Использование динамовтулки на марафонах. Личный опыт
Сейчас идет уже 2024 год, а я до сих пор пользуюсь световым набором, который был куплен более 10 лет назад. И очень доволен им: -)
В 2007 г. общаясь с Дмитрием Галибиным, после питерской 600-ки, мечтали о том, что купим динамовтулки, чтобы не думать о зарядке фонарей и телефонов; хорошие седла, чтобы не отбивалась любимая …; велосипед, чтобы соответствовал требованиям бревета (везде проезжаемый — наверное мечтали о циклокросе. Что-то уже приобретено, а кто-то уже бросил катать бреветы
Седло куплено, сейчас (2015 г.) я в нем разочаровался и езжу на другом. В этом году (2013 г.) куплен «световой комплект». На данный момент осталась мечта — циклокросс (тоже реализована).
Опишу, как я покупал «световой набор», а именно динамовтулка (дальше ДВ) + колесо + фонарь + выпрямитель. Все начинается с поиска в инете. Материала по этой тематике очень мало, особенно на русском языке. Пришлось прибегнуть к онлайн-переводчикам, чтобы почитать что нам советуют западные гуру.
Дальше буду приводить отрывки с сайтов, форумов, дам адреса магазинов (так как сам очень долго искал — особенно когда нужна была хорошая ДВ). Поставил для себя задачу купить полный комплект в сборе ДВ и колесо, и выпрямитель. Покупка по отдельности требует более тщательного подхода — это подборка спиц + сборка колеса — поэтому этот вариант я даже не рассматривал. Сразу решил искать и купить сборную конструкцию.
Сделаю маленькую оговорку, так как я этот материл переписываю в 2017 году, то у меня есть опыт сборки колеса с ДВ. Вернее не у меня, так как руки у меня не из того места выросли — делал все Владимир Литовченко (г. Северодвинск). Выбрал легкий обод, спицы и собрали хорошее колесико, которое было использовано на Чуйском Тракте-2017.
Динамо-втулка — это электрический генератор для велосипеда, встроенный в специальную втулку. Динамо-втулки разработала компания Sturmey-Archer в Англии. В 2010 году в Тайване ими была представлена новая версия динамо-втулки в комбинации с барабанным тормозом.
В настоящее время динамо-втулки также производятся компаниями Schmidt и Shimano, которые строго говоря не являются «динамо-втулками», потому что «динамо-втулка» это торговая марка Sturmey-Archer. Купить динамо-втулку Shimano можно и за 50 долларов, но к примеру цена динамо-втулок Supernova может доходить и до 300 долларов.
Мощность классических динамо-втулок составляет 1.8 Вт при напряжении 6 В, тогда как другие велосипедные динамо-машины включая новые динамо-втулки производят 2.4 Вт или 3 Вт.
Фары, продававшиеся с классической динамо-втулкой, были точно рассчитаны на эффективное использование низкой мощности. Фара на 2.4 Вт от других динамо-машин в комбинации с задним фонарём на 0.6 Вт, установленная на велосипед с классической динамо-втулкой, будет светить тускло.
Благодаря усовершенствованию технологии магнитов динамо-втулки стали меньше, легче, мощнее. Также намного более эффективными стали источники света — галогенные лампы или светодиоды, так что теперь современные динамо-машины могут производить в несколько раз больше света, чем классические динамо-втулки.
Динамо-втулки довольно тяжёлые (новые в меньшей степени из-за использования редкоземельных магнитов и алюминиевых оболочек), совершенно бесшумные, У них отсутствуют движущиеся части, вследствие чего практически нет механического трения. Они работают за счёт кольцевидного многоголосного магнита, расположенного внутри корпуса втулки увеличенного размера, вращающегося вокруг прикреплённого к оси неподвижного якоря (катушки). Динамо-втулка имеет очень низкое сопротивление вращению.
Динамо-втулки являются генераторами переменного тока. Как и другие велосипедные генераторы, на высоких скоростях они могут сжечь лампы — за исключением ламп современных фар, в которых установлен полупроводниковый регулятор напряжения.
В сравнении с бутылочными динамо-машинами динамо-втулки производят больше света на низких скоростях за счёт того, что у них частота переменного тока ниже. У лампы больше времени на разогрев на каждой амплитуде импульса тока. На низких скоростях фара с питанием от динамо-втулки заметно пульсирует, а фара питаемая бутылочной динамо-машиной только тускло светит. С возрастанием скорости велосипедного генератора возрастает и частота тока. Это очень полезная закономерность, так как с ростом частоты индуктивность обмотки якоря генератора пропускает переменный ток менее эффективно, что в значительной степени противодействует возрастанию напряжения с ростом скорости. Этот эффект индуктивности позволяет использовать генератор в более широком спектре скоростей.
Всё же гонщики должны позаботится о питания ламп или же использовать современную систему освещения с регулятором напряжения. Динамо-втулка, находящаяся под постоянным напряжением, всегда подсоединена к фаре и во время движения невозможно выключить свет. Конечно можно было для этой цели просто снабдить схему переключателем, но в этом нет никакой необходимости. На современных фарах есть «Включение и выключение» фары при движении. [Б.]
«Выпрямитель» — это устройство, преобразующее переменный ток в постоянный. К такому выпрямителю можно подключать для зарядки навигаторы, телефоны, плееры и т. д.[Б.]
Многие не покупают (или не используют) ДВ так как боятся, что поедут слишком медленно, потому что ДВ заберет часть мощности у велосипедиста.
Вот, что пишут на сайте Shimano. Получая 3Вт электроэнергии, мы тратим на это собственные силы и энергию. Как оценить, много ли это?
Если пренебречь КПД, которое меньше 100%, то получаем следующее.
Профи высокого уровня в часовой гонке развивает мощность порядка 450-480 Вт. Так что дополнительные затраты составят всего порядка 0,6%, ежели он захочет утруждать себя дополнительно. При обычных покатушках по дорогам с твердым покрытием мощность составляет 100-200 Вт. И потери, соответственно составят от 1,5% до 3%, что совсем немного.
Дополнительные усилия на педалях, предлагаю рассчитать всем желающим в качестве домашнего задания.
Еще немного про мощность и КПД. Привожу выдержку…
Первая цифра: Эффективность в процентах при 15 км в час
Вторая цифра: Эффективность в Ватах при 15 км в час
Shimano NX-30 = 49% — 6,5 watts
Shimano DH-3N70/71/72/80 = 53% — 2.2 watts
Schmidt SON = 64% — 1.5 watts
Несколько обсуждений с форумов: Обсуждение на форуме Велопитер: тоже являюсь обладателем 3D72, пока только обхожусь тестами/сбором информации. Из полученных данных:
1) чтобы питать электронную технику потребуется выпрямитель/стабилизатор, забугорные вариант от 3 тыр и выше, самоделка на ШИМ/контроллер выйдет от 500 рэ (если сам паять будешь)
2) Разница в весе составляет 10-12 АКБ формата АА, либо 6-7 АКБ формата 18650 + вес обычной втулки
3) при заявленной мощности в 3W на выходе максимально получал 2,4W
4) мощность при увеличении скорости не увеличивается, эффективно начинает работать при скорости от 10 км/ч.
5) чтобы зарядить 18650 емк 2200мА надо около 4 часов непрерывного педалирования, АА 2700мА около 3-3,5 часов
Выводы, если педалирование превышает 30 часов, то смысл имеется в виде экономии веса, в остальных случаях проще набрать аккумов.
Думаю, что для бреветов выгода использования ДВ будет начинаться с 1200 км и более. В данный момент можно купить аккумуляторы, которые могут зарядить ваш навигатор и телефон по 1-2 раза. Плюс дополнительный аккумулятор для телефона (весит очень мало) и комплект батареек для навигатора. Этого должно хватить на 1200 км. А вот дальше… каждый считает сам — сколько батареек ему надо для «питания» своих девайсов. Также нужно учесть, что в придорожных кафе и магазинчиках продаются не все модели батареек, да и срок службы у них у же на исходе — а это значит что «питаться» ваш девайс будет намного меньше… [Б.]
Выдержа с форума (сейчас он не работает).
Пару месяцев назад приобрел (автор сообщения на форуме) по случаю ДВ SRAM i-LIGHT. (3Вт, 6В, 3000 руб.) Первые же испытания втулки, без подключения нагрузки к клеммам меня огорчили. Сразу было видно, что вращение колеса на этой втулке заметно хуже. Колесо не приходит во вращение под весом ниппеля и на глаз заметно быстрей останавливается при раскрутке от руки.
Первый выезд также не порадовал. Выбег заметно уменьшился. Проехал 20 км — ощутимо устал. Довольно далек от электроники и поэтому долго выбирал, как лучше использовать, вырабатываемое на ходу электричество. Основные потребители имеют аккумуляторы по 3.6В (телефон и фотоаппарат) или 2 AA батарейки (GPS). Поэтому решил днем, на ходу заряжать 4 NiCd аккумулятора по 1000 mAh, как не боящиеся перезаряда и не требующие контроллеров зарядки-разрядки, а ночью к ним подключать голодные аккумуляторы походной электроники. Четыре аккумулятора при последовательном соединении дают на выходе 5,5 вольт, что близко параметрам штатной зарядки. Собрал простейший диодный выпрямитель с электролитом и светодиодным индикатором и недавно провел первые полевые испытания с зарядкой на ходу. Четыре разряженные аккумулятора (U=1,1В) были установлены в китайский бокс и подключены к выходу выпрямителя. Считаю первый опыт удачным. Дальнейшие испытания буду проводить в реальном походе. Ну, а с уменьшенным выбегом велосипеда уже смирился. Испытываешь удовлетворение, что не просто едешь, а еще и вырабатываешь электричество и светящийся светодиод зарядки помогает крутить педали.
Отрывок с форума.
Как самомму отремонтировать ДВ. Решился таки я (автор статьи) на покупку динамовтулки. По большей части из-за любопытства, а не из острой необходимости. Сначала долго думал и выбирал. На момент покупки было три варианта:
1 — Shimano ALFINE (ну или другую, аналогичную из шимановских); цена — 65,95EUR (2638 руб); плюсы: неплохая грязезащита (если судить по взрыв-схеме), проверенный брэнд, много мануалов; минусы: судя по той же взрыв-схеме с правой стороны насыпной подшипник, слева — пром, такая конструкция мне не внушает доверия; крепление тормозного диска Center Lock, а у меня уже стоят Avid под 6 болтов; судя по картинкам в разделе «Connection of the cables» этого мануала создаётся впечатление что один из полюсов динамки электрически соединён с корпусом втулки и, следовательно велосипеда, а это прямой путь к электрохимической коррозии (эти выводы я сделал исключительно по схемам из мануала и не могу точно сказать так ли это на самом деле)
2 — SRAM i-LIGHT; цена — 77,95 EUR (реально меньше из-за того, что немцы возвращают 19% европейский НДС, мне обошлась в 2900 руб); плюсы: крепление тормозного диска на 6 болтов; на некоторых зарубежных форумах читал что она лучше шиманы; позиционируется для спорта; минусы: мало мануалов, взрыв-схемы не найдёшь
3 — Schmidt SON 28; цена — 185EUR (7400 руб); плюсы: прочная (есть модели для тандемов); отличная защита от грязи (по заявлениям производителя); огромный ресурс, в общем отличный выбор для туризма; минусы: только один — цена.
Почитать статью «Электричество в походе».
Отрывок. Осенью 2008 года я (автор статьи) стал обладателем динамо-втулки. Сейчас, как мне представляется, это наилучший источник электроэнергии для велосипедиста, особенно в длительном походе. Потому дальнейшие усилия я направил на развитие этой темы.
Динамо-втулка DH-3N20 не смотря на заявленные в паспорте 6В, 3Вт, оказалась способна заряжать мой 12-ти вольтовый аккумулятор. А на скорости 27 км/ч отдавала в нагрузку, на напряжении около 16 В, уже 400 мА (!) Это больше 6-ти Ватт. Причём, производя электроэнергию, она не создаёт сколько-нибудь заметного сопротивления качению, в отличие от прижимного вело-генератора.
Статьбя на сайте Бирота
Очевидно, что бич генерирующих свет динамо в усиленном сопротивлении качению, причем, в силу конструкции, передняя динамо-втулка работает хуже классической оси с двумя подшипниками даже на холостом ходу. По этому пути решения проблемы и пошли инженеры: новинки обладают резко сниженным коэффициентом трения внутреннего механизма. Заявлено снижение фрикции на 40 процентов при работе в режиме динамо и более чем на 75% в холостом ходу. Новинок три, где первая втулка, с индексом DH-3D71 оснащена креплением для диска CenterLock и рассчитанна на питание ламп 6V/3.0W. Втулка DH-3N70 прямой аналог предыдущей модели, но без крепления для диска. Третья новинка оснащена динамо на 6 вольт с лампами 2.4W и также сделана без дисковых креплений. Более или менее интенсивное использование предполагает больше грязи, потому новинка оснащена привычными шимановскими двойными лабиринтными пыльниками и усиленным корпусом.
Если мы говорим: «втулки от Shimano», подразумеваем: «насыпные подшипники» и, в нынешнем случае, также не ошибаемся. Не будем пускаться в споры об эффективности такого решения, но в новинке применены подшипники аналогичные тем, что используются в безусловно превосходной группе Ultegra. Сами втулки рассчитанны на колеса с 32 и 36 спицами и оборудованы эксцентриками.
Магазины, где можно приобрести ДВ:
Динамо-втулки http://sportresort.ru/
Зарубежные:
Мой световой набор
Передний фонарь MOON сломался в 2023 году на марафоне до Владивостока и я его выбросил. Подробнее все есть на видео с 2023 года.
Vkontakte
Twitter
Одноклассники
