Auto Voiture FAQ

Tout est lié à la distance parcourue pour 1 tour d'entrée.

Sur un vélo, il y a 3 facteurs. L'engrenage avant, l'engrenage arrière et le diamètre du pneu.

Le rapport des dents sur l'engrenage arrière au nombre de dents sur l'engrenage avant est le rapport d'engrenage. Si le train avant est plus grand, la roue tournera plus d'un tour par tour d'entrée. Si le train avant est plus petit que le train arrière, la roue tournera moins d'une fois par tour.

Le couple est multiplié par le rapport de démultiplication. Les engrenages sont un équilibre entre le couple de sortie et le régime requis pour déplacer une vitesse donnée. C'est pourquoi la plupart des véhicules ont une transmission à plusieurs vitesses pour une meilleure accélération dans les rapports inférieurs et un régime inférieur (donc une meilleure consommation d'essence et une vitesse de pointe plus élevée) dans les rapports supérieurs.

Rapports plus élevés :
avant plus petit, arrière plus grand
Couple plus élevé
RPM plus élevé requis pour la même vitesse

Rapports plus bas :
plus grands avant, arrière plus petit
Perte de couple
RPM inférieur requis pour la même vitesse
peut atteindre une vitesse plus élevée au RPM maximum

Le diamètre du pneu joue également un rôle en tant que rapport est la distance que vous vous déplacez par révolution d'entrée. Un pneu de plus grand diamètre sera comme avoir un rapport de démultiplication inférieur, tandis qu'un pneu de plus petit diamètre sera similaire à un rapport de démultiplication plus élevé.

Laissons quelques chiffres. rien de vrai, juste des chiffres en l'air.

15 à l'avant, 40 à l'arrière, pneu 22" :
22*pi*(15/40) = 25,9" par tour d'entrée
22*pi*(15/40)/12/5280*1000*60 = 24,5 MPH / 1000 RPM

permet de le changer à 20 dents à l'avant :
22*pi*( 20/40) = 34,5" par tour d'entrée
22*pi*(20/40)/12/5280*1000*60 = 32,7 MPH / 1000 RPM

permet de le changer à 35 dents arrière :
22*pi*(15/35) = 29,6" par tour d'entrée
22*pi*(15/35)/12/5280*1000*60 = 28,0 MPH / 1000 RPM

permet de changer la taille du pneu en 24" :
24*pi*(15/40) = 28,2" par tour d'entrée
22*pi*(15/40)/12/5280*1000*60 = 26,822 MPH / 1000 RPM

Maintenant que j'y pense, cela ignore complètement la transmission. Vous avez le moteur à travers les rapports de transmission, puis les engrenages à chaîne/courroie/pignons agissant comme un rapport de transmission final.

Le nombre de dents d'un pignon est limité par le rayon du pignon. En supposant une distance de maillon standard (pour la chaîne de bicyclette) de 1/2 pouce, le rayon est un nombre basé sur n où n est un multiple entier de longueurs de 1/2 pouce. Puisque la circonférence est 2*pi*r, la relation 1/2*n = 2*pi*r doit être vérifiée. Résolution pour r, r = 1/4 * n / pi.

Donc pour la série n = 18,19,20...,43,

inches           n
1.432394488      18
1.511971959      19
1.591549431      20
1.671126902      21
1.750704374      22
1.830281846      23
1.909859317      24
1.989436789      25
2.06901426       26
2.148591732      27
2.228169203      28
2.307746675      29
2.387324146      30
2.466901618      31
2.546479089      32
2.626056561      33
2.705634033      34
2.785211504      35
2.86478897       36
2.944366447      37
3.023943919      38
3.10352139       39
3.183098862      40
3.262676333      41
3.342253805      42
3.421831276      43

Je ne vois aucune des autres réponses complètes, c'est-à-dire décrivant la raison pour laquelle les vélos diffèrent des motos.

La différence est la source d'alimentation : les humains par rapport aux moteurs à combustion/moteurs électriques modernes.< /p>

Les humains sont comme des machines à vapeur. Les humains produisent de l'énergie à un régime extrêmement bas. Cela se traduit par un rapport poids/puissance médiocre : les humains produisent environ un cinquième à un tiers de puissance pour un humain de 70 kg, le rapport puissance/poids étant de 0,003 à 0,005 cheval par kilogramme.

En revanche, un poids de 100 kg Le moteur de la voiture produit 100 ch, le rapport poids/puissance étant de 1 ch par kilogramme. Les moteurs électriques sont encore meilleurs dans ce domaine : le moteur de Tesla produit 362 chevaux pour 32 kg ou 11,3 chevaux par kilogramme.

Comment les moteurs électriques et les moteurs à combustion interne atteignent-ils une telle puissance de sortie par kilogramme ? La réponse est RPM, vitesse de rotation. La puissance est le couple multiplié par RPM. Le couple pour un moteur de voiture est en fait assez faible : un moteur de voiture de 100 kg produit peut-être 170 Nm, soit 1,7 Nm par kg. Un humain de 70 kg utilisant des chaussures qui s'attachent aux pédales sur des manivelles de 170 mm produit 70 kg (poids) + 25 kg (tirer de la chaussure arrière) + 25 kg (pousser sur la chaussure avant une quantité équivalente) + 30 kg (tirer de guidon), soit 150 kg soit environ 1500 Netwons fois 0,17 mètre, soit environ 250 Nm. Donc : 250 Nm par 70 kg, soit 3,6 Nm par kg. C'est plus qu'un moteur de voiture !

Malheureusement, les humains ne peuvent pédaler qu'à environ 100 tr/min. En revanche, les moteurs de voiture fonctionnent jusqu'à environ 7 000 tr/min et les moteurs électriques jusqu'à environ 20 000 tr/min.

Le faible couple de sortie de ces machines artificielles est compensé par le fonctionnement à d'énormes vitesses de rotation / RPM. Les humains ne peuvent jamais y parvenir.

Pour comprendre pourquoi l'engrenage est différent sur les vélos et les motos, voyez la réponse acceptée : tout est une question de RPM. Mais pour comprendre pourquoi les RPM sont différents, je pense que ma réponse est nécessaire.

Au fait, l'inadéquation des RPM est aussi la raison pour laquelle les vélos électriques ont mis si longtemps à se matérialiser et pourquoi même aujourd'hui ils sont sous-optimaux. L'humain veut pédaler tranquillement à 60 tr/min, alors qu'un bon moteur électrique aimerait tourner à 20 000 tr/min. Le décalage est généralement résolu en construisant un mauvais moteur électrique qui tourne à seulement 200 tr/min à 25 km/h et en le mettant sur le moyeu de la roue. Ce n'est pas un problème car ces pauvres moteurs ne produisent que 250 watts, une fraction de ce qu'ils pourraient produire s'ils tournaient à 20 000 tr/min (25 000 watts = 33,5 chevaux). Pour les cyclomoteurs (cyclomoteur signifie véhicule à moteur à pédales), le décalage a été résolu en éliminant les pédales, donc malgré leur nom, les cyclomoteurs n'ont plus du tout de pédales.

Aussi, la raison pour laquelle les cyclistes sérieux n'en ont pas. utiliser des moyeux à engrenages internes est le même: la machine à vapeur particulière ressemble aux caractéristiques de l'homme. Je pense que seul le très cher Rohloff résiste à 250 Nm au pédalier... Si le cycliste pèse plus de 70 kg, vous dépassez déjà cela. De plus, la raison pour laquelle les pièces de vélo tombent en panne à un taux élevé et la voiture les pièces ne tombent pas en panne à un rythme aussi élevé, c'est la même chose. Je suppose que les pièces de la machine à vapeur ont également souvent échoué.