Anonim

The Emcycle: en 3-hjuls, vippende, fullt lukket 500 W pedelec veier bare 80 lb (36 kg)

Urban TransportFeature

Mike Hanlon

29. februar 2012

30 bilder

Den fjærvektskumforsterkede Tegris-komposittmonokoque gir emcyklen vekten av en pedelec (36 kg) og bilens fasiliteter

Potensialet for elektriske assisterte menneskeskrevne kjøretøyer for å spille en betydelig rolle i fremtidens transportsystemer er enorm, og det har aldri vært et bedre eksempel på dette potensialet enn Emcycle-konseptet. Emcycle er en vippepedal med trehjulede pedelec (elektrisk pedalassistanse), med en skumforsterket Tegris kompositt monocoque kropp, full suspensjon og en kurvevekt på bare 36 kg.

Emcycle vil i utgangspunktet tilby 500 W elektrisk assistanse med planer på 1000 W (1 kW) og større versjoner senere. Faktisk er det all grunn til at Emcycle vil være et ideelt utgangspunkt for en full elektrisk versjon uten pedaler. Som du vil se senere, gir en beskjeden 2 kW motor kombinert med Emcycle 's lette vekt en veldig sparsom, men rask pendler kjøretøy.

Billignende fasiliteter

Den største selgeren av Emcycle er åpenbart at det er en elektrisk sykkel med nesten all komfort, sikkerhet og værbeskyttelse av bilen.

Emcycle tilbyr også mange av de viktigste skapningene til en bil, for eksempel instrumentering, wipers, et underholdningssystem og en enorm låsbar bæreevne.

I tillegg til sin egen vekt kan Emcycle sikkert bære ekstra 144 kg, inkludert rytternes vekt, noe som gjør den ideell for sykkelutleie og indre bymarkedsføringsmarkeder.

Det er som et pendlerbil som Emcycle har mest mulig potensial skjønt. Den kan ri på sykkelstien, den kan blande seg trygt med trafikken, og mengden energi som brukes når du fylles på, kan være ubetydelig på strømregningen.

Emcycle er resultatet av mange års designerfaring i mange forskjellige bransjer - Emcycle 's skaperen, Michael Scholey har designet biler til British Leyland, leker for Mattel, vært direktør for FoU for en rekke personlige sikkerhetsprodukter som åndedrettsvern og hørselsvern ... pluss mange flere prosjekter av forskjellige slag i sin rolle hos et rådgivende industrielt designfirma.

Hans arbeid har ført ham til mange forskjellige tekniske felt, og i en periode jobbet han på et industrielt stoff selskap som teknisk ekspert som arbeider med flyindustrien som Lockheed, Boeing og Raytheon.

Han tilbrakte selv tid med å designe en elektrisk bil for en av de mange oppstartene i det voksende EV-rommet.

Emcycle er "delvis et produkt av mange år med å tenke på fremtidens transportsystemer", sier Scholey, som foretok post-grad transportstudier ved Art Center College of Design i Los Angeles, "og en fascinasjon med nye materialer og forbedrede måter å gjøre ting på. "

Formålet med dette kjøretøyet er å muliggjøre at noen kan pendle seg i en grad av komfort og med større sikkerhet enn på en vanlig sykkel ", sier Scholey.

"Det er ikke en erstatning for en sports syklus, men mer av en erstatning for en bil, " han understreker. "Til det formål har den størrelsen og økonomien til en sykkel med fasiliteter av en bil. "

"Den elektriske assistansen og hele kroppen gjør det mulig for en rytter å ri i sine vanlige klær vs spandex og komme seg klar til jobb eller lek vs alle svette eller gjennomvåt og slitt ut, og fordi det er vedlagt, trenger ingen hjelm å bli slitt. "

"Den har fjæring både foran og bak og de to forhjulene vipper for å tillate sykkel som banker i hjørner.

"Bankbarheten er laget slik at kjøretøyet blir oppreist når det står til rytmen bestemmer seg for å bankover. Ingen føtter trenger noen gang å berøre den våte eller skitne gaten. De to forhjulene gir også sikrere svingekraft og overlegen bremseevne, og med tre hydrauliske skivebremser, stopper den raskt og trygt. Det har også en håndbremse for parkering.

Tilgang til sykkelstien med en lukket sykkel vil være en nyhet, spesielt en som vil strømme sammen komfortabelt ved 25 km / t (15 mph) - en hastighet som ikke kan oppnås på en persondrevet sykkel uten noe anstrengelse.

Ved bruk av sykkelstien når det er mulig, er Emcycle dermed veldig trygt. På veiene oppstår et uforholdsmessig antall dødsfall når sårbare trafikanter (sykler og motorsykler) blander seg med mindre sårbare (biler). I denne forbindelse vil Emcycle trolig fare bedre enn enten sykkelen eller motorsykkelen i et krasj med en bil. Det er bare mening på dette stadiet, men i diskusjoner med Emcycle 's designer, nevnte han at han trodde at Emcycle ville virke veldig bra i visse tester og ikke så bra i andre.

Sideeffekter vil selvsagt være en av Emcycle utfordringer når det gjelder å være i stand til å matche bilstøtesteststandarder, men det må huskes at Emcycle er betydelig tryggere i det tiltenkte miljøet og mye tryggere enn en naken sykkel når det blir tvunget til bland med biler.

I min erfaring gjør de direkte ruter som tilbys av sykkelstier, ofte på en sykkelferie mye raskere enn en bil i indre urbane omgivelser. Sykkelstier går vanligvis rett gjennom parker, mens bilene vanligvis kommer til å gå langt. Sykler har nesten alltid privilegerte tilgangsbaner som omkjører store trafikklys og andre tidskrankere, og sykkelstien blir aldri så overbelastet som veien.

Derfor tilbyr Emcycle et ekte alternativ for pendlere.

Bruken av Tegris kompositt

Nøkkelen til Emcycle 's bemerkelsesverdige vekt og styrke er dens polypropylen termoplast kompositt

Tegris monocoque chassis.

Tegris får raskt et rykte som bedre enn karbonfiberkompositt for mange bruksområder, sammen med å tilby uerstattelige materialegenskaper til mange nye bransjer. Det er ingen ulykke. Milliken er et av de selskapene som lager mange ting du bruker, men de er en del av andre produkter, og dermed ikke merket.

Milliken satte spesielt opp for å konstruere et kompositt med letthet, stivhet og utmerket slagfasthet, på forespørsel fra USAs militær. Dens slagmotstand er så god i forhold til typiske termoplast- og termoplastkompositter, at den brukes i beskyttende klær mot fragment, prosjektil eller blaststrusler, og i rustning mot ballistiske trusler.

Det første produktet som skal gjøres helt av Tegris, er Ultimate 12 Tegris kajakk fra Native watercraft - du vil merke at produktsiden spesifikt sier: "Hammer streik vil ikke skade dette skroget, slik at det kan rykke av harde landinger og steinete underlag som ingen virksomhet. Og med all den styrken, gir Ultimate Tegris vektene på bare 36 pund (16 kg). "

Tegris er også nøkkelbestanddelen i Panozs REAMS (Recyclable Energy Absorbing Matrix System) kompositt, som brukes til å lage sterkere og lettere racingbiler.

The Monocoque Chassis

Monocoque er et begrep som vanligvis ikke blir brukt på biler så små som Emcycle, men det betyr i hovedsak at konstruksjonen bruker en gjenstands ytre hud som den bærende konstruksjonen, i motsetning til bruk av en innvendig ramme. Planene pionerer ideen for et århundre siden, men det var ikke til 1958 Lotus Elite-bil som vi så et monokoque chassis i en produksjonsveiforbindelse.

Sprengningen forårsaket av elitens monocoque chassis var ikke noe sammenlignet med reaksjonen på Lotus 25 Formula One-bilen designet av Colin Chapman for 1962-sesongen og rullet ut for første gang på Dutch Grand Prix.

Bilen vant tre løp i løpet av året, og viste seg at en monokoque chassis kunne være både lettere og sterkere, og samtidig gi en tryggere bil til sjåføren.

Ganske snart brukte alle bilene på rutenettet monokok chassis, med den første carbonfibre monocoque som vises på John Barnards 1981 McLaren MP4 / 1. Nå, alle Formula One-biler bruker karbonfiberkomposittmonoko, og racing er et sikrere sted for det.

Et eksempel på hvor trygg en karbonfiberkompositt F1-bil er i disse dager var Giancarlo Fisichellas krasj på Silverstone i 1997s britiske Grand Prix. Fisichella 's Jordan pløyet inn i barrieren ved 227 km / t, avtar til null i 0, 72 sekunder i henhold til den svarte boksen. Han led en liten skade på kneet hans.

Så er Emcycle ikke bare lys, men også sterk, og den resulterende vekten på 80 kg (36 kg) bærer vitnesbyrd om fordelene ved denne type konstruksjon.

Videre å styrke styrken til Emcycle 's chassis er bruken av skum for forsterkning, et område av kompositt konstruksjon som Emcycle ' s Michael Scholey har eksperimentert med i årevis.

Dessverre er polykarbonatkuppelen som sitter på toppen av Emcycle, nesten ikke så kuleavhengig, ellers kan Emcycle ha hevdet tittelen til verdens billigste pansrede kjøretøy.

Skjermen kan gi full 360 graders synlighet, men jeg har tvil om hvorvidt designet kan brukes hvor som helst, men i kalde klimaer - litt sol på Emcycle kan godt gjøre det til en mobil badstue.

Hestekrefter, Watts, Humanpower og electric-hpv hybrider

På samme måte som bensin-elektriske hybridbiler får sin motorkraft fra to kilder (bensin via forbrenningsmotor og batterier), er Emcycle en menneskelig elektrisk hybrid som tegner sin energi fra to kilder - dens batterier og mennesket kjører på den.

Nominelt, for forsikringsformål, vil den første Emcycle ha en 500 W motor, som kan brukes i forbindelse med kraften som leveres av den menneskelige ridning. Dette gjør det mulig å møte fremtidige EU-regler og krever ingen lisens eller forsikring.

Nå er 500 watt tilsvarende 0, 67 hestekrefter, og begrepet hestekrefter stammer fra akkurat det - effekten av en hest. Vei tilbake i begynnelsen av industrialderen fant den skotske oppfinneren James Watt en ny og mer effektiv dampmotor, og ble utsatt for å selge noe helt nytt - en maskin som kunne utføre arbeid.

Da han ikke hadde noe presed som å basere sin forretningsmodell, klarte han lyden av å selge sine maskiner for en del av pengene de sparte i forhold til tradisjonelle metoder.

Den første rundkjeden for sin revolusjonerende dampmotor var til folk som allerede eide og visste verdien av de eldre og mindre effektive Newcomen dampmotorene - gruvene - og han fortsatte klokt å ta royalties for mengden kull som ble redd ved å erstatte en nykomne med en av hans.

Da han flyttet inn i neste fase av markedsføringen av sine motorer, var kundene mølleiere som faktisk erstattet hester med dampmotorer.

Så Watt satt om å bestemme et mål for hvor mye arbeid en hest kunne utføre for sammenligningsformål, og møllen ga ham en perfekt sammenheng. Fra observasjon bestemte han seg for at den gjennomsnittlige møllehesten kunne dreie et møllehjul 144 ganger om en time og trekke med 180 kg (81 kg) kraft på et hjul som var 12 fot (3, 6 m) i radius. Han avrundede beregningen til 33 000 fot-pund per minutt i 1782, og hestekrefter begynte å bli den første anerkjente kraftenheten.

Watt selv ville senere få den nå aksepterte International System of Units (SI) kraftmåling oppkalt etter ham, med 745, 7 watt som tilsvarer en av hans opprinnelige hestekrefter.

Den interessante delen av historien er at Watt brukte arbeidsmengden på sine maskiner, målt ved antall hester de erstattet, for både å demonstrere verdien av hans maskiner og for å tjene penger på oppfinnelsen.

Til en viss grad lever modellen fortsatt i dag, med bilprodusenter som tilbyr kraftigere motorer i samme bil til en betydelig premie.

Hvor mye makt kan et menneske produsere?

Den største vanskeligheten ved å sammenligne utgangene til et dyr og en maskin, er at motoren ikke tåler, mens hester og mennesker kjører raskt. Mennesker og hester kan begge produsere utrolige hestekrefter i korte utbrudd, men dette faller raskt bort.

En gang i gang hadde vi slitt med å løse dette problemet nøyaktig, men oppfinnelsen av syklusmåleren har endret alt det. Nå kan vi nøyaktig visualisere nivåene av hestekrefter som mennesker kan opprettholde over tid.

Tour de France-entusiaster kjenner allerede fra telecasts av det store løp (som nå inneholder live overføring av data til skjerminformasjonsgrafikk), at elitnivået Tour de France syklister legger ut rundt 250 watt når de er aerodynamisk skjermet av feltet, til mer enn 500 watt når de angriper på fjellklatrer. Det må huskes at Tour de France-ryttere er selve eliten i verdenscyklene, og ikke representativ for det gjennomsnittlige mennesket.

Syklingstrømmodeller setter sammen det ovennevnte diagrammet, som jeg tror gir et klart bilde av hvor mye et sunt menneske kan spille en rolle som strømkilde over en times reise - om lag 200 W for en sunn amatør syklist, gjennom til over 450 W for elite syklister.

For å gjøre det enkelt å beregne og sammenligne med andre hybrider, skal jeg kalle den gjennomsnittlige menneskelige innspillingen 500 watt - delvis fordi mange av de elektriske motorens effektdata som er oppgitt i hybridbiler, er toppkvalitetsfigurer og dels fordi de fleste produsenter fudge tallene bare en tad uansett.

Setter vekten på Emcycle i perspektiv

Den største fienden for ytelse og / eller effektivitet i enhver form for motorisert transport, fra en racerbil til en ecomarathon-spesiell, er vekt.

Dette gjør Emcycle unikt, fordi det er så lett at det nesten tåler sammenligning med konvensjonelle transportformer.

De letteste bilene som for øyeblikket er på det internasjonale markedet, er to-setersbybiler som 900 kg (1, 984 lb) Mitsubishi jeg, den 1 904 kg Volkswagen opp !, 860 kg (1 896 lb) Toyota iQ (under bildet, topp venstre) og 730 kg (1 609 lb) smart fortwo (ED elektrisk drivmodell vist under bildet nederst til venstre) - alle er morbidt overvektige i forhold til Emcycle 's 36 kg (80 lb).

Hvis Volkswagen opp! (under øverst til høyre) veier nesten 30 ganger så mye som Emcycle, vil det åpenbart kreve 30 ganger mer strøm for å oppnå tilsvarende ytelsesnivåer, og 30 ganger mer arbeid for å oppnå samme resultat.

Premium grønne biler som Toyota Prius (1.380 kg / 3.042 lb - over bildet nederst til høyre) og Honda Civic Hybrid (1.250 kg / 2.756 lb) kan få alle de aerodynamiske tilpasningene du liker, og de kommer aldri til å oppnå sparsommelig energiforbruk av et kjøretøy som veier bare en fjerdedel av massen, og har et frontareal på en tredjedel.

Toyota hevder en drag-koeffektiv på 0, 25 for prius, men tester tyder på at den faktisk er nærmere 0.30. Dragkoeffektiviteten er svært viktig for bilens effektivitet - like viktig som frontalområdet. Hvor mye strøm du trenger for et gitt ytelsesnivå er direkte proporsjonal med begge. Vi kjenner ikke emcykelens trekk-koeffektivitet, men da frontområdet av Emcycle er mye mindre enn en bils (jeg anslår en tredjedel av frontområdet), er det ytterligere betydelige effektivitetsgevinster.

Min stemme for det beste pund-til-pund-kjøretøyet i verden akkurat nå ville trolig gå til Honda's PCX 125 scooter. 11, 1 hk motor er kraftig og fleksibel og søt å ri, men bruker mindre mengder drivstoff takket være et avansert drivstoffinnsprøytningssystem. Den gir 110 mpg (2.1 l / 100 km) fordi motoren bare trenger å presse rundt en vekt på 127 kg (280 lb) - den veier mer enn tre ganger så mye som Emcycle.

En Bergman 125 maxi scooter fra Suzuki, en annen tohjuling med stor komfort, kommer mye tungere til 159 kg (350 lb) tørr (ingen bensin eller olje), mens tyngre pendlere som Piaggio MP3 (208 kg / 458 lb) tørr), 650 Bergman maxiscooter (269 kg / 593 lb tørr) er henholdsvis seks og åtte ganger tyngre.

Så selv i forhold til den ydmyke scooteren er Emcycle betydelig lettere og har dermed en stor fordel når det gjelder effektivitet.

Den endelige biten du trenger å oppleve for å forstå er kompatibiliteten til menneskelig og elektrisk kraft. Når du vil gå litt raskere, kan de ekstra 500 wattene du kan tilkalle, fremdrive sykkelen fremover så fort at du føler seg overmenneskelig.

Biler bruker bare full kraft under akselerasjon - cruising langs og opprettholde en bestemt hastighet krever ikke mye strøm i det hele tatt - Emcycle produserer all sin kraft når det er nødvendig, og takket være den lave vekten, bruker den sent verdt av kraft, ikke dollar verdt av bensin.

Så da den maksimale menneskelige kraften som er tilgjengelig i de første par sekunder fra stillstanden, overskrider 500 W, har Emcycle en 500 + 500 = 1.000 watt utgang og med sin fjærlette vekt, har den et meget respektabelt forhold mellom vekt og vekt.

Sammenligning av dette med de nevnte kjøretøyene og deres effektutganger ga noen interessante innblikk i Emcycle-naturen på grunn av den lave vekten.

Emcycle er så lett at 500 W elektrisk assistanse vil gi ganske rask akselerasjon - du vil fortsatt trenger å pedalere litt, men ikke så mye, som Emcycle-vekten er å gjøre det mulig for folk å bruke vanlige klær og ikke trenger å utøve seg selv.

For ti år siden tilbrakte Gizmags redaksjonsteam to uker med Aprilia 's Enjoy - kan jeg foreslå at du leser artikkelen i forbindelse med denne - vi elsket Enjoy, som egentlig var en 29 kg sykkel med 200 W pedal assistanse og en topphastighet på 27 km / t.

Emcycle veier bare 7 kg mer enn Enjoy, har minst 500 W pedal assistanse, og den første versjonen av Emcycle som skal gjøres vil ha en 500 W motor og en begrenset topphastighet på 25 km / t (15 mph). Derfor, hvis vi var mer enn fornøyd med Aprilia 's 200 W, forventer jeg at Emcycle vil være veldig rask.

En del av hemmeligheten om å sette de minimale mengder energi maskinen bruker mest, er i kompatibiliteten til menneskelig og elektrisk kraft. Elektriske motorer gir maksimalt dreiemoment på null omdreiningstid, så de er gode for å få deg til å gå fra stillstand,

Bare sett litt grunt inn i det første trykket og en pedelec akselererer raskt, "som en kjempehånd presser sykkelen bakfra." Dette ene aspektet tar mye arbeid uten å sykle.

Det gir også mye mening i personlig transport for å ha et kjøretøy som ikke er følsomt - tanken på å bli strandet med tomme batterier for de fleste, et eller annet sted på fryktskalaen mellom en tur til tannlegen og det offentlige taler .

Ettersom Emcycle er helt anvendelig uten elektrisk hjelp, blir en tung sykkel, kan den brukes sikkert til batteriene er oppbrukt, og du kommer fortsatt hjem med minimum oppstyr.

For å konkludere

Emcycle ser ut til å ha alle boksene krysset så langt som en fremtidig deltaker i den personlige transportarenaen - Scholey har noe levedyktig som ser ut til å utfordre konvensjonelle transportløsninger og oppnå et energieffektivitetsnivå at bilene aldri kommer til å bli like nært.

Det er fortsatt et konsept, og Scholey søker investorer i prosjektet for å klare det for produksjon.

Til tross for en kurvevekt på bare 36 kg, kommer Emcycle med et instrumentasjonsnivå som normalt er forbundet med en bil

To forhjul for grep og bankoverføring under sving gjør emcycle til et urbane rakettskap

Emcycle vil ikke tilby det samme beskyttelsesnivået som en bil, men det vil bli mye bedre enn en naken sykkel eller motorsykkel

Alt det karosseri åpner opp reklame og kreative muligheter

Emcycle vedlagt pedelec

Dimensjonene til emcycle er beskjedne - det er mindre enn en motorsykkel

Emcycle planlagt med en sykkelpark - hastighetsbegrenset, vil 500 W-versjonen møte foreslåtte EU-regler

Mer dekorasjonsideer for emcycle

En politi versjon med en 2 kW motor ville tilby svært rask, stille transitt i gågater

Emcycle

Emcycle

Emcycle planlagt å bruke sykkelstier

Emcycle

Emcycle

Emcycle

Emcycle

Den fjærvektskumforsterkede Tegris-komposittmonokoque gir emcyklen vekten av en pedelec (36 kg) og bilens fasiliteter

Aprilia Nyt elektrisk hjelp

Aprilia Nyt elektrisk hjelp

Aprilia Nyt elektrisk hjelp

Aprilia Nyt elektrisk hjelp

Kraft til vektforhold

Gjennomsnittlig kritisk kraftkurver

Power weight plot

Watt dampmotor katalysert den industrielle revolusjonen.

Toyota Prius

Toyota IQ

Honda 's PCX 125 scooter

Toyota IQ, Volkswagen up !, smart fortwo og Toyota Prius

Volkswagen opp!

Anbefalt Redaksjonens