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El Emcycle: un pedelec de 500 W completamente cerrado, inclinable y de 3 ruedas que pesa solo 80 lb (36 kg)

Transporte urbano

Mike Hanlon

29 de febrero de 2012

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El monocasco compuesto Tegris reforzado con espuma de peso pluma le da al emcycle el peso en vacío de un pedelec (36 kg) y las instalaciones de un automóvil

El potencial de los vehículos eléctricos con asistencia eléctrica para desempeñar un papel importante en los sistemas de transporte del futuro es inmenso, y nunca ha habido un mejor ejemplo de este potencial que el concepto de Emcycle. El Emcycle es un pedelec de tres ruedas basculante (asistente de pedaleo eléctrico), con cuerpo de monocasco Tegris compuesto reforzado con espuma, suspensión completa y un peso de solo 36 kg (80 lbs).

El Emcycle ofrecerá inicialmente 500 W de asistencia eléctrica con planes para 1, 000 W (1 kW) y versiones posteriores más adelante. De hecho, hay muchas razones por las que el Emcycle sería la base ideal para una versión eléctrica completa sin pedales, como veremos más adelante, un modesto motor de 2 kW combinado con el peso ligero del Emcycle ofrece un conmutador muy frugal pero rápido vehículo.

Amenidad similar a un automóvil

La característica de mayor venta del Emcycle es, obviamente, que es una bicicleta eléctrica con casi toda la comodidad, seguridad y protección contra la intemperie del automóvil.

El Emcycle también ofrece muchas de las comodidades más importantes de un automóvil, como instrumentación, limpiaparabrisas, un sistema de entretenimiento y una enorme capacidad de transporte con llave.

Además de su propio peso, el Emcycle puede transportar de forma segura 320 libras adicionales (144 kg), incluido el peso del ciclista, lo que lo hace ideal para el alquiler de bicicletas de la ciudad y los mercados de vehículos urbanos de reparto.

Sin embargo, es como un vehículo de cercanías que el Emcycle tiene el mayor potencial. Puede circular en el carril bici, puede combinarse de manera segura con el tráfico, y la cantidad de energía que utiliza cuando se repone puede ser insignificante en su factura de electricidad.

El Emcycle es el resultado de muchos años de experiencia en diseño en muchas industrias diferentes: el creador de Emcycle, Michael Scholey, ha diseñado automóviles para British Leyland, juguetes para Mattel, ha sido Director de I + D para una gama de productos de seguridad personal como respiradores y protección auditiva ... y muchos más proyectos de diferentes tipos en su rol en una consultora de diseño industrial.

Su trabajo lo ha llevado a muchos campos técnicos diferentes, y durante un período trabajó en una empresa de tejidos industriales como el experto técnico que se ocupa de las empresas aeroespaciales como Lockheed, Boeing y Raytheon.

Incluso dedicó tiempo a diseñar un automóvil eléctrico para una de las muchas empresas de nueva creación en el creciente espacio de EV.

El Emcycle es "parcialmente un producto de muchos años de pensar en los sistemas de transporte del futuro", dice Scholey, quien realizó estudios de transporte de posgrado en el Art Center College of Design en Los Angeles, "más una fascinación por los nuevos Materiales y formas mejoradas de hacer las cosas ".

El propósito de este vehículo es permitir a cualquier persona viajar en un grado de comodidad y con más seguridad que en una bicicleta normal ", dice Scholey.

"No es un sustituto de un ciclo deportivo, sino más bien un sustituto de un automóvil", enfatiza. "Para ese fin, tiene el tamaño y la economía de una bicicleta con las comodidades de un automóvil".

"La asistencia eléctrica y el cuerpo completo le permiten a un ciclista usar su ropa normal contra el spandex y llegar listo para trabajar o jugar contra todo sudor o empapado y desgastado, y debido a que está cerrado, no se requiere usar casco. "

"Tiene la suspensión delantera y trasera y las dos ruedas delanteras se inclinan para permitir que las bicicletas parezcan curvas en las curvas.

"La capacidad de banco se hace para que el vehículo permanezca en posición vertical cuando está de pie hasta que el ciclista decida rodar. No es necesario que los pies toquen la calle mojada o sucia. Las dos ruedas delanteras también ofrecen una tracción más segura en las curvas y un rendimiento de frenado superior. Tres frenos de disco hidráulicos, se detiene de forma rápida y segura. También tiene un freno de mano para estacionar.

El acceso al carril para bicicletas con una bicicleta cerrada será una novedad, particularmente una que se moverá cómodamente a 25 km / h (15 mph), una velocidad que no se puede alcanzar en una bicicleta con motor humano sin ningún esfuerzo.

Usando el carril para bicicletas siempre que sea posible, el Emcycle es por lo tanto muy seguro. En las carreteras, se produce un número desproporcionado de víctimas fatales cuando los usuarios vulnerables de las carreteras (bicicletas y motocicletas) se mezclan con los menos vulnerables (automóviles). En este sentido, es probable que el Emcycle tenga un mejor desempeño que la bicicleta o la motocicleta en un accidente con un automóvil. Eso es solo una opinión en esta etapa, aunque en discusiones con el diseñador de Emcycle, sí mencionó que pensó que el Emcycle se desempeñaría muy bien en ciertas pruebas y no tan bien en otras.

Los impactos laterales serán obviamente uno de los desafíos del Emcycle en términos de poder cumplir con los estándares de pruebas de choque de autos, pero debe recordarse que el Emcycle es significativamente más seguro en su entorno previsto, y mucho más seguro que una bicicleta desnuda cuando es forzado a mezclar con los coches.

En mi experiencia, las rutas directas que ofrecen los senderos para bicicletas a menudo hacen que los desplazamientos en bicicleta sean mucho más rápidos que un automóvil en entornos urbanos internos. Los senderos para bicicletas suelen ir directamente a través de los parques, mientras que los automóviles suelen ir por el camino largo. Las bicicletas casi siempre tienen carriles de acceso privilegiado que pasan por alto los semáforos principales y otras pérdidas de tiempo, y el carril para bicicletas nunca se congestiona tanto como la carretera.

Por lo tanto, el Emcycle ofrece una alternativa genuina para los pasajeros.

El uso del compuesto Tegris.

La clave del extraordinario peso y la fuerza del Emcycle es su compuesto termoplástico de polipropileno.

Chasis monocasco de tegris.

Tegris está ganando rápidamente la reputación de ser mejor que el compuesto de fibra de carbono para muchas aplicaciones, además de ofrecer calidades de materiales insustituibles para muchas industrias nuevas. No es un accidente. Milliken es una de esas compañías que hace muchas cosas que usa, pero son parte de otros productos y, por lo tanto, no tienen marca.

Milliken se propuso específicamente diseñar un compuesto con ligereza, rigidez y excelente resistencia al impacto, a pedido del ejército de los Estados Unidos. Su resistencia al impacto es tan buena en comparación con los compuestos termoplásticos y termoplásticos típicos, que se usa en ropa de protección contra fragmentos, proyectiles o amenazas de explosiones, y en armaduras corporales contra amenazas balísticas.

El primer producto que se fabricará íntegramente con Tegris es el kayak Tegris Ultimate 12 de Native watercraft. Notarás que la página del producto dice específicamente que "las huelgas de martillo no dañarán este casco, por lo que puede evitar aterrizajes duros. y fondos rocosos como los de nadie. Y sin embargo, con toda esa fuerza, el Ultimate Tegris inclina la balanza a solo 36 libras (16 kg) ".

Tegris es también el ingrediente clave en el compuesto REAMS (Sistema de Matriz de Absorción de Energía Reciclable) de Panoz, que se utiliza para hacer automóviles de carreras más fuertes y livianos.

El chasis monocasco

Monocasco es un término que normalmente no se aplica a vehículos tan pequeños como el Emcycle, pero esencialmente significa que la construcción utiliza un revestimiento externo del objeto como la estructura de soporte de carga, en lugar de usar un marco interno. Los aviones fueron los pioneros de la idea hace un siglo, pero no fue hasta el automóvil de carretera Lotus Elite de 1958 cuando vimos un chasis monocasco en un automóvil de carretera de producción.

Sin embargo, la salpicadura causada por el chasis monocasco de la Élite no fue nada, en comparación con la reacción al Lotus 25 Fórmula Uno diseñado por Colin Chapman para la temporada de 1962 y lanzado por primera vez en el Gran Premio de Holanda.

El auto ganó tres carreras durante el año y demostró de manera integral que un chasis monocasco podría ser más ligero y más fuerte, y al mismo tiempo proporcionar un auto más seguro para el conductor.

Muy pronto, todos los autos en la parrilla usaban chasis monocasco, con el primer monocasco de fibra de carbono apareciendo en el McLaren MP4 / 1 de John Barnard de 1981. Ahora, todos los autos de Fórmula Uno usan monocascos compuestos de fibra de carbono, y las carreras son un lugar más seguro para ello.

Un ejemplo de lo seguro que es un automóvil de F1 compuesto de fibra de carbono en estos días fue el accidente de Giancarlo Fisichella en Silverstone en el Gran Premio de Gran Bretaña de 1997. El Jordan de Fisichella entró en la barrera a 227 km / h, desacelerando a cero en 0.72 segundos según la caja negra. Sufrió una lesión menor en la rodilla.

Por lo tanto, el Emcycle no solo es liviano, sino también fuerte, y el peso en vacío de 80 lb (36 kg) resultante da testimonio de los beneficios de este tipo de construcción.

Para aumentar aún más la resistencia del chasis de Emcycle, está el uso de espuma como refuerzo, un área de construcción compuesta con la que Michael Scholey de Emcycle ha estado experimentando durante años.

Lamentablemente, el domo de policarbonato que se encuentra sobre el Emcycle no es tan a prueba de balas, de lo contrario, el Emcycle podría haber reclamado el título del vehículo blindado más barato del mundo.

La pantalla puede ofrecer una visibilidad completa de 360 ​​grados, pero tengo mis dudas sobre si el diseño podría usarse en cualquier lugar que no sea en climas fríos: un poco de sol en el Emcycle podría convertirlo en una sauna móvil.

Caballos de fuerza, vatios, fuerza humana e híbridos eléctricos-hpv

Al igual que los vehículos híbridos a gasolina y electricidad obtienen su fuerza motriz de dos fuentes (gasolina a través del motor de combustión interna y baterías), el Emcycle es un híbrido humano-eléctrico que extrae su energía de dos fuentes: sus baterías y la persona que lo monta.

Nominalmente, para fines de seguro, el primer Emcycle tendrá un motor de 500 W, que se puede utilizar junto con la potencia suministrada por el humano que lo monta. Esto le permite cumplir con las futuras regulaciones de la UE y no requiere ninguna licencia o seguro.

Ahora, 500 vatios equivalen a 0, 67 caballos de fuerza, y el término caballos de fuerza se deriva exactamente de eso: la potencia de salida de un caballo. Desde el comienzo de la era industrial, el inventor escocés James Watt inventó una máquina de vapor nueva y más eficiente, y luego se enfrentó a la venta de algo completamente nuevo: una máquina que podía funcionar.

Al no tener un precedente en el cual basar su modelo de negocio, hizo el buen juicio de vender sus máquinas por una parte del dinero que ahorraban en comparación con los métodos tradicionales.

La primera ronda de ventas de su revolucionaria máquina de vapor fue para personas que ya poseían y conocían el valor de las máquinas de vapor Newcomen más antiguas y menos eficientes, las minas, y él continuó cobrando regalías por la cantidad de carbón ahorrado al reemplazar una Newcomen. con uno de los suyos.

Cuando pasó a la siguiente fase de la comercialización de sus motores, los clientes eran propietarios de molinos que en realidad reemplazaban a los caballos con los motores de vapor.

Así que Watt se dispuso a determinar una medida para la cantidad de trabajo que un caballo podría realizar con fines de comparación, y la fábrica le dio un contexto perfecto. A partir de la observación, determinó que el caballo de molino promedio podía girar una rueda de molino 144 veces en una hora, con 180 libras (81 kg) de fuerza en una rueda que tenía un radio de 12 pies (3, 6 m). Redondea el cálculo a 33, 000 libras-pie por minuto en 1782 y los caballos de fuerza comenzaron su viaje para convertirse en la primera unidad de poder ampliamente reconocida.

El mismo Watt más tarde tendría la métrica de poder del Sistema Internacional de Unidades (SI) ahora aceptada que lleva su nombre, con 745.7 vatios igual a uno de sus caballos de fuerza originales.

La parte interesante de la historia es que Watt usó la producción de trabajo de sus máquinas, medida por el número de caballos que reemplazaron, para demostrar el valor de su maquinaria y para monetizar inteligentemente la invención.

Hasta cierto punto, el modelo sigue vivo hoy en día, y los fabricantes de automóviles ofrecen motores más potentes en el mismo automóvil con una prima considerable.

¿Cuánto poder puede producir un ser humano?

La mayor dificultad para comparar la producción de un animal y una máquina es que los motores no se cansan, mientras que los caballos y los humanos se cansan rápidamente. Tanto los humanos como los caballos pueden producir prodigiosos caballos de fuerza en ráfagas cortas, pero esto disminuye rápidamente.

Una vez, habríamos luchado para abordar este problema con precisión, pero la invención del medidor de potencia de ciclo ha cambiado todo eso. Ahora podemos visualizar con precisión los niveles de potencia que los seres humanos pueden mantener con el tiempo.

Los entusiastas del Tour de Francia ya saben por las transmisiones de la gran carrera (que ahora cuentan con transmisión en vivo de datos a gráficos de información en pantalla), que los ciclistas del Tour de Francia de nivel de élite emiten alrededor de 250 vatios cuando están protegidos aerodinámicamente por el campo. a más de 500 vatios cuando están atacando en subidas de colinas. Debe recordarse que los pilotos del Tour de Francia son la élite del ciclismo mundial, y no son representativos del ser humano promedio.

Los modelos de Cycling Power reúnen la tabla anterior, que creo que da una idea clara de cuánto puede desempeñar un papel un ser humano saludable como fuente de energía en un viaje de una hora: aproximadamente 200 W para un ciclista amateur sano, hasta más de 450 W Para ciclistas de élite.

Para facilitar el cálculo y la comparación con otros híbridos, voy a llamar 500 vatios a la entrada humana promedio, en parte porque muchas de las cifras de producción de potencia del motor eléctrico que se mencionan en automóviles híbridos son cifras de potencia máxima y en parte porque la mayoría de los fabricantes falsifican Las cifras solo un poco de todos modos.

Poniendo el peso del Emcycle en perspectiva.

El mayor enemigo del rendimiento y / o la eficiencia en cualquier forma de transporte motorizado, desde un auto de carreras hasta un ecomaratón especial, es el peso.

Esto hace que el Emcycle sea único, porque es tan ligero, que casi desafía la comparación con las formas de transporte convencionales.

Los autos más livianos que se encuentran actualmente en el mercado internacional son los autos de dos plazas, como el Mitsubishi i de 900 kg (1, 984 lb), el Volkswagen up de 1, 090 kg (2, 043 lb), Toyota iQ de 860 kg (1, 896 lb) (imagen de abajo, arriba izquierda) y 730 kg (1, 609 lb) smart fortwo (modelo de unidad eléctrica ED que se muestra en la imagen de abajo a la izquierda) - todos ellos con obesidad mórbida en comparación con los 36 kg (80 lb) de Emcycle.

Si el Volkswagen sube! (abajo a la derecha) pesa casi 30 veces más que el Emcycle, obviamente requerirá 30 veces más potencia para alcanzar niveles de rendimiento similares, y 30 veces más trabajo para lograr el mismo resultado.

Los autos ecológicos de primera calidad, como el Toyota Prius (1, 380 kg / 3, 042 lb - arriba de la imagen, abajo a la derecha) y el Honda Civic Hybrid (1, 250 kg / 2, 756 lb) pueden tener todos los ajustes aerodinámicos que desee, y nunca van a lograr el El uso frugal de energía de un vehículo que pesa solo una cuadragésima parte de la masa, y tiene un área frontal de un tercio.

Toyota reclama un coeficiente de resistencia de 0.25 para el Prius, aunque las pruebas sugieren que en realidad está más cerca de 0.30. El coeficiente de arrastre es muy importante para la eficiencia de un automóvil, igual de importante que el área frontal. La cantidad de energía que necesita para cualquier nivel de rendimiento es directamente proporcional a ambos. No conocemos el coeficiente de resistencia del Emcycle, pero como el área frontal del Emcycle es mucho más pequeño que el de un automóvil (estimo que un tercio es el área frontal), es probable que se obtengan aún más mejoras de eficiencia.

Mi voto para el mejor vehículo de cerco libra por libra en el mundo en este momento probablemente iría al scooter PCX 125 de Honda. Su motor de 11.1 bhp es potente, flexible y de fácil manejo, pero utiliza cantidades minúsculas de combustible gracias a un avanzado sistema de inyección de combustible. Ofrece 110 mpg (2.1 L / 100 km) porque su motor solo necesita empujar un peso de 127 kg (280 lb), aunque pesa más de tres veces más que el Emcycle.

Un maxi scooter Bergman 125 de Suzuki, otro vehículo de dos ruedas con una gran cantidad de comodidades, es mucho más pesado con 159 kg (350 lb) en seco (sin gasolina o aceite), mientras que los pasajeros más pesados ​​como el Piaggio MP3 (208 kg / 458 lb) en seco), 650 maxiscooter Bergman (269 kg / 593 lb en seco) son, respectivamente, seis y ocho veces más pesados.

Así que incluso en comparación con el humilde scooter, el Emcycle es considerablemente más ligero y por lo tanto tiene una gran ventaja en términos de eficiencia.

Lo último que necesita para comprender es la compatibilidad de la energía humana y eléctrica: cuando quiera ir un poco más rápido, los 500 vatios adicionales que puede invocar pueden impulsar la bicicleta tan rápido que se siente sobrehumano.

Los automóviles solo usan la potencia máxima en la aceleración: navegar a lo largo y mantener una velocidad particular no requiere mucha potencia, por lo tanto, el Emcycle produce toda su potencia cuando es necesario, y gracias a su bajo peso, utiliza una potencia de cien centavos, no Dólares por valor de gasolina.

Por lo tanto, dado que el empuje humano máximo disponible durante los primeros segundos desde el punto de parada supera los 500 W, el Emcycle tiene una salida de 500 + 500 = 1, 000 vatios y cortesía de su peso liviano, tiene una relación de peso / potencia muy respetable.

Comparando esto con los vehículos mencionados anteriormente y sus salidas de potencia, se ofrecieron algunas perspectivas interesantes sobre la naturaleza del Emcycle debido a su peso ligero.

El Emcycle es tan liviano que la asistencia eléctrica de 500 W ofrecerá una aceleración bastante rápida; todavía necesitará pedalear un poco, pero no mucho, ya que el énfasis del Emcycle es permitir que las personas usen ropa normal y no tengan que hacerlo. ejercerse ellos mismos

Hace diez años, todo el equipo editorial de Gizmag pasó dos semanas con Aprilia 's Enjoy. Le sugiero que lea el artículo junto con este. Nos encantó Enjoy, que era esencialmente una bicicleta de 29 kg (64 lb). con 200 W de pedaleo y una velocidad máxima de 27 km / h (17 mph).

El Emcycle pesa solo 7 kg (15 lb) más que el Enjoy, tiene un mínimo de 500 W de pedaleo, y la primera versión del Emcycle tendrá un motor de 500 W y una velocidad máxima limitada de 25 km / h (15 mph). Por lo tanto, si estuviéramos más que felices con los 200 W de Aprilia, espero que el Emcycle sea muy enérgico.

Parte del secreto de aprovechar al máximo las cantidades minúsculas de energía que la máquina utiliza es la compatibilidad entre la energía humana y la eléctrica: los motores eléctricos hacen que el par máximo a cero RPM, por lo que son excelentes para ponerlo en un punto muerto.

Simplemente ponga un gruñido en ese primer empujón y un pedelec acelera rápidamente, "como si una mano gigante estuviera empujando la bicicleta por detrás". Este único aspecto requiere un gran esfuerzo para montar la bicicleta.

También tiene mucho sentido en el transporte personal tener un vehículo que no sea sensible al rango: la idea de quedarse varado con una batería vacía para la mayoría de las personas en algún lugar en la escala de miedo entre un viaje al dentista y hablar en público. .

Como el Emcycle se puede utilizar perfectamente sin asistencia eléctrica, se convierte en una bicicleta pesada, se puede usar de manera segura hasta que se agoten las baterías, y todavía llegará a casa con el mínimo esfuerzo.

En conclusión

El Emcycle parece tener todas las casillas marcadas en cuanto a un futuro participante en el ámbito del transporte personal: Scholey tiene algo viable que parece desafiar las soluciones de transporte convencionales y lograr un nivel de eficiencia energética que los automóviles nunca alcanzarán ni siquiera cerca.

Todavía es un concepto, y Scholey está buscando inversionistas en el proyecto para prepararlos para la fabricación.

A pesar de un peso en vacío de solo 36 kg (79 lb), el Emcycle vendrá con un nivel de instrumentación normalmente asociado con un automóvil

Las dos ruedas delanteras para el agarre y la banca durante las curvas harán del emcycle un cohete urbano.

El emcycle no ofrecerá el mismo nivel de protección que un automóvil, pero será mucho mejor que una bicicleta desnuda o una motocicleta.

Toda esa carrocería abre posibilidades publicitarias y creativas.

El emcycle adjunto pedelec

Las dimensiones del emcycle son modestas, es más pequeña que una motocicleta.

El emcycle previsto utilizando un parque de bicicletas - velocidad limitada, la versión de 500 W cumplirá con los reglamentos propuestos de la UE

Más ideas de decoración para el emcycle.

Una versión Police con un motor de 2 kW ofrecería un tránsito muy rápido y silencioso en áreas peatonales

El emcycle

El emcycle

El emcycle previsto utilizando carriles bici.

El emcycle

El emcycle

El emcycle

El emcycle

El monocasco compuesto Tegris reforzado con espuma de peso pluma le da al emcycle el peso en vacío de un pedelec (36 kg) y las instalaciones de un automóvil

La Aprilia Enjoy Electric Assist.

La Aprilia Enjoy Electric Assist.

La Aprilia Enjoy Electric Assist.

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Relación potencia / peso

Curvas de potencia crítica promedio

Gráfico de peso de potencia

La máquina de vapor Watt catalizó la revolución industrial.

El Toyota Prius

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