Now Reading
Принцип работы велосипедной трансмиссии

Принцип работы велосипедной трансмиссии

Велосипедные передачи: Объяснение для новичков

Если вы не знаете, сколько передач у вашего велосипеда, сколько вам действительно нужно или даже не в курсе как их правильно использовать, не волнуйтесь — вы не одиноки. Поэтому, в сегодняшнем, не совсем стандартном для автомобильного издания материале, мы постараемся объяснить простыми словами как работает система переключения передач на велосипедах, какие факты о ней нужно знать и почему велосипедные передачи в чем-то схожи с автомобильной трансмиссией. И так, давайте познакомимся поближе со всеми этими переключателями, звездочками и цепями, ведь именно с помощью них вы приводите свой велосипед в движение. Конечно, если он у вас есть.

Понимание основ работы велосипедных передач, и того, как изменение размера звезд на передней и задней кассете повлияет на ваше педалирование (по-простому — кручение педалей), поможет выбрать наиболее подходящее передаточное число для вашей физической подготовки и адаптироваться под сложный участок на трассе.

Если автомобиль появился у вас раньше, чем велосипед, задача выбора двухколесного спортивного снаряда или транспортного средства для развлекательных прогулок может оказаться не настолько простой, как это может показаться на первый взгляд. Цель на самом деле абсолютно нетривиальная.

Мало того, что при выборе велосипеда необходимо для начала определиться с направлением его использования, так называемым стилем катания, так и этих самых стилей в наши дни развелось так много, что запутаться можно. Просто великое множество! Это может быть, как езда по шоссе на гоночном или полупрофессиональном байке, заезды по пересеченной местности на кросс-кантрийных велосипедах, разнообразные экстремальные виды велосипедного спорта или просто использование прогулочных городских моделей для мужчин (мальчиков) и женщин (девочек) любых возрастов.

Для каждой из таких моделей и направлений использования будет применяться разнообразная по своему типу трансмиссия, от простейшей односкоростной (такой же по принципу действия, какая была на велосипеде «Урал» и ему подобным простым «старичкам»), до разнообразных мультискоростных версий цепных передач. Зачем нужны эти многозвездочные переключатели на байках, как они работают и какой из типов привода окажется лучше? Давайте посмотрим.*

*Мы специально коснемся лишь основы велосипедной трансмиссии. Перефирую вроде ременных, полный приводов и вот таких видов трансмиссий: Вот как выглядит самая эффективная велосипедная трансмиссия в мире, трогать специально не будем.

Велосипедные передачи: основы

Сколько скоростей на моем велосипеде?

Начнем изучение велосипедной трансмиссии с самых азов, а именно? с количества скоростей. Как определить или подсчитать, сколько скоростей на велосипеде? Задачка для первого класса школы велосипедистов. Количество скоростей на байке подсчитать очень легко, для этого достаточно умножить количество звездочек сзади на их количество спереди. Таким образом, если спереди у вас стоит три звезды (некоторые велосипедисты называют этот элемент «чейнринг», суть от этого не меняется), а сзади установлена кассета на 10 звезд, ваш велосипед обладает 30-ти скоростной трансмиссией. Другими словами, при движении можно использовать каждую из десяти задних звездочек в сочетании с каждой из трех передних звезд.

Простейший алгоритм подходит для подсчета любых многоскоростных велосипедных передач: спереди 2 звезды, сзади 11 – у велосипеда 22 скорости, и так далее.

Зачем нужна многоскоростная трансмиссия на велосипеде?


А зачем вообще нужен такой большой набор звездочек? 30 передач, не много ли? У легковых машин всего 10-ть и то проблемы случаются. Если ответить в двух словах, то необходимость в том или ином количестве передач напрямую продиктована стилем катания и сферой спортивного применения. Такой широкий спектр передач позволяет велосипедистам-спортсменам поддерживать удобную скорость педалирования (так называемый каденс – количество оборотов педалей в минуту, которое велосипедист совершает во время езды) независимо от уклона или рельефа местности — то, чего не может дать ни одна односкоростная цепная передача.

Высокая передача, иногда называемая велосипедистами «большой передачей», оптимальна при спуске или езде на высоких скоростях. Самая высокая, или самая большая передача на велосипеде подбирается путем совмещения самой большой по размерам передней звезды с самой компактной по количеству зубьев задней звездочки. К примеру, может выражаться соотношением «53×11».

Наоборот, сочетание наименьшего размера передней шестеренки с наибольшей по размеру задней звездочкой даст доступ к наименьшей из доступных передач, которая поможет вам не напрягаясь крутить педали даже на очень крутых подъемах.

Давайте сразу проясним одну вещь — наличие большого количества передач не означает, что велосипед будет от этого быстрее. Динамичнее – да, быстрее – нет! Велосипед с 30 или более передачами не является показателем машины, предназначенной для того, чтобы побить рекорд скорости на суше и обойти по скорости велосипед с одной передачей, при условии, что у этих байков используются идентичные передаточные коэффициенты.

Большое количество передач может помочь вам подняться и спуститься с горки, но быстрее от них вы не поедете

Речь идет об эффективности и наличии гораздо более широкого диапазона или выбора передач для конкретной ситуации с которой приходится бороться на трассе или на бездорожье. Точно так же, как автомобили, велосипеды выигрывают в динамике от старта на низкой передаче при разгоне из положения покоя или при подъеме на крутой холм, при этом многоскоростная трансмиссия позволяет достигнуть максимально возможных скоростей без чрезмерно высокого педалирования, поскольку до набора максимальной скорости, можно переключатся раз за разом на более высокую передачу.

Продолжая сопоставление велосипеда с автомобилем, можно сказать, что использование слишком низкой передачи на высокой скорости приведет к высокому расходу топлива у последнего. То же самое касается и педалирования велосипеда. Слишком быстро будете крутить педали – быстро выдохнетесь. Отсюда только один вывод – чем больше шестеренок в трансмиссии, тем больше возможности найти нужную передачу под конкретную ситуацию, скорость и каденс для комфортной, эффективной и безопасной езды.

В более широком понимании, во времена господства 5 и 6-скоростных кассет, диапазон из 12-25 зубов на звездах достигался путем добавления значительного количества зубьев на каждую последующую заднюю шестеренку, что приводило к резкой смене нагрузок. В таких системах отсутствовала плавность переключения и непрерывность прогрессии. Современные 10 и 11 скоростные кассеты решают данную проблему. Поэтому ездить на них комфортнее, удобнее и эти системы медленнее изнашиваются.

Почему некоторые люди выбирают односкоростной велосипед (синглспид)?

Интересно, что в наш век развития всевозможных технологий переключения передач для велосипеда (их примеры приведем ниже), некоторые люди предпочитают использовать односкоростную трансмиссию, так называемые «синглспиды». У этих байков исключительно одна передача, подобранная определенным соотношением звезд – передней и задней. Правильный подбор соотношения зубьев позволяет достатчно резво стартовать и разгоняться до максимальной скорости в 30-34 км/ч.

Односкоростные велосипеды популярны среди веломанов, живущих в равнинных местностях, передвигающихся на своих двухколесных железных конях исключительно по городу или занимающихся экстремальными видами велоспорта, на так называемых «трюковых велосипедах».

Плюсов у такого односкоростного байка также немало:

1. Дешевизна. Действительно, собрать односкоростной велосипед значительно дешевле. Насколько? Все будет зависеть от уровня компонентов. Если взять действительно качественные гоночные компоненты самого высокого уровня в линейке Shimano – XTR, то получится примерно следующее (подсчет стоимости компонентов многоскоростного велосипеда):

I. Система Shimano XTR на 11 скоростей – в среднем порядка 25.000 рублей
II. Каретка высокого уровня (в нее входят подшипники, корпус с резьбой под посадку в раму) – около 3.500 рублей
III. Звезда передняя (Shimano XTR) – 5 тыс. рублей
IV. Цепь уровня XTR на 11 скоростей – 3 тыс. рублей
V. Задний переключатель XTR от Shimano – 15.000 рублей по скидкам, стоимость без них в велосезон может доходить до 22.000 рублей
VI. А ведь еще нужна так называемая «манетка» — переключатель скоростей (около 6.500 рублей), тросики, рубашки и конечно же задняя кассета, которая тоже стоит недешево – 5 тыс. рублей.

Итого, только на трансмиссию уйдет порядка 63.000 рублей! Да, это расклад цен на действительно качественные компоненты гоночного уровня. Они будут прочными, легкими, отлично работающими и так далее. Но за эти же деньги можно купить целиком трюковый велосипед на не менее качественных и гораздо более прочных компонентах с одной передачей. Чувствуете разницу?

2. Надежность. Знаете, чем подкупает автомат Калашникова? Нет, не меткостью стрельбы на дальние дистанции. Он просто практически безотказен в любых сложных условиях эксплуатации. Также и с односкоростными велосипедами. Там просто нечему ломаться! Вспомните старые советские велосипеды, которые вы, хоть раз, наверняка видели в глубинке. Они служат своим хозяевам десятилетиями… Не зря экстремалы по всему миру почти всегда используют велосипеды «синглспид» для своих трюков.

3. Ремонтопригодность. Починить велосипед с одной передачей несложно. Да и запчасти стоят недорого. Чего не скажешь о «мультиспиде». Даже если взять средний ценовой диапазон из приемлемых по надежности компонентов, например, Shimano XT или SRAM X9, все равно получается недешево, за один задний переключатель одного из этих производителей вы отдадите 6 тыс. рублей.

4. Гоночные амбиции. Вы удивитесь, но даже гонщики иногда используют односкоростную трансмиссию. Делают они это для снижения веса велосипеда (все дополнительное навесное оборудование, каким бы легким оно не было, все же имеет вес) и для исключения риска проблем с переключением передач. В этом случае выбор правильного передаточного числа имеет решающее значение.

5. Наконец, трековый велосипед изначально имеет только одну передачу. Это не преимущество, просто факт.

В результате, с правильно подобранным соотношением, велосипедист получает более ровное, более точное педалирование без затруднений в момент перескакивания цепи на большую или меньшую звездочку. А это значит – педалирование в определенных режимах езды будет происходить эффективнее.

Некоторые выигрывают, некоторые проигрывают


Если вы никогда не интересовались велосипедной тематикой, то наверняка удивитесь тому, что оказывается, несмотря на наличие такого большого количества передач, не на каждой из них можно и нужно ездить.

Реальность мультиспид трансмиссии такова, что «перекрывание» некоторых диапазонов определенным сочетанием звезд практически неизбежно. Например, при наличии 33 передач, такие комбинации звезд как 53×19 и 39×14 – это передачи с одним и тем же соотношением. То есть ускорение у них будет идентичным, также как и максимальная скорость.

Кроме того, нельзя использовать, по крайней мере постоянно, крайние ряды звездочек, по диагонали. Например, крайнюю левую переднюю звезду и малую, крайнюю правую звездочку на кассете. Такой перекос будет создавать чрезмерное натяжение цепи, повысится износ зубьев звезд, возникнет перегрузка на пружину лапки заднего переключателя, дорогостоящая трансмиссия будет усиленно изнашиваться.

Старый совет бывалых, все еще актуален – избегайте «пересечения цепи». См. левый рисунок, иллюстрирующий это (так делать нельзя):

Также еще один из советов, который поможет сохранить дорогостоящий компонент как можно дольше – не производите переключение передач посредине подъёма. Это создает очень сильную нагрузку на трансмиссию, переключатели и цепь. Чтобы избежать проблем, переключайтесь на пониженную заранее, перед началом преодоления уклона.

Как видите, вы не получаете все 33 передачи в свое распоряжение и не всегда сможете их использовать. На самом деле это нельзя назвать маркетинговым ходом велопроизводителей или обманом, просто подобный технологический изъян изначально лежит в схеме переключения передач велосипеда. От него никуда не деться.

Тем более, общее большое количество передач не является самоцелью, гораздо важнее трансмиссии обладать непрерывной прогрессией нагрузки, чего можно добиться исключительно минимальным расхождением между количеством зубцов звездочек на задней кассете.

Какие бывают типы передач?

В наши дни существует куча вариантов вело трансмиссий, поэтому подобрать нужную для ваших вело занятий не составит труда. Пробежимся по основным типам трансмиссий.

Стандартная двойная

Две звезды спереди сопряжены с 11 звездочками сзади. Стандартная двойная схема обычно является предпочтительным выбором для гонок, предлагая наибольшие звезды спереди для поддержания высокой скорости движения.

Тройная схема

Получив три ведущие звезды, вы получаете возможность переключаться на малую переднюю звезду. При перекидывании цепи на большую заднюю звездочку, вы получаете велосипед-вездеход, способный забираться на очень крутые подъемы.

Компактный

Компактный вариант трансмиссии первого типа. Обе передние звезды уменьшены в размерах, обычно внутренняя: 34-36 зубьев, внешняя — 48-50 зубов. Очень популярная сегодня схема для спортсменов-любителей, позволяющая не снижать каденс даже на крутых подъемах.

Синглспид

Здесь все понятно. Две звезды, одна передача. Никаких переключателей и других «лишних» деталей.

Планетарная втулка


Сложный технически, тяжелый, недешевый и непростой в обслуживании (впрочем, частой обслуги и не просит) элемент трансмиссии, больше похожий на вариаторную коробку на автомобилях. Переключение происходит без внешних «переклюков» и других вспомогательных механизмов. На данный момент на рынке существуют двух, четырех, семи, восьми, девяти, двенадцати скоростные планетарные втулки от SRAM, Shimano и Sturmey-Archer. Есть даже 14-ти ступенчатые «планетарки» от компании Rohloff. Стоимость одной такой втулочки неприятно удивит – порядка 90 тыс. рублей.

Подходят скорее для прогулочных велосипедов, чем для гонок.

Словарь велосипедных терминов

«Чейнринг» (передняя звезда): зубчатое кольцо спереди цепного привода, прикрепленное бонками (заклепками) или болтами к шатуну привода.  

 

Кассета: группа звезд на задней части трансмиссии. Может содержать разное количество звездочек, в основном от 7 до 11, различных размеров (отличаются по диаметру и количеству зубьев). Надевается на барабан задней втулки.

 

Блок звезд с трещоткой: еще один термин для блока задних звездочек. Он, на самом деле, относится к более старой технологии, в которой барабан с трещоткой стоят в кассете, который, в свою очередь, накручивается на ось втулки.

 

Переключатели: передние и задние переключатели выполняют всю тяжелую работу по перемещению цепи от одной звездочки к другой.

 

Звездочка: относится к отдельной передаче в кассете/трещотке.

 

Коэффициент: описывает отношение между звездочками задней кассеты и передними звездами. Например, «53×12», или звездами на кассете (11-25).

 

«t»: сокращение от слова «teeth» — зубы (находятся на звездочке). Используется для обозначения количества зубов на звезде, например – ‘ 23t’.

Эффективное использование велосипедных передач поможет вам легко и безопасно подниматься в гору

 

Трансмиссия: термин, группирующий в единую систему все движущиеся части, объединяющие шатуны с задним колесом, а, следовательно, приводящую в движение весь велосипед посредством передних звезд, цепи, кассеты и переключателя.

 

Каденс (педаляж): скорость вращения педалей за единицу времени, измеряемая количеством оборотов шатунов в минуту.

 

STI lever: сокращение от «Shimano Total Integration» — это термин, обозначающий дизайн Шимано, совмещающий тормоза и рычаги переключения для шоссейных велосипедов. Иногда термин применяют к переключателям/тормозным рычагам независимо от марки.

 

Ergo lever: Фирменное название компании Campagnolo, специализирующейся на производстве навесного оборудования для шоссейных велосипедов. Брендовая версия интегрированного переключения передач и тормозных рычагов.

 

DoubleTap lever: кусок пирога SRAM, с точки зрения технологии переключения — использует один и тот же рычаг для повышающих и понижающих передач.

Источник

Оставить комментарий

Ваш электронный адрес не будет опубликован *

Больше нет статей