangga yang telah Anda cetak menjadi bagian, sebenarnya akan membuatnya BANYAK lebih lemah. Itu juga akan memiliki komponen logam mesin diletakkan ke bagian dan terikat pada komposit untuk permukaan kawin logam-on-logam. Lihat http://www.zipp.com/support/identify/carbon_cranks.php untuk contoh teknik konstruksi - perhatikan penggunaan laba-laba aluminium yang terikat dengan engkol yang sebenarnya.

[...]

5) Akhirnya, dan poin yang paling mengkhawatirkan: Anda berhadapan dengan bagian penting dari kereta drive sepeda. Mode kegagalan pada hal ini kemungkinan akan menjadi pengendara sepeda cranking pergi dan engkol Anda memberi jalan dan putus. Ini adalah penyebab kecelakaan serius, dan mungkin mengubah hidup.

Pengujian dan pemeriksaan non-destruktif bahan komposit bukanlah lelucon. Saya dapat meyakinkan Anda bahwa orang-orang dari Shimano dan RaceFace memiliki pengalaman bertahun-tahun dalam membangun, memvalidasi dan menguji struktur komposit yang mereka buat. Mode kegagalan material komposit juga sangat berbeda dari logam tradisional - hanya ada sedikit deformasi inelastis.

Cetakan dan pengaturan yang Anda perlihatkan bagus untuk memproduksi komponen komposit kosmetik (seperti pedal dan rem rem "Serat Karbon" teman saya). Sepotong drive misi kritis, tidak begitu banyak.

The komentar lengkap bernilai membaca.

— dbr
sumber

Yang menarik adalah orang yang memposting ini, "Terence Tam" juga ada dalam daftar pendukung.

— Kibbee

10

@ Sibbee: Anda tidak dapat memposting kecuali jika Anda kembali. Dia kemungkinan mendukung sejumlah kecil untuk dapat memperingatkan orang lain, yang agak altruistik padanya.

— Roy Tinker

1

@RoyTinker Saya belum pernah menggunakan Kickstarter sebelumnya, tapi itu masalah yang cukup besar. Hanya orang yang (secara finansial) mendukung suatu produk yang boleh memberikan komentar tentang hal itu? Saya kira Anda tidak ingin satu ton komentar berkualitas youtube membanjiri setiap proyek kickstarter, tetapi perlu beberapa metode bagi orang untuk membahas kelayakan proyek sebelum mereka menaruh uang mereka di telepon.

— Kibbee

4

@ Kibbee: Sebagian besar proyek memungkinkan $ 1 sebagai janji minimum dan Anda tidak akan benar-benar harus membayarnya kecuali proyek mendapatkan dana 100% sehingga mungkin bukan masalah besar (meskipun saya setuju bahwa harus ada beberapa cara membahas kelayakan tanpa harus memasukkan uang).

— Leo

21

Ini hanya pengulangan dari ide yang sangat tua dan mengerikan. Lihat PMP Cranks et al .

Diedit untuk informasi tambahan:

RE: engkol PMP

Pikiran sesaat menunjukkan engkol lurus dan engkol L selalu memiliki hubungan yang sama antara pedal, rantai, dan braket bawah. Dengan demikian, tidak ada keuntungan bagi engkol L. Dan engkol L selalu memiliki lebih banyak material daripada engkol lurus, sehingga selalu tidak menguntungkan untuk berat, kekuatan, kekakuan, dan / atau biaya.

Engkol PMP memiliki laba-laba melesat ke engkol kanan, dengan lancip persegi terbentuk dari kedua potongan. Lancip kuadrat dimuat banyak, dan membuatnya berkeping-keping, terutama dengan beberapa baut ringan untuk menyatukan mereka, kemungkinan akan menambah beban sangat besar dan dengan demikian menyebabkan kegagalan prematur. Jadi mungkin tidak bijaksana untuk naik ini, bahkan untuk nilai seni atau humor.

RE: Z Torsi engkol

Engkol Z Torsi berhasil mengambil ide buruk dan membuatnya lebih buruk: laba-laba engkol tidak hanya dibaut ke lengan kanan. Sebaliknya, sekitar 1/3 dari lancip persegi, sedangkan lengan adalah 2/3 lainnya. Ini menempatkan sambungan di tengah sambungan yang sangat tertekan - sangat tertekan sehingga spindel baja yang keras terkadang pecah di sini.

Z-Torque juga memiliki ground clearance yang jauh lebih sedikit daripada engkol lurus, bahkan lebih sedikit daripada engkol PMP.

Dan kemudian ada ini dari video mereka sendiri :

Peserta mencapai konsumsi oksigen maksimal yang sama, output daya puncak dan efisiensi kotor dengan Z-Torque dan konfigurasi engkol normal (Tabel 1). Selain itu, peringkat dirasakan pengerahan tenaga (RPE) pada 150 dan 200 W, denyut jantung (HR) pada output daya puncak, 150, dan 200 W, dan irama pada 150 dan 200 W tidak berbeda secara signifikan. Namun, peserta menganggap upaya mereka secara signifikan lebih rendah pada output daya puncak dengan engkol Z-Torque.

Bahkan studi dan materi mereka sendiri tidak menunjukkan perbedaan yang signifikan antara engkol Z dan engkol normal. Gagasan "yang dipersepsikan" cacat karena bukan tes buta / buta ganda.

— Tha Riddla
sumber

1

Jika Anda membaca tautan yang saya berikan, Anda juga akan menemukan tautan tambahan untuk informasi tentang engkol torsi Z itu sendiri. Di luar semua data fisika lain yang disediakan di pos lain dalam pertanyaan ini, masalah ground clearance sangat besar. Ada jauh lebih sedikit ground clearance pada engkol ini membuat pedal (atau lengan yang tidak pernah terdengar) menyerang kemungkinan nyata dan berbeda bahkan untuk sedikit belokan.

— Tha Riddla

Artikel lain tentang sejarah (konten tumpang tindih dengan tautan Anda): road.cc/content/feature/…

— armb

15

Sayangnya ini tidak membantu. Contoh gambar menunjukkan kesalahpahaman mekanik klasik dasar dan lebih khusus lagi, statika . Momen, alias torsi, didefinisikan sebagai

M = F * d

dimana

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

Bentuk engkol tidak berpengaruh pada keduanya. Fadalah gaya yang berasal dari tungkai / kaki, dan dhanya ditentukan oleh jarak antara pedal dan hub, dikalikan dengan sinus sudut antara Fdan vektor yang ditentukan oleh pedal dan hub.

Pada contoh gambar kedua,

masukkan deskripsi gambar di sini

tangan mendorong diposisikan secara salah sehingga dmeningkat, dan itu akan meningkatkan momen. Namun, pedal lurus di atas hub, jadi mendorong ke bawah masih menciptakan momen nol.

Jika engkol normal adalah A, apakah Anda pikir menambah lengan Bdan Cdan akan membuat perbedaan (kecuali menambah massa)? Hapus A, dan Anda memiliki sistem "berbentuk Z".

masukkan deskripsi gambar di sini

— Joonas Pulakka
sumber

1

Milik Anda adalah respons favorit saya. Saya ingat pertanyaan torsi-tubuh kaku dari Statics di perguruan tinggi. Prof datang dengan selusin desain rumit yang berbeda untuk ide yang sama ... "jumlah pasukan sama dengan nol". Tidak masalah apa bentuk lengan itu. (Kecuali, tentu saja, bobot bentuk baru akan menyebabkan torsi yang dapat diabaikan dalam posisi ini, tetapi itu akan menjadi nol karena posisi yang berbeda dalam siklus.) Penjelasan yang bagus!

— Brian Genisio

2

Itu hanya menambah berat ekstra dan mungkin kurang dapat diandalkan karena peningkatan pelenturan. "Tuas lengan" untuk keunggulan mekanis sama dengan lengan yang langsung menuju ke pedal. Ini seperti iklan untuk "peningkatan laki-laki".

— David Winsemius
sumber

2

Desain ini menambahkan sesuatu yang baru, banyak engkol yang serupa dengan ini telah dikembangkan selama 100+ tahun siklus desain dan semuanya telah gagal untuk mencapai keunggulan daya yang seharusnya dan menjadi arus utama.

Beli ini jika Anda suka tampilan dan rasa fleksibel di pedal spindle membelinya.

— Stu
sumber

2

Tidak.

Anda memiliki lebih sedikit ruang untuk memutar roda depan ketika bagian terpanjang dari engkol adalah horisontal ke tanah.
Anda memiliki lebih sedikit ground clearance ketika bagian engkol terpanjang paling dekat dengan tanah.
Flex selalu kehilangan daya, dan meskipun ini sangat kaku, tidak ada keuntungan mekanis karena gaya tidak diterapkan pada ujung Z tetapi sebaliknya di tempat yang sama dengan engkol tradisional.

Namun engkol ini sangat cocok untuk engkol (orang eksentrik) atau pencakar yang ingin bercak dan tidak peduli dengan keamanan atau efisiensi.

— bmike
sumber