Hur man skapar en Downhill Ski-cykel (3 / 5 steg)
Steg 3: Design
Följande kategorier varje har en direkt effekt på prestanda och hantering av ski-cykeln. Jag använde min teknisk bakgrund och kunskap om cyklar för att optimera min design.
Skidor: Jag beslutade att använda två skidor på min ski-cykel som skulle resultera i en främre skida för svarvning och en bakre skida för vikt stöd.
Skidor längd: Långa skidor är oftast bättre för djup pudersnö. För små, mestadels snö packade och isiga Midwestern kullar jag skulle rida, en lång ski längd är inte nödvändigt. Många av de ski-cykel tillverkare eller konverteringssatser som jag tittade på gjorde inte efter längden på skidorna för referens. Från några statistik jag hittat, skidar oftast varierade från ca 90 cm till 100 cm. Jag bestämde mig att göra min något kortare skidor eftersom jag hoppades att påskynda hanteringen.
Skidar bredd: Det finns inte mycket diskussion om ski bredd för ski-cyklar. Jag tror det finns ett utbud av optimal bredd för skidor på en ski-cykel och en stor majoritet av utförsåkning skidor passar i detta intervall. Dock om skida är för bred börjar det likna en snowboard som har stor stabilitet, men har dålig roterande kapacitet. För smal och det börjar likna bladet på en hockey skridsko som har lite stabilitet, men utmärkt roterande kapacitet. Det finns inte ett sätt att kontrollera bredden på dina skidor om du inte anser bredd innan man beslutar vilka skidor för att använda. Skidorna jag hade tillgänglig var typiska utförsåkning skidor från mitten av 1990-talet och verkade ha en bra balans mellan att vara för bred eller för smal så jag inte att driva andra alternativ.
Fästplatta: För att säkerställa min ski-cykel skulle kunna stödja en ryttare på 200 kg, jag var tvungen att utforma en stark sätt att fästa två skidor till en cykelram. Jag valde de främre och bakre avhopp som platserna att ansluta till cykeln eftersom de är avsedda att bära vikten av en ryttare, är fyrkantiga ramen och erbjudande enkel monteringsalternativ. Plana toppen av varje ski var en naturlig plats att para till. Jag konstruerade två (en fram och en bak) montering av väggfästen som skulle säkras separata skidor och koppla till de främre och bakre avhopp av cykel med axlar.
Helst jag skulle ha gjort av fästen av stål för dess styrka/vikt-relation, men jag var utan tillgång till en svetsare. Så istället valde jag att bygga min fästen av trä eftersom det är relativt stark i komprimering och är lätt att arbeta med. För att fästa trä tillsammans, valde jag att använda 2,5 tums däck skruvar för deras styrka.
För Frontmontage fästet, bestämde jag mig att fixa en gaffel montera på en trekantig trä bas att ansluta till cykel gaffeln. En gaffel mount är en snabbkoppling mekanism som (när stängda) säkrar gaffeln till vad berget är fäst. En bild kan ses i bilderna. Jag dras gaffel mount höjden och används lite trigonometri för att utforma en träbotten för gaffel mount att sitta på.
För bakre monteringskonsolen, jag var inte kunna använda en annan gaffel montera eftersom avståndet mellan de bakre avhopp på min cykel ram var 135 mm och gaffeln mount avståndet är endast 100 mm. Detta innebar att utforma en komplett nav och axel församling direkt i fästet. För enkelhet och eftersom ski/fäste församlingen skulle endast roterande några grader runt axeln (till skillnad från en typisk cykelhjul som roterar runt kontinuerligt), jag också konstruerade "navet" av trä. Borra ett hål genom en 135mm långa 2 x 4 samma diameter som axeln möjliggjorde den lilla mängden rotation behövs.
Axel höjd: Jag ville axel höjden för att likna en mountainbike 26" att efterlikna en standard nedre fästet höjd, men beslutade att minska höjden av några inches att hålla tyngdpunkten låg. Den slutliga designen kallas för axlarna vara 12" över marken, inte inklusive tjockleken på skida.
Axel Position (i förhållande till ski mittlinjen): Jag kunde inte hitta någon information om optimal placering av axeln i förhållande till mittlinjen av skida. Jag en hypotes om att positionering axlarna bakom mitten av linjen skulle vara optimal, tvinga skidorna att reagera främst på terrängen framåt. Omvänt, om axeln var före mittlinjen, baksidan av skidorna kunde reagera alltför mycket till terrängen, trycka näsan skidor ner öka chanserna för att fånga en kant och krascha. Jag bestämde mig att placera axeln 4 inches bakom mittlinjen på främre skida och 5 inches bakom mittlinjen på bakre skida.
Fjädring: Det finns många webbplatser visar hemmagjord ski-cyklar som är helt styva (ingen fjädring), men jag ville ha ett fullständigt upphävande cykel ram att absorbera stötar och hopp. Jag valde att använda ram från min full suspension mountainbike.
Head Tube vinkel: Vinkeln på huvudet röret (mätt från horisontella) påverkar hur snabbt ski-cykeln stutar. En mycket brant vinkel kan vända ski-cykeln snabbt, men är svårare att kontrollera med hastighet och skulle vara benägna att fånga den motsatta kanten, vilket resulterar i ryttaren kastas över styret. En mycket svag vinkel har stabila men inte svarar styrning och vänder ski-cykeln långsamt. Eftersom ramen jag använt för min ski-cykel var en downhill mountainbike (och hade en slak head tube vinkel) ville jag hålla huvudet röret vinkel avslutade ski-cykeln på samma sätt som den ursprungliga cykeln med hjul på den. Det betydde att hålla avhopp en lika avstånd från marken.
Tyngdpunkt: Tyngdpunkten spelar en stor roll vid hantering och känslan av en ski-cykel, precis som det gör på en vanlig mountainbike. Den lägre tyngdpunkten, mer stabil cykeln känns och rulle tid från en ski kanten till den andra minskar vilket resulterar i snabbare hantering. Dock det också resulterar i lägre markfrigång för pedaler eller fundament. Allmänhet, tyngdpunkten av en cykel är mest direkt påverkas av höjden på vevlagret eftersom det är där majoriteten av en ryttarens vikt överförs till cykeln.
Nedre fästet höjd: Nedre fäste höjden påverkar tyngdpunkten på cykeln och på vad vinkla foten pinnar eller pedaler på ski-cykeln kontakta snön. Denna höjd bestäms av ramgeometri och axel höjd. Eftersom jag inte hade förmågan att ändra geometrin för cykelns ram valde jag att ändra den axel höjden som omfattas av ovanstående i avsnittet axel höjd.
Fundament: Detta är ett mycket avgörande design kännetecken för dina fötter håller majoriteten av din vikt. Det finns två gemensamma mönster utnyttjas av andra hemgjord ski-cyklar. En är att använda cykel vev armar och pedaler och den andra är att skapa en anpassad fot plattform i nedre fästet skal på cykelns ram.
Jag valde att använda cykel vev armar och pedaler 1) eliminera behovet av att utforma ytterligare ett system, 2) spara pengar genom att eliminera behovet av ytterligare delar och 3) vev armar och pedaler var utformade för att stödja vikten av en ryttare så säkerhet inte skulle vara ett problem. Två nackdelar med denna utformning är att vevarmarna skulle snurra lätt utan kedja som ger motstånd och pedalerna kunde kontakta snön på en relativt liten vridningsvinkel. Botemedlet mot det senare är att hålla pedalerna horisontella eller rotera vevarmarna så uppförsbacke pedalen är i högsta läget. I själva verket blir rotera pedalerna så uppförsbacke pedalen är på det högsta läget en fördel över andra fot mönster eftersom en ryttare kan överföra sin vikt till downhill pedalen som sänker deras totala tyngdpunkt och ökar deras stabilitet vid svarvning.