Передаточное число на велосипеде

К небольшим, но крайне важным узлам велосипеда относится кассета. Она в сочетании с другими элементами трансмиссии позволяет при незначительном изменении мускульных усилий обеспечивать достаточно широкий диапазон скоростей для гонок и езды по пересеченной местности, подъемов и спусков.

Для разных типов велосипедов и стиля катания подходят кассеты, состоящие из определенного числа звездочек разного диаметра с большим или меньшим количеством зубцов на них.

Помимо рамы и колес, составляющих основу конструкции велосипеда, он состоит из ряда мелких, но не менее важных узлов, органов управления и цепной передачи, преобразующей мускульную энергию велосипедиста, затрачиваемую на вращение педалей, в крутящий момент оси заднего колеса.

Чтоб можно было развивать значительную скорость при меньших затратах мускульной энергии, цепная передача снабжается механизмом переключения скоростей, состоящим из двух групп звездочек разного диаметра и переключателей. Цепь проходит через передние и задние звезды. Передние звезды объединены в систему, к которой крепятся шатуны и педали, а задние – в кассету.

Кассета велосипеда – назначение, принцип работы, разнообразие моделей

Велосипедная кассета — это узел, состоящий из набора задних звезд трансмиссии и разделителей между ними (в некоторых конструкциях). Кассета фиксируется на задней втулке колеса. Для ее установки используется шлицевая посадка, для закрепления – фиксирующая гайка (стопорное кольцо).

Звезды (все или отдельные, в зависимости от конструкции) присоединяются к крепежному элементу, имеющему пазы, а на корпусе втулки есть выступы соответствующей конфигурации, что обеспечивает правильную установку кассеты. В современных моделях велосипедах кассета выполняет ту же функцию, что в старых или дешевых велосипедах — трещотка. Кассета является более сложным, качественным и функциональным узлом.

Кассета участвует в передаче усилия, прилагаемого велосипедистом к вращению педалей, от цепи на заднюю втулку, при этом изменяет передаточное число трансмиссии. Это узел, от которого зависит скорость велосипеда. Количество звезд в кассете соответствует числу скоростей (передач). Кассета может состоять из разного числа звезд, от 7 до 11, звезды, в свою очередь, различаются диаметром и количеством зубцов.

С помощью заднего переключателя скоростей цепь перебрасывается на разные звезды кассеты. При этом изменяется передаточное отношение, то есть соотношение между числом зубцов передней (ведущей) звезды, входящей в состав системы, и задней (ведомой), входящей в состав кассеты.

Чем больше передаточное отношение, тем выше скорость можно развить, но и усилий при этом приходится затрачивать больше. Понижающая передача, когда на ведущей звезде зубцов меньше, чем на ведомой, используется для тяжелых участков, с рыхлым грунтом или крутыми подъемами, обычно кратковременно. Перекидывая цепь на разные звезды, можно выбирать оптимальную скорость для каждого отрезка маршрута.

Велосипедные кассеты различаются пор ряду критериев:

по числу звезд и их диапазону
по совместимости с системой втулки и типом велосипеда
по конструкции
по материалу

Количество и диапазон звезд отражаются в маркировке кассеты. Так, маркировка 11-36Т 10-speed означает, что кассета состоит из 10 звезд, наименьшая имеет 11 зубцов, самая большая – 36.

Количество звезд в кассете может варьироваться от 7 до 11, но наиболее распространены сегодня кассеты на 8-10 звезд, семискоростные кассеты используются в старых моделях, а на 11 звезд выпускаются только фирмой Campagnolo и совместимы только с втулками этой системы. От количества и диапазона звезд зависит тип велосипеда, на который кассета может устанавливаться.

Для шоссейных велосипедов используются кассеты с количеством зубцов на меньшей звезде 11, на большей 22-27. Для горных меньшая звезда в кассете должна иметь 11-12 зубьев, наибольшая – 28-36. Кассеты с маркировкой 12-27Т считаются переходными. Кассеты на 11 звезд используются только в шоссейных велосипедах с навесным оборудованием Campagnolo. На маркировке обычно также указывается, с какой системой навесного оборудования данная кассета совместима.

Выделяют 5 разновидностей кассет по конструкции

Разборные. Звезды соединены между собой заклепками или винтами, что позволяет заменять отдельные звезды в случае их износа. Это самая доступная по цене конструкция, ее недостатками являются большой вес и подверженность загрязнениям
На пауке. От 2 до 6 звезд, неразрывно соединенных между собой легкосплавным пауком. Характеризуется легким весом и меньше загрязняется
На нескольких пауках. Каждый паук объединяет 2-3 звезды, эти узлы объединяются в кассету, отдельные узлы можно заменять
OpenGlide. Монолитная конструкция конической формы с зубцами, наименьшая звезда является меньшим основанием усеченного конуса, с этой стороны кассета закрывается алюминиевой крышкой. В крышке есть отверстие, предназначенное для контакта кассеты с барабаном втулки, вторая точка контакта в малой звезде. Эти кассеты предназначены исключительно для шоссейных велосипедов
X-Dome. Как и предыдущая конструкция, разработана компанией SRAM, отличается малым весом за счет комбинирования разных материалов. Самая большая звезда выполнена из алюминия, имеет свои шлицы для установки на барабан, еще шлицы есть в наименьшей звезде. Средние звезды объединены в монолитную конструкцию, выточенную из цельного бруска стали с добавками хрома и молибдена, этот блок закрепляется между большой и малой звездами, с помощью которых осуществляется контакт с барабаном свободного хода

Материал для изготовления кассет

В кассетах системы X-Dome используются и сталь, и алюминий, но для большинства кассет применяется один из этих металлов. Кроме того, кассеты могут изготавливаться из титанового сплава.

Стальные кассеты отличаются оптимальным соотношением прочностных характеристик и стоимости, для защиты от коррозии сталь хромируется, никелируется или покрывается другим составом. Марка стали и добавки влияют на прочность, износостойкость кассет, а также их цену
Алюминиевые кассеты имеют наименьший вес, но прочностью и ресурсом уступают стальным, а по цене превосходят их. Кассеты из анодированного алюминиевого сплава пользуются популярностью у вейтвиннеров, которые стремятся максимально облегчить вес конструкции
Титановый сплав легче стали, но тяжелее алюминиевого сплава, отличается значительной прочностью и износостойкостью, но кассеты из него самые дорогие

Как правильно выбрать кассету для своего велосипеда

Велосипед продается с кассетой, но периодически возникает потребность в замене этого узла. Это бывает связано с износом звезд, у которых стираются зубья, проскальзывание цепи может сигнализировать о том, что кассету пора менять. Но иногда замена кассеты продиктована тем, что велосипедист направляется в другой регион с другим рельефом и типом грунта, планирует освоить другой стиль катания.

В первом случае можно смело выбирать кассету с маркировкой, аналогичной старой, с тем же числом скоростей и диапазоном звезд, а если хочется поэкспериментировать, испытать продукцию другого производителя, другой материал. Во втором случае оправдана смена количества и диапазона звезд.

Первое, на что следует обращать внимание — тип велосипеда, горный или шоссейный, и система навесного оборудования. Какие кассеты к каким велосипедам подходят, рассказывалось выше. Нужно также учитывать свои финансовые возможности, но помнить, что дорогие кассеты прочнее и долговечнее. Если приоритетной задачей не является минимизация веса велосипеда, не стоит тратить деньги на титановые и алюминиевые кассеты, лучше приобрести более дорогую среди стальных. Здесь цена прямо пропорциональна ресурсу.

С конструктивной точки зрения стоит обратить внимания на кассеты на нескольких пауках, они легче обычных разборных, меньше подвержены загрязнениям и позволяют менять отдельные узлы, а не кассету целиком. Таким образом, такая кассета хоть и обойдется дороже, но прослужить должна дольше.

Чем больше стилей человек использует, чем более сложный рельеф на маршруте, который он проходит, тем больше звезд в кассете целесообразнее иметь. Большее число звезд – это больший диапазон, более плавное переключение скоростей. Для равнинной местности достаточно меньшего числа звезд, для пересеченной их нужно больше. Количество звезд должно соответствовать цепи, узкие цепи предназначены для кассет с большим числом звезд, 9-11, если цепь широкая, звезд должно быть меньше.

Кассета на 11 звезд позволяет практически не пользоваться передним переключателем скоростей. Оптимальное число звезд – критерий очень индивидуальный, и часто только опытным путем, сменив несколько кассет, можно установить, какая конфигурация обеспечивает наиболее комфортную езду. Опытные велосипедисты вообще собирают кассеты из отдельных звезд под свои нужды и под конкретную поездку.

Требуемый диапазон звезд зависит от стиля катания. Если предполагается ездить по хорошему, твердому грунту, асфальту, без перепадов высот, крутых подъемов, количество зубьев на малой звезде не принципиально, а на большой достаточно малого количества, диапазона 11-21, если на маршруте изредка могут встречаться небольшие горки, предпочтительней диапазон 11-23. Если же предстоит поездка по рыхлому, влажному грунту, песку, снегу, и/или чередование крутых, но коротких подъемов («торчков») с более пологими, но затяжными («тягунами»), нужно побольше зубьев на большой звезде, подойдет диапазон 12-36. Чем круче горы, тем больший диапазон нужен. И еще, чем массивнее велосипедист, тем больше зубцов на большой звезде понадобится при прочих равных условиях.

Словом, при выборе кассеты нужно руководствоваться собственным опытом, ощущениями, стилем катания и целью поездки. Если опыта маловато, консультироваться лучше у других велосипедистов, продавцы-консультанты далеко не всегда знают все нюансы.

Как обслуживать кассету

Как и любой узел велосипеда, кассета нуждается в обслуживании. Очистка от загрязнений, замена пришедших в негодность деталей сделают езду на велосипеде более комфортной и безопасной, а также продлят срок службы самого узла и цепи, на которую переносятся загрязнения. Особенно важно обслуживание разборной кассеты.

Для обслуживания кассеты ее необходимо снять. Для этого нужны специальный съемник, соответствующий типу втулки, ключ, желательно разводной или под размер съемника, и так называемый хлыст из рукоятки и куска велосипедной цепи, его можно изготовить самостоятельно.

Могут также понадобится средство от прикипания деталей и смазка.

Съему кассеты предшествует съем заднего колеса и осторожное удаление оси эксцентрика
Съемник устанавливается так, чтоб его шлицы вошли в пазы втулки
Цепь хлыста набрасывается на большую звезду, чтоб звенья цепи плотно сели на ее зубья, а рукоять располагалась справа
Зафиксировав колесо с помощью хлыста, можно приступать к откручиванию стопорного кольца с помощью разводного ключа и съемника. При этом рукояти хлыста и ключа должны образовывать тупой угол, чуть меньше развернутого. Съемник откручивается против часовой стрелки, в то же время нужно слегка тянуть хлыст по часовой стрелке. Если зубья звездочки сильно изношены, цепь хлыста может соскальзывать, в этом случае ее придется перекинуть на другую звезду
Открутив стопорное кольцо, его откладывают в сторону, и по порядку раскладывают звездочки и промежуточные шайбы. Если шайбы слиплись со звездочками, их аккуратно разделяют с помощью отвертки
Звездочки и втулка очищаются и осматриваются, если выявлены повреждения деталей, их придется заменить
Смазывать звездочки и втулку специалисты не рекомендуют, чтоб не вызвать налипание пыли и песка. Смазать нужно только внутреннюю поверхность стопорного кольца, чтоб в следующий раз оно проще откручивалось
Основание кассеты устанавливается на втулку, чтоб совместились пазы и шлицы. Очищенные, сухие звездочки последовательно нанизываются на корпус втулки, чередуясь с шайбами-разделителями, либо крепятся к основе, которая затем будет надеваться на втулку (зависит от конструкции кассеты)
В кассетах на 10-11 скоростей при закручивании стопорного кольца обычно приходится прижимать верхнюю звездочку. Перед тем, как туго затянуть стопорное кольцо, нужно убедиться, что звездочки встали параллельно друг другу, покрутить колесо
Съемник закручивается до упора разводным ключом по часовой стрелке, перед установкой колеса необходимо еще раз проверить правильность сборки

Для горных велосипедов верхнее число диапазона должно быть большим, чем для шоссейного, чем сложнее маршрут, тем больший диапазон и большее число звезд требуется. Различаются кассеты также материалом, конструкцией, от этого зависит их цена. При выборе кассеты нужно ориентироваться на тип велосипеда, стиль катания и маршруты поездок. Ресурс кассеты составляет в среднем 10-15 тыс. км, при этом она нуждается в уходе, очистке от загрязнений.

Где купить?

Сортамент, который предлагает современный рынок достаточно большой. Есть множество малоизвестных производителей, производящих однотипную технику сомнительного качества. При этом заявленные характеристики заставляют думать о том, что велосипед оснащен всем необходимым. На деле оказывается, что покупка не будет удовлетворять возложенным требованиям.

Совершать покупку лучше всего в магазинах, которые специализируются на продаже этой техники. В этом случае есть гарантия приобрести качественный продукт и в дальнейшем усовершенствовать его, по мере необходимости. Выбрать и приобрести достойный велосипед, качественные запчасти, велоодежду, рекомендуем в самых больших европейских магазинах: chainreactioncycles.com, wiggle.com.

Видеоинструкция «Как снять и установить кассету»

Педально-цепной привод

Современный педально-цепной привод появился на велосипеде в 1869 году. До этого существовал только ножной привод, когда велосипедист, сидя в седле, отталкивался ногами от земли. В 1821 году появился педальный привод. Англичанин Луи Гомпертс впервые установил педали на переднем колесе. С тех пор было множество попыток придумать другой вариант привода.

Из более или менее успешных можно назвать кривошипно-шатунный привод — как на паровозе, но с педалями, шотландского механика Киркпатрика МакМиллана — 1834-1836 годы. Имеется конструкция карданного двухскоростного привода немецкой фирмы Durkopp, разработанного в 1927 году. Такие приводы делали фирмы Express и Brennabor. Попытки продолжаются, но педально-цепной продолжает «царствовать», и конца этому пока не видно.

как говорят ученые механики, «цепной привод имеет малую податливость»; на обычном языке это означает, что привод достаточно жесткий, и не надо тратить лишних усилий, гнуть или растягивать механизм, дабы раскрутить заднее колесо;
привод прочный — можно прилагать большие усилия к педалям, не рискуя его сломать;
у привода высокий КПД,то есть малы потери;
у цепи хорошая равномерность хода;
цепь может работать с большим продольным перекосом и легко переключаться во всем имеющемся диапазоне передач, что важно для многоскоростных велосипедов.

К сожалению, есть и недостатки. Это достаточно интенсивный износ цепи и звездочек, и необходимость в их частом и тщательном обслуживании — мытье, чистке и смазывании. При этом большой перекос цепи и необходимость уменьшать высоту зубьев на звездочках для облегчения переключения передач значительно ускоряют износ и сокращают срок службы привода. Регулярно приходится менять цепь, ведущие и ведомые звездочки (систему и кассету) и ролики на заднем переключателе, который тоже не вечен, через 2-4 года разбалтывается и нуждается в замене. Несколько облегчить жизнь байкерам может привод, где цепь всегда прямая, как на односкоростных велосипедах, или работает с небольшим перекосом. И такие конструкции есть! Прежде всего, это привода с планетарными втулками со внутренним переключением передач. Они находят достаточно широкое применение (см. раздел «Планетарные втулки»). Или вариант с коробкой передач, которая могла быть встроена в систему, но чаще размещалась в кареточном узле. Последний вариант оказался наиболее успешным.

В 1935 г. немецкая фирма Adler начала выпуск трехскоростной коробки передач в кареточном узле. По конструкции она напоминала коробку передач легкого мотоцикла. Рычаг переключения передач располагался на нижней наклонной трубе рамы, рядом с рулевой трубой. В те же годы фирмы Wanderer, Brennabor, Bismark и Rappa делали велосипеды с двухскоростными коробками передач, также расположенными в каретке. Идея сия не канула в лету. Современная немецкая компания Nicolai предложила свое решение этой проблемы — G-Boxx. У велосипеда Nukleon TFR планетарная втулка объединена в один блок с кареточным узлом. По утверждению фирмы, в принципе все проблемы решены, — подождем испытаний.

Состав привода

Педали, шатуны со звездочками (система), каретка, передний переключатель. А также цепь, кассета или трещотка, задний переключатель, втулка, колесо и велокомпьютер.

А почему, спрашивается, велокомпьютер? Да очень просто. Как уже было сообщено выше, элементы привода приходится менять. Время замены можно определить по износу — существуют разные методы определения износа цепи и звездочек. А можно поступить проще. Примерно зная, сколько ходят цепь и звездочки (это расстояние определяется по компьютеру), можно определить время, когда их необходимо менять.

цепь в осенне-зимне-весенний период ходит не более 1800-1900 км. В летний сезон — до 2200 км. Хорошие и дорогие цепи при тщательном уходе и катании летом в основном по асфальту могут пройти 4000-5000 км, не повредив существенно звезды и кассету;
система. Большая (44Т или42Т) и малая (22Т) алюминиевые звезды-24000-26000 км. Средняя (32Т, 34Т) — 9000-12000 км. (Обозначение: Т- количество зубьев на звезде). Стальные звезды ходят больше на 30-50%.
кассета служит 8000-10000 км при замене цепей. Если цепь не менять, то ее хватит на 3000-6000 км.

Есть еще одно верное правило: если новая цепь начинает резво и, что важно, при легкой нагрузке проскакивать (пощелкивать), то звезду пора менять или протачивать. Если щелчки довольно редкие, то есть шанс, что цепь приработается, но лучше не рисковать.

Характеристики привода

Количество передач. В широких веломассах чаще говорят «количество скоростей», что, в общем-то, понятно, но не совсем верно. Система обычно имеет 1-3 звезды, а кассета (трещотка) — 6-10 звезд. Для байков и гибридов мы имеем: 3×6=18, 3×7=21, 3×8=24, 3×9=27 или 3×10=30 передач соответственно. Тридцать передач используются в шоссейных группах. В приводах с количеством передач 18, 21 и 24 совместимость и взаимозаменяемость компонентов очень даже ничего, и не вызывает особых проблем. Можно переставлять цепи, кассеты, системы и переключатели и добиваться если не идеальной, то достаточно адекватной работы.

Манетку (шифтер) на 8 передач можно состыковать с 6-й или 7-й кассетой и, ослабляя трос, убрать одну-две «лишние» передачи. Можно при необходимости поставить манетку на 7 скоростей с 8-й кассетой, «пожертвовав» одной передачей, верхней или нижней, по вашему усмотрению. Приводы на 27 и 30 передач дают больше возможностей в подборе частоты вращения и нагрузки на педали, но взаимозаменяемость их весьма ограничена, особенно с более низкими группами. Разрабатывались они для соревнований и гонок, а посему и изнашиваются несколько быстрее.

Второе соображение — цена. Оснащение велосипеда «по кругу» на 27 или 30 передач стоит уже очень конкретных и весомых денег, замены звезд, цепей и кассет стоят дороже. Кроме того, для неспортивного катания совсем не обязательно иметь очень много передач. Необходимо заметить, что общий тренд благоприятен — с каждым годом за «пригоршню долларов» можно купить «все больше и больше байка», а новейшие разработки постепенно опускаются в нижние группы оборудования. Вполне возможно, что лет через пять-семь 30 передач станут нормой в группах Alivio и Deore.

Диапазон передач

Определяется набором ведущих и ведомых звездочек. Стандарт для байков среднего и верхнего ценового диапазона:

Ведущие звезды: 44Т(42Т)-32Т-22Т.

Ведомые (кассета): 11Т-30Т (32Т) (Т — количество зубьев на звезде).

Диапазон считаем в процентах. 44/11=4; 22/30=0,7333; (4/0,7333) х 100%=545% (581%, если есть ведомая звезда 32 зуба).

Общая формула подсчета диапазона:

Чем больше диапазон, тем больше возможность привода создавать тяговое усилие в сложных условиях. Обратим внимание на результат деления i=Zl/Z2 — числа зубьев ведущей звезды, на число зубьев ведомой. Если он больше единицы, 44/11=4, то передача повышающая; если меньше, 22/30=0,7333, то понижающая, а если равен единице, 32/32=1, то нейтральная — именно эта передача используется довольно редко. Значение i=Zl/Z2 называется передаточным числом (см. ниже). Всегда полезно иметь 2-3 понижающих передачи — для гор, крутых подъемов, песчаных грунтов и грязи, когда необходима большая тяга. Повышающие передачи нужны для поддержания высокой скорости на хорошей дороге, шоссе и пологих спусках.

Передаточное число, шаг, укладка

С передаточным числом мы уже знакомы, i=Z1/Z2, где Z: — количество зубьев ведущей звездочки (система), Z2 — количество зубьев ведомой звездочки (кассета, трещотка). Передаточное число может меняться приблизительно от 0,6 до 5,1, но само по себе это число мало что говорит о велосипеде.

Традиционным и более информативным считается параметр k=Di=D(Z1/Z2), где D — диаметр колеса в дюймах. Параметр к называют шагом велосипеда. Он показывает, сколько диаметров заднего колеса (в дюймах) соответствует одному обороту шатунов. Существуют десятилетиями отработанные рекомендации по подбору шага велосипеда для разных стилей катания. Например, для велосипеда с колесом 27 дюймов (0,686 м) см. табл.

Стиль катания и подбор шага велосипеда

Для женщин рекомендуется уменьшить шаг на 10 -15%, а для детей -на 35-40%. Не составляет труда пересчитать шаг, если у велосипеда размер колеса 26 или 24 дюйма и большой диапазон передач. Например, для байка с колесом 26 дюймов максимальное передаточное число i_мах=44/11=4, максимальный шаг к_мах=26×4=104 дм; i_мин=22/30=0,7333; минимальный шаг к_мин=26х0,7333=19,07 дм. Таким образом, у «приличного» байка и возможности весьма впечатляющие. А для шоссейного велосипеда с колесом 27 дюймов, ведущими звездочками 56Т-46Т и ведомыми 13Т-25Т, максимальный шаг к=116,3 дм, а минимальный к =49,7 дм. Отсюда сразу можно сделать вывод, что шоссейный велосипед можно разогнать до гораздо большей скорости, зато в крутую горку легче забираться на байке.

Укладка — еще одна традиционная и весьма наглядная характеристика привода велосипеда. Она показывает, сколько метров проедет байк за один оборот шатунов. Считается она просто: L=πDi=πD(ZJ/Z2), где π=3,14 (число «пи»), a D — диаметр колеса, но уже в метрах. И укладка получается в метрах. При этом, как хорошо известно, произведение πD равно длине окружности колеса. Для байка с колесом в 26 дюймов (0,66 м) и без учета «прожатия» шины длина окружности колеса приблизительно равна 2,1 метра. Более точно длину окружности колеса легко померить самостоятельно рулеткой. Теперь легко составить таблицу укладок своего байка. Для наглядности возьмем 24 передачи и стандартный набор звезд.

Таблица укладок байка

Посмотрим на таблицу укладок более пристально. Само собой разумеется, что некоторые значения в ней не работают, их лучше избегать, например, 44/30, 44/24, 22/11, 22/13, 22/15, 32/30. Дляпередач 44/11 и 44/13 разница в укладках получается непомерно большой: 8,4-7,11=1,29 м — «метр с кепкой», что очень невыгодно. При переходе на более высокую передачу приходится раскручиваться почти с нуля. Это приемлемо на спуске, но плохо на ровной дороге или на легком подъеме. Если разница между передачами получается меньше, чем 0,15-0,12 м, то ее уже трудно почувствовать. В данной таблице таких значений нет. Удобно, когда разница в укладках находится в диапазоне 0,3-0,6 метра. Но это общая рекомендация.

Оптимальный набор передач имеет смысл подбирать индивидуально и самостоятельно, руководствуясь простым лозунгом: «Не делайте из кассет культа!». Ибо что такое кассета? Это всего лишь набор стальных шестеренок, скрепленных болтиками или заклепками. Исключение, как всегда, составляют кассеты XTR, XT и Dura Асе, где часть звезд установлены на алюминиевых венцах. А с обычными кассетами все легко. Болтики можно открутить, заклепки спилить, и если у вас есть различные шестеренки, вы можете собрать кассету по своему вкусу. Вот пара-другая простых советов. Не стоит уменьшать диапазон передач, за исключением долгих путешествий и марафонов по ровному асфальту; в этом случае выгодно собрать кассету с «плотным» набором повышающих передач: 11Т-12Т-13Т, а далее через зуб. Для зимы, грязи, гор лучше иметь максимальную плотность набора в зоне нейтральных и понижающих передач и без всякого стеснения поставить большую звезду 34Т (если позволяет задний переключатель). При этом следует учитывать, что чем больше звездочек на кассете, тем они тоньше.

Пластиковые проставки между звездочками бывают разной толщины, а высота кассеты должна соответствовать высоте шлицевого барабана на задней втулке, иначе кассета не уместится или будет «хлябать» и плохо переключаться. Ведущие звезды на системе также можно подбирать под трассу или стиль катания. Для большей тяги, для езды в горах или по грязи можно поставить малую звезду не 22Т, а 20Т, большую звезду 44Т заменить на 40Т или даже 38Т. И наоборот, для асфальта лучше поставить набор 46Т-36Т-26Т (34Т-24Т).

Относительный шаг велосипеда

Для более полного учета всех параметров привода вводится безразмерная характеристика «относительный шаг велосипеда», которая включает в себя длину шатуна 1, диаметр шины d, диаметр обода Do, деформацию шины h под действием нагрузки. Относительный шаг велосипеда Lo равен отношению укладки к длине окружности, которую описывает ось педали.

где D — эффективный диаметр колеса. Если толщину и деформацию шины не учитывать, то D=0,686 м для колеса в 27 дм и D=0,66 м для колеса в 26 дм. Самые ходовые шатуны имеют длины 170 мм и 175 мм — отличие всего в 3%. Для примера посмотрим значения Lo для этих длин шатунов, колеса диаметром 0,66 м, стандартной кассеты и ведущей звезды 44Т.

Как видно из таблицы, относительный шаг меняется на сравнительно небольшую величину: от 0,08 до 0,22 при изменении длины шатунов. Но даже такое изменение может быть весьма ощутимо и чувствительно при длительных поездках с большой нагрузкой. О влиянии длины шатунов на посадку и работу ног велосипедиста уже говорилось в соответствующей главе. Относительный шаг дает возможность оценить влияние длины шатунов более подробно и отчетливо. С более длинными шатунами относительный шаг меньше, следовательно, легче разгонять байк, меньше усилий надо прикладывать к педалям. С такими шатунами проще при тех же передачах карабкаться в гору, форсировать грязевой или песчаный участок. Короткие шатуны, с другой стороны, облегчают темповое педалирование с частотой 95-115 об/мин по асфальту и 70-90 об/мин по грунту. Кстати, байкерам небольшого роста с короткими конечностями, легче приспособиться к темповому педалированию — «войти в резонанс», чем высоким байкерам, для которых предпочтительно более спокойное вращение педалей.

Кассета велосипеда: выбор и обслуживание

Кассета велосипеда – назначение, принцип работы, разнообразие моделей

Велосипедные кассеты различаются пор ряду критериев:

по числу звезд и их диапазону
по совместимости с системой втулки и типом велосипеда
по конструкции
по материалу

Выделяют 5 разновидностей кассет по конструкции

Разборные. Звезды соединены между собой заклепками или винтами, что позволяет заменять отдельные звезды в случае их износа. Это самая доступная по цене конструкция, ее недостатками являются большой вес и подверженность загрязнениям
На пауке. От 2 до 6 звезд, неразрывно соединенных между собой легкосплавным пауком. Характеризуется легким весом и меньше загрязняется
На нескольких пауках. Каждый паук объединяет 2-3 звезды, эти узлы объединяются в кассету, отдельные узлы можно заменять
OpenGlide. Монолитная конструкция конической формы с зубцами, наименьшая звезда является меньшим основанием усеченного конуса, с этой стороны кассета закрывается алюминиевой крышкой. В крышке есть отверстие, предназначенное для контакта кассеты с барабаном втулки, вторая точка контакта в малой звезде. Эти кассеты предназначены исключительно для шоссейных велосипедов
X-Dome. Как и предыдущая конструкция, разработана компанией SRAM, отличается малым весом за счет комбинирования разных материалов. Самая большая звезда выполнена из алюминия, имеет свои шлицы для установки на барабан, еще шлицы есть в наименьшей звезде. Средние звезды объединены в монолитную конструкцию, выточенную из цельного бруска стали с добавками хрома и молибдена, этот блок закрепляется между большой и малой звездами, с помощью которых осуществляется контакт с барабаном свободного хода

Материал для изготовления кассет

Стальные кассеты отличаются оптимальным соотношением прочностных характеристик и стоимости, для защиты от коррозии сталь хромируется, никелируется или покрывается другим составом. Марка стали и добавки влияют на прочность, износостойкость кассет, а также их цену
Алюминиевые кассеты имеют наименьший вес, но прочностью и ресурсом уступают стальным, а по цене превосходят их. Кассеты из анодированного алюминиевого сплава пользуются популярностью у вейтвиннеров, которые стремятся максимально облегчить вес конструкции
Титановый сплав легче стали, но тяжелее алюминиевого сплава, отличается значительной прочностью и износостойкостью, но кассеты из него самые дорогие

Как правильно выбрать кассету для своего велосипеда

Как обслуживать кассету

Могут также понадобится средство от прикипания деталей и смазка.

Съему кассеты предшествует съем заднего колеса и осторожное удаление оси эксцентрика
Съемник устанавливается так, чтоб его шлицы вошли в пазы втулки
Цепь хлыста набрасывается на большую звезду, чтоб звенья цепи плотно сели на ее зубья, а рукоять располагалась справа
Зафиксировав колесо с помощью хлыста, можно приступать к откручиванию стопорного кольца с помощью разводного ключа и съемника. При этом рукояти хлыста и ключа должны образовывать тупой угол, чуть меньше развернутого. Съемник откручивается против часовой стрелки, в то же время нужно слегка тянуть хлыст по часовой стрелке. Если зубья звездочки сильно изношены, цепь хлыста может соскальзывать, в этом случае ее придется перекинуть на другую звезду
Открутив стопорное кольцо, его откладывают в сторону, и по порядку раскладывают звездочки и промежуточные шайбы. Если шайбы слиплись со звездочками, их аккуратно разделяют с помощью отвертки
Звездочки и втулка очищаются и осматриваются, если выявлены повреждения деталей, их придется заменить
Смазывать звездочки и втулку специалисты не рекомендуют, чтоб не вызвать налипание пыли и песка. Смазать нужно только внутреннюю поверхность стопорного кольца, чтоб в следующий раз оно проще откручивалось
Основание кассеты устанавливается на втулку, чтоб совместились пазы и шлицы. Очищенные, сухие звездочки последовательно нанизываются на корпус втулки, чередуясь с шайбами-разделителями, либо крепятся к основе, которая затем будет надеваться на втулку (зависит от конструкции кассеты)
В кассетах на 10-11 скоростей при закручивании стопорного кольца обычно приходится прижимать верхнюю звездочку. Перед тем, как туго затянуть стопорное кольцо, нужно убедиться, что звездочки встали параллельно друг другу, покрутить колесо
Съемник закручивается до упора разводным ключом по часовой стрелке, перед установкой колеса необходимо еще раз проверить правильность сборки

Где купить?

Сравнение планетарной втулки и обычной. Планетарная втулка для велосипеда. Принцип работы, плюсы и минусы, обзоры моделей

Оптимальная эффективность движения, частота педалирования, скорость и нагрузки на велосипед регулируются при помощи механизма скоростного переключения. В отличие от синглспида, велосипед с несколькими режимами передачи крутящего момента способен подстраиваться под конкретные условия передвижения. «Скоростную» систему используют практически на все типах великов: от городских и трюковых до гоночных и маунти-байков.

К распространенному типу трансмиссии велосипеда относится планетарная втулка, внутри которой расположен шестеренчатый механизм изменения передаточного отношения. Взаимное расположение и зацепление шестерней регулируется переключателем скоростей, который, в свою очередь, приводится ручкой на руле. Принципиальное отличие от «звездочной» трансмиссии позволило такой системе переключения передач неплохо укрепиться в велосипедной среде.

Из чего состоит и как работает планетарная втулка

Устройство планетарных втулок достаточно сложное и напоминает механизм автомобильной коробки передач. Для наглядности покажем стандартную схему для всей планетарной передачи:

Компоненты шестерного отсека скоростной втулки: 1 – солнечная шестерня, 2 – сателлиты, 3 – водило, 4 – эпицикл

Желтым цветом изображена солнечная шестерня. «Солнышко» жестко закреплено на оси заднего колеса велосипеда. Именно с ней зацепляются обозначенные синим цветом планетарные шестеренки. Для их фиксации используется «водило» (зеленый цвет). Эта деталь не позволяет сателлитам – так иначе можно называть планетарные шестерни – разъезжаться и сцепляться друг с другом, а также определяет их направление движения.

Довершает механизм эпициклическая шестерня, которая вращается за счет педалирования. На рисунке она показана красным цветом.

Звездочка сопрягается с механизмом втулки с помощью шлицевого привода, исполнительного механизма втулки. При изменении передачи он изменяет скорость вращения водила относительно кольцевой шестерни, благодаря чему и достигается подстройка велосипеда под угол направления дороги и регулируется его скорость.

Интересная особенность такого типа механизма – это работа в качестве редуктора. Солнечная шестерня играет роль неподвижного элемента, эпицикл – ведомого элемента цепи, водило замыкается на корпус втулки. Для примера рассмотрим, как работает механизм планетарной передачи на простой трехскоростной планетарке:

Пониженная передача. Кольцевая шестерня опережает водило за счет его зацепления корпуса планетарной втулки. Передаточное отношение меньше единицы и составляет 0.733.
Главная передача. Крутящий момент с эпицикла передается на втулку за счет зацепления ее с планетаркой. Иначе говоря, со втулкой соединено не водило, как на первой передаче, а звездочная шестерня. Что происходит при этом? Втулка вращается быстрее водила, а для достижения максимальной скорости понадобится больше усилий по сравнению с пониженной передачей.
Передаточное число повышенной, или третьей, передачи больше единицы, и для трехскоростных велосипедов оно составляет 1.364. Направление движения водила и втулки противоположны, благодаря чему достигается ее ускорение по сравнению с главной передачей.
Для планетарных втулок с 5, 7 и т.д. скоростями диапазон передаточных отношений выше, чем у трехскоростной за счет большего количества шестеренчатых механизмов. Принцип работы многоскоростных и простых втулок будет одинаковым. Разница только в том, что у каждой планетарной составляющей будут свои фиксированные (как у 3-х ступенчатой планетарки) значения отношений передач, а в целом у механизма их будет в несколько раз больше.

Производители втулок: плюсы и минусы

Изготовлением планетарных втулок на велосипеды занимается несколько производителей:

Shimano,
SRAM,
Sturmey-Archer,
Rohloff.

Последний занимает лидирующее положение по сложности изобретенного механизма. Втулка этого производителя включает 14 планетарных составляющих. Большое количество передаточных отношений и высокая эффективность смело конкурируют с аналогичными показателями продвинутых звездочных систем переключения скоростей.

Скоростной агрегат от Rohloff в разрезе

Второе место занимает SRAM – его планетарка имеет 12 скоростей, а передаточный диапазон превышает 400%. Shimano – известнейший производитель велозапчастей и скоростных втулок. Его хорошо зарекомендованные втулки с 3, 4, 7 и 8-планетарными механизмами дополнены обновленной версией – 11-скоростной системой переключения скоростей. Sturmey может похвастаться гибридными кассетно-планетарными механизмами, а также другими типами стандартных втулок с тремя, пятью и семью скоростями.

Преимущества использования планетарных втулок

Прямой ход цепи и низкий износ ведущей и ведомой звезд. Снаружи трансмиссия выглядит как у обычного сигнлспида.
Скрытый от внешних воздействий механизм переключения передач отличается высокой долговечностью по сравнению с кассетами и трещотками. Могут быть задействованы все соотношения передач. Об этом смело скажут отзывы от велосипедистов, перешедших со «стандартных» скоростных велосипедов на планетарные.
Нет необходимости постоянно обслуживать устройство, также его сложно нечаянно повредить.

Как и у всего на свете, у втулок с планетарными передачами есть свои «но»:

Невозможность использования в велосипедном гоночном спорте из-за высокого трения и чувствительности шестерней.
Ощутимая прибавка к весу: только некоторые трехскоростные втулки весят чуть меньше килограмма. В движении привес на заднее колесо дает о себе знать.
Ремонт таких механизмов почти невозможен в домашних условиях, да и сервис, где ремонтируют планетарные втулки, нечасто можно встретить. Одноразовость планетарок не позволяет их выгодно привести в рабочее состояние, лучшим вариантом будет установка новой.
Запредельная стоимость. Конечно, она вполне оправдана, однако ставить редуктор с нуля на сигнлспид нет смысла. Гораздо проще купить готовый велосипед с ней.

Как правильно переключать передачи при движении на велосипеде

Нанести вред механизму велосипедного редуктора сложно, но возможно, если систематически неправильно его использовать. При движении на велосипеде с планетаркой есть простое правило: осуществлять переключение передач без педалирования.

Странно? Ничуть. Планетарный механизм имеет сходство с механической КПП машины, а там ведь тоже при переходе с одной передачи на другую газ отпускается. А «газ» для велосипедиста – это кручение педалей.

Переходить с одной передачи на другую нужно немного заранее, и делается это так:

Велосипед движется накатом, усилия на педали минимальны.
С помощью ручки переключается передача.
Через несколько оборотов колес (около 2 секунд) можно педалировать.

Езда в гору сопровождается переходом на пониженную передачу, то есть передаточное отношение должно быть меньше, чем до перехода. На трехскоростных планетарках это просто: перейти на первую передачу. С другими вариантами вполне нормальным будет переключиться, например, с третьей на вторую.

На повышение нужно идти последовательно, то есть сначала первая, затем вторая и так далее. При сбросе скоростей можно перешагивать. В однообразных условиях, где нельзя развить скорость (тротуар с пешеходами, например), лучше применять только главную передачу без переключений.

Велосипеды с планетарными втулками способны преодолевать значительные расстояния без большого количества спусков и подъемов, поэтому их часто можно встретить в больших городах с развитой сетью дорог и населенных пунктах на ровной местности. Такой вариант трансмиссии идеально подойдет тем, кто не хочет постоянно возиться с кассетами и цепями и при этом часто ездят по городу, загородным поселкам и равнинным трассам.

Планетарная каретка.

Это что-то похожее на планетарную втулку, только находится в каретке

Есть много подробной информации о развитии планетарных кареток с точными датами и числами. Грузит себя и Вас этой информацией мы не желаем, поэтому расскажем самое интересное.

Главной целью планетарной каретки были компактность и повышающий коэффициент. Вес разработок колебался от 1200 грамм до 2000 грамм вместе с шатунами. Были разработки фирмы Николай, в которых имелся магнитный привод переключения передач.

Основным минусом всех разработок была несовместимость размеров планетарных кареток со стандартными размерами кареток. Но и плюсы также видно на лицо. Во-первых, чтобы переключить передачу не обязательно крутить педали, во-вторых малая передняя звезда позволяет установить задний суппорт с короткой лапкой. Известно, что такие суппорта более стойкие к ударам и износам. В третьих, такое явление, как перекос цепи, практически исчезает а значит увеличивается срок службы самой цепи.

Все-таки планетарная каретка – это интересная разработка, но больший успех получила именно планетарная втулка, о чем мы и опишем ниже.

Планетарные втулки.

История гласит, что первая планетарная втулка современного типа появилась на свет еще в 1898 году, представляете? Лично нам трудно это представить Втулка имела встроенный тормозной механизм и несколько передач. Далее пошли разработки вверх и появлялись втулки уже с 3-мя передачами. Более скоростные и успешные втулки начали появляться уже ближе к началу 20-ого века. Один из самых известных производителей – Sachs Bicycle Component, сейчас эта фирма входит в состав корпорации SRAM. Именно производство планетарных втулок перевернуло немного веломир и исключило производство и разработку иных типов внутреннего переключение передач.

Сейчас существуют планетарные втулки в 3, 5 и 7 передач. Если лет 5 назад были только обычные втулки, так последнее время уже широко обустроились на рынке планетарные втулки с дисковым тормозом и со встроенным тормозом. И еще одно отличие старых втулок от новых – совместимость с передним переключателем передач. А в последнее время – и с установкой кассеты на заднее колесо. То есть, у Вас как бы обычные передачи 3х8 и еще и планетарка в 3 скорости. И еще, для сравнения. Диапазон передаточных числе стандартной системы переключения 3х7 около 500%, а некоторые втулки на 14 передач фирмы Rohloff имеют целых 600%. Круто, не правда ли?

Краткие преимущества планетарных втулок:

Большой диапазон передаточных чисел, о чем мы писали выше.

Легкость и плавность в переключении передач.

Высокая скорость переключении.

Простота в обслуживании и исключении потребности в постоянном ТО.

А также несколько минусов:

Ремонт редкий, но меткий.

Свое предназначение планетарные втулки нашли в основном в городских велосипедах. Это удобно и просто.
Карданный привод передачи крутящего момента.

Преимущества карданного вала перед цепью огромные, и очень странно, что сейчас такой тип не используется. Основные преимущества:

Защита от внешних воздействий.

Не пачкает одежду и не цепляет штанину.

КПД показатель не выше, но независим от количества грязи и болота на кардане.

А минусы вот:

Стоимость на порядок выше.

Ломался кардан мало, но, так же как и планетарки, требовал отдельных знаний в починке.

Невозможность установки переключения передач.

Сложность снятия заднего колеса.

Современные разработки смогли устранить ряд вышеописанных минусов, особенно проблема с переключением передач – установка планетарной втулки давала возможность все-таки переключать передачи.

Ременной привод.

Ременной привод применяли очень давно и со временем перестали, потому что самый главный минус — недостаточная прочность и проскальзывание. Но опять таки, наука и инженерия не стоит на месте и на сегодняшний день появляется явная конкуренция между ременным и цепным приводом. Главным недостатком ремня есть цельность, невозможность установки переключателей передач и сложность в ремонте и замене комплектующих.

Преимущество вариатора – это бесступенчатое переключение передач и возможность большого диапазона передач. Но минусы, к сожалению, значительные. Самое главное – это малая эффективность, из-за проскальзывания в самом вариаторе. К минусам также отнесем и потерю мощности, стоимость.

Сейчас вариаторы начинают возвращать популярность из-за развития технологий и благодаря бессонным ночам инженеров. Вес втулок раньше составлял около 5-ти килограмм, а сейчас стремительность опускается к 3. Посмотрим, что из этого получится через несколько лет, пока что ясно только одно – будущее у вариаторов будет.

И так, а сейчас попытаемся понять, почему все эти разработки не прижились? Столько нового, столько интересного, но все остается: цепь и передачи. А знаете почему? А потому что все гениальное просто. Велосипед любят все за его простоту. И не нужно ничего усложнять. Два колеса, рама, тормоза и руль, что еще надо? Именно поэтому перед тем как модернизировать свой велосипед, подумайте хорошо, нужно ли Вам это, и принесет ли это пользу в велопоходе.

В данной статье содержится подробная информация, касающаяся одного из важнейших элементов привода велосипеда — конечно же, речь пойдет о “втулке”. К числу ее разновидностей можно отнести систему с планетарным механизмом для осуществления переключения передач. Данная разновидность втулок получило свое название благодаря конструктивным особенностям.

И действительно, этот сложный механизм, в состав которого входит более сорока деталей, говоря на красочном языке метафор, можно сравнить со Вселенной, в которой планеты Солнечной системы вращаются исключительно по заданной траектории.

Вот уже несколько лет лидирующие позиции в области производства таких втулок занимает американский концерн SRAM, собственностью которого с 1997 года стала и Sachs Bicycle Components – фирма, пользующаяся колоссальной популярностью среди автомобилистов и велосипедистов. Не отстает в данной области и японская корпорация SHIMANO, производящая четырех- и семискоростные втулки.

Как говорит история, первый привод, в котором была реализована внутренняя система переключения передач, был изготовлен фирмой SACHS в далеком 1904 году, когда системы с наружным переключением находились в зачаточном состоянии.

Впервые они были реализованы в 2-скоростных моделях «Торпедо». Уже к 1914 году всего их было реализовано более 833 тысяч. Сокрушительный урон компании нанесла Вторая Мировая Война, когда большая часть ее производственных площадей попросту была разрушена. Концерну грозило банкротство. Однако, уже в 1945 году производство фактически наладилось. Конечно, фирму не обошли и многочисленные структурные изменения, а в середине 1997 года ею был приобретен концерн Sachs Bicycle Components, в развитие которого было инвестировано более 1 млн. долларов.

Так почему же планетарные втулки пользуются такой популярностью? В первую очередь, следует сказать, что компания SRAM-SACHS в настоящий момент времени предлагает широкую номенклатуру изделий, к числу которой относятся втулки, в которых предусмотрены 3-, 5-, 7 передач и внутренняя тормозная система. Также производятся скоростные втулки и с роллерным тормозом. Относительно недавно предприятием было освоено производство системы Dual-Drive 9х3, 7х3 и 8×3: комбинации планетарной втулки на три передачи 7/8/9-звездочной кассеты. На раме установлен наружный переключатель классического образца, которым и осуществляется перемещение цепи по звездам кассеты. В результате получается 21, 24, 27 сочетаний передач.

А теперь перейдем к преимуществам систем планетарных передач.

Во-первых, такие втулки обладают достаточно широким диапазоном передаточных чисел. Например, внедорожный велосипед с набором звезд 42-32-22 и кассетой 11-30 имеет диапазон передаточных чисел целых 520%. Что же касается семискоростной втулки, то для нее этот диапазон составляет 303%. При этом, если принимать 4-ю передачу в качестве прямой (100%), то остальные передачи относительно нее будут иметь следующие показатели: на первую приходится 75%, а на седьмую – 174%. Говоря простым языком, велосипеды с такими передачами прекрасно разгоняются на шоссе и с успехом преодолевают даже самые крутые подъемы. У 5-, 3-скоростных втулок диапазон передач несколько меньше: 249% и 186%, но они имеют меньший вес и более приятную для потребителя стоимость.

Во-вторых, осуществляется точный и быстрый переход между передачами. При этом выполняется четкая фиксация положения ручки переключателя. Стоит отметить, что для данных устройств возможно выполнение этих действий стоя на месте.

В-третьих, что немаловажно, необходимо минимальное обслуживание. В инструкции по эксплуатации вообще указывается, что втулка не требует никакого текущего обслуживания. К ограничениям можно отнести только одно условие: не следует направлять на втулку прямые струи воды под большим давлением при мойке велосипеда. Также, в процессе текущей эксплуатации, может потребоваться небольшая корректировка привода, то есть при растяжении тросика, иногда следует регулировать его натяжение.

В-четвертых, в данных системах реализованы самые простые и прочные цепи, способные работать без каких-либо перекосов и перемещений по звездам, как это часто бывает с наружными механизмами. Такое преимущество способствует значительному повышению ресурса всех компонентов привода.

В-пятых, возможность торможения ногами также становится преимуществом, если изначально потребитель использовал обычный дорожный велосипед. Ведь при таком условии, не нужно затрачивать время на адаптацию и переучивание. К слову сказать, торможение при помощи одного колеса всегда было менее эффективным, чем при помощи двух. В большинстве случаев, на подобных моделях устанавливается передний ручной тормоз, однако большинство велосипедистов все же им не пользуются. Если же говорить о торможении при помощи только лишь заднего колеса, то такой метод является в корне неверным. Ну, представьте себе только обычный автомобиль, у которого полностью отказали тормоза передних колес!

Одновременно с этим эффективность торможения вообще можно не брать в расчет, если планируется спокойная езда по прямой трассе. А именно для этого случая и предназначены велосипеды, в которых предусматривается внутренний привод и планетарная втулка.

Конечно, ничто не бывает безупречным. И в этом плане механизм с планетарной втулкой также не является исключением. Но, недостатки такой системы являются настолько незначительными, что в отдельных случаях ими просто можно пренебречь.

В первую очередь, к недостаткам можно отнести несколько большую массу. Например, система из семискоростной втулки в сумме с тормозом будет весить около 1.7 килограмм. Также относительно большие показатели имеет и трение качения, что накладывает ограничение на применение данных систем в спортивных велосипедах.

Кроме того, втулка имеет очень сложную конструкцию. Поэтому крайне не рекомендуется в этом плане проявлять самодеятельность. В случае обнаружения каких-либо неисправностей быстрее и дешевле будет обратиться к специалисту.

Однако, по этому поводу волноваться особо не стоит. Во внутреннем механизме неисправности возникают крайне редко, а ресурс самой втулки достаточно высок. Как показывает практика, подавляющее большинство неисправностей возникает именно из-за неквалифицированного вмешательства, что провоцирует поломки наружных частей. Крайне не рекомендуется даже пытаться самостоятельно разобрать планетарную втулку, а перед снятием колес следует внимательно прочесть инструкцию по эксплуатации.

В качестве заключения, стоит отметить, что велосипеды с такими приводами пользуются достаточно высокой популярностью во многих странах Европы: Австрии, Германии, Франции, Финляндии, Испании, Голландии и т.д. Данный факт объясняется прежде всего отличными дорогами с качественным покрытием, распространением велосипедов в качестве доступного транспортного средства, нежеланием европейцев возиться с более сложной транспортной техникой и их высокой покупательной способностью. Данными условиями и объясняется тот факт, что крупнейшие европейские производители, такие как GAZELLE, PANTHER, ACCELL, STEVENS и другие предпочитают использовать в велосипедах исключительно приводы с планетарной втулкой.

Естественно, совершая выбор велосипеда, следует грамотно расставить для себя приоритеты. На моделях, оснащенных планетарными втулками, все-таки лучше будет совершать прогулки по шоссе, парку или же проселочной дороге, то есть ездить там, где отсутствуют какие-либо предпосылки для экстремальной эксплуатации велосипеда. Благодаря конструктивным особенностям механизма втулки, становится возможным обеспечить надежную защиту от попадания пыли и влаги. Однако, все равно обильные грязевые ванны в данном случае все же являются крайне нежелательными. Обслуживание данного типа привода не требует сложных манипуляций: все, что необходимо делать, так это осуществлять смазку цепи и держать механизм в сухости и чистоте.

При условии, что покупатель отдает предпочтение комфорту при эксплуатации, а не скоростной езде, приводы с планетарной втулкой являются единственно правильным выбором!

К распространенному типу относится планетарная втулка, внутри которой расположен шестеренчатый механизм изменения передаточного отношения. Взаимное расположение и зацепление шестерней регулируется переключателем скоростей, который, в свою очередь, приводится ручкой на руле. Принципиальное отличие от «звездочной» трансмиссии позволило такой системе переключения передач неплохо укрепиться в велосипедной среде.

Из чего состоит и как работает планетарная втулка

Компоненты шестерного отсека скоростной втулки: 1 – солнечная шестерня, 2 – сателлиты, 3 – водило, 4 – эпицикл

Пониженная передача. Кольцевая шестерня опережает водило за счет его зацепления корпуса планетарной втулки. Передаточное отношение меньше единицы и составляет 0.733.
Главная передача. Крутящий момент с эпицикла передается на втулку за счет зацепления ее с планетаркой. Иначе говоря, со втулкой соединено не водило, как на первой передаче, а звездочная шестерня. Что происходит при этом? Втулка вращается быстрее водила, а для достижения максимальной скорости понадобится больше усилий по сравнению с пониженной передачей.
Передаточное число повышенной, или третьей, передачи больше единицы, и для трех оно составляет 1.364. Направление движения водила и втулки противоположны, благодаря чему достигается ее ускорение по сравнению с главной передачей.
Для планетарных втулок с 5, 7 и т.д. скоростями диапазон передаточных отношений выше, чем у трехскоростной за счет большего количества шестеренчатых механизмов. Принцип работы многоскоростных и простых втулок будет одинаковым. Разница только в том, что у каждой планетарной составляющей будут свои фиксированные (как у 3-х ступенчатой планетарки) значения отношений передач, а в целом у механизма их будет в несколько раз больше.

Производители втулок: плюсы и минусы

Изготовлением планетарных втулок на велосипеды занимается несколько производителей:

Shimano,
SRAM,
Sturmey-Archer,
Rohloff.

Скоростной агрегат от Rohloff в разрезе

Преимущества использования планетарных втулок

Прямой ход цепи и низкий износ ведущей и ведомой звезд. Снаружи трансмиссия выглядит как у обычного сигнлспида.
Скрытый от внешних воздействий механизм переключения передач отличается высокой долговечностью по сравнению с кассетами и трещотками. Могут быть задействованы все соотношения передач. Об этом смело скажут отзывы от велосипедистов, перешедших со «стандартных» скоростных велосипедов на планетарные.
Нет необходимости постоянно обслуживать устройство, также его сложно нечаянно повредить.

Как и у всего на свете, у втулок с планетарными передачами есть свои «но»:

Невозможность использования в велосипедном гоночном спорте из-за высокого трения и чувствительности шестерней.
Ощутимая прибавка к весу: только некоторые трехскоростные втулки весят чуть меньше килограмма. В движении привес на заднее колесо дает о себе знать.
Ремонт таких механизмов почти невозможен в домашних условиях, да и сервис, где ремонтируют планетарные втулки, нечасто можно встретить. Одноразовость планетарок не позволяет их выгодно привести в рабочее состояние, лучшим вариантом будет установка новой.
Запредельная стоимость. Конечно, она вполне оправдана, однако ставить редуктор с нуля на сигнлспид нет смысла. Гораздо проще купить готовый велосипед с ней.

Как правильно переключать передачи при движении на велосипеде

Нанести вред механизму велосипедного редуктора сложно, но возможно, если систематически неправильно его использовать. При движении на велосипеде с планетаркой есть простое правило: осуществлять переключение передач без педалирования.

Переходить с одной передачи на другую нужно немного заранее, и делается это так:

Велосипед движется накатом, усилия на педали минимальны.
С помощью ручки переключается передача.
Через несколько оборотов колес (около 2 секунд) можно педалировать.

Основная идея данного прибора — собрать в одном компактном корпусе все механизмы для переключения передач, закрыв таким образом их от грязи и возможного физического повреждения.

Вы скажете — так ведь есть уже планетарные втулки, но инженеров Pinion не устраивало, что развесовка в таком случае сдвинута назад, а при использовании коробки передач, которая устанавливается между шатунов в специально оборудованном кареточном узле — вес расположен идеально в центре велосипеда. Вот так это выглядит:

Я не верю в коммерческий успех данного изобретения, во-первых, из-за веса — коробка весит 2.35кг, и во-вторых — требуется особая рама, способная разместить в себе описываемое устройство.

Как по мне, купить такой байк может только очень обеспеченный гик, вещь получается сильно зависимой от надежности коробки — производитель скорее всего вылетит в трубу и в случае поломки в утиль пойдет весь велосипед. Понятия не имею, сколько стоит байк в сборе, но уверен, что цена впечатляет.

Не знаю, как вы, но я уверен, что в ближайшие годы, а может и десятилетия, никакие коробки и планетарные втулки не смогут составить конкуренцию обычным индексным переключателям.

И в чем я еще уверен, так это в том, что электронные системы переключения, сейчас еще довольно дорогие и редкие, рано или поздно станут стандартным оборудованием на моделях велосипедов среднего ценового уровня.

И как следствие — не за горами полноценное автоматическое переключение передач, работать это может так: измеритель мощности в педалях замеряет силу нажатия и каденс, а компьютер щелкает передачи, стараясь удержать эту силу в заданном интервале. Также могут быть подключены всякие гироскопы и акселерометры, чтобы адекватнее оценивать ландшафт. Всё это настраивается под конкретного человека через смартфон. При этом всегда можно перейти на ручной режим.

На вопрос «а на хрен нужно автоматическое переключение на велосипеде», я отвечу — это удобно. Если это будет четко и надежно работать и стоить приемлемых денег, многие захотят ездить на «автомате».

Вот вам пример из мотоциклетной тематики — попытки сделать автоматическую коробку там предпринимаются периодически, но распространения это не находит, вроде бы как из-за этого пресловутого «на хрен надо». На самом деле — дело не идет в народ, потому что автомат много весит, дорого стоит, ненадежен, неадекватно переключает.

Как только появился реально работающий продукт — людям стали интересны мотоциклы с автоматическим переключением. Хонда сделала роботизированную коробку передач с двумя сцеплениями DCT, которая весит почти так же, как и обычная, стоит вменяемых денег, и самое главное — переключает четко и своевременно. Так что, найдется спрос и на велосипедный «автомат».

Расскажите, что вы думаете по поводу всех этих полетов фантазии, как моих, так и изобретателей Pinion, и нужно ли вообще что-то новое в отлаженной системе переключения.

Источники:

https://velobanda.ru/a/post/kasseta-velosipeda-vybor-i-obsluzhivanie
https://tepka.ru/velosiped/17.html
https://sport-51.ru/article/cycle-racing/9183-kasseta-velosipeda-vybor-i-obsluzhivanie.html
https://koleco.ru/motory-dlya-lodok/comparison-of-the-planetary-sleeve-and-the-usual-one-planetary-bushing-for-bicycle/