Трансмиссия

Материал из VeloWiki
Перейти к: навигация, поиск

Трансмиссия (англ. bicycle gearing) — совокупность деталей, передающих усилие велосипедиста на ведущее колесо.

Классическая велосипедная трансмиссия состоит из ведущей звезды, цепи и ведомой звезды; ведущая звезда закреплена на валу каретки, который посредством шатунов принимает нагрузку с педалей. Часто под словом трансмиссия подразумевают только звездочки и цепь, хотя педали, шатуны, переключатели и часть деталей втулки тоже относятся к ней.

Содержание

[править] Классификация

  1. Глухая передача — педали жестко соединяются с задним колесом посредством цепи. Используется на детских велосипедах, спортивных трековых и на некоторых велосипедах для городской езды («фиксед», «глухарь»). Обладает максимальным КПД и надежностью при минимальном весе. Однако её использование весьма специфично и требует своеобразных навыков, что сильно ограничивает ее применение.
  2. Односкоростная — в задней втулке располагается механизм свободного хода (храповик), передающий нагрузку только при одном направлении вращения педалей. Примеряется в наиболее массовом типе велосипедов — синглспиде.
  3. Многоскоростные — с возможностью изменять передаточное соотношение трансмиссии

Есть также несколько малораспостраненных видов трансмиссий, не использующих цепь: клиноременная, карданная, прямая. В экспериментальных целях создаются и полноприводные трансмиссии.

[править] Передаточное соотношение

Отношение количества оборотов колеса на один оборот педалей. Важнейший параметр трансмиссии. Зависит от числа зубьев на ведущей и ведомой звездочках (их шаг одинаков на любом велосипеде), обычно этими числами и обозначается, например «передача 42-14». Нетрудно посчитать, что на один оборот педалей в этом случае придется три оборота колеса (42/14=3). Диапазон трансмисии горного велосипеда чаще всего будет от 0,68 до 3,8 (то есть в 5 с лишним раз). Понимание этих величин поможет, например, при выборе между планетаркой и обычной трансмиссией. На практике говорят просто о количестве «скоростей», поскольку распостраненные виды велосипедов имеют примерно одинаковый набор звезд. Однако, иногда это может привести к ошибочным заключениям, и следует учитывать количество зубьев звездочек.

Передаточное отношение трансмиссии не учитывает диаметра колес велосипеда, что не дает возможности сравнивать тяговые и скоростные возможности велосипедов с разными диаметрами колес. Для комплексной оценки тяги велосипеда используется параметр «укладка» или «шаг» велосипеда[1] — это расстояние (в метрической или английской системе), которое проезжает велосипед за один оборот педалей на данной передаче. Чем меньше укладка, тем лучше тяга велосипеда на данной передаче, но меньше скорость.

[править] Виды велосипедных трансмиссий

[править] Типы привода

  • Цепной
  • Ременный
  • Карданный

[править] С внешним переключением

Основные статьи: Передний переключатель, задний переключатель

Применяется в большинстве видов спортивных велосипедов, за исключением предназначенных для некоторых специфических видов спорта, а также в некоторых утилитарных, с целью их удешевления при сохранении возможности переключения передач.

Представляет собой 1-3 ведущих звездочки (система) и 5-11 ведомых (кассета или трещотка). Переключение передач осуществляется перебросом цепи на соседнюю звезду с помощью переключателя (соответственно, переднего или заднего), за счет чего меняется передаточное соотношение. Чтобы такой переброс был возможен, зубья звездочек сделаны короткими и тонкими (в сравнении с односкоростными), что приводит к повышенному их изнашиванию. В какой-то степени недостаток ресурса это можно компенсировать равномерным использованием всех звезд, но это снижает удобство пользования.

Цепь делается более тонкой и роль внутренней втулки выполняют выступы на пластинах (а не отдельная деталь), вследствие чего тоже сокращается срок службы и снижается надежность. При работе цепь часто оказывается перекошена, поскольку звездочки располагаются в разных параллельных плоскостях, это еще один фактор повышенного износа, из чего следует рекомендация избегать больших перекосов (то есть не использовать сочетания типа большая звезда системы — большая звезда кассеты).

Грязь, намерзшая вода и мокрый снег нередко нарушают работу такой трансмиссии. Песок может заклинить цепь, что приводит к повреждению звезд системы, глина и чернозем набиваются между звездами и цепь теряет контакт с зубьями. Из-за этого в трудных дорожных условиях нужно проявлять повышенную осторожность.

Эти и множество других особенностей делают трансмиссию горного велосипеда весьма капризным устройством, особенно в условиях грязных дорог, требующим частого обслуживания и регулярной замены тех или иных деталей. Также следует по возможности изучать устройство своего велосипеда и приобретать элементарные навыки по ремонту, поскольку поломки вдалеке от мастерских случаются довольно часто. Применение высококлассных комплектующих улучшает надежность и долговечность привода, однако не компенсирует неумелое использование.

Безусловным достоинством является высокая ремонтопригодность в полевых условиях, опытные велосипедисты умеют устранить едва ли не любую поломку (правда, зачастую с ограничением функциональности привода). [2]

Преимущества:

  • Очень широкий диапазон передаточных отношений.
  • Относительно высокий КПД.
  • Возможность переключения передач под нагрузкой.
  • Низкий вес.
  • Хорошая ремонтопригодность в полевых условиях.

Недостатки:

  • Необходимость регулярной настройки, проверки, смазки и замены целого ряда компонентов.
  • Плохая работа при отсутствии обслуживания.
  • Плохая работа в очень грязных условиях.
  • Наличие «запрещенных» сочетаний передач.

[править] С внутренним переключением

Основная статья: Планетарная втулка

Основными недостатками такой трансмиссии считается значительный вес и большая стоимость, при том что диапазон передач обычно меньше, чем у «горной», а КПД хуже. Для неё нужна рама с горизонтальными дропаутами, тогда как на большинстве многоскоростных велосипедов дропауты сделаны вертикальными.[3]

Очень сложная и специфичная конструкция планетарки делает её неремонтопригодной в полевых условиях. Это не столь плохо само по себе, поскольку ресурс обычно очень велик и поломки случаются крайне редко. Но из-за практически отсутствующего в нашей стране сервиса по их обслуживанию, и сложностей с запчастями и специальными инструментами, замена на новую остается едва ли не единственным способом ремонта. Кроме того, есть сведения о том, что механизм многих планетарных втулок не рассчитан на высокие нагрузки, и такие втулки мало подходят для использовании в гонках или в других тяжелых условиях.[4]

Механизм переключения располагается в задней втулке, таким образом оказывается хорошо защищенным от внешних воздействий (главным образом, от грязи и воды), а шестерни постоянно находятся в смазанном состоянии. Цепь же и звёзды обычно используются «синглспидного» типа[5]. В сумме это дает высокую надежность и неприхотливость привода при повседневном использовании.

Еще одна особенность — возможность переключать передачи без вращения педалей, что удобно для городской езде. Однако планетарные втулки, в отличие от привода с задним переключателем, плохо переключаются под нагрузкой, что опять же снижает их применимость для езды в тяжелых условиях.

Достоинства:

  • Нетребовательность к обслуживанию (включая смазку и замену деталей) и к навыкам владельца.
  • Возможность переключения передач без вращения педалей.
  • Высокая надежность при утилитарном применении (грязь, дождь, но малые нагрузки).
  • Высокий ресурс цепей и звёздочек.

Недостатки:

  • Низкий КПД.
  • Относительно высокая цена.
  • Большой вес.
  • Низкая надёжность при высоких нагрузках, практически полная неприспособленность к экстремальным.
  • Узкий диапазон передаточных отношений у недорогих втулок.
  • Неремонтопригодность в полевых условиях.

[править] Комбинированные многоскоростные системы

(Планетарка+передний переключатель, система с планетаркой+задний переключатель, планетарка + задний переключатель)

[править] Односкоростные системы

Основная статья: Синглспид

Достоинства:

  • Высокая простота в обслуживании
  • Максимальная надежность
  • Низкая цена

Недостатки:

  • Очень узкий диапазон применимости такого привода.

[править] Тип привода механизма

[править] Боуден-трос

Используется в подавляющем большинстве случаев. Боуден-трос (англ. bowden cable) — это гибкий трос, используемый для передачи усилия за счет перемещения троса (как правило, стального, также встречаются полимерные тросы) внутри гибкой трубки, называемой рубашкой. Рубашка, как правило, имеет композитную конструкцию — пластиковая трубочка, покрытая продольной[6] металлической оплеткой с внешним защитным слоем из пластика или другого материала (например, кевлара).

Настройка боуден-троса выполняется с помощью барабана, представляющего собой полый болт, при вращении увеличивающий или уменьшающий эффективную длину рубашки. Соответственно, трос при этом натягивается или ослабляется.

[править] Электрический привод

Оборудование Dura Ace Di2
Оборудование Cyber Nexus

Высшие шоссейные группы оборудования Shimano Dura Ace (с 2009 года) и Ultegra (с 2011 года) выпускаются в варианте Di2 — с электроприводом переключателей. В обозримом будущем также ожидается появление горной группы XTR Di2.

В этом оборудовании вместо тросов используются миниатюрные электромоторы, встроенные в переключатели, и кнопки управления в манетках. Такая конструкция ликвидирует проблему загрязнения тросов и необходимость какой-либо настройки — переключатели сами подстраиваются под выбранную передачу оптимальным образом. Заявлено, что литиевого аккумулятора, встроенного в блок управления, хватает на 1000—2000 км работы, в зависимости от интенсивности.

Также существует очень редкое и дорогое оборудование Shimano Cyber Nexus для ситибайков элитного уровня со следующими особенностями[7]:

  • 8-скоростная планетарная втулка с автоматическим переключением скоростей в зависимости от скорости и нагрузки (несколько режимов работы, есть и ручной режим).
  • Амортизационная вилка и задний амортизатор с электрической блокировкой и автоматической/ручной регулировкой жесткости.
  • Управление осуществляется специальным велокомпьютером.
  • Подключенная велофара включается автоматически с наступлением темноты.
  • Энергия для питания оборудования берется от динамо-втулки.

Принципиальный недостаток электропривода лишь один — заоблачная цена (комплект электрических переключателей и манеток Dura Ace стоит 1400 евро, Ultegra — 900 евро).

[править] См. также

[править] Ссылки

[править] Примечания

  1. ^ Статья про укладку на сайте AGBike.
  2. ^ Приходится брать с собой приличное количество инструментов, см. список
  3. ^ Существуют натяжители цепи, позволяющие совместить планетарки и вертикальные дропауты, но этот способ имеет серьезные недостатки.
  4. ^ В инструкции к планетарной втулке SRAM i9 стоимостью 200 евро явно сказано, что она не может быть использована на горных велосипедах и тандемах, поскольку не предназначена для высоких нагрузок.
  5. ^ Одно из исключений — планетарный привод Shimano Alfine, который использует узкую 9-скоростную цепь.
  6. ^ У тормозных тросиков — спиральной.
  7. ^ Руководство по эксплуатации на Cyber Nexus
Просмотры