В велосипеде используется цепная передача, которая состоит из цепи и звездочек. Когда велосипедист крутит педали, вращение передается на заднюю звездочку через цепь, что в свою очередь заставляет колесо вращаться и обеспечивает движение велосипеда.
В современных велосипедах также могут использоваться шестеренки и планетарные механизмы, которые позволяют менять передачи для повышения эффективности движения в зависимости от условий, таких как уклон или скорость. Эти механизмы помогают адаптироваться к различным типам местности и способствуют более комфортной езде.
Трансмиссия горного велосипеда
Трансмиссия является ключевым элементом велосипеда. Эффективность передачи усилий от велосипедиста на заднее колесо во многом зависит от ее функционирования. Правильно отрегулированная трансмиссия с хорошо смазанной цепью и точно работающими переключателями поможет сохранить энергию во время поездки и в конечном итоге обеспечит радость от катания.
Трансмиссия — очень важная часть велосипеда. От качества ее работы зависит КПД передачи усилий велосипедиста на заднее колесо. Хорошо настроенная трансмиссия со смазанной цепью и четкой работой переключателей сбережет силы в поездке и, в конечном итоге, принесет удовольствие от катания. Классическая трансмиссия горного велосипеда включает в себя следующие компоненты:
- Система – совокупность передних ведущих звезд, шатунов и каретки (система подшипников на которой вращаются шатуны)
- Кассета – набор задних звезд
- Цепь
- Переключатели – передний и задний механизмы, перебрасывающие цепь со звезды на звезду
- Манетки переключения – механизмы с креплением на руль, которые управляют переключателями при помощи тросиков
- Тросики – гибкие, металлические, плетеные тросы, соединяют манетки и переключатели
- Рубашка для троса – жесткая трубка для проводки гибкого тросика от манетки до переключателя, крепится непосредственно к раме.
Классическая система переключения действует во время движения: цепь, управляемая переключателем, переходит с одной звездочки на соседнюю. Задние переключатели позволяют переключаться на несколько звездочек одновременно при одном нажатии на рычаг натяжения троса управления. Манетки для переднего и заднего переключателей отличаются количеством скоростей и изготавливаются с учетом конкретной руки. Таким образом, манетка заднего переключателя располагается справа на руле, а переднего – слева.
«А сколько скоростей»?
Количество скоростей в трансмиссии горного велосипеда – это произведение количества передних ведущих звезд на количество задних звезд, составляющих кассету. Традиционный набор звезд горного велосипеда в настоящий момент — 3х9, что составляет 27 скоростей.
Важно отметить, что велосипедная отрасль постоянно эволюционирует, и на велосипедах среднего ценового сегмента становится все труднее найти кассеты на 7 передач. Кассеты на 8 скоростей чаще всего применяются вместе с более доступными компонентами. Хорошие кассеты имеют 9 звездочек и включают в себя зубья от 11 до 32 или 34 зубьев (для скоростного спуска обычно используются наборы с 11-23 до 28 зубьев).
Несколько недавно стартовал массовый выпуск трансмиссий нового формата, приспособленных для 10-скоростных кассет (11-32, 12-36 зубьев) с двумя или тремя передними звездами, что соответствует схемам 2х10 и 3х10. Традиционное сочетание передних звезд включает 22-32-44 зубца, также существуют комбинации 24-36-48 зубьев и другие варианты.
Трансмиссии с разным количеством звезд в кассете используют разные цепи: так цепь для 8 скоростной кассеты шире, чем цепь для 9 или 10 скоростной, и поэтому не подходит для работы с трансмиссиями более новых стандартов. Следует использовать цепь, подходящую к вашей кассете. Большое количество скоростей позволяет велосипедисту выбирать передачу в большом диапазоне, начиная от пониженной 22-34 и заканчивая повышенной 44-11. Пониженная передача позволяет заехать в крутой подъем, а повышенная — набрать скорость на спуске или ровной поверхности.
Помимо традиционных трансмиссий с тремя передними звездами, используются и специализированные варианты. Например, для горного катания большую звезду зачастую заменяют на рокринг – защитное кольцо из пластика или металла, которое поглощает удары о камни. Если оставить большую звезду, она может деформироваться и повредить трансмиссию.
Чтобы добиться сопоставимых передаточных отношений с рокрингом, обычно используют звезды диапазона 24-36. В некоторых видах спорта, таких как скоростной спуск (DownHill) или дерт-джампинг (Dirt Jump), на передней части устанавливается одна звезда, а система переднего переключения заменяется успокоителем – устройством, полностью предотвращающим соскальзывание цепи с ведущей звезды во время прыжков или преодоления крупных препятствий. Кроме того, специализированные велосипеды для дерт-джампинга или триала (Trial) могут не иметь переключателя передач и использовать одну постоянную передачу. Для активного отдыха и туризма лучше выбирать модель с трансмиссией 3х9, что обеспечит легкую заменяемость всех компонентов.
Производители и серии компонентов
Ключевыми участниками на рынке трансмиссионных компонентов являются производители Shimano (http://www.shimano.com) и Sram (http://www.sram.com, которая Владеет брендами Avid, Truvativ и RockShox), предлагающие широкий ассортимент деталей для трансмиссий. Множество компаний, таких как SR Suntour, RaceFace, FSA, Middleburn, Bontrager и многие другие, также занимаются производством отдельных компонентов.
Компания Shimano выпускает серии компонентов с одним названием и предназначением, компания Sram выпускает серии под маркой Sram, а так же отдельные системы под маркой Truvativ. У Truvativ в серию входят еще и средства управления, то есть можно подобрать руль, подседельный штырь и вынос нужного назначения.
У каждого производителя собственное представление о различных категориях, для которых они выпускают компоненты, поэтому все приводимые далее сравнения примерны и отражают положение вещей на момент написания статьи. С каждым годом компоненты могут сильно модернизироваться, изменяя свое предназначения, а то и заменяться другой серией, но, в целом, названия и назначения устоялись и живут уже несколько лет. Обычно производители выпускают целую серию всех компонентов трансмиссии с одним названием, чтобы покупатель не запутался. Давайте же разберемся, кто есть кто.
Самые дешевые компоненты – это компоненты серии Shimano Tourney. Эта серия обычно ставится на имитацию горного велосипеда. Она предназначена для катания по ровным твердым дорогам, на нагрузки по бездорожью рассчитана плохо. Хотя чего, в общем-то, хотеть, если весь велосипед стоит 3000-5000 рублей. Здесь обычно используется устаревший набор звезд 3х7.
Для активного катания стоит поискать компоненты понадежнее.
Компоненты начального уровня – это компоненты серии Shimano Altus и Acera, Sram X3. Они ставятся для использования на соответствующие велосипеды начального уровня. Данные компоненты предназначены, в основном, для неспешных выездов в парк по асфальтовым или твердым грунтовым дорогам. Компоненты можно использовать и на бездорожье, но только в прогулочном темпе. Обычно используется набор звезд 3х8.
Компоненты для активного отдыха и туризма – серии Shimano Alivio и Sram X4 для нижних ценовых предложений данного сегмента рынка и Shimano Deore, Sram X5 (система Truvativ Firex) для более дорогих велосипедов этой категории. Компоненты Alivio и X4 для уменьшения цены велосипеда могут использовать набор звезд 3х8. Трансмиссии на Deore и Х5 идут с классическим набором звезд 3х9. Компоненты будут надежно выполнять свои функции, если вовремя смазывать цепь и следить за четкостью работы переключателей. Серии не отличаются легким весом, но способны выдерживать нагрузки при езде по бездорожью, вынести тяготы многодневного туризма.
Компоненты для спортивных и экстремальных велосипедов – здесь существует множество различных компонентов с разными модификациями и назначениями. Shimano SLX и Sram X7 — надежные и крепкие, в меру легкие компоненты для таких стилей катания, как cross country, trail, enduro, all mountain. В этих сериях присутствуют компоненты как для 9, так и для 10 скоростных кассет.
Shimano Deore XT и Sram X9 (Truvativ Stylo, Truvativ Noir) – Надежные, крепкие и легкие компоненты. Это отличный выбор для катания в горах и участия в соревнованиях. Они подходят для всех стилей катания, что и предыдущая серия. Часто данные компоненты используются даже в экстремальных дисциплинах, если райдер мало весит либо технично катается. В этих сериях присутствуют компоненты как для 9, так и для 10 скоростных кассет.
Shimano XTR и Sram X0 (Truvativ XX) – компоненты с экстремально низким весом без проигрыша в прочности и надежности. Это компоненты для спортсменов, участвующих в самых серьезных соревнованиях. Здесь представлены последние достижения в технологиях и применяемых материалах. За качество и легкость этих компонентов приходится расплачиваться космическими ценами.
Прежде чем применять их в экстримальных видах спорта, стоит тщательно рассмотреть все аспекты, так как главная цель использования данных компонентов связана с марафонами и соревнованиями по кросс-кантри. Обычно применяется комбинация звезд 2х10 или 3х10.
Shimano Saint, Truvativ Holzfeller, Truvativ Hussefelt – суровые, в меру тяжелые и очень надежные компоненты для любых проявлений экстрима. Это выбор райдеров, участвующих в соревнованиях по скоростному спуску. Здесь обычно используется только одна ведущая звезда с успокоителем.
Особенности работы переключателей и их совместимость
Для полного описания трансмиссии хотелось бы отметить различные особенности отдельных компонентов. Системы, цепи и кассеты у всех производителей взаимозаменяемы, если они предназначены для работы по одной схеме (7, 8, 9 или 10 скоростей в кассете).
Так, можно поставить ведущую звезду одного производителя на шатуны системы другого производителя, а кассету и цепь использовать от третьего. Переключатели, как передние, так и задние, работают с соответствующими цепями, кассетами и системами всех производителей.
Тонкость выбора переключателей заключается лишь в том, что сам переключатель и его манетка, за редким исключением, должны быть одной фирмы. Это обусловлено тем, что, например Sram и Shimano, применяют разные передаточные отношения натяжения тросика 1:1 и 2:1. Поэтому нельзя использовать задний переключатель Deore ХТ и манетку X9. Манетки бывают двух типов: триггеры (переключение происходит при нажатии на рычаги) и поворотные (переключение происходит поворотом ручки переключателя).
Передние переключатели различаются диаметром подседельной трубы, на которую они крепятся. Крепление переднего переключателя еще может быть стандарта E-type или под каретку. Часто в комплекте с новым передним переключателем идет ещё и проставка под меньший диаметр. Хомут крепления может быть нижний и верхний относительно самого механизма переключения.
Для некоторых рам можно применять только переключатель с определенным креплением. Кроме того переключатели бывают с верхней и нижней тягой, это зависит от того, с какой стороны подходит к переключателю тросик. Так как прокладка тросика зависит от рамы, стоит обращать внимание и на это. Хорошие модели передних переключателей умеют работать как с верхней, так и с нижней тягой.
Задние переключатели выпускаются с разной длиной лапки: короткая, средняя и длинная. Короткая лапка предназначена в основном для работы с кассетами типа 11-26, в то время как кассеты 11-34 требуют длинную лапку, чтобы цепь можно было забросить на большую звезду в 34 зуба. Более короткая лапка, естественно, компактней, и при экстремальном применении переключателем труднее задеть ветку или камень.
Особенности выбора системы
При выборе системы следует обратить внимание на ширину каретки, так как ширина посадочного места у горных велосипедов может быть различной. Большинство велосипедов имеют ширину посадочного места в раме 73 или 68 миллиметров. Большинство систем подходят под эти размеры, применяя проставочные кольца в случае 68 мм. ширины. Экстремальные велосипеды имеют посадочное место размером 83 мм, что обусловлено необходимостью в большей прочности рамы.
Системы могут иметь разную длину шатунов. Стандартной считается длина 170 мм, однако существуют варианты 165 и 175 мм (а так же более короткие для детских велосипедов). Людям невысокого роста будет удобнее крутить короткие шатуны, а высоким людям – длинные. У экстремальных велосипедов с задней подвеской применение более коротких шатунов дает больший дорожный просвет, а, значит, меньше вероятность зацепить педалью землю при полном срабатывании подвески после препятствия.
Hi-tech
Развитие технологий продолжается, и результатом нововведений становятся не только современные традиционные трансмиссии, но и необычные решения. Компания SRAM представила широко доступную систему с внутренним механизмом переключения на основе планетарной конструкции. Эта система называется Truvativ HammerSсhmidt.
Она представляет собой конструкцию с одной лишь звездой, одновременно выполняющую функции традиционной системы с 2-мя ведущими звездами и рокрингом, переднего переключателя и успокоителя цепи. К тому же, данная система обладает гораздо меньшими размерами, нежели традиционная. Переключение передач происходит путем подключения дополнительных механизмов внутри конструкции, которые обеспечивают разное передаточное соотношение между оборотом единственной ведущей звезды и оборотом шатунов. Система заменяет традиционные наборы звезд 22-36 или 24-38 зубцов в зависимости от установленной звезды (22 или 24 зуба соответственно).
Пути развития велосипедной системы переключения передач
Велосипед в представлении обывателя оснащен цепью и одной или несколькими звездочками с переключателем скоростей. В классическом варианте так оно и есть, но прогресс не стоит на месте, и трансмиссию велосипеда постоянно совершенствуют и внедряют различных помощников. Появляются новые решения, в том числе совместимые с электроприводом. Сегодня рассмотрим перспективные пути развития механизмов переключения скоростей велосипедов.
Введение
Помимо классической кассеты с набором звездочек разного размера, по которой ходит цепь велосипеда, часто используется планетарная втулка, которая заспицованна в заднее колесо. Планетарный механизм переключения передач часто применяют в городских велосипедах и моделях с ременной передачей от педалей.
Коробки скоростей с планетарным редуктором так же постоянно модернизируются: становятся легче, надежнее, растет диапазон передач. А в связи с распространением электровелосипедов, планетарные коробки получили "второй шанс" и возможности автоматического переключения.
Далее рассмотрим другие новинки в сфере переключения передач велосипеда.
Мощные планетарные втулки
Первый тренд — планетарные коробки передач, способные выдерживать высокий крутящей момент от центрального электромотора.
Как пример, девятискоростная планетарная втулка 3х3 Nine от немецкой компании HB-Hightech. Двухкилограммовая втулка без проблем выдерживает крутящий момент 250 Нм (это примерно в два, три раза больше чем у обычных втулок Shimano или Rohloff). А еще, есть возможность переключать передачи электрическим актуатором, и автоматически переключаться на пониженную передачу после остановки велосипеда. Похожее решение есть у REVOLUTE HUB1 (применяются шевронные зубчатые колеса).
Такие "коробки передач" находка для электровелосипедов с центральным мотором, потому что обычные велосипедные компоненты быстро изнашиваются при эксплуатации с мощным электроприводом. А планетарные редуктора закрыты от внешнего воздействия, требуют редкого обслуживания, но имеют КПД и диапазон ниже классических кассет и переключателей с цепной передачей, но это компенсируется электроприводом. Что радует, такие втулки скоро появятся в продаже отдельно (а так же на брендовых велосипедах).
Интеграция в ступице
Далее, интересный тренд гибридизации планетарного редуктора и кассеты со звездочками.
Компания Classified представила инновационную технологию под названием Powershift Hub. Основная идея заключается в том, что внутри стандартной ступицы заднего колеса находится двухскоростной планетарный редуктор, который можно переключать дистанционно и беспроводным способом. На ту же ступицу устанавливается стандартная кассета со звездочками. Эта технология полностью совместима с обычными велосипедами, где колеса устанавливаются на ось. При этом вес ступицы составляет менее 500 г, и она способна выдерживать высокий момент вращения.
Это просто топовое решение для гравийных и гибридных велосипедов. К примеру, можно использовать более легкие кассеты с меньшим диапазоном, а встроенный планетарный редуктор даст диапазон переключения, как будто на велосипеде установлено две звезды спереди.
Коробка в раме
Далее, тренд, который существует давно, но сегодня (благодаря развитию электрических помощников снова популярен). Что если коробку скоростей велосипеда разместить рядом с узлом педалей в раме? — Да, такое решение существует. Активно занимается им (более 10 лет) компания PINION. У компании есть коробки скоростей с шестернями, которые позволяют переключать от 6 до 18 скоростей. Решение более тяжелое чем кассета, но и более надежное и долговечное.
У бренда появилась новинка — коробки Smart Shift. Там применяется дистанционное электрическое переключение передач с интеллектуальными функциями (переключение на комфортную передачу после остановки и возможность автоматического переключения). Имеется дисплей отображающий передачу. Передачи в такой коробке можно менять почти мгновенно, в неподвижном состоянии и под нагрузкой.
Коробка с мотором
Последний тренд не посредственно связан с распространением центральных электромоторов в качестве электропривода велосипедов. Интеграция центрального мотора и коробки передач в одном узле. Вполне логичное решение, не просто агрегатировать коробку к мотору, но и гармонично соединить их в одном корпусе, который уже ставится в раму велосипеда.
В качестве примера рассмотрим интегрированное решение от шотландской компании Intradrive. Тут восьмискоростная коробка передач с диапазоном 430% непосредственно связана с бесколлекторным мотором привода. Шестерни коробки работают в масляной ванне и надежно защищены от внешних воздействий. Корпус полностью совместим с рамами под систему Shimano EP8. В остальной трансмиссии можно использовать надежную односкоростную цепь или ременную передачу.
Похожими разработками может похвастаться французская компания Valeo.
