Колеса и шины для велосипеда
Автор: Brewster
Основные компоненты колеса:
- Втулка
- Спицы
- Обод
- Резина
Втулки
Качество велосипедной втулки
сильно влияет на то, как Вы будете ехать, с какой скоростью и
с какими потерями. В настоящее время на рынке представлен
широкий модельный ряд втулок, различающихся по назначению и
классу узла. Понятно, что втулки прогулочных велосипедов
испытывают совсем не те нагрузки, что приходятся на изделия,
предназначенные для горных велосипедов. Т.о. в соответствии с
назначением втулок к ним предъявляются определенные
требования. Но даже в пределах велосипеда нагрузки на втулки
переднего и заднего колес различны, а потому это также
учитывается производителями.
Общая классификация втулок:
Втулки для переднего колеса
- Простые
- С креплением под диск
Втулки для заднего колеса
- Простые
- С креплением под диск
- С внутренним переключением передач
- С внутренним тормозным механизмом
Конструкция
Простейшие втулки – это втулки
переднего колеса. Задняя втулка несколько сложнее. Устройство
задней втулки, оборудованой эксцентриком, отображено ниже.
Обозначения на схеме:
1 – эксцентрик
2
- сборка деталей на оси втулки
3, 15 –
контргайки
4,5,7,13,14 – шайбы
8,12 - уплотнительные
кольца
9,11 - конуса подшипников
10 – ось
16 –
пыльник
17 - полый болт крепления барабана втулки к
корпусу
18 - набор шариков
19 - барабан
20 -
шайба.
Передняя втулка отличается, от
представленой выше отсутствием барабана и крепления под него.
Большинство современных втулок изготавливается из
алюминия, хотя на младших моделях велосипедов могут ставиться
и стальные втулки. Втулки изготавливаются точением, литьем или
штамповкой. Наиболее качественными являются точеные и
штампованные изделия. Эти изделия отличают более высокая
прочность и меньший вес по сравнению с литыми втулками.
Для изготовления осей используются такие материалы как
сталь, титан и алюминий. В сильно нагруженных втулках
применяются оси увеличенного диаметра с полой внутренней
частью.
Колесо крепится на велосипеде путем заведения
концов оси втулки в пазы на перьях рамы и их последующей
затяжки, которая может осуществляться либо гайками,
накрученными на концы оси, либо при помощи эксцентрикового
механизма или, как его еще называют, механизма quick release.
Удобство использования эксцентриковой стяжки заключается в
возможности быстрого снятия и установки колеса без
использования инструментов, которая при необходимости иногда
оставлять где-либо велосипед, в условиях нашей страны иногда
превращается в недостаток. Второе преимущество - неизменность
регулировки подшипников при затяжке эксцентрика после
установки колеса на велосипед.
Несколько слов про подшипники… В
настоящее время распространение получили два типа подшипников
– классический радиально-упорный и промышленный радиальный
подшипники.
Наибольшей популярностью пользуются разборные
радиально-упорные подшипники. Основное их достоинство –
возможность обслуживания и регулировки по мере износа.
Недостаток – шарики бегают непосредственно по втулке.
Радиальные промышленные подшипники эксплуатируются без
регулировок. Принцип прост – появился люфт – ставим новый,
благо делается это просто. Благодаря этому весьма существенно
повышается ресурс втулки. Недостаток – подшипники плохо
переносят осевые нагрузки.
Ряд компаний, производящих
велосипедные компоненты выпускает втулки с внутренним
переключение передач - так называемые планетарные втулки.
Спицы
Спицы должны
обеспечивать жесткость колеса, его прочность и, в тоже время,
некоторую амортизацию, дополняющую амортизацию велосипедных
шин. Кроме того, спицы должны немного пружинить еще и для
того, чтобы возникающая при ударах нагрузка равномернее
распределялась по ободу, защищая его.
Однако встречаются и
более экзотические варианты соединения обода и втулки колеса.
Так, шоссейные велосипеды довольно часто оснащены дисковыми
колесами,а в триатлоне, не редкостью стало применение
моноблочных колес из углепластика с 4-6 плоскими и широкими
спицами-лопастями...
Для того, чтобы собрать хорошее
колесо, кроме хорошего обода и втулки, требуются качественные
спицы. В традиционном велосипедном колесе спицевой набор
обычно состоит приблизительно из трех десятков спиц. То, что
называют спицей в разговоре, на самом деле представляет собой
две детали. То есть, это собственно спица - длинный тонкий
стержень с загнутым и расклепанным концом с одной стороны и
резьбовым с другой и ниппель - гайка грибовидной формы,
которая крепит спицу к ободу.
Качественные спицы в
подавляющем своем количестве изготовляются из
высоколегированных (нержавеющих) сталей, преимущественно
хромомолибденовых. Наиболее дорогие варианты - облегченные, из
титановых сплавов, самые дешевые - из обычных конструкционных
сталей с поверхностным напылением никеля. Спицы могут быть как
раскатанными, так и тянутыми. Катанные (не надо путать с
катанной или паленной водкой) спицы обладают несколько худшими
характеристиками.
На прочность спицы сильно влияет тип
резьбы. Она может быть нарезанной в теле спицы или накатанной.
Накатанную резьбу можно узнать по тому, что диаметр,
измеренный по вершинам резьбы, больше, чем диаметр гладкого
стержня рядом с резьбой (нижний рисунок). При нарезании
резьбы, тело спицы заметно ослабляется в зоне ее расположения,
при накатывании резьбы - тоже ослабляется, но меньше. Спицы с
накатанной резьбой оказываются заметно прочнее, в зоне
расположения резьбы, разумеется. Но накатка сложнее в
исполнении, поэтому такие спицы оказываются дороже.
Ниппели представляют собой тонкие высокие гайки
грибовидной формы со шлицом под отвертку на "шляпке" и
четырьмя гранями под ключ с противоположной стороны. Могут
быть увеличенной высоты, они нужны, если планируется установка
в высокопрофильные обода (например у DT Swiss есть модификация
с высотой 16 мм и 12 мм). Самые дешевые ниппеля
изготавливаются из стали (такие брать не стоит), среднего
уровня - из бронзы (или латуни), дорогие - из алюминия. Резьба
в бронзовых ниппелях работает мягче, чем в стальных и не
закисает со временем. Цель применения алюминиевых ниппелей -
снижение веса, правда, по данным DT Swiss, всего на 40 г на
пару колес.
Количество спиц в традиционном колесе
горного велосипеда составляет 32 или 36 штук, хотя это зависит
от назначения колеса и вида спицевого набора. Иногда их может
быть и меньше. На гибридах и городских велосипедах чаще всего
устанавливается 36 спиц. На тандемах спиц может быть даже до
40 или 48!, а на шоссейных велосипедах 32, 28, 24. Снижением
количества спиц достигается общее снижение веса колеса, и, в
том числе, вращающихся масс, что очень важно для езды с
частыми изменениями скорости движения, а также некоторое
снижение аэродинамического сопротивления. Количество спиц в
колесе кратно 4 (есть ведущие и хвостовые слева и справа), а в
случае применения радиального спицевого набора - кратно 2.
В зависимости от размеров втулки, эффективного
диаметра обода и типа спицевого набора, необходимо применение
спиц определенного размера. Причем знать его необходимо не
только для сборки нового колеса, но и для замены выбитых или
порванных спиц. Сейчас выпускается широкий набор спиц с шагом
по длине между соседними размерами в 1-2 мм. Номинальная
толщина обычных спиц составляет 1,6...2,3 мм. Таблица
соответствий метрических размеров и размеров, принятых в
качестве стандарта в США, приведена ниже.
Диаметр -> Диаметр (gauge)
2.3 мм -> 13G
2.0 мм ->
14G
1.8 мм -> 15G
1.6 мм -> 16G
1.5 мм ->
17G
1.3 мм -> 18G
1.2 мм -> 19G
Так как в
большинстве случаев фланцы передней втулки симметричны, а
задней многоскоростной асимметричны и могут иметь разные
размеры, то на велосипеде с одинаковыми ободами и втулками
одной группы обычно присутствуют спицы трех размеров: на
переднее колесо, на заднее справа, на заднее слева.
