刷视频的时候偶然间刷到了一个双驱自行车的视频,让我眼前一亮,刷新了我以前的认知。我们先看一下这个视频是什么样的?(不好意思审核不通过,以照片代替吧,总之就是通过另加一组链条传动到前轮上,如下图前轮,点击看视频)

双驱自行车感受(双驱自行车问题的关键)(1)

但是我的疑问来了,我首先不理解的是它的差速器问题。我们知道汽车的驱动轮不止一个,有两驱(前驱或后驱)或者是更高级的四驱。无论是前驱、后驱、四驱,它们都是要配备差速器的,差速器就是起到驱动轮之间的驱动协同的。汽车不像传统的自行车,只需要一个轮子驱动,另外一个推着走就行(其实这也是一种自动协同),汽车不同的驱动轮如果都是按照自己的方式各顾各的转动,那就不能自由转弯和行驶。

举个简单的例子来说,直线行驶时,同轴同速驱动是可以的,当你想转弯时,外侧的轮子要比内侧的轮子跑的距离要远,或者说是内侧的轮子要先压住速度,等待外侧的轮子跑更远的路来跟上转弯才行。同样地,四轮驱动在转弯时四个轮子跑的距离都是不一样的,如果靠同轴同速驱动,也是无法完成转弯和正常使用的。通过观看下面的动图,就能很好理解它的工作原理。

双驱自行车感受(双驱自行车问题的关键)(2)

差速器驱动工作原理

我反复观看前面的视频,想在这辆双驱自行车上找到这个差速器,可是我感觉到找不到。而且,自行车作为一个比较简单和低成本的机械代步工具,如果加上这么个有这么多齿轮组构成的差速器,会严重增加自行车的体积、重量和机械复杂度。如果没有差速器,那么该自行车就不能实现自如的转弯,视频中的转弯究竟是如何实现的呢?我不得其解,于是我翻看了下视频下方的评论区,里面的评论中果然有大量相同的疑问提出来。

双驱自行车感受(双驱自行车问题的关键)(3)

双驱自行车感受(双驱自行车问题的关键)(4)

双驱自行车感受(双驱自行车问题的关键)(5)

双驱自行车感受(双驱自行车问题的关键)(6)

双驱自行车感受(双驱自行车问题的关键)(7)

然而当我看到最后一张图中这条留言时,它激发我的思考,我突然间发生了质的飞跃,所有的问题彻底得到了解决,心中豁然开朗。当我感觉到我所有的疑问都被我攻克后,再去看很多人还在讨论四驱比两驱(对应自行车就是双驱比单驱)爬坡能力强和四驱比两驱(对应自行车就是双驱比单驱)传动效率低、费油、费能量,重力分配对驱动的影响等问题的时候,我貌似很开心的笑了,很多人都不能切中问题的关键,还一直在为细枝末端的问题打转转。

双驱自行车感受(双驱自行车问题的关键)(8)

双驱自行车感受(双驱自行车问题的关键)(9)

双驱自行车感受(双驱自行车问题的关键)(10)

我把我解决疑虑的过程分为2步。

第一,差速问题,这里需要注意的是“差速”问题,而不是“差速驱动”问题。我们很容易拿这辆自行车和汽车来比,其实这二者在驱动上是有很大的不同的。汽车的驱动是刚性连接,要么是向前驱动,要么就是向后驱动,可能有人会说那空挡的时候呢?空挡的时候,其实是可以看做非驱动模式。而自行车在驱动时,它是只能往前驱动不能倒着驱动的。自行车是通过棘轮来实现链条到车轮的驱动。当车轮速度大于人脚传动的速度时,棘轮会自动通过跳键来实现,这就是问题的关键!正是自行车的这个棘轮实现了汽车差速器的功能,它可以解决了自行车前后轮转动速度差异问题。

第二,双“驱”问题

通过棘轮实现了差速适配,现在来看双“驱”能否实现。在第一个问题里,我特意提示了“差速”问题,而不是“差速驱动”问题。毫无疑问,汽车是可以通过差速器实现差速驱动的,因为在差速器的两端始终是有转动力矩(齿轮一直在驱动)的,不管你是左转还是右转,只不过是转多转少、转快转慢的问题。但是自行车的棘轮在实现速度差异问题的时候是通过跳键来实现的,毫无疑问,当一个轮子的棘轮在跳键的时候是无法提供驱动动力的。所以此时的“双驱”就是不存在!更具体一点来讲就是,自行车的两个轮子的驱动是靠转速慢的那个来提供的(因为转速快的棘轮跳键了)。

双驱自行车感受(双驱自行车问题的关键)(11)

自行车棘轮的原理

在现实骑行中,自行车前后两个轮子很难做到完全的转速一致,永远是前轮转速比后轮转速快(因为自行车在行驶中,它的前轮始终扮演汽车的外侧车轮的角色,跑的路程比后轮多),也永远都是后轮一个轮子在驱动。所以,所谓的双驱其实是很有限的,也可以说基本上就是宣传的噱头,起不到实质上的作用。

双驱自行车感受(双驱自行车问题的关键)(12)

第二个问题才是我们应该看到的双驱自行车问题的关键,认识到这个最关键的问题,再去谈论那些四驱比两驱(对应自行车就是双驱比单驱)爬坡能力强和四驱比两驱(对应自行车就是双驱比单驱)传动效率低、费油、费能量,重力分配对驱动力影响如何的问题吧!

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