Алюминиевая рама складной велосипед

Рама для велосипеда является опорной частью, так как к ней прикреплены все главные составляющие. 70 % нагрузки приходится на раму, именно поэтому конструкция должны выполняться из качественных материалов.

Для многих владельцев главным критерием является вес изделия, чем он меньше, тем удобнее управлять средством. Масса напрямую зависит от материала, поэтому выбирать байк следует исходя из этого критерия, учитывая плюсы и минусы каждого.

Что прочнее — алюминий или сталь?

Сталь намного прочнее алюминия, из-за этого стальные детали больше по весу.

Алюминиевые рамы изготавливают не из чистого металла, а с добавлением различных элементов. Зачастую сплав включает примеси хрома, цинка, титана, марганца, железа, что улучшает характеристики деталей. Чаще всего при изготовлении велосипедных рам, применяют сплавы из алюминия таких марок: 7005 и 6061.

Какую раму выбрать на велосипед?

Стальная рама, плюсы и минусы

Для выполнения стальных рам используют такие виды:

Сталь обыкновенная.
Углеродистая сталь.
Сталь, легированная хромом и молибденом.

Сталь обыкновенного качества. Имеет самые низкие свойства, поэтому велосипеды невысокой стоимости. Такой материал быстро портится, рама ржавеет,и велосипед теряет пригодность.

Рамы из углеродистых сталей имеют хорошие прочностные свойства, а также стойки к коррозии. Они достаточно гибкие, поэтому на дороге сглаживают все неровности. Такие конструкции идеально подходят для обычной езды, а также для выполнения трюков. Углеродистая сталь выдерживает большие нагрузки, вплоть до 150 кг.

Легированные стали позволяют сделать конструкцию более надежной, прочной и легкой. Чаще всего стали для выполнения рам легированы молибденом и хромом. Молибден влияет на структуру стали, делая её мелкозернистой, за счет этого повышается прочность. Хром придает коррозионную стойкость.

Цена на такую раму начинается от 400$. Высокая стоимость самый существенный недостаток, именно поэтому такие велосипеды не пользуются спросом.

Преимущества рам из стали:

высокие показатели прочности, жесткости;
долговечны;
выдерживают удары;
просты в обслуживании;
в отличие от алюминиевых рам, стальные не накапливают усталость. Это свойство позволяет не ломаться элементу в один момент, поэтому велосипедист может вовремя заметить трещину и заменить поврежденную деталь;
ремонтировать стальные конструкции достаточно легко, для этого необходима лишь сварка;
велосипеды имеют небольшую стоимость;
физические свойства позволяют гасить вибрации при движении.

Недостатки стальной рамы:

ощутимый вес конструкции;
конструкции из обычной стали быстро подвергаются коррозии;
из-за появления ржавчин, необходимо тщательно ухаживать за велосипедом: окрашивать поверхность, не оставлять под дождем и снегом, и регулярно смазывать.

Алюминиевая рама, плюсы и минусы

Чаще всего для изготовления рам используют алюминиевые сплавы. Такой материал делает конструкцию более легкой и отзывчивой к недостаткам дороги, а также стоек к коррозии. Алюминиевые сплавы превосходят сталь по жесткости, но они имеют меньшую плотность.

Преимущества рамы из алюминия:

маленький вес рамы. Низкосортные конструкции весят около 2 кг, а качественные до 1,5 кг;
хорошие характеристики стоят наряду с небольшой стоимостью;
велосипед разгоняется быстро на любой местности;
не подвергаются коррозии;
выдерживают большой вес.

Недостатки этой рамы прямо противоположны достоинствам рамы из стали:

Несмотря на быстрый разгон, они также стремительно теряют инерцию.
Некоторые модели не поглощают вибрации от дороги, поэтому езда может стать мучительной.
Накапливают усталость, поэтому поломка может произойти в любой момент.
Большинство поломок практически невозможно починить.

Отзывы велосипедистов

Не каждый велосипедист может с первого раза правильно подобрать раму. Необходимо иметь достаточно опыта, для того чтобы ориентироваться в материалах.

Какую выбрать раму для велосипеда?

10 минут Автор: Михаил Скворцов 51

Купив новый велосипед, на нём можно позже заменить все комплектующие, но рама останется. Как говорится, навесное оборудование ─ дело наживное. Поэтому важно сразу выбрать новый транспорт с отличной вело рамой. Пояснять не стоит, что рама лучшего качества должна быть легкой, прочной и долговечной.

Технологии создания

Многие люди далекие от велоспорта не понимают, почему два, на первый взгляд одинаковых, велосипеда так сильно отличаются по цене. Почему это фирменный велосипед без амортизаторов или дисковых тормозов стоит как минимум в два раза дороже украшенного экземпляра с богатой комплектацией. На самом деле, в дальнейшем от дешевого красавца будет в восторге только ребенок.

Велосипедные рамы авторитетные производители всегда изготавливают по более прогрессивным технологиям:

Баттинг ─ утончение стенок труб в менее нагруженных участках.
Гидроформинг ─ предание трубам рамы переменного сечения по их длине при помощи высокого давления в наполненных горячим маслом матрицах.
Запатентованные методы сварки алюминия.
Лабораторные исследования на изгиб, кручение.

Применяя названные способы, дорожащие своей репутацией, фирмы производят легкие, прочные и симпатичные рамы для велосипедов. Самое главное, что они к тому же безопасные: выдерживают торсионное скручивание при нажатии на педали, поглощают изгибающие воздействия при езде по буграм и ямам.

Геометрические размеры

Перед тем как выбрать подходящий для себя двухколесный транспорт, необходимо познакомиться с таким понятием, как геометрия рамы велосипеда. Удобнее всего ознакомиться с основными показателями геометрии по следующему наглядному рисунку.

На этом изображении приняты такие сокращения:

T/Th ─ расстояние от подседельной до головной трубы;
T/Ta ─ длина верхней трубы;
H/T ─ высота головной трубы;
F/L ─ длина вилки;
S/T c-t ─ расстояние от центра каретки до верхнего края подседельной трубы;
W/B ─ колесная база;
C/S ─ длина нижних перьев;
B/B ─ положение каретки относительно уровня колес;
F/R ─ расстояние между осью вращения вилки и креплением переднего колеса;
S/T ang. ─ угол наклона подседельной трубы к уровню колес;
H/T ang. ─ угол наклона передней вилки к уровню колес.

Вам не нужно запоминать все параметры геометрии рамы. Достаточно лишь знать, что они определяют принадлежность велосипеда к определенному типу.

Подбор рамы можно правильно сделать, учитывая лишь свой рост и предпочитаемый стиль катания на велосипеде. Параметр S/T c-t напрямую указывает на то, какую раму вам нужно выбрать по росту. Хотя для разных рам этот размер имеет различную зависимость к росту велосипедиста, но для классических конструкций в виде двух треугольников он выражается так:

15 дюймов ─ 160 см;
17 дюймов ─ 160–175 см;
19 дюймов ─ 175–185 см;
20 дюймов ─ 180–190 см;
более 20 дюймов ─ 190 см и выше.

У рам городского, круизера или шоссейного велосипеда параметры W/B, T/Th и T/Ta имеют большие величины, что придает им устойчивость при движении по прямой дороге. Также у этих типов велосипедов максимальное число имеет показатель B/B, поскольку низкое положение каретки уменьшает расшатывание велосипеда при быстром вращении педалей.

Показатели W/B, T/Th, T/Ta и B/B у горного велосипеда, напротив, имеют небольшие величины. Ведь для такого транспорта гораздо важнее маневренность и высокий дорожный просвет, чтобы без проблем входить в крутые повороты и иметь возможность переезжать через большие камни и поваленные деревья.

Показатели C/S и S/T ang. сильно определяют распределение веса между колесами только у велосипедов без амортизаторов. Выбирая двухподвес на них можно вовсе не обращать внимания. Для опытного велосипедиста эти показатели также не имеют большого значения, так как спортсмен без помощи амортизаторов может равномерно и, главное, быстро распределить вес: улегшись на руль при преодолении подъема, а потом сдвинувшись назад на спуске.

Величины H/T, F/L у велосипедов разных типов практически одинаковы, и существенно не влияют на прочность закрепления передней вилки в раме. А вот увеличенное значение H/T ang. сильно уменьшает прочность всей конструкции, зато при этом улучшается устойчивость движения по ровной дороге, повышается безопасность при резком торможении и переезде препятствий, особенно на велосипеде с амортизированной передней вилкой (хардтейл).

Интересный результат дает увеличение значения F/R, ведь после этого переднее колесо будет быстрее выравниваться по отношению к раме за счет поступательного движения вперёд. Говоря проще ─ на велосипеде с выходящим далеко вперед колесом можно без усилий проехаться, не держась за руль.

Классическая женская рама имеет заниженное значение S/T c-t, если делать сравнение с ростом велосипедистки. Кроме того, женская часть населения отдает предпочтение велосипедам с так называемой низкой рамой, у которой верхняя труба сильно опущена вниз.

Велосипеды со складной рамой очень удобны для недолгих поездок в магазин за продуктами, в гараж за машиной, на работу, проезжая часть пути в автобусе или на поезде. Они имеют небольшой размер рамы. Нет смысла делать подбор складного велосипеда по своему росту, поскольку на раскладушке можно значительно изменять высоту седла и высоко поднимать руль. А прочности его рамы достаточно для неспешных, аккуратных поездок. Остается лишь, при покупке нового компактного велосипеда, оценить на глаз параметры W/B, T/Th, T/Ta, B/B.

Материалы изготовления

Если сказать кратко, то стальная рама в двое прочнее титановой, в три раза крепче алюминиевой, но и приблизительно настолько же тяжелее их. У стали самый высокий показатель жесткости ─ 30, у титана, в зависимости от вида сплава ─ 15–16,5, у алюминия ─ 10–11. Плотность у этих материалов отличается на столько же: у стали ─ 490, у титана ─ 280, у алюминия ─ 168,5.

Наибольшее влияние на вес готовой рамы имеет технология её изготовления. Например: не принимая во внимание карбоновую конструкцию, которая может иметь вес 900 грамм, алюминиевая рама Klein Adroit весит 1300 грамм, титановая основа велосипеда этой марки весит столько же ─ 1300 грамм, и фирме Scott удалось собрать сверхлегкую стальную хромомолибденовую раму весом 1600 грамм. Как видите, нет большой разницы в весе между рамами, сделанными из разных материалов. Их объединяет также одинаково высокая цена, оправдываемая сложностью изготовления качественных рам.

Стальная рама. Может собираться из конструкционной растяжимой стали ─ Hi-Ten (hi tensile) или сплава с хромом и молибденом ─ Cr-Mo (chrome molybdenum). Хромомолибденовые сплавы лучше, так как к ним применима технология баттинга. Изготовленные из этого сплава трубы имеют меньший вес, в сравнении с деталями из конструкционной стали.

Стальные конструкции имеют более изящный вид, так как они собираются из более тонких труб. Понятно, что стальные трубы более всего подвержены воздействию коррозии. Но время службы стальной рамы зависит в первую очередь от хозяина велосипеда. Просто нельзя допускать повреждения лакокрасочного покрытия. А свежие царапины несложно закрасить реставрационным карандашом.

Алюминиевая основа. Чистый алюминий слишком мягкий материал для изготовления, каких бы то ни было конструкций, будь это фюзеляж самолета или велосипедная рама. Поэтому для повышения прочности его сплавляют в основном с магнием, кремнием и цинком. Для изготовления несущих конструкций на велосипед используют множество различных сплавов алюминия: 5083, 5086, 6061, 6061T6, 6065, 7005, 7005T6, 7009T6, 7010T6. Первая цифра в серии указывает на основной легирующий металл. Сплавы серии 5000 укрепляют за счет магния. В составе сплавов 6000 меньше всего содержится магния, он замещается кремнием. В соединениях 7000 кроме небольшого количества магния имеется цинк.

Алюминиевая рама с большим содержание магния также подвержена разрушению коррозией в местах царапин, как и стальная деталь. Алюминий пластичен и накапливает усталостные деформации, что приводит к ослаблению сварных и контактных соединений. Поэтому не рекомендуется эксплуатировать изготовленные из него вело рамы дольше 10 лет.

Титановая рама. Изделия из титановых сплавов имеют долгий срок службы, поскольку они почти так же прочны как стальные детали, и не разрушаются коррозией. Титановые трубы очень трудно поддаются сгибанию и сварке, поэтому велорама изготовленная из них будет стоить дорого.

Чаще всего на сверхлегких велосипедах с титановыми рамами Wheeler (Германия) или Mongoose (США) катаются спортсмены, ведь мало какой любитель может позволить себе столь дорогое приобретение.

Карбоновая конструкция. Карбон представляет собой композитный материал, собранный из углеродного волокна и термореактивной смолы. Это единственный материал, у которого можно изменить жесткость в определенном направлении, а не только в конкретном месте. При производстве достаточно выбрать продольное или поперечное направление сплетения углеродных нитей.

Чем тоньше слой смолы между листами углеродной ткани, тем крепче изготовленная рама. Это объясняется тем, что при перегрузках в первую очередь разрушается хрупкая связующая смола, и уже после разрываются отдельные нити.

Карбоновая рама для велосипеда может быть составной, то есть собранной из металлических узлов и карбоновых труб. Но самые надежные монококовые рамы, которые формируются как цельная деталь из карбона. Они легче рам из любых других материалов и немного прочнее их.

После достаточно подробного рассмотрения темы о выборе велосипедных рам не должно быть вопросов касательно их геометрических размеров или материала изготовления. Остается лишь напомнить, что карбоновая рама лучше выдерживает удары, лишь в том направлении, в котором сплетены её волокна. Поэтому, просмотрев следующее видео об испытании на прочность алюминиевой и карбоновой рамы, не стоит делать поспешных выводов.

Велосипедные рамы из алюминия (алюминиевых сплавов)

Мы продолжаем серию статей о различных материалах, используемых при производстве велосипедных рам. В прошлой статье мы поговорили о велосипедах на основе стальных рам.

В современном мире для изготовления рам велосипеда используют следующие материалы:

Сталь (обычную, углеродистую, хромомолибденовую).
Алюминиевые сплавы (Alloy)
Титановые сплавы (Titanium)
Карбон (углепластик, Carbon fiber)
Различные редкие, экспериментальные и оригинальные материалы (магниевые (Magnesiumc), алюминиево-скандиевые, бериллиевые сплавы, бамбук и т.д.)

В этой статье мы рассмотрим свойства рамы, изготовленной из алюминиевых сплавов.

Сам термин алюминиевая рама не совсем правильный. Алюминий в чистом виде не применяется – он слишком мягкий. Под этим термином подразумеваются сплавы с другими металлами: цинком, медью, магнием, марганцем и т.д.

Один из больших плюсов алюминиевых рам – их малый вес. Именно поэтому велосипеды с такими рамами быстрее набирают скорость, на них легче подниматься в гору. Однако, это же дает и отрицательный эффект в виде потери наката, т.е. когда велосипедист прекращает вращать педали байк быстрее останавливается.

На велосипедах с алюминиевыми рамами немного сложнее делать повороты, так как они гораздо «жестче» стальных рам, и, если стальные могут немного изгибаться при повороте, как бы «вписываясь» в него, то алюминий этого делать не может.

Из-за такой жесткости рамы энергия велосипедиста, вращающего педали, передается на колеса с меньшими потерями, чем у стальной рамы, которая при этом немного изгибается и поглощает энергию велосипедиста. Правда, все это играет большую роль у гонщиков и спортсменов, а для обычного байкера это «мелочи жизни». А вот что гораздо более заметно, так это то, что из-за такого свойства алюминия поездка на байке с алюминиевой рамой становится более жесткой и некомфортной. Велосипед гораздо хуже гасит вибрации на дороге, чем байк со стальной рамой, лучше амортизирующей все ухабы и выбоины на ней. Алюминиевая рама передает на пятую точку, позвоночник и руки, практически не гася, все удары о дорогу. А дороги у нас, как известно, не отличаются ровностью и гладкостью.

Для велосипедов с алюминиевой рамой нужна хорошая амортизационная вилка, которая частично возьмет на себя амортизацию от ударов переднего колеса, хорошее седло, а возможно и амортизационный подседельный штырь, для смягчения ударов на позвоночник от заднего колеса.

Еще одним недостатком алюминиевых рам является то, что в отличие от стальных, они, накапливая усталость, ломаются без появления трещин. А это значительно повышает риск того, что она сломается прямо во время поездки. Т.е. стальная рама, перед тем как сломаться сначала треснет, а уже потом в этом месте сломается. Это свойство позволяет заметить трещину и выкинуть треснутую деталь или заварить её.

Например, на моих глазах, во время спуска по горной тропе в Буковеле, в конце трассы сломалась алюминиевая рама д аунхилл-велосипеда. Хорошо еще, что это произошло практически у подножья горы, да и сам спортсмен был отлично экипирован велозащитой и не получил никаких повреждений. Рама просто сложилась пополам на небольшой кочке, так что последние полкилометра до финиша велосипед ехал на своем хозяине. Ситуация очень напоминала ту, что показана на фотографии внизу.

Зависимость прочности велосипедной рамы от диаметра и толщины стенок труб

При изготовлении алюминиевых рам используют трубы большего диаметра с толстыми стенками.

Законы физики говорят, что при увеличении диаметра трубы в два раза ее жесткость повышается в восемь раз (кубическая зависимость), а при увеличении толщины стенки трубы в два раза ее жесткость увеличится так же в два раза. Т.е. для увеличения жесткости конструкции и при минимизации при этом веса — увеличение диаметра трубы предпочтительнее.

Исходя из этих принципов и учитывая, что минимальная толщина стенки стальной трубы может быть 0,4 мм, а алюминиевой 0,8 мм, конструкторы выбирают диаметр и толщину стенок труб для велосипедных рам. Конечно трубы с приведенной выше минимальной толщиной стенок не используют при производстве велосипедов.

Причем рамы часто делают из труб различных сечений или баттированные, что так же позволяет повысить прочность готовой рамы. Почитать о баттировании и геометрии труб рамы можно в статье «Геометрия рамы велосипеда».

Преимущества алюминиевой велосипедной рамы:

Меньший вес, по сравнению со стальными рамами, и как следствие этого хорошие разгонные характеристики.
Почти абсолютная коррозийная стойкость – такие рамы не ржавеют от слова «вообще».
Высокие скоростные характеристики: легче набрать скорость и ехать в гору.

Недостатки велосипедной рамы из алюминиевых сплавов:

Жесткость. Алюминиевая рама практически не гасит вибрации, и все неровности дороги передаются на руки и через пятую точку на позвоночник, особенно если еще и вилка жесткая, а не амортизационная.
Быстрая потеря наката. Из-за меньшего веса, как только байкер перестает крутить педали, велосипед быстро теряет свою скорость, в отличие от велосипеда со стальной рамой.
Недолговечность. Если велосипед эксплуатируется активно, то через несколько лет резко возрастает вероятность получить трещину. А лет через 10 обычного катания рекомендуется регулярно осматривать байк перед поездкой на их наличие. Производители чаще всего дают гарантии на рамы из алюминиевых сплавов в пределах 5-10 лет.
Более чувствительны к ударам и падениям, чем стальные и титановые рамы. Все-таки алюминий мягче стали и удар, который сталь даже не заметит – на алюминии может оставить вмятину.
Неремонтопригодность. Сварить алюминиевую раму слишком сложно, да и уверенности в ее прочности это, на самом деле, не прибавит – надежнее купить себе новую.
Высокая цена.

Виды алюминиевых сплавов, использующихся при изготовлении велорам.

Немного остановимся на видах алюминиевых сплавов, использующихся для изготовления велосипедных рам.

Марок алюминиевых сплавов достаточно много (2014, 7000, 7005T6, 7009T6, 7010T6, 6061T6, 6065 и т.д.), но наиболее часто в велосипедостроении используются марки 7005T6 и 6061T6 (аналог отечественного сплава АД33 по ГОСТ 4784-97).

Их еще называют сплавы шести- или семитысячной серии.

Использование в названии букв «Т6» говорит о том, что материал прошел термическую обработку.

Например, при термической обработке сплава 6061 изделие из него нагревают до 530 °С, затем интенсивно охлаждают водой. Затем его в течении 8 часов при температуре около 180 °С искусственно старят. После такой обработки сплав 6061 уже обозначают 6061-Т6.

Сплав 7005 при термической обработке охлаждают не водой, а воздухом.

Например, в приведенной ниже таблице видно состав металлов в сплавах и как изменяются их физические характеристики после термической обработки.

Сплавы алюминия для рамы велосипеда

Алюминий имеет меньшую прочность, чем хроммолибденовая сталь или титан. Однако его широко используют при производстве велосипедных рам. Самое главное преимущество алюминия перед сталью в его небольшом весе, а по сравнению с титаном он имеет низкую цену. Такая комбинация свойств алюминия позволяет изготавливать лёгкие и качественные рамы за приемлемую цену.

Для изготовления рам велосипедов как правило используют два вида алюминиевых сплавов — 7005 и 6061. Если внимательно изучить спецификации велосипедов, то в моделях велосипедов подороже встречается сплав 6061. Но, по своим характеристикам сплав 7005 прочнее. Почему большинство производителей велосипедов выбирают именно сплав 6061? В таблице для сравнения указаны характеристики различных сплавов алюминия 2014, 6061, 7005 и 7075.

Предел прочности на разрыв — значение нагрузки, превысив которую материал разрушается.
Процент удлинения — средняя величина удлинения детали, подвергнутой деформации до её поломки.
Предел текучести — значение нагрузки, превысив которую наступает невосстанавливаемая деформация.
Твёрдость по Бринеллю — характеристика твёрдости материала.
Код Т6 — металл подвергся температурной обработке и закалке.

Алюминиевые сплавы для рам велосипеда

Из таблицы можно увидеть, что сплав 2014 прочнее сплавов 6061 и 7005, а сплав 7075 самый крепкий. Однако выбор производителей велосипедных рам выпал именно на сплавы 6061 и 7005. Как известно, рамы велосипеда изготавливаются из алюминиевых труб путём их сваривания. Сплавы 2014 и 7075 намного хуже обрабатываются и свариваются. Поэтому и были выбраны 6061 и 7005.

Что касается различия между ними, то в сплав 7005 также трудней обрабатывается из-за большого содержания добавок. Со сплавом 6061 легче работать, а меньшая прочность перед сплавом 7005 компенсируется применением таких технологий, как двойной и тройной баттинг, стенки переменной толщины и овальное сечение труб. Это позволяет уменьшить вес рамы и повысить прочность труб.

Также читать на эту тему:

Долговечность рамы велосипеда. В процессе эксплуатации велосипеда на раму действуют нагрузки, которые многократно повторяются. Эти циклические нагрузки возникают от неровностей дорожного полотна: ямы, кочки, выбоины в асфальте и др. Когда в различных конструкциях начали использовать алюминиевые сплавы…

Гидроформинг при производстве велосипедных рам. Гидроформинг – гидравлическая формовка, в велосипедостроении применяется на протяжении нескольких лет. Очень эффективный метод придания нужной формы пластичным металлам, например алюминию, широко применяемому при производстве велосипедных рам…

Методы изготовления велосипедных рам. Чтобы соединить между собой трубы, из которых состоит рама велосипеда применяют три основных метода. Lugged construction. Высокотемпературная пайка. TIG – сварка…

Материал рамы велосипеда. Сталь. На протяжении многих лет сталь была самым распространённым материалом из которого изготавливались рамы велосипеда. В течении почти ста лет совершенствовались технологии производства и подбирались наиболее подходящие марки стали для рамы велосипеда…

Баттинг в велосипедостроении. Нагрузки, действующие на трубы, из которых изготовлена рама велосипеда распределяются неравномерно. Максимальное значение они имеют на концах трубы, в месте их соединения друг с другом (кареточный узел, стык подседельной и верхней трубы, стык труб с рулевой колонкой), и как правило…

Облегченный велосипед с алюминиевой рамой

Первый велосипед в 1817 году был построен из ясеня и весил больше 20 кг. С тех пор велосипедные компании перепробовали множество материалов, чтобы обеспечить наилучшие свойства для своей продукции. Сейчас для производства вело рам используется 3 основных типа материалов: сталь, алюминий и углеволокно.

Сталь – применяется с 19 века, но не в чистом виде, а как сплав. Самый популярный сплав – хром-молибденовый позволяет строить прочные велосипедные рамы, которые за счет своих свойств способны гасить микровибрации, возникающие при езде.

Алюминий начали применять в конце 1970-х годов. На тот момент алюминиевый велосипед был легче стального аналога, но менее прочными. По мере развитие технологий производства, алюминиевые модели начали завоевывать премиальный сегмент рынка. Сейчас велосипед с алюминиевой рамой — это прежде всего низкий вес и технологичность.

Углеволокно ощутимо легче, по сравнению со сталью и даже алюминием, но не подходит для повседневных городских поездок из-за своей хрупкости. Зато карбоновые велосипеды не редкость на спортивных соревнованиях, где низкий вес может подарить дополнительные драгоценные секунды, а гонщиков сопровождают машины технического сопровождения, готовые в любой момент заменить треснувший карбоновый велосипед. И это не запрещено правилами.

К слову о прочности: для всех взрослых велосипедов с алюминиевой рамой предоставляется пожизненная гарантия Electra.

Плюсы и минусы облегченных велосипедов

Велосипедные рамы должны обладать следующими свойствами: прочностью, жесткостью, способностью гасить вибрации и низким весом.

Тяжелые велосипеды лучше сохраняют инерцию и дают наезднику ощущение мотоцикла, характерное для круизеров. Преимуществом легких велосипедов является более простой разгон. На движение с постоянной скоростью вес влияет, но не сильно.

Проектировщикам рам важно соблюсти баланс между жесткостью и пластичностью. Пластичная рама будет гасить микровибрации, возникающие при езде, при этом часть энергии педалирования будет теряться на изгиб рамы, а не передаваться через трансмиссию для ускорения. Про такие велосипеды говорят, что они «не катят». Слишком жесткий велосипед тоже будет иметь худший накат из-за постоянных вибраций, более того езда на нем не принесет удовольствия. Задача проектировщика рамы – подобрать материалы и конструкцию, чтобы обеспечить лучший баланс.

Сталь жестче и тяжелей алюминия. Требуемой жесткости в алюминиевых велосипедах можно достичь за счет профилирования и баттирования – придания раме особенной формы и переменного сечения труб. В местах наибольшей нагрузки трубы толще для достижения прочности. В местах меньших напряжений лишний материал удаляется для экономии веса. В итоге при правильном походе алюминиевые рамы будут иметь более низкий вес, при лишь небольшой потери жесткости, которая некритичная для городских велосипедов.

Дополнительным преимуществом легких велосипедов с алюминиевой рамой является то, что они не подвержены коррозии.

Как правильно выбрать легкий велосипед

Большинство велосипедов Electra сделаны именно из алюминия.

Cruiser Lux отличается от схожего Cruiser 1 как раз-таки алюминиевой рамой и, соответственно, меньшим весом.

Все прогулочные велосипеды Electra Townie алюминиевые. Это решение просто необходимо для сокращения веса и раскрытия всех преимуществ технологии Flat Foot. Например, Electra Townie Original 3i весит всего 13.7 кг и это рекорд в своем классе, особенно учитывая, что велосипед оборудован полнотелыми крыльями.

Electra Loft — женский легкий велосипед, также выполнен из алюминия. Алюминиевые багажник и крылья на вид массивны и прочны, при этом весят совсем немного. Если вы ищете голландский велосипед — женский легкий Electra Loft 7d – это лучший выбор: изящная алюминиевая рама, 7 скоростей для любого рельефа и крылья в комплекте. Вишенка на торте – цена 37 000 руб — Самое выгодное предложение в мире.

Среди ассортимента Electra много легких велосипедов для мужчин: Townie, Loft и Amsterdam опережают конкурентов в своем классе. Отдельно нужно отметить знаменитые велочопперы Straight 8, Ghostrider и RatFink, в которых применение алюминия просто необходимо для получения сложных форм.

Самый легкий велосипед от Electra

Особого внимания среди алюминиевых велосипедов заслуживает конструкция Electra Ticino. Созданный вручную по итальянским рецептам гоночных велосипедов 50-х, но с применением авиационного алюминия это велосипед совмещает изящность и технологичность. В сплав рамы Ticino под номером 6061-T6 добавляется хром, медь, кремний и еще 10 микрокомпонентов. В результате этот высококлассный материал обеспечивает прочность и максимально низком весе.

Electra Ticino являются одними из самых легких велосипедов с алюминиевой рамой.

Рама образует красивый силуэт и намекает на итальянский характер, винтажный образ дополняют чеканные крылья и премиальное оборудование. Профессиональный шифтер Shimano Tiagra, тормоза Dia Compe с туристическими педалями обеспечат контроль динамики. На этом велосипеде можно проехать пол сотни километров не почувствовав усталость. Добавим сюда развернутые тормозные ручки, которыми с уверенностью можно похвастать среди коллекционеров, – и получим велосипед, в который легко влюбиться и невозможно забыть!

Велосипеды с алюминиевой рамой: преимущества и недостатки. Складные велосипеды

Велосипеды с алюминиевой рамой – одни из самых распространенных на современном рынке. Обусловлено это легкостью материала в сочетании с низкой себестоимостью. Если у стали удельная масса составляет 7,8 грамма на кубический сантиметр, то у алюминия этот показатель — порядка 2,7 грамма. По утолщению стенок этот материал также выигрывает у железа, поскольку минимальный параметр составляет 0,8 мм, при этом весить изделие будет меньше, чем стальная рама толщиной 0,4 мм. Надежность дополнительно увеличивается благодаря отсутствию сварных швов. Кроме того, алюминиевые рамы могут выполняться в различных конфигурациях. Рассмотрим их особенности, преимущества и недостатки.

Описание

Велосипеды с алюминиевой рамой благодаря малому весу быстрее набирают скорость, на них легче преодолевать подъемы. По этой же причине байк быстрее останавливается после того, как наездник перестает крутить педали. Алюминий в чистом виде не используется, под этим материалом подразумевается сплав его с цинком, марганцем, никелем, медью или магнием.

На таких велосипедах сложнее входить в крутые повороты, поскольку они жестче стальных аналогов, не так хорошо могут изгибаться. По причине жесткости рамы энергия от усилий велосипедиста передается на колеса с меньшими потерями. Такие тонкости играют роль для профессионалов, у любителей это не критичный показатель. Заметной становится более жесткая и менее комфортная езда. Велосипеды с алюминиевой рамой практически не гасят колебания, передаваемые на седло и руль на неровных поверхностях и кочках. Для такого байка требуется хороший амортизационный узел и удобное седло. Это позволит часть ударов нивелировать, что благоприятно скажется на перемещении.

Плюсы

Начнем с преимуществ рассматриваемого изделия. К ним относятся:

Небольшая масса, позволяющая улучшить скоростные характеристики и разгон.
Максимальная устойчивость к коррозийным процессам.
Высокие ходовые характеристики даже при движении на подъем.

Минусы

Велосипеды с алюминиевой рамой имеют ряд недостатков, а именно:

Высокую жесткость, что особенно ощущается на моделях без амортизационной вилки.
Быструю потерю наката. По причине малого веса байк останавливается быстрее, чем аналог со стальной рамой, после того как велосипедист прекращает крутить педали.
Небольшой рабочий ресурс при активной эксплуатации. Уже через несколько лет могут появиться трещины. Изготовители дают гарантию от 5 до 10 лет, но после этого срока рекомендуется смазывать деталь для проверки возможных деформаций.
При падении на алюминиевой раме выше вероятность появления вмятин.
Плохую ремонтопригодность. Сварить такую деталь весьма проблематично, лучше приобрести новую.
Довольно высокую цену.

Складные велосипеды с алюминиевой рамой

Ниже перечислим несколько популярных марок этого типа и назовем их краткие характеристики:

Дорогой городской байк Strida SX отличается оригинальным экстерьером. Он складывается до размеров компактной тележки, которую можно транспортировать своим ходом. Руль также может трансформироваться. К плюсам велосипеда относится то, что тросы и провода спрятаны в полости рамы, его легко собирать, имеется багажник, дисковые тормоза. При хорошей маневренности аппарат весит всего 11,6 кг. Среди минусов – небольшая грузоподъемность, узкие колеса, плохая амортизация.
Smart 20. Стильный городской байк, считается одним из лучших в своей ценовой категории. Может без проблем эксплуатироваться женщинами. Среди достоинств – прочная рама, удобный механизм трансформации, наличие катафотов и прочих аксессуаров. К недостаткам относится отсутствие ручного тормоза и качество центровки крыльев.
Велосипед «Стелс». Алюминиевая рама модели «Пилот-710» не мешает мягкости хода. Транспорт хорошо набирает скорость накатом, имеет сдержанный дизайн, в сложенном положении помещается в багажный отсек любого автомобиля, оснащается в базовой комплектации багажником и защитой цепи. Недостатки заключаются в наличии широкого руля и неудобной посадке для высоких людей. Целевое предназначение модификации – городские поездки.

Детские велосипеды с алюминиевой рамой

Ниже представлено краткое описание некоторых детских и подростковых моделей:

Mars. Этот велосипед рассчитан на детей от 3 лет. В комплекте идут дополнительные полиуретановые колеса. Рама и вилка изготовлены из алюминиевого сплава, имеется регулятор высоты руля. Диаметр колес – 12 дюймов, масса модели – 4,5 кг.
Forward Timba‏. Один из лучших складных велосипедов с алюминиевой рамой для детей 6-9 лет. Обладает красивым дизайном, доступной ценой, защитой цепи и съемными страховочными колесами. К недостаткам можно отнести приличный вес (почти 14 кг), а также необходимость регулировки некоторых подвижных узлов.
Shulz Max. Эти детские велосипеды с алюминиевой рамой относятся к средней ценовой категории. Масса байка составляет 14,3 кг. Ориентирован он на подростков 12-16 лет, имеет грузоподъемность до 110 кг. Преимущества модели заключаются в удобстве сборки/разборки, хорошем наборе скорости, оснащении 20-дюймовыми колесами и качестве. Среди минусов – некорректная заводская регулировка, тормозные колодки сомнительного качества.

Особенности

При выборе байка часто возникает вопрос о том, алюминиевую или стальную раму велосипеда выбрать. Итоговое решение зависит от финансовых возможностей покупателя, предназначения машины и субъективных требований пользователя. Стоит отметить, что при изготовлении алюминиевых конструкций применяются толстостенные трубы большого диаметра.

Это связано с тем, что, по законам физики, если размер трубы увеличить в два раза, ее жесткость повысится в восемь раз, а при увеличении толщины стенки в два раза показатель жесткости увеличивается на такую же величину. Следовательно, из имеющихся вариантов повышение диаметра предпочтительнее.

Как правило, минимальная толщина стенки трубы на алюминиевой раме составляет 0,8 мм. Часто производители делают трубы методом баттирования или использования разных сечений, что также позволяет усилить изделие.

Используемые сплавы

Существует множество алюминиевых сплавов, из которых делают рамы для велосипедов. Наиболее распространенными являются марки 7005Т6 и 6061Т6. Индекс Т говорит о том, что материал прошел термическую обработку. К примеру, изделие из сплава 6061 нагревается до 530 градусов по Цельсию, затем активно охлаждается жидкостью. Далее на протяжении 8 часов материал искусственно старится при температуре 180 градусов. На выходе получается сплав марки 6061-Т6. Аналог под номером 7007 охлаждается воздухом, а не водой.

Ниже приведены сравнительные характеристики материалов до и после термообработки (в скобках):

Сплав 2014 (2014Т6) – прочность на разрыв составляет 27 (70) тыс. PSL, предел текучести – 14 (60), процент удлинения – 18 (13), твердость по Бринеллю – 45 (135).
Аналогичные показатели материала 6061 (6061Т6) – 18 (45), 8 (40), 25 (17), 30 (95).

В первом сплаве используется 4,5 % меди, 0,8 % углерода и марганца, 0,5 % магния. Второй материал включает в себя 1 % магния, 0,6 % кремния, 0,3 % меди, 0,2 % хрома, около 0,7 % железа.

В заключение

Прочнее всего велосипед 16”, алюминиевая рама которого сделана из сплава 70005 или 7005. Тем не менее аналог 6061 технологичнее, что позволяет изготавливать из него трубы со сложным сечением, а это повышает прочность изделия. Кроме того, такой алюминий лучше поддается сварке. При выборе типа велосипедной рамы учитывайте финансовые возможности и предполагаемое использование велосипеда. При правильной эксплуатации байк с рамой из любого материала, включая сталь, алюминий или карбон, прослужит довольно долго.

Алюминиевая рама складной велосипед

Качественная рама для туристических велосипедов, впрочем как и для всех остальных, обычно изготавливается из алюминия, стали или титана. Последние годы производители также активно используют углеродное волокно, в народе именуемое просто «карбон», но о нем мы говорили в другой статье. Материал рамы — это всего лишь один из факторов общей конструкции велосипеда, и самое важное — чтобы рама, которую вы выбрали, была построена без изъянов хорошим и надежным производителем велосипедов.

Какая велосипедная рама самая комфортная?

Думаю, что многие читатели нашего блога слышали, что стальные и титановые туристические велосипеды более удобны, комфортны и лучше гасят вибрации, а вот езда на алюминии намного жестче. Я сам уже длительное время катаюсь на титановом велосипеде, собираю туринги на стальных рамах, обкатываю их, и могу сказать с уверенностью, что комфорт титановых и стальных рам гораздо выше, чем алюминиевых. С другой стороны, мой опыт говорит о том, что влияние рамы на общее гашение вибрации в туристическом велосипеде не столь значительно, особенно если он основательно загружен снаряжением. Дорожные вибрации по большей части поглощаются покрышками, подседельным штырем, седлом, карбоновым или титановым рулем, обмоткой руля или комфортными грипсами (ручками).

Задумайтесь об этом. Какая бы рама ни была использована вами для туристического катания, покрышки велосипеда постоянно сталкиваются с неровностями на дороге, деформируясь и рассеивая колоссальное количество ударов. Обода, спицы и втулки находятся рядом с источником удара, но их влияние на гашение вибрации не очень велико, хоть и имеет место быть. Далее втулка передает оставшийся удар через трубы рамы вверх к подседельному штырю, где происходит еще одно серьезное гашение вибрации, и, наконец, к вашему седлу, которое поглотит еще какую-то ее часть.

Что бы ни говорили вам производители, в реальности же порой всего несколько миллиметров гашения вибраций разделяют алюминиевые, стальные или титановые рамы. На практике это достаточно малозаметно, если учесть все элементы конструкции, которые амортизируют удар. Какой бы материал рамы мы не взяли, вам гораздо комфортнее и приятнее будет ехать с бескамерными покрышками, не надутыми вусмерть, хорошо гасящими вибрации карбоновым подседельным штырем, седлом и грипсами.

Жесткость велосипедной рамы

Помимо комфортности и удобства, рама должная быть катящей и сохранять жесткость, то есть при педалировании ее узлы не должны гулять и излишне прогибаться под нагрузкой. Жесткость рамы — это первое, на что нужно обратить внимание при выборе туристического велосипеда. Это одна из самых важных характеристик на велосипеде, который нагружен багажниками. Какой материал рамы можно использовать для создания жесткого велосипеда? Оказывается, что любой. Производители велосипедных рам в основном идут на компромиссы, выбирая различные диаметры труб, их форму и толщину стенок, что позволяет сделать раму жестче, прочнее и легче.

Цель любого высококлассного производителя рам при сварке труб — поместить титан, сталь или алюминий только туда, где он действительно нужен.

Процесс, называемый баттингом (англ. butting ) предназначен для укрепления стыков на концах труб рамы. Данный метод делает рамы более прочными и жесткими. Хорошие производители будут использовать различные толщины труб, диаметры и конусности стыков, оптимизируя характеристики рам для туризма, делая их жесткими и прочными. Иными словами, баттинг — это переменная толщина трубы рамы по всей ее длине. А если толщина трубы рамы одинакова, то никого баттирования нет. Наиболее легкие рамы применяют технологии тройного баттинга, а наиболее распространенные рамы — с двойным баттингом.

Рамы из алюминия и титана (а точнее, из сплавов на их основе) вполне сопоставимы по массе, при этом они гораздо легче стальных. Например, если среднестатистическая стальная рама весит от 2,3 до 3 кг, то хорошая алюминиевая и титановая рамы будут весить от 1,5 до 2 кг.

Ремонтопригодность велосипедных рам

В целом все рамы поддаются ремонту. Бытует мнение, что сталь легче всего ремонтировать. Но это мнение не всегда верно. Зачастую стальные трубы очень тонкие по сравнению с большинством промышленных изделий, так что если сварщик не профессионал, то есть вероятность, что ваша рама в конечном итоге будет испорчена в процессе ремонта.

Алюминиевые и титановые рамы также ремонтируются, однако они требуют более сложного оборудования и специальных знаний. Титан стоит варить только в специализированных мастерских. Алюминий варится в целом неплохо, но сварщик должен иметь соответствующий опыт и оборудование. При ремонте велосипедной рамы недостаточно сварить верхнюю часть трещины. В зависимости от места повреждения для прочного сварного шва требуется усиление в виде латки или втулки. Прочность рамы зависит главным образом от инженерной мысли и качества сварки рамы, а не от материала, из которого она сделана. Очень маловероятно, чтобы высококачественная рама сломалась во время велосипедного похода, если только она не имеет серьезного повреждения после падения или аварии.

Влияние материала велосипедной рамы на скорость

Рассматривая характеристику «резвости» или «наката» велосипедных рам, мы опять приходим к обсуждению их жесткости. Кроме того, здесь очень много зависит от самой геометрии велосипеда. Алюминиевые рамы, пожалуй, лучше всего в разгоне, и они отлично едут в подъем, но обладают меньшей инерцией, чем стальные. Стальную раму тяжелее разогнать, но зато если уж разогнал, то накат у нее будет, как у электрички. Минусы стальной рамы видны невооруженным глазом во время езды в гору, на алюминии подъемы даются гораздо легче. Титан находится где-то посередине, но все-же по своим характеристикам он ближе к стали. В целом, говоря о накате, стоит отметить, что он зависит от различных факторов, и самый существенный из них – это колеса. Жесткие колеса, собранные на качественных втулках и ободах, влияют на накат велосипеда порой куда больше, чем сама рама. В неспешные и длительные велопоходы я езжу на титановом велосипеде. А на коротких выездах на 3-5 дней предпочитаю свой алюминиевый Сannondale, который гораздо быстрее титана.

Какая рама самая комфортная в езде?

Исходя из своего опыта, скажу, что наиболее комфортными в езде оказались рамы из стали. Такие рамы очень хорошо поглощают дорожные вибрации. Недалеко от стали ушел титан. Тоже очень комфортный материал. Алюминий — материал жесткий, и порой настолько, что от дискомфорта после поездки не спасет ни хорошая воздушная вилка, ни максимально комфортное седло. После длительных дневных пробегов на алюминии у меня больше болит спина, ноют суставы пальцев рук и локти. От титана и стали ощущения совсем другие. Но стоит отметить, что мой алюминиевый хардтейл сам по себе скорее заточен под гонки и спортивные марафоны, нежели под туризм.

Усталостные трещины велосипедных рам

Качественные стальные и титановые рамы имеют весьма солидный предел усталости металла и могут служить вам целую вечность. Алюминий же как металл более подвержен усталостному разрушению. Часто на форумах можно встретить мнение, что алюминиевая рама может прослужить своему хозяину при активном использовании не более 5-10 лет. Конечно, подобные мнения о свойствах алюминия не могут не беспокоить владельцев таких рам. Но беспокоиться не стоит. За свою карьеру веломеханика мне приходилось видеть разные поломки рам. Стальные и титановые рамы иногда сгибаются или вдавливаются, но не трескаются, предоставляя вам больше времени между тем, когда вы впервые заметите проблему, и тем, когда в конечном итоге происходит окончательная поломка. А вот алюминиевые рамы, как правило, быстро развивают трещины, сигнализируя об этом лишь характерными щелчками. Но ни разу (подчеркну — ни разу!) я не видел, чтобы рама сломалась по причине усталости металла. Обычно рамы ломаются после падений, аварий и под прочим воздействием внешних факторов.

Резьбовые соединения в велосипедной раме

Алюминиевая резьба мягче, чем стальная. Иногда это может привести к срыву резьбы при излишнем усердии с вашей стороны. Потому очень часто на алюминиевых рамах в местах, предназначенных для крепления флягодержателей, кейджей и т.д. используют стальные заклепки — «бонки», которые со временем могут начать прокручиваются. Часто возможность крепления багажника на алюминиевых рамах отсутствует вообще. Если все же крепление имеется, то это обычная резьба М5 в дропаутах толщиной всего 5-7 мм, что, как мне кажется, весьма ненадежно. В стальных и титановых рамах с резьбами под багажник и прочие аксессуары дела обстоят куда лучше.

Коррозия велосипедных рам

Сталь уязвима к ржавчине, но очень редко бывает так, что велосипедная рама действительно выйдет из строя по этой причине. Просто посмотрите, сколько стальных конструкций возрастом от 30 до 50 лет все еще можно встретить в городе несмотря на то, что они круглогодично живут на улице! Причина, по которой ржавчина не является большой проблемой, заключается в том, что стальные трубы относительно толстые и покрыты краской.

Наносите периодически антикоррозийные спреи внутрь своей рамы, особенно если вы путешествуете в очень влажном климате или вблизи океана. Тем более, если вы катаетесь зимой. Также неплохо время от времени подкрашивать раму в местах, где есть царапины и потертости. Но самым лучшим антикоррозийным средством для вашей рамы будет пушечное сало. Обработки такой смазкой хватит на очень долгое время. Алюминий и титан практически не подвержены коррозии, не зря же титан часто называют «нетленным» материалом.

Какую раму выбрать для туризма?

Титан нынче неоправданно дорог, алюминий жестковат. С другой стороны, можно спокойно ездить и на алюминиевом велосипеде, не испытывая при этом особых проблем, если использовать широкие бескамерные покрышки, карбоновый руль и подседельный штырь. Ваш покорный слуга путешествует на велосипеде из титана, но исходя из нынешних реалий (ноябрь 2020 года), я бы непременно выбрал стальную раму от одного из известных производителей типа Salsa, Surly, Ritchey, Soma и других.

Источники:

https://veloexpert33.ru/velosiped/alyuminievaya-rama-velosipeda.html
https://www.electrabike.ru/journal/luchshiy-oblegchennyy-velosiped/
https://autogear.ru/article/326/489/velosipedyi-s-alyuminievoy-ramoy-preimuschestva-i-nedostatki-skladnyie-velosipedyi/
https://bikelifeforms.ru/%D1%81%D1%82%D0%B0%D1%82%D1%8C%D0%B8/%D1%81%D0%B2%D0%BE%D0%B9%D1%81%D1%82%D0%B2%D0%B0-%D0%B2%D0%B5%D0%BB%D0%BE%D1%81%D0%B8%D0%BF%D0%B5%D0%B4%D0%BD%D1%8B%D1%85-%D1%80%D0%B0%D0%BC