Краткое устройство велосипеда.

Рама является основой любого велосипеда. Для производства современных велосипедных рам используются высокопрочная хромомолибденовая сталь, алюминиевые, титановые, магниевые сплавы и карбон. Наиболее распространены рамы, выполненные из алюминиевых сплавов. Этот материал оптимален для создания высококачественного горного велосипеда. Стальные рамы несколько дешевле, но тяжелее алюминиевых. Титановые и магниевые рамы обладают очень высокой прочностью и малым весом, но очень дорого стоят, а магниевые еще и сильно подвержены коррозии. Рамы из карбона не боятся коррозии вообще, им нет равных по весу, но, к сожалению, они боятся точечных ударных нагрузок и почти не подлежат ремонту. По конструкции рамы делятся на жесткие (хардтейл), имеющие только переднюю подвеску или вообще без нее, и двухподвесочные, оснащаемые в дополнение к передней амортизационной вилке системой задней подвески. Тип и размер рамы сильно зависят от вида и стиля катания. Задача амортизационной вилки - снижение вибрации и гашение ударов, приходящихся на переднее колесо при движении по неровностям, а также обеспечение постоянного контакта переднего колеса с дорогой.Чем совершеннее конструкция вилки, тем она е выполняет свою работу. Нижнюю корпуса вилки обычно изготовляют из магниевого сплава, а верхнюю часть, «ноги» из алюминиевого сплава или стали. Механизм амортизационной вилки состоит из пружины и демпфера. Пружина обеспечивает амортизацию (гашение удара или вибрации). Пружина может быть как традиционной металлической, так и в виде герметичной камерой наполняемой воздухом с помощью специального насоса. Вилки с такими камерами называют воздушными, демпфер придает работе пружины нежимые характеристики, позволяя сжиматься и распрямляться с определённой скоростью. В простейших как в качестве демпфера используются полимерные упругие вставки эластомеры. В более дорогих и сложных вилках демпфер представляют собой камеру с одним или двумя поршнями, заполненную маслом. У некоторых вилок предусмотрена возможность регулировки демпфирования вплоть до полной блокировки. Чем совершеннее механизм демпфера, чем меньше вилка раскачивается при езде на горном велосипеде, тем лучше она отрабатывает неровности, тем больше у нее возможностей для индивидуальной настройки. Описание задней подвески Задачи задней подвески аналогичны задачам амортизационной вилки: поглощение вибраций и смягчение ударов, обеспечение постоянного контакта колеса с дорогой. Задняя подвеска горного велосипеда состоит из амортизатора, внутреннее устройство которого похоже на амортизационную вилку, и системы рычагов. Различают однорычажные и четырехрычажные системы задней подвески, а также системы с виртуальной точкой вращения. Хорошая подвеска не раскачивается при движении в гору благодаря чему обеспечивается постоянный контакт с дорогой. В зависимости от назначения велосипеда ход задней подвески может составлять от 30 мм у велосипедов для прогулок и кросс-кантри до 300 мм у велосипедов для фрирайда и скоростного спуска. ТОРМОЗА-раньше велосипедные тормоза встраивались в корпус задней втулки. На «Русских» велосипедах такие тормоза остались без изменений. С увеличением количества передач они перекочевали на ободья, а с ростом скорости и нагрузки - на колесные втулки. Сегодня большинство велосипедов среднего и высокого классов оснащают дисковыми тормозами: модели попроще с механическим приводом, более дорогие - с гидравлическим. Велосипеды начального уровня комплектуют ободными тормозами с тросовым приводом (типа \/-brake). Кстати, некоторые топ-модели для кросс-кантри тоже оборудуют тормозами \/-brake, потому что они легче дисковых. Но дисковые тормоза мощнее, их эффективность меньше зависит от погоды, они позволяют ехать на горном велосипеде с погнутым ободом, да и демонтаж колеса проще. Колесо велосипеда-за много лет качественным изменениям подверглись колеса. В первую очередь рассмотрим втулки колес. Если на начальном этапе развития МТВ разницы между шоссейными втулками и втулками для МТВ не было, то в дальнейшем они претерпели качественные изменения. И в первую очередь втулка заднего колеса. В виду «зонтовой» натяжки спиц заднего колеса, а также увеличения количества звездочек до 7 и более появилась проблема излома задней оси (хотя она была и ранее). Но с увеличением количества звездочек свободный вылет оси с правой стороны втулки увеличился, что привело к увеличению вероятности излома задней оси. Увеличение ее диаметра и применение экзотических сталей эту проблему не решало, так как велосипеды МТВ подвергались гораздо большим нагрузкам, нежели обычные. Корпорация SHIMANO предложила оригинальное решение, которое применяется сегодня практически всеми другими фирмами. Барабан свободного хода (трещотка) надевается на шлицы, изготовленные на правом фланце втулки, и изнутри прикручивается болтом, имеющим внутреннее шестигранное отверстие на 10. Втулка стала представлять собой конструкцию из двух частей, соединенным внутренним пустотелым болтом, через который проходит ось втулки. В крайней правой части барабана трещотки предусмотрена беговая дорожка для шариков самой втулки. Это решение позволило уменьшить вылет оси с правой стороны задней втулки до 6-8 мм, что практически исключает излом оси втулки (у старых втулок вылет достигал 36-38 мм). Ведомые звездочки одеваются на наружные шлицы барабана трещотки, собранные в пакет с помощью 3х винтов или склепанные заклепками и крепятся одной шлицевой наружной гайкой. Так как в системе переключения SIS звездочки должны одеваться в одном и том же положении, то сборки их в пакет (кассету) исключает возможность их неправильной установки на барабан втулки. Так же такая система позволяет быстро менять кассеты (например, с другим набором звездочек). Наружную крепежную гайку всегда достаточно легко можно открутить, так как она не работает на закручивание в процессе езды. Новые втулки принято называть кассетными. Следующим решением было увеличение диаметра корпуса средней части втулок больше чем в 2 раза. Большой диаметр втулки придает большую жесткость вилкам. То есть уменьшается относительное движение перьев рамы, что улучшает маневренность и управляемость МТВ в тяжелых дорожных условиях. Само колесо с такой втулкой имеет большую жесткость и, соответственно, большую прочность. Теперь немного о ободах. Если раньше коробчатые обода из алюминиевого сплава были пределом мечтаний и делались с помощью штамповки и горячей деформации, то с появлением новых более прочных сплавов, а так же технологии «выращивания» сложных профилей из этих сплавов, обод стал не только «двойным», но и с внутренними продольными ребрами и стенками. Данная технология позволили сделать обода с двойным и тройным внутренним объемом. Некоторые обода, применяемые для экстремальных видов спорта имеют по пять или даже шесть внутренних продольных полостей. Новая технология «выращивания» позволяет делать прокат любой формы, и добиваться большей жесткости и стабильности обода при различных на него нагрузках. Помимо этого поверхность ободов из алюминиевого сплава стали подвергать термообработке и насыщать молекулами других металлов (например, нитридом титана) с целью увеличения поверхностной твердости более чем в 3 раза без существенного увеличения веса обода. Это очень важно в местах, где работают тормозные колодки. Такой обод протирается значительно медленнее. Также на боковины ободов, по которым работают тормозные колодки, стали напылять тонким, менее 1 мм, слоем керамику, которая увеличивает срок службы боковины обода в 3-4 раза. Из недостатков этого способа упрочнения хотелось бы отметить необходимость применения специальных тормозных колодок. Спицы тоже стали делать из другого материала, как правило, нержавеющей стали (содержание хрома более 18%). Такие спицы значительно дольше служат и имеют большую прочность на разрыв, не подвергаются коррозии. Применение космических технологий в конструировании велосипеда сегодня позволило сделать колеса из композитных материалов. При сравнительно небольшом весе они обладают лучшей аэродинамикой и очень большим запасом прочности. Когда мы едем на обычном колесе со спицами, то мы преодолеваем значительное сопротивление трения спиц об воздух. Никакие ухищрения в плане уменьшения количества спиц, изменения их профиля (плоские спицы) этой проблемы не решают. Композитные колеса, как правило, имеют 3 - 5 широких спиц аэродинамической формы, что дает серьезное преимущество перед обычным колесом. Таким вот образом из обычного колеса удалось выжать новые возможности. Велосипедные колеса (часть оборудования велосипеда) — сбалансированная конструкция, состоящая из втулки, спиц, обода, камеры и покрышки. Современный велосипед имеет два колеса, как правило, одинакового диаметра. (Детские и специальные велосипеды могут иметь и разные колеса). В подавляющем большинстве велосипедов используются спицевые колеса на растянутых стальных спицах, число которых может быть от 12 до 42 (типично — 32 или 36). На дорогие спортивные велосипеды иногда устанавливаются колёса из 4-6 пар плоских углепластиковых спиц, лопастные колёса (лопасти, в отличие от спиц, работают не только на растяжение, но и на сжатие, а также воспринимают боковую нагрузку) или дисковые колеса. Дисковые колеса, используемые прежде всего для велогонок, обладают наибольшей жёсткостью и хорошей аэродинамикой; однако их повышенная парусность создаёт проблемы при боковом ветре. Колесо наряду с рамой является одной из самых важных составных частей велосипеда. Именно колеса воспринимают всю нагрузку, создаваемую весом велосипедиста. Кроме того, колеса должны выдерживать ударные нагрузки в разных направлениях, вызываемые неровностями дороги. Современные велосипедные колеса имеют достаточно сложную конструкцию, которая позволяет им быть легкими и прочными одновременно. Конструктивно колесо чаще всего состоит из втулки, спиц, обода и камеры с покрышкой. Одна из важнейших характеристик велосипеда - размер колеса (обода и покрышки). На велосипеде с большими колесами можно развить большую скорость, и преодолевать препятствия большей высоты. Зато велосипед с маленькими колесами оказывается компактнее. Кроме того, для колеса большого диаметра сложнее обеспечить высокую жесткость для езды по неровной дороге. Размеры ободьев и покрышек соответствуют международным стандартам. Согласно этим стандартам, размером обода считается посадочный диаметр в том месте, где должна находиться покрышка. Этот размер измеряют в дюймах или в миллиметрах. Самые маленькие из серийно выпускаемых колес для взрослых велосипедов - 20" (используются в городских складных моделях), а самые большие - 28" (Они используются в дорожных, шоссейных велосипедах). Для горных велосипедов самыми распространенными являются колеса размером 26 дюймов для взрослых и 20/24дюйма для подростков. Покрышка. Шинная промышленность Китая выпускает сотни наименований велосипедных покрышек для самых разных категорий. Покрышки отличаются друг от друга главным образом размерами и рисунком протектора. Характеристики велосипедных шин сильно различаются в зависимости от назначения велосипеда. Горный велосипед может обладать широкими шинами (60 мм и даже более) с мощным протектором; для шоссейных велосипедов применяются узкие шины (18-27 мм) высокого давления (до 9-10 атм). Последние применяются в двух видах: клинчерные, состоящие, как и обычные, из покрышки и тонкой камеры; и бескамерные «трубки» (или «однотрубки»). Последние несколько легче и выдерживают большее давление, но их невозможно (или очень трудно) отремонтировать при проколе и неудобно монтировать в полевых условиях (такие трубки приклеиваются к ободу). Размеры всех выпускаемых покрышек соответствуют международному стандарту ISO ETRTO (European Tyre and Rim Technical Organization - Европейская техническая организация по ободьям и покрышкам). Этому же стандарту обязаны следовать и все производители камер и ободов. Согласно системе обозначений, принятой в ETRTO, размер покрышки обозначается двумя числами, например, 40-622. Первое число - это ширина покрышки, а второе - посадочный диаметр, измеренные в миллиметрах. Существуют еще две другие системы обозначений, дюймовая и французская. Покрышка, обозначаемая в ETRTO как 40-622, будут обозначены в них соответственно как 28×1.50 и 700×38C. Ширина покрышки и характер протектора - весьма важные параметры, от них зависит то, как велосипед будет себя вести на различных дорогах. Узкая и гладкая покрышка (слик) будет хорошо работать на ровном асфальте, обеспечивая хорошее сцепление с дорогой и малое сопротивление качению. Но по грунтовой дороге с рыхлым грунтом на велосипеде с такими покрышками ехать будет тяжело - много сил уйдет на образование колеи, велосипед будет водить из стороны в сторону. Напротив, на широких покрышках с мощными грунтозацепами (грязевая покрышка) хорошо ехать по рыхлому грунту, но на асфальтовом шоссе они потребуют больше сил, чем гладкие. Выпускаются и покрышки, удачно сочетающие в себе свойства как гладкой, так и грязевой. Их называют полу-слик, грунтозацепы у них расположены только по бокам. На такой покрышке можно достаточно уверенно ехать и по разбитой грунтовой дороге, и по асфальтовому шоссе. Такие покрышки хороши для туристов, которым приходится ездить по дорогам самых различных типов. Разброс цен на покрышки даже одного и того же типа достаточно велик, и часто возникает вопрос - чем же дешевая покрышка хуже дорогой? Ответ простой - дорогая покрышка делается из резины высокого качества. Она не так боится перепадов температуры, не так быстро изнашивается, как дешевая. Дорогие покрышки часто содержат внутри слой материала, который защищает камеру от проколов. Для грязевых покрышек большое значение имеет рисунок протектора. Например, при езде по лесным дорогам покрышка иногда наматывает на себя грязь, и превращается в гладкую. Качественные грязевые покрышки подвержены этой напасти в меньшей степени - они обладают свойством самоочищения. При прочих равных условиях дорогая покрышка оказывается легче. Для уменьшения массы покрышки борт из стальной проволоки часто заменяют кевларовой нитью, что удорожает покрышку. Но у таких покрышек появляется очень полезное свойство - ее можно свернуть в достаточно компактный рулончик. Это важно, если вы планируете ездить в дальние путешествия, когда необходимо иметь запасную покрышку. Эксплуатационные качества покрышки сильно зависят от давления воздуха в ней. Важно, чтобы давление поддерживалось в определенных пределах, рекомендованных производителем покрышки. В этих пределах давление можно менять для разных условий катания. При движении по твердой ровной дороге шины следует накачать посильнее - ход у велосипеда станет легче. А при езде по рыхлому грунту (песок, снег) давление в шинах можно уменьшить - тогда меньше сил будет уходить на образование колеи. Если давление оказывается ниже нормы, то ускоряется износ покрышки, ход велосипеда становится тяжелым Кроме того, на слабо накачанных шинах при езде по неровной дороге или при заезде на бордюр, можно повредить камеру. Если же давление оказывается выше нормы, то покрышка перестает смягчать неровности дороги. Камера.Несмотря на появление шин - однотрубок, а также проникновение бескамерных шин в велосипедную индустрию, самой распространенной конструкцией является бортовая (клинчерная), когда внутрь покрышки вставляется камера. Камеры отличаются друг от друга размерами и типом вентиля. На отечественных велосипедных камерах обычно устанавливается велониппель. (его иногда называют по фамилии изобретателя - Dunlop) На импортных камерах применяется вентиль типа Schrader (автомобильный), либо Presta (спортивный). Флиппер - специальная защитная лента, которая надевается на обод, чтобы избежать трения спиц о камеру. Обод. Промышленность выпускает ободья разных типов, которые отличаются друг от друга шириной, формой сечения и толщиной стенок. В конечном счете, это влияет на жесткость - весьма важное свойство колеса. На дешевых велосипедах часто ставят одинарные ободья, поперечное сечение которых не имеет внутренних полостей. Такой обод будет хорошо работать при катании по городу, или по парку. Но в сложном дальнем походе, при езде с груженым рюкзаком, а также при катании по бездорожью жесткость такого обода может оказаться недостаточной. В результате будут образовываться дефекты обода - «восьмерки», исправление которых может стать почти ежедневным занятием. Двойной обод, который имеет в поперечном сечении полости, получается более жестким. Но и цена такого обода оказывается выше. Выпускаются и еще более жесткие, тройные ободья. Для велосипедов с ободными тормозами обод должен быть специальной формы - его боковые стенки, предназначенные для торможения, должны быть параллельны друг другу. Иногда на боковой стенке нанесена риска, которая предназначена для определения степени износа обода. Спицы - исключительно важная часть велосипедного колеса. Технология сборки колеса отработана десятилетиями, и обеспечивает необходимую жесткость во всех направлениях. Обычно на велосипедном колесе установлено 32 или 36 спиц, но это количество может отличаться как в меньшую, так и в большую сторону. На дорогих велосипедах используются более качественные спицы. Они лучше выдерживают нагрузку на колесо, реже ломаются. На колесе с хорошими спицами и ободом исправлять «восьмерки» приходится не чаще одного-двух раз в сезон (как правило, после падений). Если спицы некачественные, то это приходится делать значительно чаще. Спица соединяет втулку колеса с ободом при помощи ниппеля. Спицы производят из стали, алюминия и титана. Спицы из стали хромируются, цинкуются и никелируются. Ниппель изготавливают из стали, бронзы, алюминия. Не рекомендуется комплектовать алюминиевые спицы с ниппелем из бронзы из-за большой вероятности прохождения химической реакции между ними. Что в дальнейшем может затруднить протяжку и демонтаж спицы. Втулка колеса Помимо спиц и обода, непременным атрибутом колеса является втулка. Передняя втулка проста по конструкции и состоит из корпуса, оси и двух шарикоподшипников. У некоторых велосипедов шарикоподшипники разборные без сепараторов для снижения веса и трения. Задняя втулка дополнительно может содержать в себе тормозной барабан, либо планетарную систему переключения передач, либо узел навески кассеты звёздочек с механизмом свободного хода, либо просто иметь узел для крепления блока звёздочек. Втулки также могут иметь крепления для дисковых тормозов. Втулка колеса может крепиться в передней вилке и раме двумя способами. На велосипедах начального уровня, на подростковых велосипедах колесо крепится к наконечникам вилки гайками, навинченными на концы оси. Для снятия колеса нужен разводной или накидной ключ подходящего размера. На спортивных шоссейных и горных велосипедах может применяться быстродействующий эксцентриковый зажим. Колесо в таких велосипедах можно снимать без применения инструментов. Такой механизм крепления предпочтительнее, в частности, для туристов, поскольку позволяет быстро снять и установить колесо (например, при погрузке в автобус или поезд дальнего следования). Руль- должен быть высоким. Когда вы сидите на велосипеде в положении для езды, 90% веса должно приходится на седло. Для этого руль подбирается так, чтобы можно было комфортно управлять велосипедом держа прямую осанку. В противном случае (когда руль опущен, и тело велосипедиста расположено паралельно земле) езда вас быстро утомит, если только вы не участвуете в гонках на приз. Кроме того, на дороге из-за низкой посадки не видно перспективы, что создаёт дискомфорт при движении по трассе с большим трафиком или на просёлке среди лабиринта ям и луж. Руль можно поднять тремя способами, в зависимости от конструкции. Следует помнить, что высокий руль становится проблемой на подъёмах и затяжных тягунах. В этих случаях его просто можно заранее опустить (например перед взятием перевала в горах), а после взятия препятствия поднять снова. Чаще всего в таких ситуациях ездок на него просто ложится. Рамы, как и шатуны, делают из самых разных материалов, даже из карбона, если массу велосипеда необходимо максимально снизить, но самый популярный вариант - алюминий. На экстремальные модели устанавливают шатуны из хромомо-либденовой стали, они самые прочные. Умножив количество звезд в системе на количество таковых в кассете, вы узнаете количество передач стоящего перед вами горного велосипеда. Описание кассеты горного велосипеда Кассета- набор ведомых звезд, закрепленный на задней втулке со встроенным храповым механизмом, так называемой «трещоткой». Конструкция недорогих кассет неразборная, в дорогих кассетах звезды можно заменять в отдельности. Материал - сталь или более дорогой алюминий. Как и в случае с системой, количество зубьев на звездах влияет на передаточное отношение в трансмиссии байка, т.е. на то, сколько оборотов делает заднее колесо за один оборот педалей. Как правило, большее количество звезд свидетельствует о более высоком классе оборудования. Манетки горного велосипеда - вынесенные на руль управляющие ручки выбора передач на передних и задних звездах, посредством стальных тросиков приводящие в действие соответствующие переключатели. Правая манетка работает с задним переключателем, левая - с передним. Манетки бывают двух основных типов. Более распространен триггер, представляющий собой два рычага, отвечающие за переключение «вверх» и «вниз». Но достаточно известен и грипшифт (Gripshift), представляющий собой вращающуюся вокруг руля рукоятку, на манер ручки «газа» у мотоцикла. Описание выноса руля горного велосипеда: деталь, закрепленная одним концом на рулевой трубе вилки параллельно плоскости переднего колеса параллельно земле или под некоторым углом к ней (выносы с регулируемым углом наклона предназначены томительно для прогулочного катания). В противоположном конце выноса фиксируется руль. Для экстренного катания предпочтительнее иметь цельный вынос с четырехболтововой крышкой, а для легкого кросс-кантри достаточно сварного трубчатого с двухболтовым зажимом. Обратите внимание на то, что длина и наклон выноса влияют на удобство посадки. Покрышки-рисунок велосипедных шин зависит прежде всего от стиля и «географии» вашего катания. Слишком агрессивный протектор не очень хорошо «катит» в городе, да к тому же гудит. В противоположность ему гладкий «слик» пасует на бездорожье.Большинство производителей ставят на свои велосипеды всесезонные универсальные шины, так называемые «полуслики» с гладкой дорожкой посередине и небольшими шашками по бокам. Для зимней езды можно приобрести покрышки с самыми настоящими металлическими шипами,но для нашей России эти покрышки редкость.