Тестування ефективності динамо-втулок для велосипеда
Динамо-втулки стали популярні в 1940-х роках. Стандартні пляшкові генератори, що працюють від зіткнення з протектором шини або обідом, страждають від значних втрат енергії через тертя між динамо-машиною і колесом. Крім того вони ненадійні в сиру погоду, так як темно-зелена динамо-машина постійно зісковзує з колеса. Динамо-втулка пропонує простий і надійний спосіб генерувати енергію для ліхтарів велосипеда.
Але тільки в останні роки стали доступні ефективні динамо-втулки. В даний час найпопулярніші динамо-втулки виготовляються в Німеччині фірмою Schmidt Maschinenbau і в Сінгапурі фірмою Shimano. У той же час разом з удосконаленням динамо-втулок завдяки сучасним технологіям знизилися втрати пляшкових динамо-машин. Повідомлялося, що темно-зелена динамо-машина Lightspin ефективніша за динамо-втулки, також враховуючи, що в вимкненому стані відсутня опір. Проте, залишилася проблема зісковзування роликів з мокрих покришок.
Методика тестування динамо-втулок.
Для тестування ми вибрали найбільш популярні моделі динамо-втулок і пляшковий генератор Lightspin, які були протестовані в Тюбінгені в Німеччині на тестовому обладнанні фірми Schmidt Maschinenbau.
Для випробувань були взяті три абсолютно нових генератора зі стандартного виробничого циклу, які тестувалися протягом 15 хвилин. Потім був проведений завмер їх опору без навантаження і з фарою моделі E6 фірми Schmidt (лампочка Philips HPR64 на 3 Вт 6 В). Після цих попередніх тестів, лампочки тієї ж моделі з більш високою ефективністю / втратами не бралися до уваги як не підходять, а «лампочки із середніми показниками» були протестовані більш детально.
Протестовані моделі динамо-втулок і пляшкових динамо-машин.
Потужність динамо-втулок і пляшкової динамо-машини.
Апаратура для тестування динамо-втулок і пляшкових динамо-машин в Schmidt Maschinenbau.
Напруга відрізняється тільки на низьких швидкостях. Максимальна напруга на ліхтарику E6 становить 6,2 В на Lightspin і 6,8 В на інших втулках.
Всі протестовані генератори, крім SON20, забезпечували практично повну силу світла на швидкості 10 км / ч. На низькій швидкості модель динамо-втулки Shimano DH3N71 стала переможцем, так як виробляла більше потужності, а значить і більш яскраве світло. Модель SON20, яку використовували з колесом 700C, для якого вона не була сконструйована, виробляла найменшу кількість енергії на низькій швидкості. На швидкості в 20 км / ч всі протестовані генератори видавали напругу принаймні в 6 вольт, які потрібно для стандартної велофари на її повної яскравості.
Втрати потужності на динамо-втулках при включеній фарі.
Опір вночі (світло увімкнено). Найбільш ефективна динамо-втулка SON20.
При включеному світлі опір більшості генераторів зростає - за винятком моделі Shimano HB-NX32, опір якої стає менше на високій швидкості при включеному світлі.
В цілому модель SON28 все ще є найефективнішою динамо-втулкою, але модель динамо-втулки Shimano DH-3N30 не набагато відстає від неї. На дуже високій швидкості вона вимагає менше енергії. Найбільша перевага моделі SON20 над моделлю SON28 проявляється на середній і великій швидкості.
Опір динамо-втулок на холостому ходу.
Опір днем (світло вимкнене) виразно залежить від моделі динамо-втулки. Опір Lightspin таке ж, як і у звичайній передній втулки.
При вимкненому світлі мінімальні втрати показала модель Lightspin: коли генератор не стикається з колесом, опір створює тільки передня втулка. Модель Shimano HB-NX32 створює значний опір, особливо на високій швидкості, і дійсно не підходить для гоночних велосипедів. З іншого боку у моделі динамо-втулки DH-3N30 значне покращено опір і вона може скласти конкуренцію більш дорогим динамо-втулкам.
Нова модель Shimano DH-3N71 має трохи вищий опір, ніж її попередниця - модель DH-3N70. На холостому ходу модель SON28 як і раніше створює значно менший опір, ніж інші динамо-втулки. Як і очікувалося, втрати моделі SON20 з колесом 700C навіть нижче, але ціною слабшого світла вночі на низькій швидкості.
Підключати до динамо-втулки одну або дві фари?
На швидкості вище 25 км для живлення двох послідовно підключених фар можна використовувати будь-які динамо-втулки. Багато велосипедисти, люблячі велопробіги на довгі дистанції, використовують дві фари. Якщо двома фарами можна забезпечити хороше освітлення, то додатковий вага і опір не настільки важливі. Одиночна фара E6 забезпечувала достатнє освітлення навіть на тандемі під час веломарафону Париж-Брест-Париж на швидкості 70 км / год на незнайомих, які потребують напруги дорогах. Ті, хто все ж вирішив встановити дві фари, можуть отримати невелику вигоду від використання динамо-втулки моделі SON20, що володіє більш низьким опором.
Використання динамо-втулок для коліс малого діаметру з великими колесами.
Більшість фар велосипеда спроектовані відповідно до законів Німеччини, які вимагають забезпечення потужності велофари 0,75 ват на швидкості 5 км / год і 2,7 ват на швидкості 15 км / ч. Ці закони розроблені для німецьких велосипедистів подорожують на короткі дистанції з низькою швидкістю, а не для завзятих гонщиків. Багато велосипедисти рідко подорожують зі швидкістю нижче, ніж 15 км / год, так що вони можуть вирішити, що їм не потрібно повне висвітлення на швидкості нижче 15 км / год.
При використанні моделі SON20 з колесами 700C або 650B замість коліс 20 ", для яких вона була розроблена, зменшується вихідна потужність, але також зменшується опір. Велике колесо обертається повільніше, ніж колесо 20", для якого і був створений генератор.
Результати випробувань показали, що таким чином можна заощадити дорогоцінну енергію. Протягом чотирьох років я використовував модель динамо-втулки SON20 з колесами 700C і 650B. На дуже крутих підйомах світло починав тремтіти. Але на низькій швидкості, мені не потрібно було так багато світла, щоб бачити дорогу. Для тих, хто їздить у межах міста на жвавих дорогах, модель SON28 може бути краща, тому що навіть на низькій швидкості велосипед залишається видимим для іншого транспорту.
Підсумки тестування динамо-втулок і пляшкової динамо-машини.
Що виробляється динамо-втулками світло - це надійне джерело енергії в більшості випадків. Додаткове опір було нами виміряна і безсумнівно його важливість переоцінена. Воно має найбільше значення (в процентному відношенні вихідної потужності) на низькій швидкості. На високій швидкості і на підйомах додатковий опір в порівнянні із загальною потужністю необхідної для руху велосипеда стає незначним.
Динамо-втулка Shimano DH-3N71 непоганий вибір, але в порівнянні з її попередницею DH-3N70 у неї трохи гірше продуктивність. Обидві моделі значно важче і менш ефективні, ніж динамо-втулки SON. Більш дешева модель DH-3N30 пропонує кращу продуктивність, але важить на 200 грам більше, тому що має підшипники і ущільнювач більш низької якості, так що більш висока ціна динамо-втулки фірми Shimano цілком виправдана. Очікуваний термін служби конусів підшипника в недорогих динамо-втулках фірми Shimano моделей (HB-NX32, DH-3N30) дорівнює приблизно 5000 км. Це говорить, що модель DH-3N30 пропонує дивно гарну продуктивність за свою ціну.
Якби не проблеми прослизання в сиру погоду, Lightspin могла б послужити хорошою альтернативою динамо-втулкам. Її невелика вага (навіть включаючи вагу кріплення на передній втулці) і відсутність опору в денний час привертають велосипедистів, рідко здійснюють поїздки в темний час доби. Коли вмикається світло на велосипеді. то опір Lightspin зростає до значення, що перевищує значення у моделі SON28 і сучасних динамо-втулок фірми Shimano. Складно домогтися і підтримувати правильне кріплення пляшкових генераторів, так що при її експлуатації опір може дуже сильно варіювати.
Для велосипедистів, які беруть участь в різного роду змаганнях, використання моделі SON20 або напрочуд легкій SON-XS з ободом великих розмірів зменшує опір як в денний, так і в нічний час. Особливо на швидкостях від 25 до 35 км / ч. До їх недоліків можна віднести зменшення світлового потоку на низькій швидкості.
Повна потужність, що розвивається велосипедистом
Стандартна герметична передня втулка