Home / Новости / Принцип работы велосипедной трансмиссии

Принцип работы велосипедной трансмиссии

Велосипедные передачи: Объяснение для новичков.

Если вы не знаете, сколько передач у вашего велосипеда, вы не в курсе, как правильно их иcпользвать и, сколько в действительности передач вам нужно, пожалуйста не волнуйтесь в этом плане — вы не одиноки. Поэтому, в нашем сегодняшнем, совсем не стандартном для автомобильного материала издании, мы постараемся простыми словами всем заинтересовавшимся читателям объяснить, как работает система переключения передач именно на велосипедах, какие полезные факты о ней желательно знать и почему эти велосипедные передачи в чем-то схожи с автомобильной трансмиссией. И так, давайте поближе познакомимся со всеми этими переключателями, звездочками, цепями, именно с их помощью вы приводите свой велосипед в движение. Конечно, если таковой у вас имеется.

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

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 эта на самом деле абсолютно нетривиальная.

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

Для каждой из таких моделей и направлений использования вело-байка, будет применяться разнообразная по своему типу трансмиссия, т.е., от простейшей односкоростной (по такому же принципу действия, как когда-то была установлена на велосипеде «Урал» и на подобных ему простых «велостаричках») и до разнообразных мультискоростных версий цепных передач. Зачем нужны эти многозвездочные переключатели на байках, как они работают и какой из типов привода является лучшим? Давайте вместе с вами посмотрим.*

*Мы специально коснемся только лишь основы велосипедной трансмиссии. Именно, перефирии, вроде ременных передач, полных приводов, и таких вот видов трансмиссий, как мы упомянули выше. Вот как выглядит самая эффективная велосипедная трансмиссия в мире, затрагивать специально по ней тему мы сейчас не будем.

Велосипедные передачи: основы

Сколько скоростей на моем велосипеде?

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

Данный простейший алгоритм подходит для подсчета любых многоскоростных велосипедных передач, например,- спереди 2 звезды, сзади 11, это значит, что у велосипеда 22 скорости, и так далее и т.п..

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 случаются проблемы. Ответить на этот вопрос можно в двух словах, необходимость в том или ином количестве передач напрямую продиктована стилем самого катания и сферой их 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, называемая иногда велосипедистами «большой передачей», самая оптимальна при спуске или езде (передвижению) 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 звездочкой. К примеру, она (передача) может выражаться соотношением- «53×11″.

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

Давайте сразу проясним такую вещь, а именно, что наличие большого количества передач явно не означает, что велосипед у вас от этого будет быстрее. Динамичнее – безусловно да, быстрее – никак нет! Велосипед с 30-ю или более передачами не является показателем самой машины, предназначеной для того, чтобы побивать рекорды скорости на суше и обходить по скорости велосипед у которого одна передача, и это 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 здесь конкретно идет о самой эффективности и о наличии гораздо большего и широкого диапазона  выбора передач для конкретной ситуации, с которой приходится бороться спортсмену-велосипедисту на трассе или на бездорожье. Точно так же, как и автомобили, велосипеды выигрывают здесь именно в динамике от старта на низкой передаче при разгоне, из положения покоя, или выигрывают при подъеме на крутой холм, при этом многоскоростная трансмиссия позволяет достигнуть максимально возможных скоростей без какого-либо чрезмерного высокого педалирования, поскольку, еще до набора максимальной скорости можно раз за разом переключаться на более высокую передачу.

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

В более широком понимании все приводится к тому, что во времена господства 5-ти и 6-ти скоростных кассет диапазон из 12 — 25 зубьев на звездах обычно 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-ти и 11-ти скоростные кассеты сегодня решают данную проблему. Поэтому ездить или перемещаться на них на много комфортнее и удобнее. А также, все эти современные системы на много медленнее изнашиваются.

Почему некоторые люди выбирают односкоростной велосипед (синглспид)?

Интересно, что в наш современный век, развития всевозможных технологий переключения передач для велосипеда (их примеры приведем ниже), некоторый тип людей предпочитает использовать только односкоростную трансмиссию, так называемые- «синглспиды». У этих байков исключительно всего одна передача, которая подобрана определенным соотношением звездочек – передней и задней. Правильный подбор соотношения зубьев позволяет достатчно резво стартовать и разгоняться до максимальной скорости в 30 — 34 км/ч.

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

Плюсов у такого односкоростного байка тоже не мало:

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

I. Система Shimano XTR на 11-ть скоростей в среднем будет стоить порядка 25 тыс. рублей.
II. Каретка высокого уровня (в нее входят подшипники, корпус с резьбой под посадку в раму) – около 3тыс. 500 рублей.
III. Звезда передняя (Shimano XTR) – 5 тыс. рублей.
IV. Цепь уровня XTR на 11-ть скоростей – 3 тыс. рублей.
V. Задний переключатель XTR от Shimano – 15 тыс. рублей (по скидкам), стоимость без них в велосезон может доходить до 22 тыс. рублей.
VI. А ведь еще нужна так называемая «манетка» — переключатель скоростей (около 6 тыс. 500 рублей), тросики, рубашки и конечно же задняя кассета, которая тоже стоит недешево – 5 тыс. рублей.

Итого, только на одну трансмиссию уйдет порядка 63 тыс. рублей! Да, на сегодняшний момент это расклад цен на действительно качественные компоненты (детали) гоночного уровня. Они будут прочными, легкими, отлично будут работать, ну и так далее. Но за эти же самые деньги можно купить целиком и трюковый велосипед с одной передачей, и на не менее качественных и на более прочных компонентах. Чувствуете разницу?

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

3. Ремонтопригодность. -Починить велосипед с одной передачей несложно. Да и запчасти на него недорогие. Чего не скажешь о «мультиспиде». Если даже взять приблизительно средний ценовой диапазон из приемлемых по надежности компонентов, такой например, как Shimano XT или SRAM X9, то все равно это получается недешево. За один задний переключатель одного из этих производителей вы отдадите примерно 6 тыс. рублей.

4. Гоночные амбиции. -Вы удивитесь, но даже сами гонщики иногда используют односкоростную трансмиссию. Делают они это для снижения веса самого 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. И наконец-то последнее, трековый велосипед изначально имеет всего только одну передачу. Это не преимущество — это просто факт.

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

Некоторые выигрывают, а некоторые проигрывают


Если вы никогда не интересовались велосипедной тематикой, то наверняка удивитесь следующему, что не смотря на такое большое наличие количества передач оказывается, не на каждой из них нужно и можно ездить.

Реальность этой мультиспид трансмиссии такова, что «перекрывание» некоторых диапазонов определенным сочетанием звездочек, практически неизбежно. Вот например, при наличии 33-х передач, такие комбинации звездочек как, 53×19 и 39×14 являются фактически передачами с одним и тем же соотношением. То есть, ускорение у них (у передач) будет идентичным, как и их максимальная скорость.

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

Старый совет от бывалых, все еще актуален: — Избегайте «пересечения цепи». (См. левый рисунок, иллюстрирующий это,- так делать нельзя):

Также, еще один из советов, который поможет вам сохранить дорогостоящий компонент (сегмент) как можно дольше: – Не производите переключение передач по средине подъёма, это создает очень сильную нагрузку на саму трансмиссию, на переключатели и на цепь. Чтобы избежать этой проблемы перед началом уклона, переключайтесь на пониженную передачу заранее.

Как теперь видите, вы не получаете все эти 33 передачи в свое распоряжение и не всегда сможете их использовать. Назвать это маркетинговым ходом велопроизводителей, или еще каким-то обманом, наверно нельзя, просто подобный технологический изъян уже изначально лежит в самой схеме переключения передач велосипеда и от него теперь никуда не деться.

Тем более, что большое (общее) количество передач не является самоцелью, гораздо важнее другое, чтоб трансмиссия обладала непрерывной прогрессией в нагрузке, чего можно добиться только исключительно минимальным расхождением, между количеством зубцов звездочек на задней кассете.

Какие бывают типы передач?

В наши дни существует куча (много) вариантов вело трансмиссий, поэтому подобрать нужную для ваших вело-занятий не составит ни какого труда. Давайте пробежимся по основным типам трансмиссий.

Стандартная двойная

Две звезды спереди сопряжены с 11-ю звездочками сзади. Стандартная двойная схема обычно является предпочтительным выбором для велогонок, предполагая (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 тем самым получаете — велосипед-вездеход, который способен забираться на очень крутые подъемы.

Компактный

Компактный вариант трансмиссии первого типа. Здесь обе передние звезды уменьшены в размерах. Обычно внутренняя представлена 34-мя — 36-ю зубьями, соответственно внешняя — 48-ю — 50-ю зубцами. Очень популярная сегодня схема в основном для спортсменов-любителей, которая позволяет не снижать каденс даже на крутых подъемах.

Синглспид

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

Планетарная втулка


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

Подходят скорее для прогулочных велосипедов, чем для велогонок.

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). Надеваются 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 и, 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, приводящаю 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

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

*

Можно использовать следующие HTML-теги и атрибуты: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>