Горный велосипед карбоновый

В нашу повседневную жизнь новые научные разработки входят все увереннее. Десяток лет назад только стратегические отрасли использовали инновационные технологии, а сегодня ими не удивить обывателя. Углеродного волокна тоже коснулись эти тенденции, которое «перекочевало» из самолетостроения в велосипедную отрасль, где из него делают рамы для велосипедов.

Профессиональный велосипедист не может себе отказать в удовольствии купить карбоновый велосипед. Во время соревнований этот байк, благодаря малому весу, помогает им достичь наивысшей скорости.

Stevens Scope Team

Cannondale Moto Carbon 1 Eu

Marin A-14 Attack Trail C-XT9

Corratec C-Time Dura Ace Di2 11S

Ghost Race Lector Comp

Кому нужен карбоновый велосипед

Любителю прокатиться, не нужен карбоновый велосипед, обладающий массой достоинств и одним весомым недостатком – слишком высокой ценой. Стоит ли платить такие суммы, чтобы проехать десяток раз на байке, не покидая пределов города?

Из достоинств карбона, назвать можно такие:

эстетичность;
низкий коэффициент деформации;
завидная упругость. Байк необычайно комфортен при езде по неровной дороге;
маленький вес. Он, в сравнении со стальными и алюминиевыми велосипедами на 20 и 40% меньше (соответственно);
минимальный риск получения травм за счет того, что разрушение при ударной нагрузке проходит без пластической деформации;
соотношение веса и плотности материала (квадратный сантиметр, по данным производителей, выдерживает до 70 тонн нагрузки);
низкая способность к нагреванию.

Но, не обошлось без «ложки дегтя»:

высокая чувствительность к соленой среде;
непригодность к ремонту;
продолжительный процесс изготовления и высокая стоимость

Любители нарекают на случающиеся поломки. Эксперты же едины во мнении, что к ним приводит неправильная эксплуатация, а точнее, езда на по бездорожью, где выйти может со строя всякое транспортное средство со стальной или алюминиевой рамой.

Если же использовать карбоновый велосипед в езде профессиональной, т.е. на значительные расстояния по трассам ровным и подготовленным, но с высокой скоростью, конструкция ведет себя идеально. Невесомый карбоновый байк с отличной амортизацией – транспорт для профессионалов.

Как выбрать карбоновый велосипед

Шоссейный байк из карбона

Его назначение – неспешная езда по подготовленным трассам. Карбоновый байк считают лучшим тренажером, поддерживающим все мышечные группы в тонусе. С ним приятно преодолевать большие расстояния, получая от езды удовольствие. Это успели оценить любители и профессионалы.

Горники – это особые модели, назначением которых является езда по пересеченной местности. Отличают его широкие колеса и своеобразная геометрия рама, позволяющая справляться без проблем с перепадами высот.

Эти велосипеды универсальные, но в нише конструкций для начинающих не встречаются модели с рамой из карбона. Есть карбоновые велосипеды среди полноценных горников и байков для кросс-кантри.

На рынке пока немного инновационных моделей, поскольку производители нередко предпочитают классику, проверенную временем – байки с алюминиевой рамой с баттингом, т.е. разной толщиной стенок.

Сколько стоят карбоновые велосипеды

Стоимость карбоновых велосипедов или байков, имеющих детали из этого материала, не низкая. Она находится в пределах 1900-4500 долларов США. Поэтому позволить себе стать владельцем карбонового велосипеда могут не все. Хотя, байк такой стоимости оправдывает ее. Облегчить вес байка стало навязчивой идеей для многих , поэтому люди платить готовы любые суммы.

Сборка карбонового велосипеда

Любители велосипедов, не раз ремонтировавшие их, знающие технические тонкости, могут своими руками собрать сверхлегкий карбоновый велосипед. Пригодится опыт и имеющиеся в Интерне подсказки. Модернизация обойдется семейному бюджету в меньшую сумму, чем покупка заводского байка.

Заменить придется:

колеса (за два выложить нужно от 250 долларов до 500);
раму – еще 250-380 долларов;
руль – до 100 долларов;
седло – 50-60 долларов;
вилку, стоит которая, в пределах 70-100 долларов.

На стоимость модернизации сильно влияет модель и бренд байка, подлежащего модернизации. Полезно знать, что подавляющее большинство подобной продукции выпускается в Китае, но не стоит расстраиваться по поводу качества — китайская велосипедная продукция считается качественной.

Отдать предпочтение карбоновому велосипеду или с алюминиевой рамой

Каждый исходит из собственных предпочтений, поэтому сложно дать однозначный ответ. С помощью неоднократно проводившихся краш-тестов ответить на него старались, но к единому мнению так и не пришли. Карбоновые модели в два раза превышают по прочности алюминиевые конструкции при ударных нагрузках. По весу тоже выигрывают карбоновые байки – на 20% они легче.

Еще один важный показатель – особенность эксплуатации.

Без учета их, неполными будут аргументы в пользу карбона, который выигрывает при спортивной езде, где первостепенную роль занимает вес, но уступает алюминиевому собрату при использовании в быту.

Алюминиевая рама удешевляет конструкцию, отличающуюся прочностью, но проигрывающую по срокам в сроке эксплуатации. В зависимости от интенсивности использования, он составляет от 6 до 10 лет.

Но, повреждения карбона легко исправить, используя смолу эпоксидную и стекловолокно, в отличие от алюминия, где ремонт потребует сварку. Но и она спасает не всегда из-за усталости металла, накапливающейся со временем.

Видео: Процесс изготовления карбоновых велосипедов

Действительно ли нужен карбон на велосипеде

К карбону в велосообществе отношение особое — кто-то его боготворит, а кто-то считает разводкой хитрых маркетологов. Было время, когда любой карбоновый компонент повышал статус катальца: велосипед с карбоновой рамой позволял владельцу смотреть на остальных велосипедистов, как герою Леонова в фильме Кин-Дза-Дза на пацаков.

Почему надо ездить на стали, а не карбоне

Недавно наткнулись на интересную статью, опубликованную лет десять назад на roadbikereview.com. Речь в ней идет о преимуществах стальных велосипедов перед карбоновыми.

Актуально ли подобное суждение в настоящее время или это всего лишь ворчание ретрограда, вспоминающего старые добрые времена (небо было голубее, трава зеленее – ну, вы знаете), не желающего идти в ногу со временем? Что ж, решайте сами!

Итак, вы решили отправиться в ближайший велосипедный магазин и потратить изрядное количество сбережений, чтобы купить свой первый по-настоящему гоночный велосипед, который стоит дороже, чем большинство людей заплатили за целый мотоцикл. Вы или новичок в велоспорте, или вы уже несколько лет ездите, но теперь вашей старой алюминиевой раме остался, похоже, всего один сезон до мусорного контейнера.

Вы следите за всеми классическими однодневками весны, «Джиро», «Вуэльтой», «Туром» и отмечаете для себя кто на чем едет. Вы пускаете слюни, глядя на своих товарищей по команде на дорогостоящих гоночных велосипедах, в которых больше карбона, чем на Международной Космической Станции.

Вы провели целое исследование велосипедного рынка, выучили наизусть все последние тесты лучших дорогостоящих машин из карбона, и, наконец, определились – у вас есть победитель.

Чековая книжка в руке, и вы готовы опустошить свой сберегательный счёт до последней копейки.

Всё, что осталось сделать, это договориться с магазином о скидочке, чтобы у вас, по крайней мере, осталось хоть немного наличных на приобретение пары запасных камер.

Но прежде, чем вы ударитесь в разгул и ваш сберегательный счёт станет более тощим, чем модель Иоана Спангенберг, подумайте, уверены ли вы, что карбон самый подходящий материал рамы, которая вам нужна?

Не поймите неправильно, карбон действительно имеет свои достоинства, но повальное увлечение им, кажется, в большей степени связано с преобладающим менталитетом: что делают профессионалы, о том мечтают широкие массы.

Это было верно в 70-х годах с просверленными для облегчения компонентами, в 80-х с обильным количеством геля для волос и оттенком «Брико» для линз очков, в 90-х с велотрусами из лайкры, у которых был дизайн под синие джинсы, а сегодня – с карбоновыми гоночными велосипедами.

А почему бы карбону не быть популярным? Рама и вилка весят меньше, чем упаковка жестяных банок пива, у него потрясающие возможности гашения вибраций от дороги, он жёстче, чем строительные балки (по крайней мере, поначалу) и, самое главное, углеродное волокно имеет неоспоримое преимущество: даже традиционные создатели велосипедов, которые сделали себе имя в стали, теперь переходят на карбон. Такие бренды, как Steelman, Serotta и Independent Fabrications – все терпят убытки и теперь уже предлагают покупателям индивидуальные карбоновые рамы под заказ.

Большинство велосипедистов-гонщиков простое предложение проехать гонку на стальной раме, так же как и потренироваться на ней, посчитали бы теперь шуткой. Для некоторых, по совершенно необоснованным причинам, сталь приобрела репутацию как медленный, тяжёлый и технологически отсталый материал – подобная несправедливая репутация теперь в Соединённых Штатах у дизельных автомобилей.

Но реальность такова, что сталь ещё никогда не была прочнее, легче и надежнее, чем в настоящее время. И, более того, никакой другой материал не может предложить такую универсальность для создания индивидуального велосипеда, который идеально подходит гонщику.

Массовое производство тайваньских карбоновых рам, которые часто стоят дороже, чем заказная стальная рама, даже близко не стоит по удобству подгонки, ощущениям и качеству езды, которые может обеспечить сталь, не говоря уже о ее прочности, которой хватит владельцу на всю жизнь, если за рамой правильно ухаживать.

Поэтому, прежде чем вы распотрошите бумажник, рассмотрим причины, по которым – Steel is Real! — сталь действительно реальна:

Индивидуальная подгонка

Производимые сегодня карбоновые велосипеды мало того, что астрономически дороги, но к тому же ещё не подогнаны под конкретного гонщика.

И хотя одно из самых больших преимуществ карбона — это его исключительная амортизация, каждая такая рама конструируется по усреднённому показателю веса, то есть, она предназначена для гонщика, весящего в среднем около 100 кг.

Если вы весите килограмм 70 и ездите на велосипеде, предназначенном для 100-килограммового гонщика, то, как вы думаете, какой будет езда? Правильно, жёсткой. Жёсткой до трупного окоченения. Настолько жёсткая, что это может привести к непредсказуемым характеристикам управляемости, что неизбежно закончится разбитой головой или сломанной ключицей.

Кроме того, стальной велосипед, сделанный на заказ, сконструирован и построен именно под рост гонщика, его вес и особенности анатомии, что делает подгонку велосипеда гораздо лучше и, соответственно, значительно лучше обратную связь, управляемость и качество езды.

Вневременной стиль

Да, карбоновое волокно выглядит здорово, но его внешний вид пока не прошёл испытания временем, как заказная стальная рама.

Сделанные вручную стальные муфты рамы, наросты сварных соединений труб и мелкие детали обеспечивают гораздо более личные ощущения, чем когда-либо смогут предложить серийные карбоновые рамы.

Это все равно, что сравнивать сшитый на заказ хороший костюм из лучшей ткани — вручную, скрупулезно до мельчайших деталей и с любовью мастера-портного — с практичным, но рыночным ширпотребом.

Сделанные вручную стальные рамы от таких брендов как, например, De Rosa отражают личность владельца, сохранение им живой традиции велосипедов ручной работы, которая насчитывает более века.

Типичная карбоновая рама может быть изготовлена в течение пары часов или даже меньше и анонимно выпущена с конвейера вкупе с тысячами своих близнецов.

Производитель кастомных стальных велосипедов Брайан Бейлис утверждает, что каждая из его рам занимает минимум 100 часов вложенного труда в мастерской, и за 40-летнюю историю производства вы не отыщете двух одинаковых рам Baylis. В стали вы не просто покупаете велосипед, вы покупаете безвременно стильное произведение искусства.

Минимальная разница в весе

Возможно, самая большое нарекание вызывает то, что сталь намного тяжелее карбона. Но, поверьте, эта разница сильно преувеличена. Развитие технологий стало движущей силой прихода карбона в велосипедную промышленность.

Карбоновые рамы действительно раздвигают границы, некоторые из них весят около 900 грамм. Но и сталь отнюдь не стояла на месте, технологии её производства также развивались.

Прежде всего, это касается тонкой стенки трубы, которая обеспечивает не только большую прочность на растяжение, но и лёгкий вес.

Самая лёгкая стальная рама весит, наверное, 1300 грамм, а спецификация велосипеда та же самая, так что разница с карбоновой рамой составляет всего грамм 400.

Разве это повод для того, чтобы списывать стальную раму со счетов окончательно? Вес действительно настолько важнее качества езды? Взять 80-килограммового гонщика, который спускается на 7-килограммовом велосипеде с ветреного горного перевала со скоростью под 70 км в час: готов ли он немного пожертвовать весом для более предсказуемой езды?

В других дисциплинах, таких как велокросс, где самые лёгкие велосипеды, вес, пожалуй, даже более важен, чем для шоссе, потому что нужно постоянно поднимать и тащить велосипед на своем плече.

Здесь карбон, естественно, имеет изначальное преимущество перед сталью.

Тем не менее, карбоновые рамы имеют очень небольшой клиренс, и когда езда напоминает борьбу в грязи, легкий карбоновый велосипед превратится в забитый грязью якорь, сделав стальной велосипед с большими зазорами изрядно легче.

Создатели рам работают со сталью на протяжении более века по многим причинам, но одна из самых главных — это долговечность материала.

Сейчас можно видеть стальные велосипеды, созданные от 50 до 100 лет назад, которые до сих пор катят по улицам — сталь доказала свою ценность в качестве «пожизненного» материала. Карбон? Совсем не то.

Вы когда-нибудь ездили на старой карбоновой раме-монокок с десятками тысяч пройденных километров? «Лапша на уши», – вот всё, что вы подумаете, если вам кто-нибудь скажет нечто подобное.

Я отчетливо помню радостное выражение на лице моего приятеля, когда он получил свою новую раму Team CSC Cervelo Soloist — это был самый счастливый день в его жизни, в жизни начинающего гонщика.

Но эта радость была ничто, по сравнению с его полным унынием по возвращении с гонки, в которой он упал и сломал эту совершенно новую раму прямо на подседельной трубе. 2500 долларов на ветер только потому, что труба упала на чужой руль под неудачным углом.

Стальная рама усмехнулась бы от одной только мысли об этом.

А если вы человек, у которого больше мышц, чем здравого смысла, вообще нужно держаться подальше от карбона. Стальная рама, без сомнения, сможет справиться с чрезмерной затяжкой болтов, но чуть перетяните кронштейн переднего переключателя или хомут подседельного штыря на карбоновой раме и — готова трещина, услышав звук которой, вам захочется сунуть свою голову в тиски и затянуть.

Кроме того, будьте очень осторожны при погрузке карбонового велосипеда сзади в автомобиль. Один выступающий объект тупой формы может сделать вашу новую карбоновую машину за 5 000 долларов хромее, чем скаковая лошадь с порванным сухожилием.

Что вы купите за одинаковую сумму: сделанную под заказ индивидуальную раму, подогнанную под ваш точный рост и вес, которая создана с любовью и тщательной проработкой мастером по металлу, или серийную раму, одну из тех, что, как на швейной машинке, строчат на тайваньском конвейере, ничем не выделяющуюся среди тысяч своих сестер-близняшек?

При надлежащем уходе, стальная рама, скорее всего, переживет вас, в то время как карбоновая рама вряд ли переживет задолженность по кредитной карте, в которую вы влезли для ее покупки.

В заключение

Из всех вышеупомянутых причин, самой значимой для меня является долговечность. За велосипед вы выкладываете немалые деньги. На этом велосипеде вы будете ездить каждый день (оптимистично) и пару выходных в месяц участвовать в соревнованиях (ещё более оптимистично).

Если у вас, как и у большинства обычных людей в этом мире, ограниченное количество денег, вы, естественно, хотите велосипед, который будет прочным и надёжным как можно дольше, чтобы, как минимум, когда вы с ним закончите, вы могли бы продать его кому-то ещё с чистой совестью, зная, что он принесёт новому владельцу удовольствие на ближайшие годы.

Владение карбоновым велосипедом в некоторых ситуациях имеет смысл.

Например, если вы получите безумно щедрое предложение от спонсора или вы профессиональный гонщик в команде ПроТура и вам подают на блюдечке бесплатные велосипеды каждый месяц.

В таких ситуациях долговечность теряет актуальность, потому что вы или продадите велосипед после одного сезона, или постоянно ездите на новой раме бесплатно.

Но если ваша цель купить велосипед, который прослужит по крайней мере от 5 до 10 лет, вы просто обязаны присмотреться к стальной раме, которая действительно откроет вам глаза на красоту и практичность стали как добросовестного гоночного материала.

Курт Геншаймер

(Перевод Борис Жуков)

Карбоновая рама для велосипеда: вес, отзывы

Из самолётостроения углеродные материалы постепенно перекочевали в спорт. Редко какой профессиональный велосипедист откажет себе в удовольствии пользоваться велосипедом с карбоновой рамой. Небольшой вес этой конструкции позволяет достигнуть максимально возможной скорости во время соревновательной гонки.

Нужен ли карбон любителю?

На волне увлечения здоровым образом жизни и спортом возник вполне логичный интерес любителей велоспорта к профессиональным моделям велосипедов. У этой погони за лёгкостью есть свои преданные поклонники и яростные противники – просторы сети буквально кипят горячими спорами и поиском аргументов за и против!

Из достоинств этого материала, замеченных профессионалами и любителями, отмечается:

крайне низкая склонность к деформации;
достаточная упругость (максимально комфортен для ездока на ухабах и кочках);
необычайно малый вес (меньше алюминиевых аналогов на 20%, а стальных на 40%);
при ударной нагрузке разрушение происходит без пластической деформации, что снижает вероятность получения серьёзной травмы человеком;
поразительное отношение прочности материала к его весу (по заверениям производителей каждый квадратный сантиметр способен выдержать нагрузку в 70 тонн);
эстетичность внешнего вида;
низкая склонность к нагреванию.

Есть и своя «ложка дёгтя». Карбон:

чувствителен к солёной среде (но есть виды этого материала с особой технологией обработки, применяющиеся в водном спорте);
непрактичен при восстановлении сильно повреждённых деталей (низкая ремонтопригодность в отдельных случаях);
отличается высокими ценами и продолжительностью технологических процессов при изготовлении.

Особые нарекания у любителей вызывают случаи поломок карбоновых рам и других деталей. В то же время, такая статистика не ведётся профессионалами.

Эксперты сходятся во мнении, что к сложным поломкам приводит использование велосипеда в туристических целях по бездорожью.

В таких условиях выйти из строя может любой байк! Достаточно вспомнить, что так же «легко» ломаются (деформируются и гнутся) алюминиевые и даже стальные рамы.

Спортсмены придерживаются других правил эксплуатации – в основном они передвигаются на относительно небольшие расстояния и по специально подготовленной трассе, делая упор на высокие скорости. В этой сфере применения карбон идеален – это лучший выбор для профессионального гонщика. Велосипед практически невесом, хорошо амортизирует и отличается долговечностью.

Особенности выбора

Для непрофессионалов особый интерес могут представлять два типа велосипедов, выполненных с использованием углеродного волокна:

Шоссейный карбоновый велосипед.

Шоссейный – подходит для неспешной или скоростной езды по специально подготовленной трассе (например, велосипедной дорожке).

Считается одним из лучших тренажёров, поддерживающих в тонусе все группы мышц.

Преодолеть большие расстояния и получить наибольшую пользу для организма с таким велобайком просто и приятно, что ценится как профессиональными спортсменами, так и любителями.

Горный карбоновый велосипед .

Горный – особая модель, предназначенная для езды по пересечённой местности. Более широкие колёса и особая геометрия рамы позволяют без проблем справляться с перепадами высот. В то же время такие велосипеды достаточно универсальны.

В нише моделей для начального уровня катания практически нельзя обнаружить велосипеды с карбоновой рамой. А вот среди кросс-кантрийных байков или полноценных велосипедов для горного катания есть модели из карбона.

Хотя производители всё ещё достаточно часто отдают предпочтение проверенной годами классике – алюминию с баттингом (переменной толщиной стенок), инновационные модели на рынке тоже присутствуют.

Цена вопроса

Выбор велосипеда, целиком изготовленного из углеродного волокна, или имеющего отдельные карбоновые детали, для многих осложняется высокой стоимостью такого агрегата.

Ценовая категория в среднем от 1 900 до 4 500 долларов.

Но, по отзывам любителей, велосипед стоит своих денег. Ведь стремление к облегчению веса собственных велосипедов стало настоящим пристрастием для многих. И чтобы удовлетворить такие потребности, люди готовы заплатить любые суммы.

Как собрать карбоновый велосипед

Любители технических тонкостей и самих велосипедов, неоднократно ремонтировавшие велобайки, имеют прекрасную возможность собрать сверхлёгкий велосипед своими руками. При этом можно руководствоваться инструкциями в интернете, опираясь на собственный опыт и подсказки разбирающихся в вопросах модернизации знакомых. Модернизация будет менее накладна для семейного бюджета.

Чаще всего меняют:

колёса – 250-500 долларов за пару;
раму – 280-380 долларов;
обод – 100-150 долларов за пару;
сиденье – 45-60 долларов;
руль – 50-100 долларов;
вилку – 70-100 долларов.

Цена решения вопроса во многом определяется брендом и моделью имеющегося велосипеда. Стоит отметить, что подавляющее большинство такой продукции выпускается китайскими производителями, получившими патент. Но это не значит, что качество приобретённой детали будет низким.

Средний вес современного велосипеда, изготовленного из карбона, составляет 900 грамм. Достичь такого поразительного результата самостоятельно не получится. Но модернизированный велобайк определённо полегчает и порадует новыми качествами своего хозяина.

Алюминиевый или карбоновый велосипед?

Сделать однозначный выбор при подобном сравнении достаточно сложно – у каждого владельца велосипеда есть свои «фавориты» и твёрдые основания для таких предпочтений.

Этот традиционный спор неоднократно пытались решить проведением краш-тестов, которые показали, что углеродные волокна при одинаковых механических (ударных) нагрузках превышают алюминий по прочности примерно в 2 и больше раз.

Превосходство карбона наблюдается и по весу – он находится в лёгкой весовой категории. Алюминий на 20% тяжелее.

Немаловажный фактор – особенности эксплуатации. Без их учёта все аргументы, касающиеся веса и прочности, будут неполными.

Углеводород или карбон – профессиональный материал, выигрывающий именно при спортивном катании, где большую роль играет общий вес гоночного велосипеда. Для бытового использования по ряду отзывов больше подходит алюминий.

Он значительно дешевле, достаточно прочен, но при этом проигрывает в долговечности. Средний срок эксплуатации составляет в среднем 6-10 лет (этот показатель зависит от интенсивности использования).

Также, по мнению пользователей, небольшие повреждения карбона достаточно легко исправить с помощью эпоксидной смолы и стекловолокна. Чего не скажешь об алюминии, требующем сварки в случае ремонта. Но даже сварка не всегда сможет помочь – металл устаёт со временем.

Основная сложность выбора карбоновой модели – отсутствие надлежащей международной маркировки. В стремлении сэкономить, можно приобрести подделку, гарантировать качество сборки которой никто не может. Ну а чему отдать предпочтение – алюминию или карбону, решать только вам.

Автор статьи — Марина Косенко [Filaris]

Прочностные характеристики карбоновой велосипедной рамы

ПодробностиПросмотров: 23469

Такой показатель как легкость рамы считается вторичным требованием, так как чрезмерное витвейнерство (погоня за лёгкостью) ведет к тому, что велосипедная рама теряет свои прочностные характеристики, вследствие чего страдают ходовые свойства.

Не столь важными, но все же необходимыми качествами, которыми еще должна обладать рама, являются:

виброгашение – способность амортизировать толчки и поглощать вибрации во время езды, не перенося их на организм велосипедиста;
ремонтопригодность – возможность выполнять ремонтные работы по истечению гарантийного периода, так как стоимость рамы достаточно высокая, а основная нагрузка приходится именно на нее.

Благодаря своим физическим свойствам, такой материал как карбон идеально подходит для изготовления велосипедных рам, так как прочность карбоновых нитей намного выше, чем прочностные характеристики алюминиевых сплавов.

К тому же карбон – это ткань, что позволяет, при производстве велосипедных рам, задавать такое направление волокнам которое необходимо в соответствующем месте рамы, для повышения прочности и упругости.

Например: верхние перья работают на сжатие, следовательно, карбоновые нити укладываются вдоль, это способствует в несколько раз превзойти прочностные показатели алюминиевых рам и одновременно сделать ее легче.

Но в таком случае сопротивление к поперечным нагрузкам будет понижено, что является приемлемым, так как воздействие таких нагрузок на верхнюю трубку перьев не поступает при езде на велосипеде.

Рамы из алюминиевых сплавов проигрывают в прочности конструкциям из карбона, из-за физических свойств металлов, для которых характерно сохранять свою молекулярную структуру во всех направлениях (исключениями являются сложные сплавы, которые не используют в велостроении). Также карбон позволяет комбинировать несколько слоев волокон, различного направления, что дает возможность повысить практичность уязвимых участков рамы.

Виброгашение и жесткость карбоновой рамы

Жесткость – это способность материала деформироваться в зависимости от прикладываемой к нему силы, не изменяя свои физические размеры. Другими словами, чем меньше жесткость, тем больше гибкость и пружинистость материала.

Руководствуясь одним лишь показателем – жесткостью, алюминиевые сплавы были выбраны для производства велосипедных рам.

Казалось бы, использование алюминия облегчает раму, но стальные рамы имеют такой же вес, так как выполнены из более тонкой трубы.

Например, всемирно известная фирма Colnago все еще производит легкие, стальные велосипеды шоссейного типа, конкурируя с алюминиевыми и карбоновыми велосипедными рамами.

Показатели жесткости у алюминия выше, чем у стали, поэтому, при нагрузке, алюминиевая рама деформируется меньше чем стальная, благодаря чему показатели разгона и управления выше, но способность поглощать вибрацию, во время передвижения, почти нулевая. Стальная рама буквально пружинит на дороге в отличие от алюминиевого сплава. Используя алюминиевую раму, велосипедист принимает на себя все удары, которые не смогли поглотить резиновые покрышки.

Карбоновые рамы имеют высокий показатель виброгашения благодаря своей тканевой структуре.

В процессе производства такой рамы, волокна карбона пропитывают специальной вязкой смолой, которая позволяет рассеивать энергию при деформации по всей конструкции.

Правильно расположенные карбоновые нити позволяют получить отличные показатели виброгашения и упругости, что совершенно невозможно используя алюминий.

Разработчики карбоновых велосипедных рам изобрели дополнительный способ гасить вибрации – тормозной каллипер сместили на нижнее перо, что позволило сделать верхние перья равными по размеру, и заложили в них способность амортизировать толчки. Некоторые фирмы по производству рам делают верхние перья немного изогнутыми, чтобы они выполняли функцию рессор.

За счет хорошей гибкости, карбон применяется в велостроении уже несколько десятилетий.

Например, такие мировые компании как Cannondale и Orbea использовали карбон в безшарнирных двухподвесных рамах, где нижние или верхние перья были гнущимися.

Способность карбона выдерживать большое количество циклов нагружения и не деформироваться, дает возможность увеличит амортизирующую способность рамы и одновременно снизить вероятность поломки.

Уровень виброгашения влияет не только на комфортные условия эксплуатации велосипеда, но от этого так же зависит здоровье позвоночника и спины велосипедиста в целом.

Вес карбоновой рамы

Несмотря на то, что карбоновые рамы прочнее алюминиевых и стальных рам, они еще и намного легче. Средний вес рамы из карбона составляет примерно 1150-1300 гр., облегченный вариант – 900 гр. Самые легкие алюминиевые рамы имеют вес 1300-1400 гр. Следовательно, карбоновые рамы намного легче самых облегченных типов рам из алюминия.

Практичность карбоновых рам

Важным фактором в выборе карбоновой рамы является ее надежность. В начале выхода на рынок рам из карбона, был миф о том, что карбон ненадежен и со временем трескается, в надежде снизить их конкурентоспособность.

Можно провести такой опыт: взять смолу ЭД-20, отвердитель, пластификатор, смешать в таких пропорциях – 2-1-1, по поверхности полученного материала, после застывания, наносят удар топором, топор влипает в смолу, не образуя при этом трещин.

Рамы из карбона может разрушиться из-за чрезмерных нагрузок, на которые она не рассчитана. Карбоновые волокна отделяются одна от другой, образуя неглубокие канавки, напоминающие трещины. Причём этот процесс довольно продолжительный, и чтобы рама полностью разрушилась, необходимо прикладывать очень большие нагрузки, с которыми не справится никакой другой материал.

Эти трещины в карбоновых рамах образовываются на протяжении длительного времени использования велосипеда, но вполне безопасно ездить и на нём с незначительными трещинами.

Если небольшие разрывы в карбоновой структуре не увеличиваются, то ремонтные работы можно отложить, но лично я не советую сильно затягивать с ними.

Многие велосипедисты, которые использую карбоновую раму, ездят на треснувших или заклеенных рамах.

Алюминиевые рамы весом более 2 кг действительно трескаются и ломаются реже, чем карбоновые, но дело в том, что толщина трубок в таких рамах очень большая и соответственно вес от 15 килограмм и больше.

Что касается облегченных рам из алюминиевого сплава с тонкими трубками, то здесь число поломок и трещин очень высокое.

Основным минусом алюминиевой рамы является ее физическая структура, из-за которой трещина распространяется по сварному шву, от одного края к другому, что разрушает целостность всей конструкции.

Большой неприятностью будет, если алюминиевая рама треснет на большом расстоянии от дома или ближайшего населенного пункта, потому как у алюминия нет точно выраженного порога усталости, что означает – рама с пробегом 3-5 тысяч километров может дать трещину в любой момент. Карбон в свою очередь имеет высокий показатель надежности при циклической нагрузке.

Ремонтноспособность карбоновых рам

Данное качество является очень важным, так как любая трещина на раме, сделанная из карбона, заклеивается без больших усилий и затрат. Отремонтировать карбоновую раму возможно даже не прибегая к использованию специальных условий.

Для ремонта достаточно иметь эпоксидную смолу и стеклоткань, всё это можно найти в магазинах.

Так же раму можно отремонтировать до полного восстановления в специальных ремонтных веломастерских за вполне приемлемую сумму, их можно найти в интернете.

Алюминиевые рамы можно отремонтировать с помощью сварки, но для этого необходимо:

специальные условия;
баттированные тонкостенные трубки очень сложно заварить;
теряется смысл ремонта – алюминий накопил усталость и может образоваться новая трещина, как по шву, так и в другом месте.

Небольшой видео-ролик с тестами алюминиевой и карбоновой велосипедных рам:

Как делают карбоновые велосипеды?

Что такое карбон и почему его используют для производства велосипедов?

Карбон или углеродное волокно – это тонкие нити, состоящие в основном из атомов углерода. Карбон более жесткий при меньшем весе, чем почти любой другой материал. В отличие от металла, жесткость углеродного волокна можно точно регулировать для разных деталей велосипедной рамы. Металлы же обладают одинаковыми свойствами прочности и жесткости вдоль любой оси материала.

Этапы производства

1. Производство волокна

Для получения углеродного волокна, химические или органические волокна, например, вискозу, поддают термической обработке в несколько этапов при температуре от 250 °C до 3000 °C. После чего, остаются преимущественно атомы углерода, по структуре напоминающие графит. Атомы формируют углеродные кристаллы, выровненные по длинной оси. Это придаёт материалу высокую прочность.

Наиболее важными факторами, определяющими физические свойства углеродного волокна, являются степень карбонизации (содержание углерода, обычно более 92%) и ориентация углеродных лент. Волокна выпускаются с широким спектром кристаллических и аморфных содержаний для разных условий использования.

90% мирового производства углеродного волокна находится в руках всего 6 компаний: Toray, Toho Tenax, Mitsubishi Rayon, Zoltek, Hexcel и Cytec. Производственные мощности этих компаний находятся в Азии.

Все производители карбоновых деталей для велосипедов, независимо от цены конечного продукта, начинают с одинакового сырья.

2. Обработка волокна. Плетение тканей, ниток, нарезка

Несколько тысяч углеродных волокон формируют в нити, которые можно использовать сами по себе или сплести из них ткань. Велосипедные рамы в основном делают из листов углеродной ткани. Для производства карбоновых педалей используют резаные короткие волокна. Карбоновые нити в велосипедном производстве используют довольно редко.

Существует много видов плетения углеродной ткани, но для велосипедных рам в основном используют материал с волокнами выложенными в одном направлении. Перекрестное плетение, которое вы видите на некоторых рамах сделано для красоты на верхнем слое.

Почти весь углерод, предназначен для аэрокосмической промышленности (общий объем углерода, используемый всеми производителями велосипедов в год, меньше, чем у трех Boeing 787 Dreamliners).

3. Создание композитов

Карбоновые волокна – это только половина истории. Другая, не менее важная, составляющая карбоновых деталей это – эпоксидная смола.

Листы карбона пропитывают эпоксидной смолой для создания композитного материала, так называемого препрега. Сами по себе листы довольно хрупкие и склонны к растрескиванию.

Смола выполняет две задачи. Во-первых, она удерживает углерод вместе – как отдельные волокна внутри слоя, так и слои между собой. Во-вторых, смола добавляет прочность и долговечность. Она слегка пластична, и деформируется под воздействием, чтобы помочь поглощать резкие удары, например, при падении или ударе камнем.

4. Формирование изделия

Большинство карбоновых велосипедов производятся путем размещения разного количества слоев углеродной ткани вокруг твердой модели внутри пресс-формы. Нагрев пресс-формы разжижает смолу и формирует препреги в форму рамы.

Карбоновые велосипеды могут содержать до 500 кусков препрегов, собранных в 40 или более слоев, часто сочетающих разные сорта углеродного волокна. Некоторые куски материала могут быть длинными, как нижняя трубка рамы, а другие размером со спичечный коробок.

Листы углеродной ткани кладут в разном направлении, тем самым регулируя жёсткость. Некоторые части рамы могут иметь всего 4 слоя ткани, другие в 10 раз больше.

Используя жесткий карбон в одних местах и более мягкий в других, инженеры могут адаптировать предназначение велосипеда. К примеру, рамы эндуранс велосипедов, лучше поглощают вибрации, а гоночные модели — более жесткие.

Все карбоновые рамы сделаны вручную. Отдельные слои углеродной ткани вырезаются с помощью станка управляемого компьютером, но это пожалуй единственный автоматизированный процесс в производстве: рама из углеродного композита или другая деталь должна быть собрана в форму точно в соответствии с графиком укладки, который пока невозможно автоматизировать.

Часто детали рамы делают отдельно, а затем склеивают – это популярный способ среди производителей рам под заказ.

Горные велосипеды – лучшие модели 2020 года

Горные велосипеды востребованы среди профессиональных спортсменов и у тех, кто хочет колесить по бездорожью. В связи с развитием велоиндустрии появились множество моделей с разными техническими характеристиками.

Как выбрать подходящий вариант, какие вошли в рейтинг лучших горных велосипедов – об этом пойдет речь далее.

Виды горных велосипедов

Горный велосипед – это велотранспорт, который предназначен для катания по бездорожью и ровной местности. В среднем его вес колеблется в пределах 6-20кг в зависимости от разновидности и навесного оборудования. Основные признаки устройства – прочные колеса, тонкая рама трапециевидной формы, приподнятая каретка, мягкая амортизационная вилка. Также присутствует цепная передача с переключением скоростей.

На рынке представлены разные виды горных велосипедов. Все они отличаются по таким показателям, как диаметр колес, геометрия и конструкция рамы, сплав, число передач и ход амортизаторов. Итак, выделяют следующие типы велосипедов в зависимости от вида езды:

Кросс-кантри – отличаются небольшим весом, прочной и легкой рамой. Имеют более низкую посадку, оснащены навесным оборудованием высокого уровня.
Велотриал – имеют мощные тормоза, прочную малой ростовки раму. Часто в такой конструкции отсутствует седло и крылья. Велосипеды предназначены для преодоления препятствий, выполнения разных трюков.
Даунхил – оснащены 2-мя длинноходными амортизаторами и мощными тормозами, тяжелой рамой. Используются для скоростного спуска с гор.
Фрирайд – это универсальные велосипеды, их можно применять фактически в любой дисциплине.

На что обратить внимание при выборе

Материал рамы. Современные велосипеды оборудованы алюминиевыми, карбоновыми, стальными и титановыми рамами.

Стальные. Такая конструкция отличается прочностью. Хорошо гасит вибрацию и удары. Имеет небольшую цену и хороший накат. Минусы – большой вес и подверженность коррозии.
Алюминиевые. Устойчивы к коррозии, легче всех остальных типов. Такая рама позволяет велосипеду с легкостью подниматься в гору, быстро набрать скорость. Минус – менее износостойки, передают вибрацию, накапливает «усталость металла».
Титановые. Такие конструкции достаточно прочные и долговечные, хорошо поглощают удары и вибрацию. Титановые рамы соединяют преимущества стальных и алюминиевых. Минус – высокая цена.
Карбоновые рамы. Отличаются надежностью и долговечностью. Здесь речь идет о качественном карбоне, дешевые варианты, наоборот, служат недолго.

Количество скоростей. Необходимый параметр для горного велосипеда, поскольку ездить придется по ровной поверхности и в гору под разными углами. Чем больше передач, тем шире возможности. В детских моделях показатель ниже, чем во взрослых. Диапазон скоростей может варьироваться от 18 до 30.

Диаметр колес. Классический диаметр колес – 26см. Также присутствуют модели 24см, 27см, 28см, 29см. Для подростка подойдут велосипеды с 24-дюймовыми колесами, для высокого роста – 26-29.

Амортизаторы. Выделяют модели с одной амортизационной вилкой и с полным подвесом. Первый тип устройств снижает усталость рук и облегчает управление. Он подойдет для непродолжительных поездок в городской зоне. В зависимости от предназначения велосипеда вилки могут иметь разный ход. Для кросс-кантри он должен быть 80-100мм, а для даунхилла – не менее 160-200 мм.

Полноподвесный обеспечивает более комфортное управление, подстраивается под условия рельефа дороги. Такой вариант предпочтительнее для опытных велосипедистов, планирующих поездки по пересеченной местности. Но за такое решение пользователю придется доплатить.

Тормоза. Современные горные велосипеды оснащаются ободными и дисковыми тормозами. Первые простые в обслуживании, имеют слабую тормозную мощность и небольшую стоимость. У таких тормозов легко заменять колодки и контролировать уровень износа. Существенный недостаток – износ обода велосипеда.

Дисковые тормоза устанавливаются преимущественно в более дорогие модели. Они делятся на механические и гидравлические. Такие тормоза отличаются высокой тормозной мощностью, стоят дороже. Минус – сложно контролировать износ колодки.

Дополнительные параметры. При выборе обязательно нужно оценить степень удобства – высоту и охват руля, уровень мягкости сидения. Также необходимо обратить внимание на геометрию/подъем рамы, расстояние от сидушки до педалей. Перед покупкой важно не только посидеть на велосипеде, но и проехаться, чтобы понять, как он приспособлен к изменению положению тела.

ТОП товаров

Лучшие недорогие горные велосипеды

1. Stinger Caiman 26

Stinger Caiman 26

Цена: от 11 751 руб.

Модель Caiman 26 от бренда Stinger – простой и надежный горный велосипед начального уровня. Является компромиссным вариантом для катаний по городу и несложной пересеченной местности. Рамка седла и рама изготовлены из стали. Оснащен пружинно-эластромерной вилкой начального уровня с ходом 50мм. В модели предусмотрена регулировка высоты руля и сидения. Торможение происходит с помощью ободных тормозов. Чтобы точно подобрать модель под рост пользователя, производителем предусмотрено несколько размеров рам. Общая оценка – 9 из 10.

Карбоновая рама для велосипеда

Технологии не стоят на месте. В нашем 21 веке из чего только не изготавливают рамы велосипедов! Это различные виды стали, алюминиевые сплавы, магниевые, титановые, карбоновое волокно. С того момента, как рамы велосипедов стали изготавливать из карбона, райдеры разделились на два лагеря: любители этого материала и противники. Давайте разберёмся, какие же свойства присущи карбоновому велосипеду.

Что такое карбон?

Карбоновое волокно – это переплетённые между собой особым образом нити углерода. Эти нити сплетаются по-разному: рогожа, ёлочка и другие типы.

Чтобы получить прочную деталь, ткани из углеродных нитей плетут слоями, причём направление плетения меняется с каждым слоем. Карбон используется там, где необходима лёгкость и прочность.

Органические вещества при производстве карбона проходят сложные технологические процессы, гораздо сложнее, чем при изготовлении металлов. Поэтому карбоновые рамы для велосипедов дороже, чем стальные и алюминиевые.

Раньше инженеры компании Specialized утверждали, что невозможно создать несимметричную карбоновую раму. Однако сомнения рассеялись с появлением Specialized Demo 8 S-Works 650b Carbon

Карбоновая рама

Карбоновую ткань для велосипедной рамы плетут таким образом, чтобы в нужных местах усилить прочность, а в других – облегчить раму, жертвуя прочностью. Усиливают в тех местах, на которые приходится максимальная нагрузка: рулевой стакан, каретка, перья и другое. Верхние перья терпят нагрузку на сжатие, а значит, карбоновое волокно нужно плести вдоль.

Алюминий, вопреки общепринятому мнению, менее прочный, чем карбон. Ударная волна в металле проходит по всему сварному шву, поэтому в местах сварки алюминиевые рамы наиболее уязвимые. У карбона могут появляться канавки между нитями, их необходимо вовремя заклеивать.

Алюминий более жёсткий, поэтому на велосипеде с такой рамой вы будете чувствовать все мелкие неровности дороги. Карбон же, напротив, гасит вибрации, немного деформируется без потери прочности. Дело в том, что при производстве карбон пропитывают смолой, которая при ударе рассеивает энергию по всей раме. При идеально верном расположении и направлении карбоновых нитей упругость такой рамы будет очень высокой. Некоторые производители делают заднее верхнее перо несколько изогнутым, чтобы рама ещё сильнее гасила вибрации.

Компания Cannondale даже выпустила велосипед-двухподвес, у которого не было шарниров. Роль заднего амортизатора выполняли перья.

Чаще всего из карбонового волокна делают шоссейный велосипед, ведь в дисциплине шоссе очень важен вес байка. Минимальной массы велосипеда можно добиться только с помощью карбоновой рамы.

Горный байк часто изготавливают не полностью из карбонового волокна: передний треугольник из карбона, а задний – из алюминия.

Сложно найти недорогие карбоновые рамы. Производство такой рамы – очень сложный процесс, поэтому и стоят они дорого. Если вы всё же нашли бюджетную раму, не рекомендуется её покупать: в ней, возможно, не учтены технологии, поэтому она может быстро сломаться.

Велосипедные рамы из карбона хороши в плане ремонтопригодности. Если сравнить с тем же алюминием, то его сложно варить, да и если уж металл накопил усталость, значит, новых трещин не миновать. Чтобы заклеить карбоновую раму, нужна лишь стеклоткань и эпоксидная смола.

Есть у карбона один недостаток: из-за перетянутых болтов рама со временем может треснуть. Поэтому затягивать болты на такой раме нужно только динамометрическим ключом.

Складной велосипед из карбона вы вряд ли найдёте: нет никакого смысла облегчать такие байки.

Достоинства

Хорошая усталостная прочность.
Амортизирует мелкие неровности.
Низкий вес.
Ремонтопригодность.
Долговечность.

Недостатки

Стоимость.
Отсутствие возможности поставить велосипедный багажник, а значит, нельзя ездить в длительные походы.
Нельзя перетягивать болты.

Типы карбонового волокна

Рамы из карбона плетутся несколькими различными способами.

Это волокно лучше всего увеличивает прочность и снижает массу велосипеда. Благодаря специальному расположению и размеру карбоновых слоёв, идеально подобрано соотношение жёсткости и прочности. Если вам нужна максимальная прочность, то это волокно подойдёт именно вам.

Характеристики:

Модуль упругости = 126 Гпа
Предел прочности = 2450 Мпа

HMX-SL

Здесь чувствуется рука нанотехнологов. Нанотрубы из карбона пропитаны эпоксидной смолой. Рама усилена волокном T1000G, которое очень прочное на растяжение. Оно даже используется в изготовлении космических кораблей. Эта лёгкая рама не только прочная, но и в меру жёсткая.

Это карбоновое волокно используется только инженерами компании Scott. Оно на 20% более жёсткое, чем другие виды карбона, без потери веса. Это самое высокотехнологичное волокно из всех. Стоимость рамы из HMX в три раза больше, чем из HMF.

Характеристики:

Модуль упругости = 154 Гпа.
Предел прочности = 2950 Мпа.

Волокна HMX тоньше, чем HMF, поэтому раму из первого можно сделать намного легче и прочнее, чем из второго.

Распространённые мифы о карбоне

1. Велосипед из карбонового волокна плохо выдерживает точечные удары, нанесенные камнями и другими предметами.

На самом деле невозможно так просто взять и сломать карбоновую раму камешком. Чтобы это произошло, нужно подвергать её постоянным чрезмерным нагрузкам. Недаром этот материал используют в авиастроении, в том числе и при производстве военных самолётов. Даже от пуль карбон не сразу придёт в негодность.

В общем, если приложить к алюминию нагрузку, при которой сломалась карбоновая рама, он просто сложится, и его невозможно будет отремонтировать.

Шоссейный велосипед может сломаться с первого падения, ведь в этих типах гонок спортсмены развивают огромную скорость. Никакой карбон не выдержит таких колоссальных нагрузок. На них, кстати, даже высокопрофильные обода изготавливают из карбона.

2. При повреждении карбоновых волокон раму можно выбросить.
Карбон очень легко подвергается ремонту! Это обходится даже дешевле, чем ремонт алюминиевых и стальных труб. На повреждённый участок накладывается специальный бандаж с использованием эпоксидной смолы.

Если повредилось место, где нельзя наложить бандаж, например, маленькие зазоры, куда сложно даже руку просунуть.

Чтобы рама дольше вам прослужила, сразу после покупки оклейте её защитной плёнкой.

3. От ультрафиолета и тепла карбон теряет свои свойства.

Это не так. На углеродные волокна солнечное излучение и высокая температура не влияют вообще никак. Температура плавления карбона находится в районе 1000 градусов по Цельсию, а до этой температуры материал никаких физических изменений не испытывает.

С другой стороны, эпоксидные смолы не стабильны при повышенной температуре. Но я не думаю, что вы катаетесь по улице при +60-100 градусах по Цельсию, поэтому ничего со смолой не произойдёт.

4. На карбоне нельзя кататься в холодное время года.

Этот материал используют также при изготовлении лыж. Если бы карбон менял свои свойства при холодной температуре, то его бы и не использовали в производстве инвентаря для зимних видов спорта.

Стоит ли рисковать при покупке дешёвой рамы из углепластика?

В таком случае лучше купить металлическую раму. Кто знает, какие технологические процессы происходили при изготовлении карбоновой рамы. Вполне возможно, что всё производство было нарушено. Ведь прокладывание слоёв требует точности и правильности исполнения. Иначе велосипед не получит нужных положительных качеств.

Отзывы о дешёвых китайских рамах неутешительные: в Интернете море фотографий треснутых и поломанных рам. Лучше не рисковать своим здоровьем и купить за те же деньги хорошую алюминиевую или стальную раму.

Итак, мы выяснили, что углепластик – современный материал, из которого можно сплести множество различных деталей. Из него делают не только рамы. Сейчас уже и переключатели, и манетки, и рули, и подседельные штыри производят из карбона. Будущее за углепластиком, ведь он по всем параметрам обходит своего ближайшего конкурента – алюминия.

Основные требования велосипедной рамы

Велосипедная рама должна быть надежной и прочной. Расположение прочностных показателей по раме должны находиться в соответствии с характером нагрузки на нее, например, верхние перья работают на сжатие, нижние на изгиб. Такой показатель как легкость рамы считается вторичным требованием, так как чрезмерное витвейнерство (погоня за лёгкостью) ведет к тому, что велосипедная рама теряет свои прочностные характеристики, вследствие чего страдают ходовые свойства. Не столь важными, но все же необходимыми качествами, которыми еще должна обладать рама, являются:

виброгашение – способность амортизировать толчки и поглощать вибрации во время езды, не перенося их на организм велосипедиста;
ремонтопригодность – возможность выполнять ремонтные работы по истечению гарантийного периода, так как стоимость рамы достаточно высокая, а основная нагрузка приходится именно на нее.

Виброгашение и жесткость карбоновой рамы

Руководствуясь одним лишь показателем – жесткостью, алюминиевые сплавы были выбраны для производства велосипедных рам. Казалось бы, использование алюминия облегчает раму, но стальные рамы имеют такой же вес, так как выполнены из более тонкой трубы. Например, всемирно известная фирма Colnago все еще производит легкие, стальные велосипеды шоссейного типа, конкурируя с алюминиевыми и карбоновыми велосипедными рамами.

Показатели жесткости у алюминия выше, чем у стали, поэтому, при нагрузке, алюминиевая рама деформируется меньше чем стальная, благодаря чему показатели разгона и управления выше, но способность поглощать вибрацию, во время передвижения, почти нулевая. Стальная рама буквально пружинит на дороге в отличие от алюминиевого сплава. Используя алюминиевую раму, велосипедист принимает на себя все удары, которые не смогли поглотить резиновые покрышки.

Карбоновые рамы имеют высокий показатель виброгашения благодаря своей тканевой структуре. В процессе производства такой рамы, волокна карбона пропитывают специальной вязкой смолой, которая позволяет рассеивать энергию при деформации по всей конструкции. Правильно расположенные карбоновые нити позволяют получить отличные показатели виброгашения и упругости, что совершенно невозможно используя алюминий.

Разработчики карбоновых велосипедных рам изобрели дополнительный способ гасить вибрации – тормозной каллипер сместили на нижнее перо, что позволило сделать верхние перья равными по размеру, и заложили в них способность амортизировать толчки. Некоторые фирмы по производству рам делают верхние перья немного изогнутыми, чтобы они выполняли функцию рессор.

За счет хорошей гибкости, карбон применяется в велостроении уже несколько десятилетий. Например, такие мировые компании как Cannondale и Orbea использовали карбон в безшарнирных двухподвесных рамах, где нижние или верхние перья были гнущимися. Способность карбона выдерживать большое количество циклов нагружения и не деформироваться, дает возможность увеличит амортизирующую способность рамы и одновременно снизить вероятность поломки.

Вес карбоновой рамы

Практичность карбоновых рам

Теоретически, образование трещин в карбоновой раме возможно лишь в смоле, которая выполняет роль связующего вещества. Но нынешние смолы имеют достаточно большую вязкость, что полностью исключает образование трещин. Можно провести такой опыт: взять смолу ЭД-20, отвердитель, пластификатор, смешать в таких пропорциях – 2-1-1, по поверхности полученного материала, после застывания, наносят удар топором, топор влипает в смолу, не образуя при этом трещин.

Рамы из карбона может разрушиться из-за чрезмерных нагрузок, на которые она не рассчитана. Карбоновые волокна отделяются одна от другой, образуя неглубокие канавки, напоминающие трещины. Причём этот процесс довольно продолжительный, и чтобы рама полностью разрушилась, необходимо прикладывать очень большие нагрузки, с которыми не справится никакой другой материал.

Эти трещины в карбоновых рамах образовываются на протяжении длительного времени использования велосипеда, но вполне безопасно ездить и на нём с незначительными трещинами. Если небольшие разрывы в карбоновой структуре не увеличиваются, то ремонтные работы можно отложить, но лично я не советую сильно затягивать с ними. Многие велосипедисты, которые использую карбоновую раму, ездят на треснувших или заклеенных рамах.

Алюминиевые рамы весом более 2 кг действительно трескаются и ломаются реже, чем карбоновые, но дело в том, что толщина трубок в таких рамах очень большая и соответственно вес от 15 килограмм и больше. Что касается облегченных рам из алюминиевого сплава с тонкими трубками, то здесь число поломок и трещин очень высокое. Основным минусом алюминиевой рамы является ее физическая структура, из-за которой трещина распространяется по сварному шву, от одного края к другому, что разрушает целостность всей конструкции.

Г од назад, после аварии (когда меня сбило на перекрестке встречное авто) я открыл ящик Пандоры. Да. Один раз стоит собрать велосипед с нуля и это занятие становится манией =). Вот и этой зимой я затеял “улучшайзинг” и сейчас то и дело бегаю на почту за детальками. Но в этом посте речь пойдет о том первом опыте сбора. Где, что, за сколько + впечатления от китайского карбонового фреймсета и общая база по сборке. Предупреждаю: включен режим “Зануда”, очень много букв!

Почему китайская карбоновая рама? Потому что погибший велик протащили под днищем и переехали. Рама погнута, вилка и многое другое в хлам. Но кое-что цело и покупать новый было слишком расточительно. Велик был циклокроссовый (грубо говоря это шоссейник с дисковыми тормозами). И похожих алюминиевых фреймсетов не найти. То что продается у нас в магазинах – это или рамы bmx, или дорогие спеши с шестизначным ценником. А на e-bay основная масса фреймсетов – это именно китайский карбон (и стальное ретро под клещевые тормоза).
Курс usdrub был тогда дичайший, но прежде чем бегать покупать обвес надо было купить раму с вилкой. Весна близилась. Так что за якорь и фреймсет с курьерской доставкой я отдал 45т.р. Полное название: Full Carbon Cyclocross Bike Frameset 53cm BSA Disc Brake Rear Spacing 135mm. Продавец ICAN. Что интересно, через несколько месяцев в письмах и квитанциях с ебэя название продавца переменилось на carbonwheels1984. Когда покупал в обоих этих магазинах был схожий ассортимент. Есть ещё IMust. Может и ещё другие ещё. Может они мутят это ради отзывов, не знаю. Короче завод один (кстати нашел даже сайт завода то ли через велопитер, то ли через веломанию) а продавцы разные и не очень =). Сейчас такой фреймсет стоит 28т.р. + 4 за доставку. Есть и подешевле, но это не тот случай когда стоит сильно экономить. Для чайников пробегусь по названию. 53см это длина подседельной трубы (читай размер рамы). BSA – тип кареточного стакана. Есть BSA, есть BB30 (вроде кзнондейловский), PF30. В одни стаканы каретки вкручиваются, в другие впрессовываются подшипники. Disc Brake – под дисковые тормоза. Крепления для дисковых и V-brake отличаются кардинально. Ну и 135 мм это расстояние между задними перьями. Кстати, после заказа со мной связался продавец, написал что у них не осталось под BSA, извинился и сказал что они могут впрессовать BSA в одну из рам под другую каретку. Меня это вполне устроило. Через месяц курьер привез фреймсет. Поставил вынос меридовский для фото, чтоб вилка не выскакивала. Весит карбоновая рама с вилкой полтора кг с хвостиком. Алюминиевая весила вроде 2.5-3 кг (правда я взвешивал с обломанной вилкой).

Провода идет внутри рамы. Советую не вынимать сразу и не выкидывать продетые изготовителем полые трубочки. С их помощью удобно продевать тормозной тросик и тросики переключателей. Вставляете тросик в трубочку как можно дальше, потом вытаскиваете трубочку с другого конца вместе с тросиком. При замене тросиков так же можно надеть трубочку на тросик как можно дальше и затем вытащить тросик, чтоб у вас в раме всегда была или трубочка, или тросик. Это всё-таки не носки штопать, трудно будет попасть в отверстие вслепую. Что мне в этой раме не понравилось (подозреваю что это актуально для всех таких рам). Так называемые “скрытые” тормоза. На фото видно в треугольнике задних перьев крепление для тормоза. Обычно тормоз крепится сверху пера, а не внутри. Этот вариант конечно эстетичнее, но мешает установке некоторых подножек. У меня была на мериде подножка, которая крепилась в двух местах (к нижнему и верхнему перьям) и её сюда не поставить. Сечение нижнего пера прямоугольное, на нём страшновато затягивать крепление подножки. Подножку придется ставить дальше от колеса, т.к. опять же мешает тормоз и тормозной тросик, выходящий из рамы. Ещё минус (серьезнее подножки) – невозможность регулировки положения тормозного узла. В обычном варианте тормоза крепятся на раму через переходники (отверстия в ушках на раме горизонтальные, а тормоз прикручивается через вертикальные). В переходниках отверстия позволяют чуть двигать тормоз по горизонтали относительно рамы. Тут же тормоз прикручивается непосредственно к раме, и его диагонально не выровнять по тормозному диску. Если понимаете о чем я – понимаете каким это может оказаться геморроем если не повезёт с рамой. Ещё не понравилась вынужденная изогнутость тросика между выходом из пера и тормозом, кажется это несколько ухудшает свободный ход тросика.

Ещё один минус – отсутствие отверстий для крепления багажника по бокам верхних перьев. Из-за этого я планирую собрать ещё один велик ))), но об этом в следующий раз.
Далее я купил:
1 тормозной тросик (100р)
Адаптер подседельного штыря (177р) . В мериде был диаметром 27мм, а для этой рамы нужен 31.6. Адаптер это просто пластиковая прокладка.
Зажим подседельного штыря (1097р). Карбоновые рамы в сечениях естественно толще алюминиевых, так что пришлось покупать в магазине. Цены кусачие.
Дисковый тормоз Tektro (2781р) вместе с ротором. У меня после аварии выжил только один тормоз, но оба ротора пришлось выкинуть. + 1 ротор был в запасе дома. Ротора с креплением на 6 болтов к втулкам (есть ещё шимановский centrlock, там другое крепление).
Обода AlexRims 2шт (4140р) и 30шт ниппелей (240р) . Втулки взял старые. Спицы разогнул. Было страшно, но колеса из всего этого я себе собрал сам =).
Кассета Sram 10ск. (2600р). Числа зубьев не помню, циклокроссовые, наверное 10-28.
Флягодержатель (480р). Совсем уж нубская позиция в этом списке =).
Защитные наклейки (720р). Карбон от сколов надо беречь. Хотя эти наклейки не понравились. Хоть и шли как толстые, но на мериду я клеил намного толще. В итоге просто переклеил многие старые (на перо под цепь и там где тросики трут).
Полноформатные крылья (2358р) фирмы SKS кажется. Ставлю на все велы.
Велокомп VDO m1 (1962р). Честно не понравился в использовании. Предыдущий, раскрошенный в аварии, показывал сразу и время, и скорость. А у этого скорость на весь экран, а что бы посмотреть время надо нажимать кнопочку. Брал проводной, попроще.
Система Shimano Sora (7200р). Жаба задушила конечно, но я хотел именно эту шоссейную, вроде 34-52. У неё ось интегрирована в систему с правым шатуном, а левый шатун затягивается болтом. Это важно =) т.к. с мериды FSA шатун я так и не смог снять с интегрированной оси и пришлось пилить.
Каретка Hollowtech II (1400р). Каретку пришлось поменять тоже, т.к. диаметр осей у систем шимано и FSA совершенно разный. Каретка состоит из двух чашек с подшипниками + прилагается пластиковая вставка между ними. Мне вставка из купленной каретки не подошла (была длиннее и чашки не вкручивались в кареточный стакан полностью) и я взял от fsa.
Ролики для задней перекидки (500р). Ну, это стандартный расходник, так же как и цепь.
Так же пришлось купить и некоторые ключи, новый шлем и фонарик. Всего год назад, после аварии я потратил 79т.р., а только на вел 69т.р. Весь остальной навес остался с мериды. Т.е. манетки, седло, покрышки, руль и так далее.
Рулевой стакан и вилка. Вилка в этом фреймсете коническая, т.е. внутренний диаметр рулевой колонки внизу шире чем сверху. Тип – интегрированная. Т.е. подшипники просто вставляются в стакан.

У меня верхний подшипник выглядывал. Продавец ответил что это нормально.

Тросики я потом укоротил. Тут на фото они как тараканьи усы. Передний переклюк шимано тиагра оставил, предварительно расточив держатель под более толстую карбоновую трубку. Потом заменю. Педали пришлось обеднить. У меня стояли шимановские контактные педали с площадками, чтоб можно было и в обычной обуви катать. Но после аварии в одной напрочь вырвало кое-что, так что площадки я снял с обоих.
Когда приноровился на какой высоте буду ставить вынос, отпилил карбоновый шток вилки на несколько мм ниже выноса. Это для того чтоб якорем можно было хорошенько всё сжать и съесть тем самым эти миллиметры.
Покрышки, кстати, рекомендую. Maxxis Overdrive шириной 40c. Полуслики. С кевларовым волокном. Проколы держат на 10 баллов и никаких “укусов змеи”. Вы б видели что я из них вытаскивал иногда (то что не долезло к камере)! + светоотражайка по бокам. Скоро заберу на почте шоссейные Maxxis Dolomites. Колоться они будут намного больше, но и весят меньше. А эти буду ставить если более 30км ехать. На самом деле у меня будет по отдельному вилсету для каждой пары покрышек =).

Руль шоссейный с тормозными повторителями. Это чтоб в верхнем хвате можно было тормозить. Удобно когда, например, через дворы едешь и смотришь поверх припаркованных машин. Это всё осталось от мериды. На вынос я креплю навигатор. + фонарь на руль. И на руле не остается места под велокомп. Поэтому я хотел сделать вынос для велокомпа. Я уже писал про это. Можно было бы купить на ебэе за 1т.р. но я сделал проще. Пошел с строительный магазин и купил в отделе сантехники держатели для труб подходящего под мой руль диаметра.

2 штурки в упаковке. Одну нащелкнул на руль, а вторую прикрепил к первой соединением как у пазла. Дальше уже стяжками прикрепил держатель велокопа и обмотал всё черной изолентой. Можно менять угол наклона. С руля снимается просто, если нужно вел поставить вверх тормашками.

Вот такой велик получился. Назвал я ей Шакти शक्ति – в прямом переводе с санскрита мощь, сила. Жена или женское воплощение Шивы.

Потом я всё-таки нашел перьевую подножку с креплением только на одно перо (на первом фото). А то без подножки даже сфотографировать – большая проблема. Место крепежа к перу обкладываю (даже на алюминиевых рамах) полосками камеры. Целее будет. Использование обычных подножек, которые крепятся рядом с кареточным узлом, на этих рамах невозможно.
Сезон откатал — рама цела. Сейчас опять принялся за перестройку. Облегчаю, ставлю Sram вместо Shimano, развлекаюсь. А надо бы уже на зимнем велике трансмиссию менять…

Что такое карбон (углепластик)

Карбон — это полимерный композиционный материал из переплетенных нитей углерода, расположенных в матрице из различных полимерных смол.

Толщина углеродных нитей, представляющих тонкие трубочки, практически полностью состоящие из углерода, составляет от 0,005 до 0,015 мм. Получают их с помощью специальной термической обработки искусственных или природных веществ.

Углеродные волокна обладают большой продольной прочностью, т.е. разорвать их очень трудно, а вот боковая прочность у них низкая — они легко ломаются вбок. Именно поэтому прочность любой карбоновой конструкции достигается тем, что разные слои нитей располагаются в те стороны, на которые действуют силы в готовом изделии.

Вторая и не менее важная часть карбона – смолы, главная задача которых удерживать волокна в заданном положении, сохраняя форму изделия. От их типа и качества, зависит,насколько прочно разные слои нитей будут связаны друг с другом и, в конечном счете, физические и эксплуатационные свойства готовых изделий. Смолы могут застывать либо в обычных условиях, либо «запекаться» в специальных печах, что резко повышает качество готовой продукции.

Одним из типов таких смол выступают различные эпоксидные смолы.

Иногда для дополнительного армирования карбона используют каучук. Он придает еще и серый оттенок.

Учитывая особенности этого материала, его очень широко используют во многих отраслях промышленности. В велосипедостроение карбон пришел не так давно, но уже успел прочно занять достойное место. Его используют при изготовлении рам, колес, подседельных штырей, руля и выносов руля, жесткой вилки – т.е. практически всего велосипеда.

Карбоновая велосипедная рама – это сплетенная из стекло- и углеродных волокон конструкция, пропитанная синтетическими смолами и «спеченная» при высокой температуре. За счет направленного плетения конструкция рамы получает нужные прочностные характеристики.

Грамотно спроектированные карбоновые рамы очень хорошо гасят вибрации при поездке именно благодаря своей тканевой структуре. Ехать на такой раме мягко и приятно. Как упоминалось выше, важным элементом при производстве является смола. Именно она рассеивает энергию удара по всей конструкции. Правильно расположенные слои ткани из карбоновых нитей, дают хорошее виброгашение и упругость, которые точно не получишь используя алюминий. Во многом свойства готового изделия зависят от способа его «выпечки». Особые сочетания направлений и количества слоев, состав смол, температуры и давления при нагревании форм практически всегда наиболее охраняемые секреты серьезных производителей. Но еще раз подчеркну – грамотно спроектированные рамы.

Именно поэтому для гонщиков изготавливают индивидуальную раму точно под его вес, индивидуальные особенности тела, посадку и т.д. Стоит она очень дорого, но свою цену окупает.

А вот изготовленная неизвестной китайской фирмой конструкция под усредненного жителя поднебесной, в которой слои укладываются, как придется, пропитываются обычной эпоксидкой и сушатся на глаз, вряд ли выдержит нашего человека, да еще и на наших дорогах. Правда выглядит такой байк очень красиво – этого у китайцев не отнять.

Почему мы говорим только о «китайцах». Дело в том, что производство карбоновых изделий очень вредное. Велосипедные рамы производят вручную, а пары смол и отвердителей, мелкодисперсная пыль при шлифовке готовых изделий быстро убивают здоровье работников. Поэтому их производство в Европе дорогое удовольствие. И хорошая рама не может стоить 200-300 долларов.

Интересное видео о прочности карбоновой и алюминиевой рамы

Карбоновые рамы очень жесткие и прочные, но хрупкие и плохо переносят удары, особенно поперечные, царапины и сколы.

Кстати, для любителей интересных фактов и истории. Первая велосипедная рама с карбоновыми трубами в советском союзе, а возможно и в мире, была изготовлена еще в 1978 году во Всесоюзном научно-исследовательском и проектном институте искусственного волокна и пряжи (ВНИИИВПроект) в подмосковном городе Мытищи.

На жесткость и прочность карбоновой рамы влияют следующие факторы.

Чем меньше используется смолы – тем рама крепче.
Количество слоев. Чем больше слоев, расположенных в разных направлениях, тем прочнее рама.

Металлические вставки в карбоновые велорамы.

Карбон очень вязкий и хрупкий материал и нарезать в нем резьбу невозможно. По крайней-мере на современном этапе развития технологий. Поэтому при изготовлении рамы в нее вклеивают стальные, алюминиевые или титановые бочонки с готовой резьбой, например, для каретки, а в некоторых моделях карбоновые трубы вставляют в стальные соединительные элементы рамы.

Но! Любой из этих металлов и карбон имеют разные коэффициенты расширения при изменении температур (это по законам физики), что особенно актуально для нашей климатической зоны. Из-за этого со временем все вклеенные части отклеиваются и выскакивают, причем, как всегда в самый неподходящий для этого момент. Причем все эти вставки постоянно несут на себе нагрузку (в подседельной и рулевой трубах, в каретке).

Рано или поздно это произойдет, а как относится к рассказам продающих менеджеров, о том, что именно в их велосипедах применяется самый супер-пупер крепкий и секретный клей, и вообще карбон у них изготовлен по космическим технологиям, это уже Ваше дело.

На фотографии видно как раз один из примеров подобной проблемы.

Плюсы велосипедных рам из карбона:

Малый вес, почти как у титановых, иногда даже легче. В серийном производстве вес рам доходит до 1,1-1,5 кг.
Высокая прочность
Возможность изготовить раму любой прочности и формы, вплоть до индивидуальных особенностей. Правда это используется в основном в спортивных дисциплинах.
Полное отсутствие коррозии.

Основные недостатки карбоновых рам:

Только грамотно спроектированная геометрия рамы, причем учитывая вес велосипедиста, правильно подобранное направление слоев волокон, выполненная из качественных материалов сама рама, вилка и задние перья могут неплохо гасить мелкие вибрации. Ехать на такой раме будет достаточно комфортно. В остальных случаях велосипед может оказаться очень жестким, в отличие от велосипеда со стальной рамой, у которого сама сталь по своим физическим свойствам хорошо гасит вибрации во всех направлениях. Подчеркиваю еще раз — велосипед, расчитанный для сто килограммового велосипедиста будет жестким для 70 килограммов.
Если Ваш вес более 100 кг очень серьезно отнеситесь к выбору. Внимательно изучите инструкцию на предмет предельного веса на который рассчитан велосипед. При таких весах ударная нагрузка, даже при съезде с бордюра, особенно регулярно повторяющаяся, ведет к ее разрушению. В таких случаях мы советуем приобретать стальные или алюминиевые велосипеды.
Надежность рамы так же сильно зависит от качества изготовления и продуманности геометрии рамы. В противном случае она может быстро разрушиться.
Высокая цена. Китайцы смогли довести их цену до приемлемых уровней и вытеснили титановые модели, но пока не достигли уровней хороших стальных и алюминиевых моделей.
Хрупкость. Боятся точечных ударов, требуют аккуратного обращения, отсутствия ударов и падений велосипеда. В местах сколов или сильных царапин их крепость нарушается.
Разрушаются сразу и быстро – значительно хуже, чем алюминиевые.
Очень сложно ремонтируются. Некоторые мастера пытаются заделывать «точечные» удары и даже поломки, но эффективность таких ремонтов слишком низкая. Это объясняется тем, что если ремонтировать раму накладыванием карбонового бандажа, то изменится сечение трубы. Соответственно изменятся нагрузки, действующие на нее, а само место ремонта все-равно останется «слабым звеном», которое может «выстрелить» в будущем.
Средний срок службы – всего несколько лет. Это практически самые мало живущие велосипеды, причем, они на порядок дороже стальных.
На велосипеде с карбоновой рамой сложно установить багажник, хотя наши умельцы решают и эту проблему, правда достаточно кустарными методами.

Еще маленький штришок по поводу хрупкости карбона. Если на стальном велосипеде начать туго затягивать болт в креплении подседельного штыря (у нас же народ физически крепкий) – ничего не случится, максимум сорвете резьбу и замените болт. А вот тоже самое сделать на карбоновом подседеле – сразу получите трещину. Кстати, несколько фото о китайских карбоновых подседелах, не выдержавших поперечной нагрузки и сломавшихся во время поездки. Согласитесь, у велосипедиста были не самые приятные ощущения в этот момент.

Видео о плюсах и минусах карбоновых велосипедов

Хочется сделать маленькое замечание по поводу этого видео. Ребята, в качестве примера, говорят о том, что «карбоновые лопасти вертолетов не разрушаются от пулевых отверстий». Замечу на это следующее: Во-первых — лопасти, конечно, не разрушаются, но их сразу же меняют на аэродроме, как только вертолет туда дотянет. И во-вторых – ну там явно не тот же материал, что в велосипедной раме и делают его точно не китайские мастера. Производство авиационного карбона процесс очень кропотливый, сложный и дорогостоящий.

Основная проблема карбоновых рам

В чем, на мой взгляд, основная проблема карбоновых рам? Как ни странно, ни в эксплуатационных характеристиках и даже не в цене. Тот кто решил ее купить скорее всего имеет на это деньги. Настоящая трудность в том, чтобы найти и купить грамотно спроектированную раму из настоящего и качественного карбона, а не из смеси карбонового волокна и стеклопластика.

Почему? В самом начале статьи мы описали что из себя представляем карбон как материал. Само по себе углеродное волокно стоит не дешево, да и правильно подобрать смолы, которыми его заливают, соблюсти всю технологию производства, выложить слой ткани под правильными углами, обеспечивающими оптимальное распределение нагрузок не так просто.

При производстве рамы карбоновые слои вручную накладывают один на другой. Причем нити должны пересекаться под нужным углом. При этом очень много зависит от квалификации работника. Если между слоями, в смоле, остануться небольшие пузырьки воздуха, то при запекании, в раме образуются пустоты, значительно снижающие её крепкость. Толщина стен и так не очень большая, а тут еще и пустоты внутри неё. Именно в этих местах они люмаются и начинают слоиться.

При изготовлении авиационных изделий идет постоянный контроль качества с использованием специального оборудования на всех этапах производства, что вряд ли делается при изготовлении велосипедов. Да и толщина стенок изделий там значительно выше, чем у труб велорам.

С учетом того, что производство изделий из карбона требует много ручного труда и времени, особенно при изготовлении деталей сложных форм, основное их производство расположено в Китае. Я не собираюсь оспаривать того, что часть мировых брендов действительно делают хорошие и качественные рамы под наблюдением специалистов (с большой буквы), по хорошим матрицам и лекалам, из качественных материалов и на своем оборудовании. Такие рамы очень хороши по всем параметрам и на них можно нормально ездить, не боясь, что она сломается при прыжке с бордюра.

Но, во-первых такие велосипеды стоят не 200-300$, а на порядок выше, а во-вторых, и это главное: Вы можете быть уверены в том, что покупаете велосипед именно настоящих брендов, а не дешевую и красиво раскрашенную подделку из китайского гаража или выбракованный при контроле качества байк?

Потратить большие деньги, покататься немного и при первом же серьезном падении или ударе сломать раму и выкинуть ее на свалку? Это, как говорится, на любителя.

Источники:

https://spiegelstudio.ru/raznovidnosti/velosipedy-iz-karbona-vsyo-o-velosporte.html
https://velojournal.net/kak-delayut-karbonovye-velosipedy
https://gidcen.ru/2901-luchshie-gornye-velosipedy
https://ex3msport.life/velosport/karbonovaya-rama-dlya-velosipeda.html