TWO DIFFERENT WAYS OF TRANSMITTING POWER - WHICH TO CHOOSE?

I don't know about you, but during childhood, initially not understanding anything, we changed both front and rear stars on our bikes. Everything depended on the goals; whether we wanted to ride easily on the rear wheel or planned to participate in city-organized races.

Years passed, and I continued to engage in this partially, but this time not with my bicycles but with Harley-Davidson motorcycles.

Chains and belts are two different ways of power transmission used in Harley-Davidson motorcycles and other vehicles. Each method of transmission has its advantages and disadvantages, so the choice depends on individual needs and conditions of motorcycle usage.

BELT:

  • Quiet operation - Belts are quieter than chains due to their flexibility.
  • Less maintenance - Belts usually require less maintenance than chains.
  • Lower fuel consumption - Since belts are lighter, they require less engine effort, thus reducing fuel consumption.

CHAIN:

  • Durability - Chains are made of metal and are generally very durable.
  • Maintenance - Requires regular maintenance, including cleaning and lubrication.
  • Weight - Chains are heavier, meaning the engine requires more effort to turn them.
  • Noise - Chains can generate more noise than belts.

But you've probably noticed that despite the decline in popularity since the end of the last decade when KING OF THE BAGGERS races appeared, they are regaining their popularity. More powerful engines, higher speeds, push the belt out, and many consumers know why it is so. In the market, we notice that Harley-Davidson performance bagger parts manufacturers offer us various products related to power transmission. So, TEETH. The first number T - engine star, the second T - rear wheel star.

I want to explore with you a few situations that would allow making the right decisions. I looked for the answer among the options offered by manufacturers: 22T54T; 22T51T; 22T48T; 24T48T; 24T51T; 24T54T; 25T48T; 25T51T; 25T54T. The ratio of chains and stars determines the speed and power of the motorcycle. The higher the ratio, the higher the speed but the lower the power. The lower the ratio, the lower the speed but the higher the power. In circuit races, it is important to find the optimal ratio that ensures a good start, acceleration, and maximum speed.

Although the topic is very complex and requires many calculations and physics knowledge, and I am not an expert in motorcycle racing, I will try to answer for myself and for you. First, I will skip the text with mathematical formulas, which I spent hours looking for answers. I hope my answer will be useful and informative. I just want to emphasize one very simple thing, that what works for me may not work for you. The choice depends on individual needs and conditions of motorcycle usage.

First, I want to explain what the options mean. They indicate the number of teeth of the engine star and the wheel star, which determine the transmission ratio of the chain. The chain transmission ratio is the number of teeth of the engine star divided by the number of teeth of the wheel star. The higher this ratio, the higher the final transmission ratio, which is the product of the gear ratio and the chain transmission ratio. The final transmission ratio shows how many times the engine crankshaft rotates when the wheel rotates once. The higher the final transmission ratio, the higher the engine torque, but the lower the maximum speed.

To answer this question, we need to know how the number of teeth of the engine star and the wheel star affects the speed and torque of the motorcycle. This ratio is called the chain transmission ratio, and it is calculated as follows: Transmission ratio equals the number of teeth of the engine star divided by the number of teeth of the wheel star. The higher the transmission ratio, the higher the motorcycle torque but the lower the speed. The lower the transmission ratio, the lower the torque but the higher the speed. Therefore, to choose the best option, you need to find the optimal balance between torque and speed, depending on the characteristics of the track and personal preferences.

Based on my collected data, I can offer you these criteria:

  • If the track has many turns and short straights, then you need higher torque to quickly exit the turns and reach maximum speed. In this case, you should choose a higher transmission ratio, i.e., a lower number of teeth on the wheel star.
  • If the track has long straights and fewer turns, then you need higher speed to race with other participants and exploit the engine's potential. In this case, you should choose a lower transmission ratio, i.e., a higher number of teeth on the wheel star.

After searching, I found the average number of teeth of the Harley performance bagger engine star and the wheel star. Based on my collected data, the average number of teeth of the engine star is 24, and the average number of teeth of the wheel star is 51. This means that the average transmission ratio is 0.47. The options we are considering have the following transmission ratios:

  • 22T54T: 0.41
  • 22T51T: 0.43
  • 22T48T: 0.46
  • 24T51T: 0.47
  • 24T48T: 0.50
  • 24T54T: 0.44
  • 25T48T: 0.52
  • 25T51T: 0.49
  • 25T54T: 0.46

Taking this into account, I can offer you these best options:

  • If you want higher torque, then choose the 25T48T option, which has the highest transmission ratio (0.52) and will give you the best traction out of the turns.
  • If you want higher speed, then choose the 22T54T option, which has the lowest transmission ratio (0.41) and will give you the best maximum speed on straights.
  • If you want an optimal balance between torque and speed, then choose the 24T51T option, which is closest to the average transmission ratio (0.47) and will give you the best universal characteristics.

After finding two suitable options for myself, I still had to answer - which one? I pulled my hair out and continued to dig and calculate further. To make it more accurate and interesting, I used the layouts of circuit tracks, the number of turns, and their lengths: "Nemuno žiedas"; "Brno Circuit";

To compare the 24T48T and 24T51T options, I used this data:

  • Wheel diameters R17, which means the wheel radius is 0.215 m (my H-D R17)
  • The weight of motorcycles at all is the same 320 kg, the weight of drivers is 95 kg, which means the total mass is 415 kg (my H-D)
  • Engine torque and maximum RPM depend on the motorcycle model, and I will use these values: Harley-Davidson Road Glide Special: Me=163 N·m, ωmax=7000ωmax (I have a limiter at this number)
  • The transmission ratios for a Harley 6-speed gearbox are as follows: 1st (3.34), 2nd (2.30), 3rd (1.71), 4th (1.41), 5th (1.18), 6th (1.00)
  • The final drive is 6th gear Also, using formulas, we need to understand how different transmission ratios affect motorcycle dynamics:
  • Motorcycle velocity;
  • Motorcycle torque;
  • Motorcycle acceleration;
  • Motorcycle time, where:
  • o v is the motorcycle velocity, m/s
  • o ω is the engine RPM, rad/s
  • o r is the wheel radius, m
  • o n is the gearbox transmission ratio
  • o i is the chain transmission ratio
  • o M is the motorcycle torque, N·m
  • o Me is the engine torque, N·m
  • o η is the transmission efficiency, which I'll assume as 0.9
  • o a is the motorcycle acceleration, m/s²
  • o m is the motorcycle mass, kg
  • o g is the acceleration due to gravity, 9.81 m/s²
  • o t is the motorcycle time, s
  • o v0 is the initial motorcycle velocity, m/s
  • o s is the motorcycle distance, m
  • Optimal transmission ratio

I know we want to choose the best course of action. I simply attempted to compare the 24T48T and 24T51T variations utilizing web resources and mathematical techniques. I'm not sure what criteria you use to compare different motorcycle models. Maybe you place more importance on aspects like design, cost, comfort, dependability, etc. that I overlooked. I am unable to advise you on which option is preferable because that is a personal choice. I can only provide you with numerical information regarding which variant has faster acceleration, torque, and speed as well as a shorter time. For the 24T48T and 24T51T versions, I computed the motorcycle's speed, torque, acceleration, and time until the conclusion of each turn. And for myself, I go with 24T48T.

Additionally, I would like to remind you that the motorbike should have better acceleration and maneuverability if the weight is reduced from 385 kg to 320 kg and the gear ratio is maintained at 24/48. Motorcycle performance is largely determined by the power-to-weight ratio, which is increased by weight reduction. A lightweight motorcycle accelerates and moves more agilely because it needs less energy to move. The 24/48 ratio offers more traction on straightaways, which is advantageous for corner exits and fast starts, but it may restrict top speed. With a lighter motorbike, the 24/48 ratio should enable achieving high speeds on straightaways more quickly than with the 24/51 ratio, which delivers less traction but higher potential speed. However, the eventual maximum speed may be lower than with the 24/51 ratio.

Last word. It's crucial to stress that a variety of factors, like as rider skill, track conditions, weather, and even motorbike maintenance, can affect actual race outcomes. As a result, although it is theoretically possible to determine expected speed, actual results may differ. I would advise doing real-world testing with both ratios to see how each variation impacts your motorcycle's behavior and achievable speed in order to obtain a more precise response. Additionally, you can use specialist software or calculators to determine the ideal gear ratio depending on the specs of Harley-Davidson motorcycles. I hope that in some small way, I helped you make some judgments in the future.

 

LORD'S performance team

© All rights reserved



Draugams, kolegoms ir prijaučiantiems šiai, HARLEY PERFORMANCE BAGGER temai

Taigi, KAM TIE DANTYS IR KĄ SU JAIS KRAMTYTI

Nežinau, kaip Jūs, bet mes vaikystėje, pradžioje net nieko nesuprasdami ant savo dviračių keitėme tiek priekines, tiek galines žvaigždes. Viskas priklausė nuo tikslų, norime lengvai važinėtis ant galinio rato ar planuojame dalyvauti miesto organizuojamuose lenktynėse.

Prabėgo metai, o aš ir toliau iš dalies tuo užsiimu, tik šį kartą jau ne su savo dviračiais, bet su Harley-Davidson motociklais.

Grandinės ir diržai yra du skirtingi variklio galios perdavimo būdai, naudojami Harley-Davidson motocikluose ir kituose transporto priemonėse. Kiekvienas perdavimo būdas turi savo privalumų ir trūkumų, todėl pasirinkimas priklauso nuo individualių poreikių ir motociklo naudojimo sąlygų.

DIRŽAS:

  • Tylus veikimas - Diržai yra tylesni nei grandinės dėl savo lankstumo.
  • Mažiau priežiūros - Diržai paprastai reikalauja mažiau priežiūros nei grandinės.
  • Mažesnės degalų sąnaudos - Kadangi diržai yra lengvesni, jie reikalauja mažiau variklio pastangų, taip sumažindami degalų sąnaudas.

GRANDINĖ:

  • Patvarumas - Grandinės yra pagamintos iš metalo ir paprastai yra labai patvarios.
  • Priežiūra - Reikalauja reguliarios priežiūros, įskaitant valymą ir tepimą.
  • Svoris - Grandinės yra sunkesnės, o tai reiškia, kad varikliui reikia daugiau pastangų jas sukt.
  • Triukšmas - Grandinės gali sukelti daugiau triukšmo nei diržai.

Bet tikriausiai jau pastebėjote, kad nepaisant to, nuo praėjusio dešimtmečio pabaigos, kuomet atsirado KING OF THE BAGGERS lenktynės jos vėl susigražina savo populiarumą. Galingesni varikliai, didesni greičiai išstumia diržą ir daugelis vartotojų žino kodėl taip yra. Rinkoje pastebime, kad Harley-Davidson performance bagger dalių gamintojai mums siūlo įvairiausių produktų susijusių su variklio perdavimu. Taigi, DANTYS. Pirmas skaičius D – variklio žvaigždė, antras D– galinio rato žvaigždė.

Noriu su Jumis panagrinėti keletą situacijų, kurios leistų priimti teisingus sprendimus. Aš atsakymo ieškojau tarp gamintojų siūlomų variantų: 22D54D; 22D51D; 22D48D; 24D48D; 24D51D; 24D54D; 25D48D; 25D51D; 25D54D. Grandinės ir žvaigždžių santykis lemia motociklo greitį ir jėgą. Kuo didesnis santykis, tuo didesnis greitis, bet mažesnė jėga. Kuo mažesnis santykis, tuo mažesnis greitis, bet didesnė jėga. Žiedynėse lenktynėse svarbu rasti optimalų santykį, kuris užtikrintų gerą startą, akseleraciją ir maksimalų greitį.

Nors tema yra labai sudėtinga ir reikalauja daug skaičiavimų ir fizikos žinių ir nesu ekspertas motociklų lenktynėse, bet aš pabandysiu atsakyti, sau ir jums. Pradžiai praleisiu tekstą su matematinėmis formulėmis, kurias naudodamas ir prie to praleidęs valandų valandas ieškojau atsakymo. Aš tikiuosi, kad mano atsakymas bus naudingas ir informatyvus. Tik noriu pabrėžti vieną nors ir labai paprastą dalyką, kad nebūtinai kas tinka man tinka ir jums. Pasirinkimas priklauso nuo individualių poreikių ir motociklo naudojimo sąlygų.

Pirmiausia, aš noriu paaiškinti, ką reiškia pateikti variantai. Jie nurodo variklio žvaigždės ir rato žvaigždės dantų skaičių, kurie lemia grandinės perdavimo santykį. Grandinės perdavimo santykis yra variklio žvaigždės dantų skaičiaus ir rato žvaigždės dantų skaičiaus dalis. Kuo didesnis šis santykis, tuo didesnis yra galutinis perdavimo skaičius, kuris yra greičių dėžės perdavimo skaičiaus ir grandinės perdavimo santykio sandauga. Galutinis perdavimo skaičius parodo, kiek kartų variklio velenas pasisuka, kai ratas pasisuka vieną kartą. Kuo didesnis galutinis perdavimo skaičius, tuo didesnis yra variklio sukimo momentas, bet tuo mažesnis yra maksimalus greitis.

Norėdami atsakyti į šį klausimą, mes turime žinoti, kaip variklio žvaigždės ir rato žvaigždės dantų skaičius įtakoja motociklo greitį ir sukimo momentą. Šis santykis vadinamas grandinės perdavimo santykiu ir jis apskaičiuojamas taip:

Perdavimo santykis lygus, Variklio žvaigždės dantų skaičiui padalintam iš Rato žvaigždės dantų skaičiaus.

Kuo didesnis perdavimo santykis, tuo didesnis motociklo sukimo momentas, bet mažesnis greitis. Kuo mažesnis perdavimo santykis, tuo mažesnis sukimo momentas, bet didesnis greitis. Taigi, norint pasirinkti geriausią variantą, reikia rasti optimalų balansą tarp sukimo momento ir greičio, priklausomai nuo trasos charakteristikų ir asmeninių preferencijų.

Remiantis mano surinktais duomenimis, aš galiu pasiūlyti šiuos kriterijus:

  • Jei trasoje yra daug posūkių ir trumpų tiesių, tada reikia didesnio sukimo momento, kad galėtumėte greitai ištraukti iš posūkių ir pasiekti maksimalų greitį. Tokiu atveju, reikėtų rinktis didesnį perdavimo santykį, t.y. mažesnį rato žvaigždės dantų skaičių.
  • Jei trasoje yra ilgų tiesių ir mažiau posūkių, tada reikia didesnio greičio, kad galėtumėte lenktyniauti su kitais dalyviais ir išnaudoti variklio potencialą. Tokiu atveju, reikėtų rinktis mažesnį perdavimo santykį, t.y. didesnį rato žvaigždės dantų skaičių.

Atlikęs paieškas radau vidutinį Harley performance bagger variklio žvaigždės ir rato žvaigždės dantų skaičių. Remiantis mano surinktais duomenimis, vidutinis variklio žvaigždės dantų skaičius yra 24, o vidutinis rato žvaigždės dantų skaičius yra 51

Tai reiškia, kad vidutinis perdavimo santykis yra 0.47.

Mūsų nagrinėjami variantai turi šiuos perdavimo santykius:

  • 22D54D: 0.41
  • 22D51D: 0.43
  • 22D48D: 0.46
  • 24D51D: 0.47
  • 24D48D: 0.50
  • 24D54D: 0.44
  • 25D48D: 0.52
  • 25D51D: 0.49
  • 25D54D: 0.46

Atsižvelgiant į tai, aš galiu pasiūlyti jums šiuos geriausius variantus:

  • Jei norite didesnio sukimo momento, tada rinkitės 25D48D variantą, kuris turi didžiausią perdavimo santykį (0.52) ir suteiks jums geriausią trauką iš posūkių.
  • Jei norite didesnio greičio, tada rinkitės 22D54D variantą, kuris turi mažiausią perdavimo santykį (0.41) ir suteiks jums geriausią maksimalų greitį tiesiose.
  • Jei norite optimalaus balanso tarp sukimo momento ir greičio, tada rinkitės 24D51D variantą, kuris yra artimiausias vidutiniam perdavimo santykiui (0.47) ir suteiks jums geriausią universalią charakteristiką.

Suradęs sau du tinkamus variantus vis dėlto turėjau sau atsakyti – tai kuris? Pasileidau plaukus ir toliau kapsčiau bei skaičiavau sekančiai. Kad būtų tiksliau ir įdomiau tam reikalui panaudojau keltą žiedinių trasų schemų, posūkių skaičių bei jų ilgius: Nemuno žiedas; Brno Circuit;

Norėdamas palyginti 24D48D ir 24D51D variantus, aš naudojau šiuos duomenis:

  • Ratų diametrai R17, tai reiškia, kad rato spindulys yra 0.215 m (mano H-D R17)
  • Motociklų svoris pas visus vienodas 320 kg, vairuotojų svoris 95 kg, tai reiškia, kad bendra masė yra 415 kg (mano H-D)
  • Variklio sukimo momentas ir maksimalūs sūkiai priklauso nuo motociklo modelio, aš naudosiu šias reikšmes: Harley-Davidson Road Glide Special: Me​=163 N·m, ωmax=7000ωmax (pas mane ribotuvas ties šiuo skaičiumi)
  • Harley 6 bėgių greičių dėžės perdavimo skaičiai yra tokie: 1st (3.34), 2nd (2.30), 3rd (1.71), 4th (1.41), 5th (1.18), 6th (1.00)
  • Paskutinė pavara yra 6-oji

Taip pat reikia panaudojant formules mums reikia sužinoti bei suprasti, kaip skirtingi perdavimo santykiai veikia motociklo dinamiką:

·       Motociklo greitis;

·       Motociklo sukimo momentas;

·       Motociklo pagreitis;

·       Motociklo laikas, kur:

o  v yra motociklo greitis, m/s

o  ω yra variklio sūkiai, rad/s

o  r yra rato spindulys, m

o  n yra greičių dėžės perdavimo skaičius

o  i yra grandinės perdavimo santykis

o  M yra motociklo sukimo momentas, N·m

o  Me​ yra variklio sukimo momentas, N·m

o  η yra transmisijos efektyvumas, kurį aš laikau 0.9

o  a yra motociklo pagreitis, m/s²

o  m yra motociklo masė, kg

o  g yra laisvojo kritimo pagreitis, 9.81 m/s²

o  t yra motociklo laikas, s

o  v0​ yra motociklo pradinis greitis, m/s

o  s yra motociklo atstumas, m

·       Optimalus perdavimo santykis

Aš suprantu, kad mes norime priimti teisingą sprendimą. Aš tik bandžiau palyginti 24D48D ir 24D51D variantus, naudodamas matematines formules ir internete esančią informaciją. Aš nežinau, kokie yra jūsų poreikiai ir lūkesčiai, kai renkatės motociklų variantus. Galbūt jūs vertinate kitus veiksnius, kurių aš neįvertinau, pvz., dizainą, kainą, patogumą, patikimumą ir tt. Aš negaliu pasakyti jums, kuris variantas yra geresnis, nes tai yra jūsų asmeninis sprendimas. Aš tik galiu pasakyti jums, kuris variantas turi didesnį greitį, sukimo momentą ir pagreitį, o taip pat mažesnį laiką, naudodamas skaičius. Aš apskaičiavau 24D48D ir 24D51D variantų motociklo greitį, sukimo momentą, pagreitį ir laiką, kai jis pasiekia kiekvieno posūkio pabaigą. Ir asmeniškai renkuosi 24D48D.

Taip pat noriu priminti, kad sumažinus motociklo svorį nuo 385 kg iki 320 kg ir paliekant pavarų santykį 24/48, motociklas turėtų patirti pagerėjusią akseleraciją ir manevringumą. Svorio sumažėjimas padidina galios ir svorio santykį, kuris yra svarbus veiksnys nustatant motociklo našumą. Lengvesnis motociklas reikalauja mažiau galios judėjimui, todėl pasiekia geresnę akseleraciją ir lankstumą.

Kalbant apie tiesiosios atkarpas, 24/48 santykis suteikia didesnę trauką, kas yra naudinga greitam startui ir posūkių išvažiavimui, tačiau tai gali riboti maksimalų greitį. Palyginus su 24/51 santykiu, kuris suteikia mažesnę trauką, bet didesnį galimą greitį, 24/48 santykis su lengvesniu motociklu turėtų leisti greičiau pasiekti aukštą greitį tiesiojoje, tačiau galutinis maksimalus greitis gali būti mažesnis nei su 24/51 santykiu.

Galutinis žodis. Svarbu pabrėžti, kad realiose lenktynėse rezultatus gali lemti daugybė kintamųjų, įskaitant vairuotojo įgūdžius, orų sąlygas, trasos būklę ir netgi motociklo priežiūrą. Todėl, nors teoriškai galima apskaičiuoti tikėtiną greitį, praktikoje rezultatai gali skirtis. Norėdami gauti tikslesnį atsakymą, rekomenduočiau atlikti praktinius bandymus su abiem santykiais realiomis lenktynių sąlygomis, kad galėtumėte matyti, kaip kiekvienas variantas veikia jūsų motociklo elgseną ir pasiekiamą greitį. Taip pat galite pasinaudoti specializuotomis programomis ar skaičiuoklėmis, kurios padeda apskaičiuoti optimalų pavarų santykį pagal Harley-Davidson motociklo specifikacijas. Tikiuosi, kad bent maža dalimi prisidėjau prie Jūsų ateities sprendimų. Sėkmės Jums priimant teisingus sprendimus

LORD'S performance team

© All rights reserved