A kerékpárszerűek járműcsaládja


Az egész kerékpáros közlekedés tulajdonképpen olyan, mint egy evolúciós történet.
(Pej Kálmán)

A kerékpárszerűek járműcsaládjába (B) történő besorolás kritériumai:

  • legfeljebb 1,5 m dinamikus szélesség,
  • legfeljebb 35 kg saját tömeg.

A klasszikus kétkerekű kerékpár legkülönfélébb változatai mellett ezért ide sorolandók a rollerek, e-skater, hoverboard mellett az egykerekűek és mindezek eltromos rásegítésű kivitelei is.
A B járműcsaládon belül a jellemző sebesség alapján három járműtípus különböztethető meg:

  • B20,
  • B30,
  • B40.

A teherkerékpárok (cargo), könnyű mopedek, és e-változataik azonban nagyobb tömegük okán már a C járműcsaládba, a könnyű motorosjárművek közé soroltatnak, melyen belül a C20 és C30 járműtípus különböztethető meg.

1. A kerékpárok családja

Kétkerekű kerékpárok

Városi kerékpárok
Kép forrása: s-bol.com

A városi kerékpárok egyszerű, de jó minőségű gépek.
A tervezési cél tartós, minden időjárási körülmény közepette használható bicikli előállítása.
A városi kerékpár fontos alkatrészei a világítás, a láncvédő, a sárvédő, a csomagtartó – erre van szükség a munkába járáshoz, ügyintézéshez.
Nem kell viszont pl. sok fokozatú váltó.

A városi kerékpárok speciális változatai a tandembiciklik.

Összehajtható kerékpárok

A vonaton is ingyen szállítható, az autó csomagtartójába is könnyen befér. Mi az? Igen, az összehajtható bicikli.
Ma már sokféle kivitelben árusítják, különböző geometriával, kerékméretekkel. Hatékony eszköz kombinált utazáshoz.

Trekking kerékpárok

Fejlesztésük célja a komfort, hiszen hosszabb túrák, nagyobb távolságok megtételére kell alkalmasnak lenniük. Jellemzőjük a nagyobb kerékátmérő, a kényelmes üléspozíció (nem kell begörbítani a hátat, mint az országútikon).
El vannak látva sárvédővel és a kötelező felszereléssel is.

Gyemekkerékpárok

A gyermekkerékpárok különböző méretekben készülnek, alapvetően nem járműnek, hanem játékszernek minősülnek.

Országúti kerékpárok

Főként, de nem kizárólag sportolásra használatosak. A városi hipszterek is leginkább országúti nyergében közlekednek.
A koskormány mellett a kis tömeg, a nagyon vékony kerekek (virsligumi), az út egyenetlenségére való érzékenység jellemzi ezeket a gépeket.

Egyéb sportkerékpárok

Ide tartoznak a speciális igényeket kielégítő kerékpárok, melyekből ma már rengeteg létezik. BMX, downhill, pályakerékpár, mountain bike, stb.
Közülük a mountain bike kerékpárokkal gyakran találkozni városi forgalomban is. Korábban szinte kizárólagosan a 26 collos kerekek voltak rá jellemzőek, ma már ez változóban van.

Három- és négykerekű kerékpárok

A három- és négykerekű kerékpárok nagyszerűsége abban rejlk, hogy azok számára is biztosítják a mozgás szabadságát, akik valamilyen, pl. egészségügyi okból nem tudnak megfelelően egyensúlyozni, így a kétkerekű kerékpárok használatától elesnek.

Számos változatban léteznek, lehet elöl, vagy hátul egy kerekük.

Fekvőkerékpárok

Magyarországon viszonylag kevesen használják, különösen Hollandiában és az Amerikai Egyesült Államokban népszerű.
Ahogy a nevében is benne van, lényegében fekvő testhelyzetben lehet vele közlekedni. Emiatt kisebb a légellenállás. Gyorsabban lehet vele haladni, mint a hagyományos kerékpárral, cserébe nehezebb vele manőverezni és nagyobb a tömege. Alacsonyabb építési miatt a többi járművezető számára más kerékpároknál nehezebben észlelhető.

Cargo kerékpárok

A teherkerékpár nagyon régóta használatos, hosszú ideig alapvetően csak teherszállításra, de az 1990-es évek óta a fejlett kerékpározási kultúrájú országokban egyre általánosabbn használják a különféle gyermekszállító változatait.
A hagyományos teherkerékpároknak általában jellemzően elöl volt a rakterük (dobozuk).

Kép forrása: fietsersbond.nl

Ma már rengeteg két-, három, ritkábban négykerekű kialakításmóddal lehet találkozni.

Sajátosságaik alapján a teherkerékpárok a C járműcsaládba tartoznak.

Elektromos rásegítés

Vontatmányok

Kerékpárutánfutók

A kerékpárutánfutók ma már nagyon sokfélék.
Funkciójuk szerint lehetnek:

  • gyermekszállítók,
  • állatszállítók,
  • teherszállítók.

Lehetnek egy- vagy kétkerekűek.

Utánfutó félkerékpárok
Kép forrása: nederlandersfietsen.nl

Hazánkban kevésbé ismert megoldás 4 – 8 éves gyerekek számára, leginkább azoknak, akik alapszinten már tudnak biciklizni.
Hátulsó félkerékpárt jelent, amelynek saját kormánya van, de nincsen elülső kereke, viszont az alsócső előre meg van hosszabbítva és a szülő kerékpárjához kapcsolható.
(Másik változat a trailgator, amely olyan rúd, amivel teljes gyermekkerékpár és a szülő kerékpárja kapcsolható össze.)
Előnyei:

  • a gyerek nem tud hirtelen elkacsázni a szülőtől, a szülőtől a biztonságos közlekedés kevesebb koncentrációt igényel,
  • a gyerekek közvetlenül a szülőkkel kerékpározva tapasztalatokat szereznek a szabályos közlekedésről.

2. Más kerékpárszerűek

3. Mértékadó méretek

A holland előírások szerint a járművek legnagyobb megengedett méretei:

  • a kétkerekű kerékpár szélessége 0,75 m,
  • a könnyű moped tükör nélküli szélessége 1,00 m,
  • a moped tükör nélküli szélessége 1,10 m,
  • a háromkerekű kerékpár szélessége 1,50 m.

A tervezés alapjául szolgáló kerékpár-méretek (CROW Manual alapján):

hosszúság 1,95 m
szélesség 0,64 m
kormánymagasság 1,23 m
nyereg magassága 0,90 m
tengelyek száma 2
kerekek száma 2
tengelytáv 1,11 m
kerékátmérő 0,72 m
tömeg 20,00 kg

A táblázatban foglaltaktól eltérően a hollandok a gyakorlatban az 1,80 m hosszúságot alkalmazzák.

4. Sebesség, gyorsulás, lassulás

A kerékpározás közben leküzdendő erőhatások (ellenállások):

Leküzdendő erőhatás Meghatározói
gördülési ellenállás gumiabroncsok
útfelület
légellenállás kerékpár+kerékpározó(k) alakja
haladási sebesség
szél sebessége és iránya
gravitáció emelkedő

Az ellenállás

Alapvető tervezési követelmény az ellenállások – ezáltal az energiaveszteség – minimalizálása, mert a kerékpárokat a kerékpárvezetők – korlátozott – izomereje hajtja (egyre több kerékpárnál elektromos rásegítéssel, de ez nem változtat a tervezési követelményeken).

Az ellenállás forrásai:

  • a hajtásrendszerben keletkező súrlódás,
  • a gördülési ellenállás,
  • a légellenállás,
  • emelkedő mértéke.

A súrlódás jól karbantartott kerékpár használatakor a teljes ellenállásnak csupán 1,0 – 1,5%-a.

Az ellenállás összes többi tényezője nagymértékben függ az út kialakításától, tehát fontos úttervezési kérdés.

A gördülési ellenállást és a rezgésből eredő veszteségeket elsősorban az útfelület minősége és egyenetlenségei okozzák. Jól felfújt gumiabroncsokat használva, egyenletes útfelületen a gördülési ellenállás 0,06 N/kg, míg rossz útfelületen ennek többszöröse.

A légellenállás elsősorban a sebességtől függ, és csak 20 km/h fölötti sebességnél jelentős.
Az ellenszél már kis sebességnél is jelentős, továbbá a szélsebesség és a kerékpár sebességével növekedésével arányosan növekszik.
Az oldalszél szintén kedvezőtlen a kerékpárvezetők számára, a kerékpár és a kerékpárvezető ilyen szempontból kedvezőtlen aerodinamikai formája miatt.

A gravitációs ellenállás leginkább csak emelkedőben jelentkezik, esésben haladva azonban részben visszanyerhető.

Jó tervezéssel – amely figyel arra, hogy kerékpárral a lehető legkevesebbszer kelljen forgalmi okból megállni, igyekszik minimalizálni a magasságkülönbségeket és lehetőség szerint védelmet nyújtani a szél ellen – a kerékpárvezetőket érő energiaveszteség lényegesen csökkenthető.

Sebesség

A holland tervezési iskola a városi kerékpárutak legjellemzőbb használati sebességét max. 70/min pedálfrekvencia figyelembe vételével 15 – 23 km/h-ban adja meg.
A sebességválasztás függ:

  • az utazás időtartamától,
  • a leküzdendő ellenállástól,
  • az utazás jellegétől (pl. munkába járás, szabadidős biciklizés, stb.)

A CROW Manual lakott területen 30 km/h, lakott területen kívül 40 km/h tervezési sebességet ajánl (a holland rendszer szerint a C járműcsalád könnyű motorosjárművei is a kerékpárutakon közlekednek).
A túl kicsire választott tervezési sebesség (és ezzel összefüggésben a kis sugarú ívek, korlátozott látómezők) miatt a kerékpárok letérhetnek az útról, vagy kétirányú létesítményeken ütközhetnek a szemből érkezőkkel.

Gyorsítás és fékezés

Álló helyzetből induláskor a városi kerékpározásra jellemző gyorsulás értéke 0,8 – 1,2 m/s2.
Kényelmes lassulás: kb. 1,5 m/s2.
Lassulás vészfékezéskor: kb. 2,6 m/s2.

5. Stabilitás, kígyózás

Az átlagos városi (kétkerekű) kerékpár kb. 10 – 15 km/h alatt egyre instabilabbá válik, majd fölborul, álló helyzetben kitámasztás nélkül nem marad meg. A kerékpárvezető a borulás irányába kormányozva tudja egyensúlyban tartani. Az egyensúlyra az erősebb oldalszél (a nehézjárművek által keltett is)az útfelület egyenetlenségei és csúszóssága hat. Tervezési szempont a kerékpározók védelme ezen hatásokól.

A CROW átlagos városi forgalomban átlagos kerékpárvezető esetén 0,2 m oldalirányú kitérést ad meg.
Az oldalirányú kitérés, kígyózás mértékét jelentősen növelni képes tényezők:

  • nagyon fiatal, vagy idős kerékpárvezető,
  • 15 km/h-nál kisebb haladási sebesség,
  • elindulás (bekapcsolódás a forgalomba, vagy pl. jelzőlámpánál),
  • haladás emelkedőben.

A tervezés során e tényezőket azért is figyelembe kell venni, mert a túl keskeny kerékpársávban, kerékpárúton haladás elvonja a kerékpárvezető figyelmét a többi közlekedőről, a forgalmi szituációról, ez pedig nyilvánvalóan veszélyes.

6. Űrszelvény

A holland kerékpározási űrszelvény korrekciós szempontjai:

  • ívekben 0,5 m többletszélesség szükséges,
  • a létesítmény legyen alkalmas 2 fő egymás melletti kerékpározására,
  • a létesítmény legyen alkalmas rá, hogy a szülő a gyermek mellett haladhasson.

7. Helyszínrajzi ívek

A helyszínrajzi ívek tervezésekor figyelemmel kell lenni a kerékpár stabilitására, amely – mint fentebb írtuk – a sebesség csökkenésével együtt csökken. Ezért olyan íveket kell tervezni, amelyek biztonsággal kerékpározhatók legalább 12 km/h sebességgel. Ez alatti sebességnél különösen az idős kerékpárvezetők számára nehézzé válik az egyensúly megtartása.

A holland előírások szerint tervezhető legkisebb ívsugarak:

  • alaphálózaton (vt= 20 km/h): R ≥ 10 m,
  • gerinchálózaton (vt= 30 km/h): R ≥ 20 m,
  • minimum (pl. csomópontban, vt= 12 km/h): R ≥ 5 m.

Mivel az egy nyomon haladó járművek az ívekben befelé dőlve haladnak, esésben fekvő pályán, ahol nagyobb sebességre kell számítani, vagy kis használati szélesség esetén ívekben 0,5 m/forgalmi irány szélesítés szükséges.

8. Látótávolság, látómező

Tervezési szempontból háromféle érték meghatározása releváns:

  • a haladási,
  • a megállási,
  • a csomóponti.

A látótávolságok hiánya magános eleséshez, gázoláshoz, ütközéshez vezethet.

Haladási látótávolság:
a jármű- (kerékpár-)vezető előtti útszakasz, annak akadályai, az útszakasz menti veszélyek idejében történő fölismeréséhez szükséges.
Kerékpárszerűek esetében a kényelmes haladási látótávolság a 8 – 10 sec, a minimálisan szükséges haladási látótávolság a 4 – 5 sec alatt megtett út hossza.

Megállási látótávolság:
kerékpárszerűeknél megegyezik a féktávolsággal. 30 km/h sebességre 2 sec reakcióidővel és 1,5 m/sec2 lassulással számítva 40 m.

Látótávolság Alaphálózaton Gerinchálózaton
Tervezési sebesség 20 km/h 30 km/h
Minimális haladási 22 – 30 m 35 – 42 m
Kényelmes haladási 44 – 60 m 70 – 84 m
Minimális megállási 21 m 40 m

Látómező (csomópontban)
Az átvezetésen, csomóponton történő biztonságos áthaladáshoz a kerékpárvezetőnek tudnia kell viszonylag nagy biztonsággal megbecsülni a keresztezni kívánt irányokban haladó járművek távolságát és sebességét. Ehhez számára elegendő szabadon tartott teret, látómezőt kell biztosítani.

A látómezőt a keresztezendő út szélétől visszafelé 1 m-re, tehát kb. a kerékpárvezető pozíciójából kell mérni. A látómezőt meghatározza:

  • az a sebesség, amellyel a járművek a csomópontot megközelítik,
  • a kerékszerűek számára a biztonságos keresztezéshez szükséges idő,
  • biztonsági tartalékidő.

Különböző keresztezési hosszak és a keresztezendő gépjárműforgalom különböző v85 sebességéhez tartozó szükséges látómező irányadó értékei a CROW Manual szerint:

Keresztezési hossz (m) Keresztezési idő (sec) 30 km/h 50 km/h
4,0 4,2 45 100
5,0 4,5 45 105
6,0 4,9 50 110
7,0 5,1 50 115
8,0 5,5 55 120

(A táblázat átkeléskor legfeljebb 0,8 m/sec2 gyorsulást, körülbelül 1 sec reakcióidőt és körülbelül 10 km/h [= 2,8 m/sec] legnagyobb sebességet feltételez.)
A biztonsági tartalékidő 30 km/h esetén 1 másodperc.

Ahol a szükséges látótávolság, látómező nem biztosítható, a sebesség csökkentését kikényszerítő megoldással lehet javítani a biztonságot.

9. Magassági vonalvezetés

Kerékpározásnál az emelkedők többlet erőfeszítést kívánnak, ezért tervezési cél az emelkedők hosszának és hajlásszögének minimalizálása. Ennek a természet sokszor korlátot szab. Különszintű csomópont tervezésekor pedig az ember idézi elő a szintkülönbséget.

Esésben a járművek könnyen fölgyorsulnak, ezért az ilyen szakaszok tervezése közlekedésbiztonsági relevanciája miatt különösen gondos munkát igényel.
Esésben lévő szakaszokon a magános elesés, kétirányú kerékpárúton a frontális ütközés kockázata miatt szélesítés nélküli, viszonylag kis sugarú íveket tervezni súlyos hiba.
Hosszabb, vagy meredekebb esésű szakasz nem végződhet közvetlenül csomópontban, kissugarú ívben és akadályoktól mentesnek kell lennie.

Minél hosszabb és meredekebb egy emelkedő vagy eső szakasz, annál kedvezőtlenebb. Az átlagos meredekség (G) nagyobb hatású, mint a szakasz hossza.
A meredek szakasz kerékpározó által érzékelhető nehézsége (S) két képlettel is meghatározható.
Az átlagos lejtés (G) négyzetének és a lejtő L hosszának szorzataként:
S = G2 x L

vagy a szintkülönbség (H) négyzetének és hosszának (L) a hányadosaként:
S = H2 / L

ahol G = H / L.

A CROW Manual mintatáblázata a magassági vonalvezetés összefüggéseinek és az S nehézség szemléltetésére:

H (m) L (m) G (%) S (m)
250 31 8 0,2
500 250 2 0,1
500 125 4 0,2

A táblázat értelmezése:
Az S nehézség érték változatlan, ha a H szintkülönbség megduplázódik és a G meredekség a felére csökken, ekkor a szakasz L hossza a négyszeresére nő. (1. sor → 3. sor)
Az S nehézség érték megduplázódik, ha a H szintkülönbség változatlan és a G meredekség megduplázódik, ekkor a szakasz L hossza a felére csökken. (2. sor → 3. sor)

A pálya emelkedésének meghatározásakor fontos szempont a szél hatása.
Kisebb szélterhelésű (pl. alagúti, aluljáróba vezető) szakaszok szükség esetén meredekebbek lehetnek, mint a nagyobb szélterhelésű (híd, felüljáró nyílt terepen) szakaszok.

Az emelkedőben fekvő pályarészek kezdeti szakasza meredekebb lehet, mint a pályarész átlagos hajlásszöge. Ennek oka, hogy a kerékpár az emelkedőhöz érve megközelítési sebességét/energiáját használja az emelkedő elején még tempósan tud haladni, majd a hajlásszög csökkenése miatt állandó lehet a sevesség és az erőkifejtés..

AZ OLDAL CÍMKÉPE

E-mobilitás kerékpárszerűek családjába tartozó eszközei várják használójukat Brüsszelben.

Fotó forrása: Lucian Alexe, unsplash.com

Utoljára módosítva: 2021-09-10 08:52