Система шатунов велосипеда

Содержание скрыть

Шатуны велосипеда

Шатуны велосипеда.

Шатуны велосипеда являются составной частью трансмиссии велосипеда, которые преобразуют возвратно — поступательное движения ног во вращательное.

Материал шатунов

Материал, из которого изготавливаются шатуны может быть алюминием, сталью, титаном или карбоном. Стальные шатуны могут быть цельными или трубчатыми для уменьшения веса, сохраняя при этом прочность и часто применяются на ВМХ велосипедах, а также очень часто на горных.

Большое распространение имеют алюминиевые шатуны горячей или холодной ковки, которая придаёт дополнительную прочность материалу и уменьшают вероятность поломки. Некоторые алюминиевые шатуны изготавливают путём ковки со стальной вставкой внутри и затем её удалением для уменьшения веса. Карбоновые шатуны изготавливаются либо полностью из карбона, либо с внутренней алюминиевой или титановой вставкой.

Размеры шатунов

Шатуны могут варироваться по длине от 150 до 185 мм, в зависимости от роста велосипедиста. Для взрослых людей диапазон длины шатунов обычно находится в пределах 165 — 177,5 мм. Для людей меньшего роста или с небольшой длиной ног используют более короткие шатуны. Также на выбор шатунов влияют предпочтения отдельных велосипедистов и их размер может отличаться от расчётных.

Длинна шатунов велосипеда влияет на такой показатель, как каденция — количество оборотов, которые велосипедист делает за определённый период времени. При более коротких шатунах каденция возрастает и соответственно уменьшается при длинных. Кроткие шатуны предпочитают трековые гонщики, а на горных велосипедах для снижения каденции используют более длинные.

Способы крепления шатунов

Существуют различные способы крепления шатунов к оси каретки.

1. Клиновидный штифт. Использовались на старых велосипедах, сейчас встречается очень редко.

2. С помощью насадки на квадратную коническую ось каретки.

3. С помощью насадки на гексагональную (шестигранную) коническую ось каретки.

4. Фиксирование с помощью шлицевого соединения.

5. С интегрированной осью. Один из шатунов вместе с осью каретки составляет одно целое. Второй крепиться одним из вышеупомянутых способов.

Шатуны велосипеда, роторная система RS4X.Одно из последних изобретений — роторная система RS4X, где шатуны расположены не на одной прямой, а со смещением на несколько градусов, что обеспечивает увеличение коэффициента полезного действия и решает проблему нагрузки на суставы велосипедиста.

Также читать на эту тему:

Виды шатунов велосипеда по конструкции. В двухсоставной системе шатунов правый шатун, ось и ведущая звезда объединены в одно целое. Левый шатун является отдельной деталью и фиксируется на шлицах оси при помощи клина или стяжного болта. До недавнего времени также считалась устаревшей, но в 2004 году компания Shimano возродила двухсоставную конструкцию и включив в неё…

Роторная система RS4X. Стандартные шатуны располагаются относительно друг друга под углом 180 градусов. При педалировании, когда шатуны находятся перпендикулярно земле происходит ситуация, при котором нога не может передавать момент силы на педаль велосипеда…

Эллиптические звёзды велосипеда. Эксперименты с эллиптическими передними звёздами на велосипеде стали проводить ещё в конце 19-го столетия. Овальная форма звезды позволяет более эффективно осуществлять педалирование и держать ноги в более комфортных условиях. Конструкция предназначена для того, чтобы…

Полые шатуны велосипеда. Полые шатуны изготавливаются при помощи метода холодной ковки Hollowtech. Первыми эту технологию применили в Shimano. Как и в случае с качественными трубами рамы полый шатун может быть прочным и жёстким при малом весе. Наличие внутренней полости на эти показатели не влияет…

Q – фактор. Q – фактор – это показатель расстояния между плоскостями, в которых вращаются головки шатунов. На числовое значение Q – фактора влияет форма шатунов и длина оси каретки. В случае с использованием контактных педалей, положение шипа на обуви также влияет на Q – фактор…

В каком порядке снимать шатуны с велосипеда без ключа и со съемником

Ремонт

Шатуны — наиболее загруженные элементы велосипеда. Благодаря простой конструкции они не требуют подгонки, просты в использовании. Демонтировать их приходится в случае поломки или если под рукой нет нужного инструмента, но требуется заменить, например, камеру. Нужно понимать, как снять шатуны с велосипеда, чтобы не сломать детали. Работать рекомендуется со съемником (можно без него), четко соблюдая инструкции производителя.

Устройство и назначение детали

Шатун — это рычаг из металла, на стержне которого имеются большая и малая головки. Он передает усилие с педалей на вал каретки. Выделяются следующие виды шатунов для велосипеда:

  1. Односоставные. Это цельная деталь, состоящая из оси, левого, правого шатуна. Конструкция характеризуется повышенной прочностью, простотой обслуживания, но она более массивна.
  2. Двухсоставные. Левый шатун соединяется с остальными элементами при помощи гайки. Звездочка и правая часть, ось — одно целое.
  3. Трехсоставные. Встречаются на большинстве велосипедов. Состоят из оси, шатунов (правого и левого), совмещенных со звездочкой.

На это изделие приходится значительная часть нагрузки, потому шатуны для велосипеда изготавливаются из твердых сплавов металла (стали). Встречаются и алюминиевые модели, чаще в вариантах спортивного назначения, дорогих заграничных экземплярах. На бюджетных байках устанавливают передний звездочный блок, объединенный с шатуном, неразборной формы. Новые детали приобретают в зависимости от типа уже используемой каретки. Также при выборе учитывается длина элементов.

Для деталей предусматриваются разные типы креплений, например, шлиц или квадрат. Второй применяется в спортивных дорогих байках. Еще встречается нововведение — роторная система шатунов.

Односоставный Двухсоставный Трехсоставный

Когда необходим демонтаж

Понимать, как открутить шатуны на велосипедах, нужно в следующих случаях:

  1. Для получения доступа к обслуживанию каретки — убрать грязь, смазать.
  2. Поломка. Может показаться, что это невозможно, однако элемент сгибается от нагрузки, шлиц повреждается. Встречаются поломки в любой точке шатуна, чаще всего диагностируется срыв резьбы для крепления педали.
  3. Проблемы с резьбой. Владельцы велосипеда часто перетягивают ее, или затяжки наоборот не хватает, фиксация разбалтывается. Допускается решение — нарезать резьбу другого диаметра, но тогда в конечное отверстие не войдут стоковые педали. Кроме того, резьба повредится, потому что мастер может попытаться крутить педаль под уклоном и срезать грани. При любом исходе элементы придется снять, а на их место установить новые. Иногда деталь поддается ремонту.
  4. Когда необходимо поставить, сменить звезды (или одну из них). В современных моделях она крепится не при помощи сварки или заклепок, а с использованием бонок. Звезда считается расходником, который со временем изнашивается, становится нерабочим — его важно заменить.

Больше проблем с алюминиевыми элементами. Если они произведены недостаточно качественно, имеют нестандартный размер, то быстро ломаются и тяжело демонтируются. Виной всему — разбавленный сплав и дешевые материалы.

Для получения доступа к обслуживанию каретки При поломке шатуна Если есть проблемы с резьбой Когда необходимо поставить или сменить звезды

Описание технологии снятия

Существует несколько вариантов демонтажа шатунов. Чаще всего пользователи работают со съемником — это проще и быстрее. Если его не оказалось в наличии, стоит ознакомиться с инструкциями по демонтажу без данного инструмента.

Со съемником

Процесс демонтажа шатуна велосипеда своими руками нужно осуществлять в следующем порядке:

  1. Открутить заглушку-пыльник (иногда достаточно вытащить его при помощи отвертки — на нем нет резьбы).
  2. Открутить болт/гайку, которая крепит элемент к каретке, и вытащить шайбу, если она там имеется. Заранее приготовить накидной ключ (как правило, на 14) или шестигранник на 8 (если квадратное соединение), шестигранник на 10 (если шлицевое крепление).
  3. Взять в руки съемник шатунов велосипеда и вывернуть внутренний винт до конца. Если предусмотрена квадратная фиксация, потребуется снять переходник-накладку (если она на ключе), если шлицевое крепление, то эта накладка-переходник понадобится. Это важно, поскольку часто мастера не снимают переходник и упираются в сам шатун, но не в ось. Дергая деталь, они срывают резьбу.
  4. Ввинтить инструмент в шатун. Он закручивается до конца, иначе может сорваться и сломать резьбу.
  5. Закрутить внутренний винт, для этого стоит использовать гаечный ключ. Он заворачивается по часовой стрелке — будем заметно, как шатун постепенно сдвигается с мертвой точки.
  6. После такого снятия съемник скручивается с детали.

Не следует переусердствовать, иначе есть риск сорвать резьбу или испортить ключ для снятия шатунов на велосипедах — это заметно усложнит работы. Рекомендуется залить соединение смазкой и попробовать заново.

Без ключа

Перед тем как снять без съемника шатун на велосипеде, стоит оговориться: использование ключа — самый эффективный метод. Однако инструмента может не быть под рукой, потому мастеру придется проявить умения. Во время езды в крепление может попадать мусор, который из-за нагрузок на деталь прессуется и прилипает. Способы, как снять шатуны с велосипеда без съемника:

  1. Открутить болт/гайку, которая фиксирует элемент, проехать небольшое расстояние. Это поможет проще разобрать деталь, чтобы произвести замену или регулировку. Однако шансов, что элемент отвалится самостоятельно, не много. Его рекомендуется залить кипятком, тогда все лишние скопления отмокнут, что поможет проще снять изделие. Горячая вода полезна и при разборке педалей — главное, не забыть, в какую сторону крутить (на левой педали — левая резьба, на правой — правая). Другой способ повысить шансы — обработать крепление смазкой (WD-40) со всех сторон, затем прокатиться. Важно максимально быстро ездить, чтобы нагрузить велосипедные шатуны.
  2. Взять болгарку и сделать надпил на втулке детали. Потом при помощи прибоя, молотка добить изделие. После этого действия элемент остается только выбросить — на велосипед придется подобрать и установить новую деталь.

Эффективнее всего не придумывать методы, а все же приобрести съемник и поменять элемент с его помощью. Ремонт получится проще и быстрее.

Любителям ездить на велосипедах также стоит узнать про демонтаж моделей с клином. Это самое примитивное крепление из возможных. Многие знакомы с ним с детских лет — оно встречалось на советских и российских байках модели «Десна». Сегодня клин применяется только на велосипедах из дешевого ценового сегмента. Демонтировать такие детали легко — достаточно открутить гайку, выбить элемент (во время удара лучше подставить дощечку, чтобы не повредить его, иначе потребуется замена на новый).

Когда шатун будет устанавливаться на место, то его важно правильно сориентировать и жестко зафиксировать. Если будет люфт, что клин и ось повредятся при езде. Однако чрезмерное усилие не нужно, иначе это также приведет к поломке.

Установка шатуна

К последнему этапу ремонта все детали должны быть вычищены и обильно покрыты смазкой. Это поможет облегчить и ускорить установку шатунов обратно на велосипед. В дальнейшем снять деталь будет заметно проще, а во время езды не будет лишних скрипов и хрустов.

Шатун глубоко сажается на вал, чтобы при движении не возникали люфты, иначе посадочное гнездо разболтается и будет сломано. Фиксация достигается закручиванием крепежных болтом на 50-70 Нм со значительным усилием (при этом учитывают длину шатунов). Рекомендуется перед установкой осмотреть целостность соединения. Процесс осуществляется так:

  1. Надеть цепь на каретку (при монтаже правого элемента), затем шатун на ось, закрутить стягивающее крепление.
  2. Надевая другой шатун, важно не перепутать его положение.
  3. Болты затянуть сильно, иначе это чревато поломками.
  4. Надеть заглушки от грязи, цепь на звездочку.

Шатун — важная деталь, на которую приходится значительная часть нагрузки. Она проста по своему устройству, потому без проблем поддается демонтажу, может быть заменена при поломке. При ремонте стоит воспользоваться съемником, изучить инструкцию о том, как снять шатун с велосипеда, особенно если нет опыта соответствующей работы.

Видео


Типы велосипедных систем. Шатуны и звезды (2012 год)

Система шатунов и звезд является одним из важнейших (после рамы и вилки) элементов велосипеда. Только благодаря ней усилие от ног велосипедиста передается к колесам, приводя велосипед в движение. Если бы в свое время ее не изобрели, ездили бы мы до сих пор на самокатах. Согласитесь, намного эффективнее и приятнее вращать педали, чем то и дело прыгать, отталкиваясь ногой от земли.

Система

Система состоит из таких компонентов: два шатуна, паук и звезды. Интегрированные системы включают также ось. Остановимся на каждой составляющей подробнее.

Шатуны

Шатуны системы представляют собой рычаги, которые связывают педаль и звезды. При их изготовлении применяются разные материалы. Это может быть сталь, высокопрочный алюминий или карбон. Также предпринимались попытки использовать титан, но широкого распространения такие шатуны не получили. Зато алюминиевые – самые популярные. Они изготавливаются методом холодной ковки или фрезерованием.

Форма шатуна бывает разная. Это либо некое подобие швеллера, то есть П-образная форма в разрезе, либо в шатуне имеется полость, что дает возможность облегчить конструкцию без потери жесткости.

У шатуна есть такой параметр, как длина. Она измеряется между центрами осей педали и каретки. Значения здесь стандартизированы, величины – от 160 мм до 190 мм. Базовая длина – 170 мм. Подбирать длину шатунов следует в зависимости от роста велосипедиста и его стиля езды. Логично, что невысоким людям будет удобнее использовать короткие шатуны, а высоким – более длинные. На двухподвесах, предназначенных для экстремального катания, предпочтительнее использовать короткие шатуны ради увеличения дорожного просвета. Таким образом, снижается вероятность достать педалью до земли при полном срабатывании подвески.

Паук

Является связующим звеном между шатуном и звездами. Бывают съемные, несъемные и цельные с шатуном. В некоторых системах его функции могут быть возложены на первую звезду системы. На рынке встречаются модели систем со встроенным датчиком измерения мощности. Этот датчик расположен как раз в пауке.

Вариантов конструкции существует несколько. Есть пауки, предназначенные для одной, двух, трех и даже четырех звезд. В настоящее время самыми распространенными являются пауки на три и на две звезды. Тип крепления – от трех до пяти лапок.

Если звезды прикреплены к системе бонками (специальные болты), то их при необходимости можно поменять. Такую возможность предоставляют системы высоких уровней, а более дешевые выполняются неразборными – система меняется только целиком. Отверстия для крепления звезд (на каждой лапке паука по отверстию) расположены в соответствии с параметром BCD. Его придерживаются все производители.

Ведущие звезды

Для чего предназначены, думаю, объяснять не нужно. Ну ладно, расскажу. Они передают усилие от педалей-шатунов-паука на цепь. Просто, правда? Материалы в их производстве используются разные – сталь, алюминий, композит, титан. Возможны даже вариации: на бюджетных велосипедах часть звезд из алюминия, а часть – из стали.

Самые часто используемые – алюминиевые. По сравнению со стальными они, во-первых, легче, а во-вторых, прочнее на изгиб. Цена, конечно, тоже выше, но превосходство звезд из крылатого металла над стальными огромно. Стальные, кстати, бывают разные. Между звездами из этого материала может быть целая пропасть: компоненты начального уровня намного мягче звезд любительского уровня, а это напрямую влияет на четкость переключения и ресурс.

Кроме материалов звезды различаются формой и количеством зубцов. В некоторых видах велоспорта используются овальные звезды. В основном, в системе такая звезда одна, так как переключаться при использовании такой форме сложнее. Подбирать их нужно в зависимости от манеры педалирования конкретного спортсмена.

Все звезды, кроме односкоростных систем, то есть не подразумевающих переключение передач, имеют на себе сложный рисунок из выемок, проточек и бугорков. Это делается для повышения качества переключения. Данные элементы направляют цепь, помогают ей переходить со звезды на звезду максимально точно. На зубьях также есть насечки, некоторые из них имеют пониженный профиль, что помогает цепи сходить с большей звезды на меньшую.

На внешней звезде есть пин, предотвращающий заклинивание цепи между шатуном и самой звездой при соскоке цепи. Не будь его, при застревании цепи велосипед из наземного транспорта превращался бы в воздушный. Вот только лететь байкер долго не сможет, а посадка вряд ли будет мягкой и приятной.

При установке звезд на паук следует учитывать их ориентацию относительно друг друга. Чтобы не возникало сомнений, производители нанесли специальные метки. Выстроив их в одну линию, вы установите комплект звезд правильно.

С формой наконец-то закончили, перейдем к количеству зубьев. Традиционное сочетание для МТВ – 44-32-22 и 48-36-24. Бывают и другие варианты, но разница между соседними звездами не должна превышать 12, а для шоссейных комплектов – 14. В противном случае велика вероятность нечеткой работы, соскакиваний и закусываний цепи. Кому это понравится? Так что эксперименты здесь неуместны.

При выборе системы нужно учитывать стандарт крепления ее к каретке. Помните, на советских велосипедах были клинья в шатунах, которые все время разбалтывались? Такая конструкция, к сожалению, до сих пор используется на очень дешевых «базарных» велосипедах, в том числе отечественных. Это один из стандартов крепления, но он безнадежно устарел, поэтому рассматривать его не будем – нервы дороже. Остановимся лучше на более современных стандартах кареток и систем, применяемых ныне на велосипедах.

Квадрат

Квадрат является обезьяной, если проводить аналогию с Дарвиновской теорией эволюции, среди стандартов крепления картриджных кареток. Старый, но еще не изживший себя. Преимуществами такого крепления являются дешевизна, приемлемый уровень надежности и простота в эксплуатации. Часто собирать / разбирать узел не рекомендуется, так как крепление быстро приводит в негодность посадочное место шатуна. В целом же, оно обеспечивает достаточно прочное соединение. При появлении люфта нужно как можно скорее подтянуть фиксирующий болт, иначе придется менять шатун.

Octalink

Стандарт разработан компанией Shimano и предлагается в двух исполнениях – MTB и Road, которые различаются длиной шлицев. Жесткость выше, а вес меньше, если сравнивать с квадратом. Что любопытно, шлицы на оси каретки предназначены только для правильной установки шатунов, а при вращении они не несут никакой нагрузки – шатуны посажены на конус. Интересно, что шатуны под этот стандарт выпускают многие производители компонентов (кроме Shimano это широко известные FSA, Ritchey и др.), а вот каретки – только Shimano.

ISIS

Данный стандарт крепления создан компанией Race Face, как ответный ход на Octalink. Он немного тяжелее шимановской разработки, зато шлицы полноценно работают, обеспечивая высочайшую надежность соединения. Примечательно, что ISIS имеет открытый промышленный стандарт, то есть любой производитель может свободно выпускать такие каретки, не отчисляя процент держателю патента.

Оба шлицевых стандарта (Octalink и ISIS) не совместимы между собой. Более того, у каждого из них по-разному сконструирован болт крепления шатуна к оси каретки.

Интегрированные системы

Этот тип систем отличается от вышеописанных тем, что в своем составе они содержат еще и вал каретки, который впрессовывается в один из шатунов, преимущественно в правый. Вал выполнен в виде трубки, то есть полый, и имеет больший диаметр по сравнению с традиционными валами каретки. Чашки каретки в таких системах раздельные, с внешними промподшипниками. Между чашками устанавливается пластиковая проставка. Алгоритм сборки таков: чашки вкручиваются в раму вместе с проставкой, после сквозь них продевается вал и фиксируется болтом (болтами) другого шатуна.

Такая конструкция выгоднее тем, что за счет большей разнесенности подшипников такая конструкция жестче, да и сами подшипники работают лучше. Однако, износ их выше, чем подшипников в каретках под квадрат.

Существует несколько разновидностей интегрированных систем. Кроме стандартной (для МТВ) предлагается вариант для шоссейных велосипедов, у которых длина кареточного стакана 70 мм, и экстремальных байков, в связи с повышенными нагрузками требующих более прочную конструкцию – длина кареточного стакана на таких велосипедах составляет 83 мм.

Отдельно хотелось бы выделить стандарт BB30, разработанный инженерами Cannondale. Система шатунов здесь остается практически неизменной, отличия же в том, что подшипники не вкручиваются в раму, а запрессовываются в нее. Понятное дело, рама должна быть для этого предназначена. Диаметр оси каретки имеет еще больший диаметр (30 мм), а материал – алюминий, а не сталь. Еще легче и жестче.

Самое приятное при покупке интегрированной системы – отсутствие проблем совместимости. Размеры чашек одинаковые вне зависимости от длины стакана каретки или модели системы. Chainline будет в любом случае правильный.

Экстрим

В зависимости от условий катания на паук, кроме звезд, может крепиться и другое оборудование. Для жестких дисциплин вместо внешней звезды характерна установка рокринга – пластикового или металлического «блина», принимающего на себя все удары судьбы. В определенных дисциплинах – даунхилл или дерт-джампинг – система имеет только одну звезду и дополнена успокоителем, задачей которого является удерживать цепь на звезде при любых условиях.

Ширина каретки

Ширина каретки горных велосипедов бывает разная. Об этом нужно помнить при покупке. У большинства моделей велосипедов этот показатель равен 73 или 68 мм. В комплектацию многих систем входят проставочные кольца, благодаря которым можно подрегулировать систему под разную ширину кареточного стакана.

Каретки, системы, шатуны и звезды

Обычный кареточный узел (bottom bracket) велосипеда служит для жесткого и прочного соединения шатунов велосипеда в единую конструкцию и вращения системы (шатуны и ведущие звезды) относительно рамы велосипеда.

Вращение осуществляется с помощью двух подшипников, насаженных на вал каретки. В простейшем случае это две чашки с насыпными подшипниками, каждая из которых вкручивается в кареточную трубу рамы. Во избежание перекоса чашек, кареточную трубу имеет смысл предварительно отторцевать. На сегодняшний день используются три стандарта резьбы чашек каретки: BSA (Eng., 1,37”х24Т), Italy (М36х24Т) и FRA (35×1). Английский и французский стандарты частично взаимозаменяемы, причем английский стандарт наиболее распространен, остальные встречаются крайне редко. В последнее время появляются новые стандарты, например ВВЗО. Подшипник может быть как с сепаратором, так и без, на работоспособности и долговечности это сказывается не слишком сильно. Без сепаратора в подшипнике умещается больше шариков, и высота его становится меньше, иногда это бывает удобно для установки. Обычно правая по ходу байка чашка, закручивается в раму до упора, а левой чашкой регулируются люфты и легкость вращения, и она потом зажимается контргайкой. Каретка такого типа называется открытой. Она довольно плохо защищена от воды и грязи, как снаружи, так и изнутри (конденсат, ржавчина). Зато такие каретки дешевы, и легко чистятся, перебираются, ремонтируются в полевых условиях. Шарики, чашки, ось с конусами легко заменяются в случае необходимости. Для их дополнительной зашиты, применяется несколько вариантов: снаружи они прикрываются полиэтиленом, скотчем или тонким нейлоном и слоем густой смазки, изнутри существует специальная пластиковая трубка и смазка. Раньше дорогие каретки имели защитные пыльники. Зимой, чтобы конденсат не скапливался, в кареточной трубе рамы снизу сверлят маленькое отверстие, причем в отверстии можно нарезать резьбу и в теплое время года ввинчивать в него хорошо смазанный болтик. Кареточный узел такого типа надо регулярно перебирать, выбирать люфты и смазывать.

Рис. Система FC-M440 Shimano под квадрат и картриджный кареточный узел BB-UN26
1 — болт-фиксатор и защитный колпачок, 2 — двойные бонки (М8х8,5), 3 — одинарные бонки (М8х8,5) стопорный винт с шайбой,4 — внутренняя звезда(22-26Т), 5 — средняя звезда (32-36Т), 6 — внешняя звезда (44-48Т), 7 — правый шатун (170,175 мм), 8 — левый шатун (170,175 мм) под звезду 48Т, 9 — катридж, 10,11 — щиток цепи в комплекте с крепежом, 12 — левая контргайка (ВС1,37″х24Т Английский стандарт), (МЗбх24Т Итальянский стандарт), 13 — вал (ось каретки), 14 — интегрированная гайка картриджа

Более дорогой вариант открытой каретки — с запрессованными в чашки закрытыми промышленными подшипниками. Подшипники гораздо надежнее защищены от воды и грязи, дольше служат, легче крутятся и меньше весят, но требуют большей точности при установке в раму, например: RITCHEY Super Logic WCS, PRO и Comp. WCS имеет титановую сквозную ось, PRO — сквозную ось из высоколегированной хромоникелевой стали, Comp — сплошная ось из легированной стали.

Каретки картриджного (cartridge), капсульного типа

Достаточно распространенный сейчас вид кареточного узла. Подшипники и вал находятся в жестком металлическом (чаще всего алюминиевом) корпусе, который вворачивается в кареточную трубу. Это исключает необходимость регулировать каретку. В картридже, кроме подшипников, которых может быть и 2 и 4, размещаются сальники для защиты от грязи и воды. Каретка хорошо защищена, не требует технического обслуживания и переборки. Эксплуатируется по принципу «сносил и выкинул», так как большинство картриджей неразборные, хотя иногда встречаются и разборные картриджные каретки. Фирма SHIMANO в последнее время решительно отказывается от кареток картриджного типа и переходит на интегрированные кареточные узлы: XTR, SAINT, XT, SLX, DEORE, DURA-ACE, ULTEGRA, но о них чуть ниже.

Виды соединений вала каретки с шатунами

У самых простых, дешевых и детских велосипедов стальные шатуны и ось каретки составляют единую деталь. У некоторых велосипедов советского, российского и импортного производства вал каретки соединяется с шатунами при помощи клиновой шпонки. Конструкция простая, не требующая прецизионного производства, хорошо центрирующая вал каретки, но недостаточно надежная. Преимущество шпоночного соединения — дешевизна и легкий демонтаж шатунов без специальных съемников. Но и недостатков, к сожалению, «выше крыши».

На большинстве велосипедов используется каретка, имеющая посадку «на квадрат». Концы вала выполнены в виде пирамиды квадратного сечения и соответствуют отверстиям в шатунах. Соединение получается весьма жестким и прочным. Вал и шатун соединяются гайкой или болтом под торцевой ключ на 14 мм или болтом с внутренним шестигранником на 8 мм. У разных производителей размеры посадочных мест могут слегка отличаться. При частых и неаккуратных сборках и разборках возможна формовка сопрягающихся поверхностей, и можно быстро убить шатун и вал. Посадочные места серьезно повреждаются, если ехать даже с минимальным люфтом, поэтому требуется регулярная протяжка шатунов, кроме того, для снятия шатунов приходится использовать специальный съемник.

Рис. Кареточные узлы Окталинк и ИСИС

Чтобы уйти от недостатков «квадрата», фирма SHIMANO в конце 90-х годов разработала систему OctaLink, которая является полностью шлицевой конструкцией. Она весьма напоминает кассету звездочек и шлицевой барабан задней втулки. Есть два разных стандарта Shimano OctaLink: XTR — со шлицами 5×2,2 мм и для групп XT-Deore — другой, 9×2,8 мм. В каждом варианте исполнения имеется по 8 шлицов. По сравнению с квадратом OctaLink имеет более надежное соединение, натяга практически нет, и поверхности не формуются при монтаже/демонтаже узла, но для снятия требуется специальный съемник. При езде с незатянутым шатуном шлицы могут быть повреждены. Хромомолибденовый пустотелый вал каретки с диаметром, увеличенным до 22 мм, дает более высокую крутильную жесткость и меньший вес, чем вал стандартного диаметра 17 мм у каретки с «квадратом». Прочность OctaLinka достаточно высока для спортивного и агрессйвного применения, шлицы обеспечивают более равномерное, чем у «квадрата», распределение нагрузки в зоне соединения «шатун-каретка». Каретки XTR OctaLink 950 серии для большей надежности, жесткости и устойчивости к ударным нагрузкам имеют по два комплекта подшипников справа и слева, соответственно, шариковый и игольчатый. Стандарт XTR OctaLink 950 серии нынче не производится, a OctaLink второго типа — 9×2,8 мм вместе с каретками с «квадратом» перекочевали в низшие группы Alivio, Acera, Altus, Tourney и в группы комфортного катания Alfine, Nexus и Nexave.

Рис. Кареточные узлы
1,2 — правый и левый адаптеры (внешние чашки с подшипниками), 3 — правая система с шатуном и кареточной осью, 4 — левый шатун, 5 — зажимной колпачок, б — зажимные болты, 7 — инструмент

Основная разница — в месте расположения шарикоподшипников (на рисунке изображены подчеркнутыми прямоугольниками). В обычной каретке они находятся внутри картриджа (капсулы), глубоко запрятанные в кареточную трубу. В интегрированной системе подшипники вынесены за пределы кареточной трубы и весело крутятся между нею и шатунами.

  1. Подшипниковые чашки в сборе с осью могут быть немного легче, чем целиком каретка, то есть система сбрасывает вес. Но это выполняется не всегда, да и не главное.
  2. Диаметр оси d становится значительно больше. Это означает, что гфи прочих равных ось становится жестче, чем в обычной каретке. А значит — улучшается отклик велосипеда на топтание педалей, а ось внутри кареточной трубы сохраняет максимально линейное положение, не перегружая подшипники.
  3. Увеличивается диаметр D самих подшипников. Это позволяет расположить в них больше шариков (сами шарики могут быть мельче), а значит — увеличить несущую способность подшипника, плавность его работы и ресурс.
  4. Немаловажно, что уменьшается расстояние А от подшипника до точки приложения силы шатуном. Это расстояние называется плечом действия силы, в данном случае силы нажатия шатуном на ось каретки. Чем меньше это расстояние, тем меньше момент, изгибающий ось каретки. А значит, тем более плотно эта ось прилегает к подшипникам, они не воспринимают от нее угловую нагрузку и вообще работают в максимально благоприятных условиях.

В 2000 году, в противовес шлицевым кареткам SHIMANO, появился еще один открытый индустриальный стандарт — ISIS Drive, поддерживаемый компаниями Bontrager, Chris King, FSA, Race Face, Stronglight, Truvativ. Он также является чисто шлицевым, и не совместим со стандартом OctaLink. У ISIS посадочная шлицевая часть значительно более развита, чем у OctaLink. Мощные шлицы выдерживают агрессивный и экстремальный стили катания, а по весу и жесткости каретка ISIS сравнима с OctaLink.

ВВЗО стандарт

Совсем недавно появился новый индустриальный, технологически продвинутый кареточный стандарт ВВЗО, который характерен своим «oversized» — сверхразмером. Кареточная труба рамы увеличена до 42 мм (внутренний диаметр), а ось каретки достигла диаметра 30 мм и появилась возможность изготовить ее из алюминия. Хотя раньше такие узлы всегда делались только из стали. Вес оси стал меньше на несколько десятков граммов. Подшипники уместились в большую кареточную трубу рамы, и при этом устанавливаются прямо в трубу с натягом, как в интегрированных рулевых колонках. В результате Q-фактор (расстояние между внешними плоскостями шатунов) уменьшился, и много профессиональных спортсменов, испытывающих боли в коленях, могут вздохнуть с облегчением, уменьшился вес, возросла жесткость каретки и несущая способность подшипников — все в плюс. Но есть и небольшой минус: ремонтопригодность кареточного узла и рамы резко снижается (если пару раз «прессовать» и «распрессовать» каретку, то рама может не выдержать, и подшипники могут начать люфтить); запрессовка и замена каретки требует точности и специального, весьма недешевого инструмента.

Выпускают стандарт ВВЗО — его разработчик фирма Cannondale, а также Specialized, FSA и SRAM. И многие другие производители теперь начинают клепать велосипеды под новый стандарт.

Интегрированная каретка

В 2003 году фирма SHIMANO совершила следующий, можно сказать, революционный прорыв в «кареткостроении». Каретка и шатуны были объединены вместе в единый интегрированный кареточный узел. Ось каретки — пустотелый стальной вал большого диаметра — составляет единое целое с правым, ведущим шатуном и пауком, на котором крепятся звезды. В комплект, кроме того, входят две чашки картиджного типа с подшипниками, левый шатун с 2-мя болтами для крепления на оси каретки и специальная гайка для выбора люфтов. Важный момент: картриджи с подшипниками расположены снаружи кареточной трубы! Конструкция нового кареточного узла очень напоминает рулевую колонку типа Aheadset, которая давно уже доказала свое право на существование. Монтаж системы начинается с ввинчивания в раму чашек с подшипниками, между которыми внутри кареточной трубы зажимается защитный пластиковый стакан. Затем с правой стороны вставляется вал каретки с шатуном. На левом конце вал имеет небольшие шлицы для более надежного крепления шатуна. Шлицы есть и на посадочной поверхности левого шатуна. Прежде, чем зажать болтами шатун на валу каретки, левой гайкой выбираются все люфты.

Данная конструкция имеет весомые преимущества перед обычным и капсульным кареточным узлом. Прежде всего, вес всей системы, — каретки с пустотелыми шатунами — уменьшается, как минимум на 80 гр. Затем, база установки подшипников расширяется почти вдвое, с 48,3 мм до 87,5 мм, это повышает жесткость всего узла, снижает изгибающий момент на вал и нагрузку на подшипники. Как известно, на подшипник, кроме веса байкера, действует еще и момент, равный произведению веса байкера на рычаг — расстояние от центра педали до плоскости подшипника. Соответственно, раз рычаг становится существенно меньше, значит, уменьшается момент и нагрузка на подшипник, поэтому срок службы кареточного узла значительно увеличивается. За счет большого диаметра оси возрастает крутильная жесткость и прочность каретки. «Свернуть» гигантским усилием левый шатун практически невозможно, благодаря большой плоскости контакта и шлицам. Уменьшается радиальное и торцевое биение, вредное для подшипников. О минусах можно сказать, что нельзя получать только плюсы, в технике такое не бывает: увеличилась линия цепи до 50 мм и, соответственно, чуть больше стал Q-фактор. Это слегка уменьшает КПД педалирования, что возможно имеет некоторое значение для профессиональных гонщиков. Затем, самую малость выросли потери в подшипниках из-за увеличения их диаметра (см. главу АВ OVO), внешние подшипники более подвержены внешним факторам (вода, пыль, грязь), но при правильной конструкции уплотнений это не должно сильно сказываться на ресурсе, монтаж/демонтаж в целом упрощается и облегчается, но, к сожалению, требует для этого инструментов.

Экстремальное катание заставляет увеличивать линию цепи, мирясь с возрастающим Q-фактором, эффективность вкручивания педалей не имеет большого значения в скоростном спуске. И поэтому обновленная группа SAINT для ширины кареточной трубы 83 мм имеет две новые линии цепи: 54,3 мм и 57,9 мм.

По пути SHIMANO двинулась и фирма RACE FACE, разработавшая свой стандарт кареточного узла и крепления шатунов Х-Туре. Шатуны имеют шлицевое крепление кареточной осью увеличенного диаметра, при этом подшипники находятся снаружи кареточного узла. Чашки каретки усилены и сделаны из кованого и фрезерованного алюминиевого сплава. Все это увеличивает прочность и жесткость кареточного узла, уменьшает нагрузку на подшипники и продлевает их ресурс. Кроме того, в пределах 3-х мм можно регулировать линию цепи. Ось каретки закреплена на левом шатуне. Для установки и снятия каретки и шатунов не требуется специальных инструментов. Достаточно обычного 8 мм шестигранника.

Присоединились к общему тренду фирмы FSA со стандартом Mega ЕХО и Truvativ с системой GPX.

Сейчас практически все серьезные производители делают интегрированные кареточные узлы, таков тренд.

К сожалению, совместимость разных интегрированных систем (SHIMANO, RACE FACE, FSA, Truvativ) оставляет желать лучшего, каждый старается только для себя и лелеет свой родной стандарт, за исключением внешних чашек каретки — их можно, с редкими ограничениями, менять. Некоторые фирмы делают совместимые с основными системами внешние чашки. Кстати, именно внешние чашки подшипников выходят из строя чаще всего, остальному, в принципе, ломаться нечему.

Появился и любопытный промежуточный вариант — не интегрированная каретка Truvativ Howitzer типа ISIS, но с внешними подшипниковыми чашками. Каретка имеет удлиненный вал. Стандарт каретки Howitzer предусматривает линию цепи 50, 56 и 66 мм, для установки в кареточные трубы рамы шириной от 68 до 100 мм (от All-Mountain до DH).

Устанавливая каретку, необходимо учитывать ширину кареточной трубы рамы (bottom bracket shell), размер правого фланца, длину вала (axle length) и параметр chain line. Ширина кареточной трубы бывает BSA — 68 или 73 мм или Italy 70 мм, последний стандарт чаще применяется на шоссейных велосипедах. Экстремальная группа Saint имеет новый стандарт кареточного узла BSA — 83 мм. Для установки на кареточном узле переднего переключателя передач, существуют каретки E-type с увеличенным правым буртиком. К нему и примыкает кольцо переднего переключателя, который дополнительно фиксируется болтом к подседельной трубе. Длина вала каретки и тип системы определяют, на каком расстоянии будут находиться передние ведущие звезды относительно средней плоскости рамы велосипеда (параметр chain line линия цепи для МТВ, чаще всего — 47.5 мм или 50 мм), условия работы переднего переключателя и расстояния от шатунов до перьев рамы. Стандартная номенклатура размеров (длин) кареточных осей для МТВ (мм): 107,110.5,113,115, 118, 122.5, 127.5, 129. У XTR OctaLink встречаются еще два размера: 112.5 и 116.5 мм. В стандарте ISIS длины кареточных осей: 108, 113, 118 мм. Этим длинам соответствуют chain line: 44.5, 48.5 и 51 мм, соответственно. Кроме того, возникло два размера ISIS для скоростного спуска — 128 мм и 143 мм. Необходимую длину вала можно определить по спецификациям системы, либо померить штангенциркулем старую ось от среза до среза и округлить, до ближайшего, стандартного значения.

Рис. Неинтегрированная каретка TruVativ Howitzer типа ISIS с внешними чашками
1,5 — левая и правая чашки, 2 — пластиковое кольцо, 3 — вал, 4 — кареточная труба

Кривошипная система (шатуны, звезды, бонки)

Кривошипная система велосипеда состоит из двух кривошипов, правого и левого, передних 1-й, 2-х или 3-х ведущих звезд и специальных полых болтов — бонок, которыми звезды прикручиваются к лапкам правого кривошипа. В широких веломассах «кривошип» называют обычно «шатуном». И, кроме того, широко бытует слово «система». Так и будем называть в дальнейшем этот важный узел.

Итак, система состоит из двух шатунов, 1-й, 2-х или 3-х звезд и специальных полых болтов — бонок, которыми звезды прикручиваются к лапкам правого шатуна. Лапки более правильно называть «пауком», он может быть приварен к правому шатуну или быть отдельной деталью со шлицами. Бонки обычно точат из стали или алюминия, реже из титана. На дешевых системах звезды крепят стальными заклепками или «намертво» контактной сваркой. С одной стороны в шатуны ввинчиваются педали, а с другой шатуны соединяются с осью кареточного узла. А назначение системы, если кто не понял, передача усилий от педалей на цепь на разных передачах.

Шатуны вместе с кареточным узлом, пожалуй, самые нагруженные детали велосипеда. При разгоне и подъеме в гору способом «танцовщица», нагрузка на шатун достигает 120 кг, и это у гонщика «ниже средней упитанности». А если байкер сам весит больше ста килограмм? В экстремальных и прыжковых дисциплинах, ВМХ нагрузка еще больше, причем нагрузки ударные. Кроме прочности, очень важна жесткость шатунов, особенно для соревнований. Недостаточно жесткие шатуны снижают эффективность педалирования, ухудшают динамику байка. Почему? На деформацию шатуна затрачивается энергия. А откуда она берется? Да-да, прямиком из ваших ног. Исходя из этого, и выбираются материал и конструкция шатунов.

Если лет 15-20 назад сталь была основным материалом для шатунов, то к началу XXI-го века стальные шатуны ставят либо на самых дешевых, либо на дорогих и экстремальных байках. Например, полые 3-компонентные шатуны Profile Racing сделаны из легированной, хромо-» молибденовой стали 4130, имеют длину от 165 до 180 мм. Предназначены для скоростного спуска, жесткого фрирайда, прыжков. Стальной паук, 5-лапка размером 94/58 мм, или 4-лапка — 110/74 мм для крепления звезд, представляет собой отдельную деталь.

Дешевые стальные шатуны для лучшего внешнего вида и защиты от коррозии часто покрывают пластиком. Основное достоинство таких шатунов, кроме низкой цены — неплохая прочность, долгий срок службы. А вот жесткость и вес оставляют желать лучшего. Для спокойного катания они вполне подходят.

Из титана шатуны делают крайне редко.

Основной массовый материал для современных шатунов — алюминий, точнее, его сплавы. Литой алюминий применяется для велосипедов нижнего ценового диапазона. Лапки для крепления звезд составляют единое целое с шатунами. Блок передних звездочек у дешевых стальных и алюминиевых шатунов выполнен в виде неразборной конструкции, объединенной вместе с правым шатуном. В этом случае изношенные звезды приходится менять вместе с правым шатуном. К достоинствам таких шатунов относятся небольшая цена и вес, жесткость и прочность вполне достаточны для велопрогулок и несложных велопоходов. К недостаткам можно отнести слабую резьбу под съемник и педали и легко деформируемые (формуемые) посадочные поверхности «квадрата» или шлицевых кареток. Если шатуны часто переставлять, то резьбу легко повредить или срезать напрочь стальным съемником.

Алюминиевые шатуны, изготовленные методом горячей штамповки с термообработкой и старением, устанавливаются на байках среднего ценового диапазона. Они весьма жесткие, прочные, долговечные и не слишком дорогие. Характерная особенность — шероховатая поверхность. Последующая механическая обработка, шлифовка и полировка делает поверхность гладкой, но заметно увеличивает цену.

Желание снизить вес привело к достаточно широкому распространению фрезерованных шатунов из термообработанного (каленого) алюминиевого сплава. Они ставятся на байки верхнего, иногда среднего ценового диапазона. В поперечном разрезе такие шатуны представляют собой швеллер или двутавровую балку в миниатюре — мощные, прочные несущие полки и более тонкая центральная стенка между ними для легкости и жесткости. Все лишнее «мясо» убрано фрезой. На стенке вырезаются логотипы и надписи, прорезаются отверстия для дополнительного облегчения. Дорогие шатуны (RACE FACE, FSA, Truvativ) шлифуются, полируются, анодируются, окрашиваются и украшают байк своим дизайном. Если заготовка предварительно подвергается ковке, то прочность шатунов значительно вырастает, и их применяют для экстремальных видов.

В последние годы все большее распространение получает холодная штамповка, иногда ее называют холодной ковкой. Заготовки слегка нагревают, примерно до 400С°, и переводят сплав в другое агрегатное состояние. Металл становится более мягким, податливым и пригодным для обработки высоким давлением. На специальных прессах из заготовок формуются шатуны, которые затем подвергают термообработке, старению и механической обработке. В результате внутренняя структура металла получается, как после ковки: твердые, вытянутые вдоль оси кристаллы расположены вдоль шатуна стройными рядами, что резко увеличивает его прочность и жесткость. Шатуны шлифуют и обрабатывают стальными шариками, что делает поверхность очень гладкой, убирает дефекты и микротрещины, вредные концентраторы напряжений, и создает дополнительный наклеп — внешний, тонкий, но очень прочный и жесткий панцирь. Жесткость и ресурс возрастают. Окрашивают шатуны очень стойким к внешним воздействиям порошковым напылением.

Технологией холодной штамповки фирма SHIMANO делает свои полые шатуны (Hollowtech II, Hollowtech) для МТВ групп XTR, Saint (для экстрима), XT, SLX и Deore. Все шатуны сделаны по технологии Hollowtech II с интегрированной кареткой. Несмотря на то, что эти шатуны полые внутри и меньше весят, они имеют очень высокую поперечную и торсионную жесткость благодаря новой технологии и специальной форме: шатуны расширяются в области максимальных нагрузок, ближе к оси каретки. Поперечная жесткость показывает, на сколько миллиметров или градусов изгибается шатун под нагрузкой в 50 кг. Торсионная жесткость — на сколько градусов отклоняется вниз ось педали длиной 55 мм при той же нагрузке. Согласно исследованиям фирмы SHIMANO, конкурировать с технологией Hollowtech по жесткости могут только существенно более дорогие композитные и карбоновые шатуны. Кстати, полые шатуны по технологии холодной штамповки начала выпускать и фирма FSA: Afterburner АТВ ХС, 175 мм, вес 605 гр, материал 7075-Т6, звезды алюминиевые фрезерованые, 4-лапка 64/104 мм, под ISIS, «квадрат» и интегрированную ось.

Композитные и карбоновые шатуны. На самом деле, такое название -тавтология. Карбон, по определению, композитный материал, состоящий из углеродных волокон и пластика (клея). Кроме того, узел крепления педали, оси каретки и лапки для звезд делаются из металла, так что шатуны получаются композитные вдвойне. Но так принято говорить, поэтому оставим эту терминологию в силе.

Композитные шатуны

Карбоновые волокна уложены в технологическую полость вдоль шатуна и приклеены под большим давлением высокопрочным клеем. Пример — шатуны RACE FACE Next LP, назначение XC (кросс-кантри), длина 175 мм, вес 400 гр без звезд, паук — 5-лапка компакт 58/94 мм или стандарт 74/110 мм, под каретку ISIS.

Карбоновые шатуны, само собой, изготовлены целиком из карбона. Многие производители дорогих шатунов имеют их в своих коллекциях. Они очень легкие и жесткие, но не любят сильных точечных ударов. Пример — FSA Carbon PRO, XC, 175/170 мм, вес 565 гр, 4-лапка 64/104 мм, ISIS, OCTALINK. Или еще более крутая система FSA Carbon PRO Team Issue, XC, карбоновый монолит с лапками для звездочек, набор 44-32-22, фрезерованные звезды 70075-Т6,175/170 мм, вес 555 гр, 4-лапка 64/104 мм, ISIS, OCTALINK.

Длина шатуна

Длина шатуна измеряется между осями двух отверстий: под ось педали и под ось каретки. Основные стандарты длины — 165, 167,5, 170, 172,5,175,177,5,180 мм. Размер 165 мм пользуется успехом в скоростном спуске и экстриме — меньше вероятность задеть шатуном грунт. Самые распространенные размеры — 170 мм и 175 мм. Размеры, меньшие 165 мм, ставятся на детские и подростковые велосипеды.

Звезды

Ведущие передние звезды делают из стали или алюминия. Кроме того, звезды различаются по технологии: фрезерованные или штампованные. Последние проще и, естественно, дешевле. Вне зависимости от материала, хорошие звезды имеют сложную конструкцию и специальные элементы, помогающие цепи легко и быстро, буквально в пол оборота, переключаться с одной звезды на другую. Забрасываться наверх помогают специальные зацепы и штырьки, точно скидываться вниз — скосы и «юбки». Наиболее развиты эти элементы у средней звезды, которую специально делают шире, чтобы цепь не застревала в промежутках между звездами (система HIPERDRIVE Shimano). Соответственно, проще всего устроена малая звезда. На дорогих системах все звезды алюминиевые. Изредка среднюю, наиболее нагруженную звезду делают из титана, обрамленного композитом (карбоном) — 970 серия SHIMANO, система XTR. Преимущества титана являются продолжением его недостатков. Это меньший удельный вес (по сравнению со сталью), большая прочность (по сравнению с алюминием), инертность в среде всяких дорожных реагентов, он скользкий и тяжело поддается обработке и, соответственно, имеет больший ресурс по сравнению с алюминием и даже со сталью. Заодно к титану не так липнет грязь, которая работает как абразив и быстро убивает цепи, системы и кассеты. Но титан весьма дорог, и поэтому, чаще можно встретить стальную звезду. В группе XT для уменьшения веса и увеличения ресурса средняя звезда сделана из стали и композита (карбона).

В последнее время появились системы с алюминиевыми звездами, покрытыми тонким керамическим слоем — Stronglight. Системы среднего уровня имеют одну или две внутренних звезды из стали, а внешнюю — из алюминия. У дешевых систем все звезды стальные. Чем меньше диаметр звезды и меньше на ней зубов, тем быстрей она изнашивается и меньше служит. Поэтому такой подход вполне оправдан. Основные наборы звезд (без шоссейных групп): 48-38-28 (48/46-36-26) зубьев встречаются на дорожных, турингах, гибридах (АТБ) и дешевых байках. Набор 48-36-26, в соответствующем исполнении, в качестве дополнительного туристического встречается в группах XT и LX. Основной набор из трех звезд для МТВ любой ценовой категории — это 44/42-32-22 зуба. Для работы с планетарными втулками, чаще всего спереди ставят одну звезду в 33 или 38 зубов. Экстремальная группа Saint имеет большой выбор: 3 звезды 44-32-22 (FC-M805-03), 2 звезды 32-22 и рокринг (по желанию) или 1 звезду из комплекта 42/40/38/36/34 (FC-M815-1/2) для скоростного спуска.

Пауки и лапки

Одинаково часто встречается терминология: «паук имеет пять лапок-компакт для крепления звезд» и «система с «четырехлапкой» 104/64 мм. Оба варианта правильны, но о пауке лучше говорить, если это отдельная деталь, а о лапках — когда они составляют единое целое с системой. До 1997 года всюду царили «пятилапки», которые имели следующие размеры под болты для крепления звезд:

МТВ (без XTR): стандарт 110/74 мм, компакт 94/58 мм, у некоторых нижних групп 67 мм, встречался и размер 130 мм.

В 1997 г. фирма SHIMANO, следуя разумной маркетинговой стратегии -всегда опережать конкурентов хотя бы на один шаг — начала производство МТВ шатунов с «четырехлапкой». Поначалу большая звезда крепилась на заклепках и размеры болтов оставались прежними, 94/58 мм. Затем, к 2005 году, все постепенно «устаканилось» следующим образом:

XTR — 146/102/64 мм (до 2007 г.), сейчас — 104/64 мм,

Saint, XT, SLX, Deore, Alivio и Acera — 104/64 мм.

C810, C500 — 100/64 мм,

Некоторые нижние шатуны МТВ и все шоссейные остались с 5-ю лапками. У шоссейных групп диаметры под болты не изменились: 130 мм для 2-х звезд, 130/74 мм для 3-х звезд. Кроме того, дорогие и эксклюзивные шатуны с 5-ти лапками выпускаются и сейчас многими фирмами, с размерами стандарт 110/74 мм и компакт 94/58 мм. Причем компакт встречается гораздо чаще.

Каретки, системы, шатуны и звезды

Обычный кареточный узел (bottom bracket) велосипеда служит для жесткого и прочного соединения шатунов велосипеда в единую конструкцию и вращения системы (шатуны и ведущие звезды) относительно рамы велосипеда.

Вращение осуществляется с помощью двух подшипников, насаженных на вал каретки. В простейшем случае это две чашки с насыпными подшипниками, каждая из которых вкручивается в кареточную трубу рамы.

Во избежание перекоса чашек, кареточную трубу имеет смысл предварительно отторцевать. На сегодняшний день используются три стандарта резьбы чашек каретки: BSA (Eng., 1,37”х24Т), Italy (М36х24Т) и FRA (35×1). Английский и французский стандарты частично взаимозаменяемы, причем английский стандарт наиболее распространен, остальные встречаются крайне редко. В последнее время появляются новые стандарты, например ВВЗО. Подшипник может быть как с сепаратором, так и без, на работоспособности и долговечности это сказывается не слишком сильно. Без сепаратора в подшипнике умещается больше шариков, и высота его становится меньше, иногда это бывает удобно для установки. Обычно правая по ходу байка чашка, закручивается в раму до упора, а левой чашкой регулируются люфты и легкость вращения, и она потом зажимается контргайкой. Каретка такого типа называется открытой. Она довольно плохо защищена от воды и грязи, как снаружи, так и изнутри (конденсат, ржавчина). Зато такие каретки дешевы, и легко чистятся, перебираются, ремонтируются в полевых условиях. Шарики, чашки, ось с конусами легко заменяются в случае необходимости. Для их дополнительной зашиты, применяется несколько вариантов: снаружи они прикрываются полиэтиленом, скотчем или тонким нейлоном и слоем густой смазки, изнутри существует специальная пластиковая трубка и смазка. Раньше дорогие каретки имели защитные пыльники. Зимой, чтобы конденсат не скапливался, в кареточной трубе рамы снизу сверлят маленькое отверстие, причем в отверстии можно нарезать резьбу и в теплое время года ввинчивать в него хорошо смазанный болтик. Кареточный узел такого типа надо регулярно перебирать, выбирать люфты и смазывать.

Рис. Система FC-M440 Shimano под квадрат и картриджный кареточный узел BB-UN26
1 — болт-фиксатор и защитный колпачок, 2 — двойные бонки (М8х8,5), 3 — одинарные бонки (М8х8,5) стопорный винт с шайбой,4 — внутренняя звезда(22-26Т), 5 — средняя звезда (32-36Т), 6 — внешняя звезда (44-48Т), 7 — правый шатун (170,175 мм), 8 — левый шатун (170,175 мм) под звезду 48Т, 9 — катридж, 10,11 — щиток цепи в комплекте с крепежом, 12 — левая контргайка (ВС1,37″х24Т Английский стандарт), (МЗбх24Т Итальянский стандарт), 13 — вал (ось каретки), 14 — интегрированная гайка картриджа

Более дорогой вариант открытой каретки — с запрессованными в чашки закрытыми промышленными подшипниками. Подшипники гораздо надежнее защищены от воды и грязи, дольше служат, легче крутятся и меньше весят, но требуют большей точности при установке в раму, например: RITCHEY Super Logic WCS, PRO и Comp. WCS имеет титановую сквозную ось, PRO — сквозную ось из высоколегированной хромоникелевой стали, Comp — сплошная ось из легированной стали.

Каретки картриджного (cartridge), капсульного типа

Достаточно распространенный сейчас вид кареточного узла. Подшипники и вал находятся в жестком металлическом (чаще всего алюминиевом) корпусе, который вворачивается в кареточную трубу. Это исключает необходимость регулировать каретку. В картридже, кроме подшипников, которых может быть и 2 и 4, размещаются сальники для защиты от грязи и воды. Каретка хорошо защищена, не требует технического обслуживания и переборки. Эксплуатируется по принципу «сносил и выкинул», так как большинство картриджей неразборные, хотя иногда встречаются и разборные картриджные каретки. Фирма SHIMANO в последнее время решительно отказывается от кареток картриджного типа и переходит на интегрированные кареточные узлы: XTR, SAINT, XT, SLX, DEORE, DURA-ACE, ULTEGRA, но о них чуть ниже.

Виды соединений вала каретки с шатунами

У самых простых, дешевых и детских велосипедов стальные шатуны и ось каретки составляют единую деталь. У некоторых велосипедов советского, российского и импортного производства вал каретки соединяется с шатунами при помощи клиновой шпонки. Конструкция простая, не требующая прецизионного производства, хорошо центрирующая вал каретки, но недостаточно надежная. Преимущество шпоночного соединения — дешевизна и легкий демонтаж шатунов без специальных съемников. Но и недостатков, к сожалению, «выше крыши».

На большинстве велосипедов используется каретка, имеющая посадку «на квадрат». Концы вала выполнены в виде пирамиды квадратного сечения и соответствуют отверстиям в шатунах. Соединение получается весьма жестким и прочным. Вал и шатун соединяются гайкой или болтом под торцевой ключ на 14 мм или болтом с внутренним шестигранником на 8 мм. У разных производителей размеры посадочных мест могут слегка отличаться. При частых и неаккуратных сборках и разборках возможна формовка сопрягающихся поверхностей, и можно быстро убить шатун и вал. Посадочные места серьезно повреждаются, если ехать даже с минимальным люфтом, поэтому требуется регулярная протяжка шатунов, кроме того, для снятия шатунов приходится использовать специальный съемник.

Рис. Кареточные узлы Окталинк и ИСИС

Чтобы уйти от недостатков «квадрата», фирма SHIMANO в конце 90-х годов разработала систему OctaLink, которая является полностью шлицевой конструкцией. Она весьма напоминает кассету звездочек и шлицевой барабан задней втулки. Есть два разных стандарта Shimano OctaLink: XTR — со шлицами 5×2,2 мм и для групп XT-Deore — другой, 9×2,8 мм. В каждом варианте исполнения имеется по 8 шлицов. По сравнению с квадратом OctaLink имеет более надежное соединение, натяга практически нет, и поверхности не формуются при монтаже/демонтаже узла, но для снятия требуется специальный съемник. При езде с незатянутым шатуном шлицы могут быть повреждены. Хромомолибденовый пустотелый вал каретки с диаметром, увеличенным до 22 мм, дает более высокую крутильную жесткость и меньший вес, чем вал стандартного диаметра 17 мм у каретки с «квадратом». Прочность OctaLinka достаточно высока для спортивного и агрессйвного применения, шлицы обеспечивают более равномерное, чем у «квадрата», распределение нагрузки в зоне соединения «шатун-каретка». Каретки XTR OctaLink 950 серии для большей надежности, жесткости и устойчивости к ударным нагрузкам имеют по два комплекта подшипников справа и слева, соответственно, шариковый и игольчатый. Стандарт XTR OctaLink 950 серии нынче не производится, a OctaLink второго типа — 9×2,8 мм вместе с каретками с «квадратом» перекочевали в низшие группы Alivio, Acera, Altus, Tourney и в группы комфортного катания Alfine, Nexus и Nexave.

Рис. Кареточные узлы
1,2 — правый и левый адаптеры (внешние чашки с подшипниками), 3 — правая система с шатуном и кареточной осью, 4 — левый шатун, 5 — зажимной колпачок, б — зажимные болты, 7 — инструмент

Основная разница — в месте расположения шарикоподшипников (на рисунке изображены подчеркнутыми прямоугольниками). В обычной каретке они находятся внутри картриджа (капсулы), глубоко запрятанные в кареточную трубу. В интегрированной системе подшипники вынесены за пределы кареточной трубы и весело крутятся между нею и шатунами.

  1. Подшипниковые чашки в сборе с осью могут быть немного легче, чем целиком каретка, то есть система сбрасывает вес. Но это выполняется не всегда, да и не главное.
  2. Диаметр оси d становится значительно больше. Это означает, что гфи прочих равных ось становится жестче, чем в обычной каретке. А значит — улучшается отклик велосипеда на топтание педалей, а ось внутри кареточной трубы сохраняет максимально линейное положение, не перегружая подшипники.
  3. Увеличивается диаметр D самих подшипников. Это позволяет расположить в них больше шариков (сами шарики могут быть мельче), а значит — увеличить несущую способность подшипника, плавность его работы и ресурс.
  4. Немаловажно, что уменьшается расстояние А от подшипника до точки приложения силы шатуном. Это расстояние называется плечом действия силы, в данном случае силы нажатия шатуном на ось каретки. Чем меньше это расстояние, тем меньше момент, изгибающий ось каретки. А значит, тем более плотно эта ось прилегает к подшипникам, они не воспринимают от нее угловую нагрузку и вообще работают в максимально благоприятных условиях.

В 2000 году, в противовес шлицевым кареткам SHIMANO, появился еще один открытый индустриальный стандарт — ISIS Drive, поддерживаемый компаниями Bontrager, Chris King, FSA, Race Face, Stronglight, Truvativ. Он также является чисто шлицевым, и не совместим со стандартом OctaLink. У ISIS посадочная шлицевая часть значительно более развита, чем у OctaLink. Мощные шлицы выдерживают агрессивный и экстремальный стили катания, а по весу и жесткости каретка ISIS сравнима с OctaLink.

ВВЗО стандарт

Совсем недавно появился новый индустриальный, технологически продвинутый кареточный стандарт ВВЗО, который характерен своим «oversized» — сверхразмером. Кареточная труба рамы увеличена до 42 мм (внутренний диаметр), а ось каретки достигла диаметра 30 мм и появилась возможность изготовить ее из алюминия. Хотя раньше такие узлы всегда делались только из стали. Вес оси стал меньше на несколько десятков граммов. Подшипники уместились в большую кареточную трубу рамы, и при этом устанавливаются прямо в трубу с натягом, как в интегрированных рулевых колонках. В результате Q-фактор (расстояние между внешними плоскостями шатунов) уменьшился, и много профессиональных спортсменов, испытывающих боли в коленях, могут вздохнуть с облегчением, уменьшился вес, возросла жесткость каретки и несущая способность подшипников — все в плюс. Но есть и небольшой минус: ремонтопригодность кареточного узла и рамы резко снижается (если пару раз «прессовать» и «распрессовать» каретку, то рама может не выдержать, и подшипники могут начать люфтить); запрессовка и замена каретки требует точности и специального, весьма недешевого инструмента.

Выпускают стандарт ВВЗО — его разработчик фирма Cannondale, а также Specialized, FSA и SRAM. И многие другие производители теперь начинают клепать велосипеды под новый стандарт.

Интегрированная каретка

В 2003 году фирма SHIMANO совершила следующий, можно сказать, революционный прорыв в «кареткостроении». Каретка и шатуны были объединены вместе в единый интегрированный кареточный узел. Ось каретки — пустотелый стальной вал большого диаметра — составляет единое целое с правым, ведущим шатуном и пауком, на котором крепятся звезды. В комплект, кроме того, входят две чашки картиджного типа с подшипниками, левый шатун с 2-мя болтами для крепления на оси каретки и специальная гайка для выбора люфтов. Важный момент: картриджи с подшипниками расположены снаружи кареточной трубы! Конструкция нового кареточного узла очень напоминает рулевую колонку типа Aheadset, которая давно уже доказала свое право на существование. Монтаж системы начинается с ввинчивания в раму чашек с подшипниками, между которыми внутри кареточной трубы зажимается защитный пластиковый стакан. Затем с правой стороны вставляется вал каретки с шатуном. На левом конце вал имеет небольшие шлицы для более надежного крепления шатуна. Шлицы есть и на посадочной поверхности левого шатуна. Прежде, чем зажать болтами шатун на валу каретки, левой гайкой выбираются все люфты.

Данная конструкция имеет весомые преимущества перед обычным и капсульным кареточным узлом. Прежде всего, вес всей системы, — каретки с пустотелыми шатунами — уменьшается, как минимум на 80 гр. Затем, база установки подшипников расширяется почти вдвое, с 48,3 мм до 87,5 мм, это повышает жесткость всего узла, снижает изгибающий момент на вал и нагрузку на подшипники. Как известно, на подшипник, кроме веса байкера, действует еще и момент, равный произведению веса байкера на рычаг — расстояние от центра педали до плоскости подшипника. Соответственно, раз рычаг становится существенно меньше, значит, уменьшается момент и нагрузка на подшипник, поэтому срок службы кареточного узла значительно увеличивается. За счет большого диаметра оси возрастает крутильная жесткость и прочность каретки. «Свернуть» гигантским усилием левый шатун практически невозможно, благодаря большой плоскости контакта и шлицам. Уменьшается радиальное и торцевое биение, вредное для подшипников. О минусах можно сказать, что нельзя получать только плюсы, в технике такое не бывает: увеличилась линия цепи до 50 мм и, соответственно, чуть больше стал Q-фактор. Это слегка уменьшает КПД педалирования, что возможно имеет некоторое значение для профессиональных гонщиков. Затем, самую малость выросли потери в подшипниках из-за увеличения их диаметра (см. главу АВ OVO), внешние подшипники более подвержены внешним факторам (вода, пыль, грязь), но при правильной конструкции уплотнений это не должно сильно сказываться на ресурсе, монтаж/демонтаж в целом упрощается и облегчается, но, к сожалению, требует для этого инструментов.

Экстремальное катание заставляет увеличивать линию цепи, мирясь с возрастающим Q-фактором, эффективность вкручивания педалей не имеет большого значения в скоростном спуске. И поэтому обновленная группа SAINT для ширины кареточной трубы 83 мм имеет две новые линии цепи: 54,3 мм и 57,9 мм.

По пути SHIMANO двинулась и фирма RACE FACE, разработавшая свой стандарт кареточного узла и крепления шатунов Х-Туре. Шатуны имеют шлицевое крепление кареточной осью увеличенного диаметра, при этом подшипники находятся снаружи кареточного узла. Чашки каретки усилены и сделаны из кованого и фрезерованного алюминиевого сплава. Все это увеличивает прочность и жесткость кареточного узла, уменьшает нагрузку на подшипники и продлевает их ресурс. Кроме того, в пределах 3-х мм можно регулировать линию цепи. Ось каретки закреплена на левом шатуне. Для установки и снятия каретки и шатунов не требуется специальных инструментов. Достаточно обычного 8 мм шестигранника.

Присоединились к общему тренду фирмы FSA со стандартом Mega ЕХО и Truvativ с системой GPX.

Сейчас практически все серьезные производители делают интегрированные кареточные узлы, таков тренд.

К сожалению, совместимость разных интегрированных систем (SHIMANO, RACE FACE, FSA, Truvativ) оставляет желать лучшего, каждый старается только для себя и лелеет свой родной стандарт, за исключением внешних чашек каретки — их можно, с редкими ограничениями, менять. Некоторые фирмы делают совместимые с основными системами внешние чашки. Кстати, именно внешние чашки подшипников выходят из строя чаще всего, остальному, в принципе, ломаться нечему.

Появился и любопытный промежуточный вариант — не интегрированная каретка Truvativ Howitzer типа ISIS, но с внешними подшипниковыми чашками. Каретка имеет удлиненный вал. Стандарт каретки Howitzer предусматривает линию цепи 50, 56 и 66 мм, для установки в кареточные трубы рамы шириной от 68 до 100 мм (от All-Mountain до DH).

Устанавливая каретку, необходимо учитывать ширину кареточной трубы рамы (bottom bracket shell), размер правого фланца, длину вала (axle length) и параметр chain line. Ширина кареточной трубы бывает BSA — 68 или 73 мм или Italy 70 мм, последний стандарт чаще применяется на шоссейных велосипедах. Экстремальная группа Saint имеет новый стандарт кареточного узла BSA — 83 мм. Для установки на кареточном узле переднего переключателя передач, существуют каретки E-type с увеличенным правым буртиком. К нему и примыкает кольцо переднего переключателя, который дополнительно фиксируется болтом к подседельной трубе. Длина вала каретки и тип системы определяют, на каком расстоянии будут находиться передние ведущие звезды относительно средней плоскости рамы велосипеда (параметр chain line линия цепи для МТВ, чаще всего — 47.5 мм или 50 мм), условия работы переднего переключателя и расстояния от шатунов до перьев рамы. Стандартная номенклатура размеров (длин) кареточных осей для МТВ (мм): 107,110.5,113,115, 118, 122.5, 127.5, 129. У XTR OctaLink встречаются еще два размера: 112.5 и 116.5 мм. В стандарте ISIS длины кареточных осей: 108, 113, 118 мм. Этим длинам соответствуют chain line: 44.5, 48.5 и 51 мм, соответственно. Кроме того, возникло два размера ISIS для скоростного спуска — 128 мм и 143 мм. Необходимую длину вала можно определить по спецификациям системы, либо померить штангенциркулем старую ось от среза до среза и округлить, до ближайшего, стандартного значения.

Рис. Неинтегрированная каретка TruVativ Howitzer типа ISIS с внешними чашками
1,5 — левая и правая чашки, 2 — пластиковое кольцо, 3 — вал, 4 — кареточная труба

Кривошипная система (шатуны, звезды, бонки)

Кривошипная система велосипеда состоит из двух кривошипов, правого и левого, передних 1-й, 2-х или 3-х ведущих звезд и специальных полых болтов — бонок, которыми звезды прикручиваются к лапкам правого кривошипа. В широких веломассах «кривошип» называют обычно «шатуном». И, кроме того, широко бытует слово «система». Так и будем называть в дальнейшем этот важный узел.

Итак, система состоит из двух шатунов, 1-й, 2-х или 3-х звезд и специальных полых болтов — бонок, которыми звезды прикручиваются к лапкам правого шатуна. Лапки более правильно называть «пауком», он может быть приварен к правому шатуну или быть отдельной деталью со шлицами. Бонки обычно точат из стали или алюминия, реже из титана. На дешевых системах звезды крепят стальными заклепками или «намертво» контактной сваркой. С одной стороны в шатуны ввинчиваются педали, а с другой шатуны соединяются с осью кареточного узла. А назначение системы, если кто не понял, передача усилий от педалей на цепь на разных передачах.

Шатуны вместе с кареточным узлом, пожалуй, самые нагруженные детали велосипеда. При разгоне и подъеме в гору способом «танцовщица», нагрузка на шатун достигает 120 кг, и это у гонщика «ниже средней упитанности». А если байкер сам весит больше ста килограмм? В экстремальных и прыжковых дисциплинах, ВМХ нагрузка еще больше, причем нагрузки ударные. Кроме прочности, очень важна жесткость шатунов, особенно для соревнований. Недостаточно жесткие шатуны снижают эффективность педалирования, ухудшают динамику байка. Почему? На деформацию шатуна затрачивается энергия. А откуда она берется? Да-да, прямиком из ваших ног. Исходя из этого, и выбираются материал и конструкция шатунов.

Если лет 15-20 назад сталь была основным материалом для шатунов, то к началу XXI-го века стальные шатуны ставят либо на самых дешевых, либо на дорогих и экстремальных байках. Например, полые 3-компонентные шатуны Profile Racing сделаны из легированной, хромо-» молибденовой стали 4130, имеют длину от 165 до 180 мм. Предназначены для скоростного спуска, жесткого фрирайда, прыжков. Стальной паук, 5-лапка размером 94/58 мм, или 4-лапка — 110/74 мм для крепления звезд, представляет собой отдельную деталь.

Дешевые стальные шатуны для лучшего внешнего вида и защиты от коррозии часто покрывают пластиком. Основное достоинство таких шатунов, кроме низкой цены — неплохая прочность, долгий срок службы. А вот жесткость и вес оставляют желать лучшего. Для спокойного катания они вполне подходят.

Из титана шатуны делают крайне редко.

Основной массовый материал для современных шатунов — алюминий, точнее, его сплавы. Литой алюминий применяется для велосипедов нижнего ценового диапазона. Лапки для крепления звезд составляют единое целое с шатунами. Блок передних звездочек у дешевых стальных и алюминиевых шатунов выполнен в виде неразборной конструкции, объединенной вместе с правым шатуном. В этом случае изношенные звезды приходится менять вместе с правым шатуном. К достоинствам таких шатунов относятся небольшая цена и вес, жесткость и прочность вполне достаточны для велопрогулок и несложных велопоходов. К недостаткам можно отнести слабую резьбу под съемник и педали и легко деформируемые (формуемые) посадочные поверхности «квадрата» или шлицевых кареток. Если шатуны часто переставлять, то резьбу легко повредить или срезать напрочь стальным съемником.

Алюминиевые шатуны, изготовленные методом горячей штамповки с термообработкой и старением, устанавливаются на байках среднего ценового диапазона. Они весьма жесткие, прочные, долговечные и не слишком дорогие. Характерная особенность — шероховатая поверхность. Последующая механическая обработка, шлифовка и полировка делает поверхность гладкой, но заметно увеличивает цену.

Желание снизить вес привело к достаточно широкому распространению фрезерованных шатунов из термообработанного (каленого) алюминиевого сплава. Они ставятся на байки верхнего, иногда среднего ценового диапазона. В поперечном разрезе такие шатуны представляют собой швеллер или двутавровую балку в миниатюре — мощные, прочные несущие полки и более тонкая центральная стенка между ними для легкости и жесткости. Все лишнее «мясо» убрано фрезой. На стенке вырезаются логотипы и надписи, прорезаются отверстия для дополнительного облегчения. Дорогие шатуны (RACE FACE, FSA, Truvativ) шлифуются, полируются, анодируются, окрашиваются и украшают байк своим дизайном. Если заготовка предварительно подвергается ковке, то прочность шатунов значительно вырастает, и их применяют для экстремальных видов.

В последние годы все большее распространение получает холодная штамповка, иногда ее называют холодной ковкой. Заготовки слегка нагревают, примерно до 400С°, и переводят сплав в другое агрегатное состояние. Металл становится более мягким, податливым и пригодным для обработки высоким давлением. На специальных прессах из заготовок формуются шатуны, которые затем подвергают термообработке, старению и механической обработке. В результате внутренняя структура металла получается, как после ковки: твердые, вытянутые вдоль оси кристаллы расположены вдоль шатуна стройными рядами, что резко увеличивает его прочность и жесткость. Шатуны шлифуют и обрабатывают стальными шариками, что делает поверхность очень гладкой, убирает дефекты и микротрещины, вредные концентраторы напряжений, и создает дополнительный наклеп — внешний, тонкий, но очень прочный и жесткий панцирь. Жесткость и ресурс возрастают. Окрашивают шатуны очень стойким к внешним воздействиям порошковым напылением.

Технологией холодной штамповки фирма SHIMANO делает свои полые шатуны (Hollowtech II, Hollowtech) для МТВ групп XTR, Saint (для экстрима), XT, SLX и Deore. Все шатуны сделаны по технологии Hollowtech II с интегрированной кареткой. Несмотря на то, что эти шатуны полые внутри и меньше весят, они имеют очень высокую поперечную и торсионную жесткость благодаря новой технологии и специальной форме: шатуны расширяются в области максимальных нагрузок, ближе к оси каретки. Поперечная жесткость показывает, на сколько миллиметров или градусов изгибается шатун под нагрузкой в 50 кг. Торсионная жесткость — на сколько градусов отклоняется вниз ось педали длиной 55 мм при той же нагрузке. Согласно исследованиям фирмы SHIMANO, конкурировать с технологией Hollowtech по жесткости могут только существенно более дорогие композитные и карбоновые шатуны. Кстати, полые шатуны по технологии холодной штамповки начала выпускать и фирма FSA: Afterburner АТВ ХС, 175 мм, вес 605 гр, материал 7075-Т6, звезды алюминиевые фрезерованые, 4-лапка 64/104 мм, под ISIS, «квадрат» и интегрированную ось.

Композитные и карбоновые шатуны. На самом деле, такое название -тавтология. Карбон, по определению, композитный материал, состоящий из углеродных волокон и пластика (клея). Кроме того, узел крепления педали, оси каретки и лапки для звезд делаются из металла, так что шатуны получаются композитные вдвойне. Но так принято говорить, поэтому оставим эту терминологию в силе.

Композитные шатуны

Карбоновые волокна уложены в технологическую полость вдоль шатуна и приклеены под большим давлением высокопрочным клеем. Пример — шатуны RACE FACE Next LP, назначение XC (кросс-кантри), длина 175 мм, вес 400 гр без звезд, паук — 5-лапка компакт 58/94 мм или стандарт 74/110 мм, под каретку ISIS.

Карбоновые шатуны, само собой, изготовлены целиком из карбона. Многие производители дорогих шатунов имеют их в своих коллекциях. Они очень легкие и жесткие, но не любят сильных точечных ударов. Пример — FSA Carbon PRO, XC, 175/170 мм, вес 565 гр, 4-лапка 64/104 мм, ISIS, OCTALINK. Или еще более крутая система FSA Carbon PRO Team Issue, XC, карбоновый монолит с лапками для звездочек, набор 44-32-22, фрезерованные звезды 70075-Т6,175/170 мм, вес 555 гр, 4-лапка 64/104 мм, ISIS, OCTALINK.

Длина шатуна

Длина шатуна измеряется между осями двух отверстий: под ось педали и под ось каретки. Основные стандарты длины — 165, 167,5, 170, 172,5,175,177,5,180 мм. Размер 165 мм пользуется успехом в скоростном спуске и экстриме — меньше вероятность задеть шатуном грунт. Самые распространенные размеры — 170 мм и 175 мм. Размеры, меньшие 165 мм, ставятся на детские и подростковые велосипеды.

Звезды

Ведущие передние звезды делают из стали или алюминия. Кроме того, звезды различаются по технологии: фрезерованные или штампованные. Последние проще и, естественно, дешевле. Вне зависимости от материала, хорошие звезды имеют сложную конструкцию и специальные элементы, помогающие цепи легко и быстро, буквально в пол оборота, переключаться с одной звезды на другую. Забрасываться наверх помогают специальные зацепы и штырьки, точно скидываться вниз — скосы и «юбки». Наиболее развиты эти элементы у средней звезды, которую специально делают шире, чтобы цепь не застревала в промежутках между звездами (система HIPERDRIVE Shimano). Соответственно, проще всего устроена малая звезда. На дорогих системах все звезды алюминиевые. Изредка среднюю, наиболее нагруженную звезду делают из титана, обрамленного композитом (карбоном) — 970 серия SHIMANO, система XTR. Преимущества титана являются продолжением его недостатков. Это меньший удельный вес (по сравнению со сталью), большая прочность (по сравнению с алюминием), инертность в среде всяких дорожных реагентов, он скользкий и тяжело поддается обработке и, соответственно, имеет больший ресурс по сравнению с алюминием и даже со сталью. Заодно к титану не так липнет грязь, которая работает как абразив и быстро убивает цепи, системы и кассеты. Но титан весьма дорог, и поэтому, чаще можно встретить стальную звезду. В группе XT для уменьшения веса и увеличения ресурса средняя звезда сделана из стали и композита (карбона).

В последнее время появились системы с алюминиевыми звездами, покрытыми тонким керамическим слоем — Stronglight. Системы среднего уровня имеют одну или две внутренних звезды из стали, а внешнюю — из алюминия. У дешевых систем все звезды стальные. Чем меньше диаметр звезды и меньше на ней зубов, тем быстрей она изнашивается и меньше служит. Поэтому такой подход вполне оправдан. Основные наборы звезд (без шоссейных групп): 48-38-28 (48/46-36-26) зубьев встречаются на дорожных, турингах, гибридах (АТБ) и дешевых байках. Набор 48-36-26, в соответствующем исполнении, в качестве дополнительного туристического встречается в группах XT и LX. Основной набор из трех звезд для МТВ любой ценовой категории — это 44/42-32-22 зуба. Для работы с планетарными втулками, чаще всего спереди ставят одну звезду в 33 или 38 зубов. Экстремальная группа Saint имеет большой выбор: 3 звезды 44-32-22 (FC-M805-03), 2 звезды 32-22 и рокринг (по желанию) или 1 звезду из комплекта 42/40/38/36/34 (FC-M815-1/2) для скоростного спуска.

Пауки и лапки

Одинаково часто встречается терминология: «паук имеет пять лапок-компакт для крепления звезд» и «система с «четырехлапкой» 104/64 мм. Оба варианта правильны, но о пауке лучше говорить, если это отдельная деталь, а о лапках — когда они составляют единое целое с системой. До 1997 года всюду царили «пятилапки», которые имели следующие размеры под болты для крепления звезд:

МТВ (без XTR): стандарт 110/74 мм, компакт 94/58 мм, у некоторых нижних групп 67 мм, встречался и размер 130 мм.

В 1997 г. фирма SHIMANO, следуя разумной маркетинговой стратегии -всегда опережать конкурентов хотя бы на один шаг — начала производство МТВ шатунов с «четырехлапкой». Поначалу большая звезда крепилась на заклепках и размеры болтов оставались прежними, 94/58 мм. Затем, к 2005 году, все постепенно «устаканилось» следующим образом:

XTR — 146/102/64 мм (до 2007 г.), сейчас — 104/64 мм,

Saint, XT, SLX, Deore, Alivio и Acera — 104/64 мм.

C810, C500 — 100/64 мм,

Некоторые нижние шатуны МТВ и все шоссейные остались с 5-ю лапками. У шоссейных групп диаметры под болты не изменились: 130 мм для 2-х звезд, 130/74 мм для 3-х звезд. Кроме того, дорогие и эксклюзивные шатуны с 5-ти лапками выпускаются и сейчас многими фирмами, с размерами стандарт 110/74 мм и компакт 94/58 мм. Причем компакт встречается гораздо чаще.

Источники:

https://velomasterclass.ru/shatuny-velosipeda/
https://sport-snaryazhenie.ru/velosipedy/remont/950-kak-snyat-shatuny
https://dnipro.bike/tipy-sistem/
https://asv0825.ru/velosiped/22.html
https://tepka.ru/velosiped/22.html

Оставьте комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock
detector