Строение велосипеда

Что такое велосипедный станок и его разновидности — всё о велоспорте

Статья про производство велосипедов как бизнес, оборудование и как их делают — собирают. Коротко и подробно о самом главном в этом бизнесе.

Уже довольно давно мы используем велосипеды в своей повседневной жизни. Даже удивительно думать, что когда-то это средство передвижения было роскошью. Ведь сегодня велосипед – это весьма банальный предмет практически бытового характера.

Несмотря на то, что велосипеды были широко известны каждому человеку, наибольшую популярность это средство передвижения приобрело сравнительно недавно.

Свидетельством этому является наличие велосипедных дорожек, специальных разметок на проезжей части, велостоянок у магазинов.

Поэтому спрос на данное транспортное средство увеличивается с каждым днем, что делает производство велосипедов очень актуальным бизнесом. Можно даже говорить о возможной конкуренции с автомобилем.

Как делают велосипеды

Велосипед состоит из нескольких составных частей, которые изготавливаются по-отдельности. К ним относятся колеса, рама, вилка, передача, тормоза, седло, педали и прочие компоненты и принадлежности. Как правило, для производства рамы используют сталь и хром, так как именно эта составная часть должна быть самой прочной и надежной.

Производство велосипедов начинается из подготовки полых труб. Для этого с помощью труборезного станка нарезается сталь. После этого готовая нарезка отправляется на специальный гибочный станок, с помощью которого трубы загибаются под необходимым углом.

Для этого применяется сильное давление на гибочные приспособления. После этого трубы подвергаются обработке и вырезаются в таком размере и форме, чтобы они точно подходили друг к другу при сборке. В течение всего процесса используется охлаждающая смазка.

Труба вырезается с учетом изгибов и креплений для других деталей. Уже подготовленные к сварке трубы помещают в специальную установку. В целом процесс сварки рамы требуется всего две минуты. Температура процесса составляет 700 градусов по шкале Цельсия.

После сварки детали выдерживаются в течение четырех минут.

Затем сваренная рама расправляется, так как под воздействием высоких температур может произойти их деформирование. Расправляют трубы посредством специального приспособления, которое способно придать раме правильные формы.

После этого процесса производства рама велосипеда окрашивается, причем краска наносится специальным распылителем. Так окрашенный слой прочно приклеивается к раме при статическом контакте.

Чтобы окрашенный слой был еще прочнее, раму подвергают термической обработке в газовой сушильной камере, где температура составляет 218 градусов по Цельсию. Время обработки составляет 15 минут.

После сушки рама подвергается охлаждению. Затем можно приступать к сборке и приклеиванию лейблов.

К готовой окрашенной раме с лейблами уже в другом цеху прикрепляется руль. Ставиться тормозной механизм и коробка передач, которые необходимы для конкретной модели велосипеда.

Затем начинается сборка колесного обода. На каждое колесо вручную устанавливаются 36 спиц из нержавеющей стали. При достаточной квалификации работников завода по производству за сутки может быть собрано по 65 ободов.

Затем при помощи специального приспособления спицы привинчиваются к колесу. Для достаточного напряжения в спицах используется специальный станок, который оказывает соответствующее давление на спицы. При недостаточном натяжении, обод также будет очень слаб. С помощью другого устройства выравниваются ободья. А затем регулируются спицы, чтобы получить идеально ровное колесо.

На дальнейшей стадии осуществляется установка покрышек и шин на обод колес.

В перевернутом виде устройство, уже на велосипед, проходит цех за цехом, где производится установка других механических деталей: руля, педалей, вилки, тормозов, цепей и пр. на этих стадиях сборка полностью ручная.

В самом конце производства монтируется задний тормоз, а готовая конструкция проверяется на работоспособность, тестируются все крепления и конструкция в целом.

Видео как собирают велосипеды на крупном производстве Stels:

При положительных результатах проверки велосипед упаковывается и отправляется на склад готовой продукции, откуда он попадает на рынок.

Ежедневное производство на крупном заводе может доходить до 2500 велосипедов весом приблизительно 11,5 кг. Такие велосипеды прекрасно готовы к не одной тысячи километров пробега.

Читайте также

Спортивный велосипед — как выбрать и купить

Велоспорт состоит из множества различных подразделений. Самыми популярными являются: шоссейные гонки, гонки с препятствиями, а также трек. Для всех перечисленных дисциплин нужно выбрать спортивный велосипед. С помощью специального велосипеда вы научитесь выполнять самые невероятные прыжки, некоторые даже умудряются играть в футбол, сидя на велосипедах.

Существуют типы спортивных велосипедов:

1. Шоссейные;
2. Для треков;
3. Байки для кросс-кантри с максимальной скоростью по сравнению с другими велосипедами;
4. Горные, для маунтинбайка;
5. Для фристайла и триала;
6. Для триатлона;
7. Туринговые.

Основная цель велоспорта – проехать трассу максимально быстрее своих соперников.

Отличительные черты шоссейных велосипедов

Если вы часто катаетесь по ровной, асфальтированной дороге или участвуете в уличных гонках, то при покупке спортивного велосипеда вам стоит ориентировать на шоссейные модели.

Почему именно эта модель спортивного велосипеда вам нужна, чем шоссейный велосипед отличается от других видов этого транспортного средства?
Шоссейный велосипед обладает далеко расположенными друг от друга колесами.

Они прикрепляются к эксцентриковой системе, при этом диаметр одного колеса равняется двадцати шести дюймам. Шоссейные велосипеды развивают скорость в несколько раз больше горных велосипедов, благодаря расположению звезд переднего ряда. Некоторые модели имеют контактные педали на специальных шатунах.

Тормозная система установлена на обоих колесах в виде колодочных тормозов. Внешними отличительными чертами шоссейных велосипедов являются: руль в виде баранки; насос; водная бочка и однотрубные шины. Цена шоссейников стартует от 250$.

Характеристика трековых велосипедов

Чтобы подобрать наилучший вариант велосипеда для трековых гонок, стоит изучить его преимущества по сравнению с другими моделями велосипедов. Трековый велосипед внешне напоминает шоссейную модель с изменённой внутренней конструкцией.
Отличительные черты трековых велосипедов:

1. Жесткая велосипедная рама с короткой базой;
2. Облегченные колеса диаметров в шестьдесят два сантиметра;
3. Горизонтальный вырез на задних колесах – изменяется положение оси, благодаря чему можно варьировать напряжение цепи;
4. Плавное замедление движения и полная блокировка всех педалей;
5. Наличие одной фиксированной передачи – отсутствие свободного движения педалей велосипеда.

За счет соблюдения этих особенностей строения трековых велосипедов, они имеют небольшой вес и простое управление. Трековые велосипеды делятся на спринтерские, лидерские и темповые модели.

Первые два варианта различаются видом руля и расположением седла велосипеда, а также скоростными характеристиками рамы и размерами элементов конструкции.

Последний вариант является самым популярным на рынке, он известен своей изогнутой вилкой, уменьшенным передним колесом и уникальным расположение руля велосипеда. За трековый велосипед придётся выложить не меньше 400$.

Спортивные кроссовые велосипеды

Если вы собрались кататься по сложным, извилистым маршрутам, то перед вами непременно встанет вопрос, как выбрать спортивный велосипед для кросса. Каждый велосипедист мечтает купить спортивный велосипед недорого, но мало кому это удается. При покупке кроссовых велосипедов стоит обратить внимание на специфические характеристики этого транспорта.

Крос-кантри велосипед схож с шоссейными и гоночными моделями. Велосипед для кроссов обладает двумя отличительными признаками: уникальной геометрией рамы; толстой внедорожной резиной на колесах велосипеда. Также на кроссовых велосипедах присутствуют зубчатые покрышки, которые с легкостью срезают грязь.

На кроссовых велосипедах устанавливают прочные, качественные колеса диаметров в двадцать восемь дюймов. Тормозная система представлена кантилеверными или дисковыми тормозами. Велосипед с такой тормозной системой отлично подходит для использования по пересечённой местности и бездорожью. Такой байк в нижней ценовой категории стоит 200-250$.

Выбрать спортивный велосипед совсем не сложно – главное определиться для каких целей вам необходим этот вид транспорта. Но выбор правильной модели спортивного велосипеда – это только половина этапа покупки правильного спортивного велосипеда. Чтобы купить подходящий именно вам спортивный велосипед обратите внимание на его размер и возрастные ограничения.

Из всего вышесказанного можно сделать вывод, что выбрать спортивный велосипед достаточно легко, если заранее определиться со сферой его применения. Чтобы подобрать спортивный велик, который бы отвечал всем вашим запросам, стоит посмотреть на его параметры, технические и возрастные характеристики.

Спортивный велосипед для взрослого, на что ориентироваться при покупке? При покупке спортивного велика для взрослого стоит ориентироваться на параметры велосипедной рамы. Все модели спортивных велосипедов представлены в нескольких размерах в зависимости от роста будущего владельца. Смотрите видео:

Гид по велосипедным станкам от Madrobots

Специально для читателей нашего блога скидка 5% на весь ассортимент магазина по промокоду OHMYBLOG

Зима в самом разгаре, а значит, пришло время выбрать для себя велосипедный станок. Зимой на велосипеде кататься можно только там, где нет снега и не очень холодно, а таких мест в России и большинстве стран СНГ не очень много.

Выход – купить велосипедный станок и тренироваться на нем в отсутствие подходящих погодных условий для заездов. В этом сезоне сразу несколько производителей гаджетов для велосипедов анонсировали новинки, так что выбрать есть из чего.

К примеру, неплохие анонсы сделали Eurobike и Interbike.

В этот обзор входят сразу несколько важных пунктов. Это рекомендации по выбору велосипедных станков, представление нескольких новых моделей и рекомендации по тренировкам. Сначала давайте разберемся, что собой представляет велосипедный станок.

Почему станок? Обычно, если нет возможности покататься на велосипеде на улице, любители велосипедной езды рассматривают в качестве альтернативы велотренажер. Но если у вас есть отличный велосипед, к которому вы привыкли, можно обойтись и без тренажера.

В этом случае стоит рассмотреть возможность покупки одной из моделей велостанков, которых сейчас много на рынке велосипедных систем. Велосипедный станок – это устойчивая платформа, к которой неподвижно крепится велосипед. Сразу после того, как велосипед закреплен, он и станок составляют единую систему для тренировки.

Ее качество тем выше, чем более продвинутый велосипед используется и чем более совершенный станок вы выбрали.

Стоит отметить, что велосипедный станок – довольно габаритное удовольствие. Так что стоит покупать велостанок у себя в стране, поскольку, если с ним что-то произойдет, пересылка по гарантии может влететь в копеечку.

Что стоит принять во внимание при покупке?

Велосипедный станок – довольно сложная система, и при покупке необходимо рассмотреть ряд важных моментов. Многие моменты зависят от класса станка, но есть универсальные вещи, которые характерны для всех станков – от самых дорогих, до самых бюджетных.

Главное – станок должен быть надежным. Чем больше пластика в конструкции, тем менее она надежна. В качестве примера можно взять CompuTrainer. Это очень надежное устройство, которое может упасть с высоты, и ничего ему не будет. Срок эксплуатации системы такого класса – 10 лет и выше. Аналогичный класс систем готовит и KICKR.

Во-вторых, обязательно нужно проверить место крепления велосипеда. Есть станки, где требуется снимать переднее колесо велосипеда, есть и такие системы, где эту операцию выполнять не нужно. Неплохой вариант – станок с креплением, обеспечивающим моментальную фиксацию велосипеда.

Среди производителей станков, позволяющих крепить велосипед при помощи такого крепления – компании KICKR, NEO, HAMMER, DRIVO, LeMond и другие.

В-третьих, обязательно нужно проверить, насколько устойчива платформа. Чем меньше основа, тем выше вероятность того, что вы можете перевернуться вместе с велосипедом. Несмотря на то, что это маловероятно, все же такая «авария» возможна. Чаще всего это случается с самыми недорогими станками, где платформа очень узкая, поскольку производитель экономит на материале.

Беспроводная передача данных — один из самых важных критериев выбора. Как видим, рекомендаций не так и много, хотя они важны. Но есть еще один немаловажный фактор, который влияет на получение информации о тренировках пользователем. Это беспроводная связь.

Многие станки (подавляющее большинство, скажем так) оснащаются беспроводными модулями связи, которые передают данные во время тренировки на мобильное устройство пользователя (смартфон, умные часы и т.п.). Основные протоколы передачи данных – ANT+ & Bluetooth Smart.

Эти протоколы используются, в основном, для передачи информации о скорости и темпе тренировки. Совместимые устройства вроде Garmin Edge или Polar V800 собирают такую информацию, анализируют и выводят в виде, понятном для пользователя.

Каналы передачи данных могут быть закрытыми (Bluetooth Smart) и открытыми (ANT+ FE-C). Используя второй тип протокола, пользователь может контролировать свою систему при помощи, например, Garmin Edge ряда моделей, включая 520/820/1000.

А что насчет Bluetooth smart? Некоторые компании предпочитают использовать именно такой тип связи. В качестве примера можно привести станки от Wahoo, CycleOps, Elite и Tacx.

Лучшие модели поддерживают как открытые, так и закрытые каналы связи, а также различные протоколы беспроводной передачи данных. Для пользователя это означает возможность работы с рядом приложений сторонних разработчиков. Практически все приложения поддерживают Wahoo по Bluetooth Smart.

Модели велосипедных станков

Бюджетные модели (до $400)

Сразу стоит сказать, что в плане велостанков низкая цена вовсе не означает, что станок некачественный. В большинстве случаев это может означать, что система чисто механическая, без модулей беспроводной связи и прочих вещей. Но многие станки бюджетной категории работают просто отлично.

Есть здесь и модели с поддержкой беспроводной передачи данных. Это, например, Elite Qubo Digital Smart B+ или BKOOL Smart Go. Правда, стоимость упомянутых систем здесь чуть выше $400. А вот среди тех станков, где цена ниже этой планки, можно упомянуть Tacx Satori Smart.

Это самый недорогой велостанок из всех, которые упоминаются в этом посте. Цена его составляет около $399. Это в США, стоимость станка в Европе еще ниже — всего 225 евро. Данные передаются по каналам ANT+ & Bluetooth Smart.

Правда, возможности управления станком по беспроводной связи нет, поскольку отсутствует ANT+ FE-C канал. Но вся нужная пользователю информация передается, так что проблемы никакой нет. Приложения от Garmin, Polar совместимы с этим станком.

Точность вполне достаточна для среднестатистического спортсмена.

Этот станок «вышел в люди» благодаря краудфандингу на Kickstarter. Это неплохой бюджетный вариант, стоимость которого составляет от $302 до $378. Станок очень тихий, проблемы с ним нет никакой.

Средняя ценовая категория ($400-$1,000)

Конечно, разброс цены, указанный в подзаголовке, очень большой. По большей части, все цены сосредоточены в рамках $500-$700. И почти все велостанки из этой категории имеют равные возможности. Есть нюансы, но они немногочисленны и незначительны. Основное внимание при выборе станка из этой категории, кроме уже упомянутых выше моментов, стоит уделять таким пунктам:

– Какие протоколы связи/стандарты/типы данных передаются;

По ощущениям, все испытанные из этой категории станки работают хорошо. По «дороге» они едут примерно одинаково. Калибровка станков перед использованием занимает не больше 10-15 минут.

Здесь можно выделить такие модели, как Wahoo KICKR SNAP, CycleOps Magnus, Elite Rampa, Tacx I-Vortex. Отличные станки, которые работают без всяких проблем.

High-End станки

За последние полгода на рынке появилось несколько новых игроков, выпускающих велостанки именно в категории High-End. Здесь мы подразумеваем системы, стоимость которых составляет $1000 и выше. У них обычно есть все типы беспроводных каналов передачи данных, высокая степень совместимости с различными «умными» устройствами и высокая точность (+/- 2%).

В числе прочих моделей, которые стоит упомянуть – Wahoo KICKR, Elite Drive и CycleOps The Hammer. Конечно, не будем забывать еще и о Tack NEO, TACX IRONMAN и TACX i-Genius Multiplayer.

Лучший в категории — TACX NEO (плюс TACX IRONMAN и TACX i-Genius Multiplayer).

Да, тут сразу нужно сказать, что это дорогие станки. Но они стоят своих денег, поскольку предлагают пользователям широкий ряд функций и возможностей. Например, большинство названных станков просто не издают шум. Это самые тихие велостанки на рынке.

Все совместимы с ANT+ FE-C, все передают данные по мощности, скорости, темпу по каналу ANT+ на любое совместимое устройство. Конечно, есть Bluetooth Smart.

Плюс разработчики добавили интересную функцию – симулятор езды по дороге, так что, если не хватает катания по грунтовке с ее камушками и неровностями, имейте эти станки в виду.

Преимуществами этих моделей перед, например, KICKR является, как уже говорилось, отсутствие шума и наличие Bluetooth Smart. А это важно для владельцев iPhone, поскольку эти смартфоны не поддерживают ANT+. В сентябре компания Tacx дала возможность разработчикам приложений встраивать беспроводной контроль доступа для своих станков. Сейчас уже готов ряд приложений, где есть такая возможность.

Wahoo KICKR & Elite Drivo

Оба станка – новинка на рынке велосипедных станков. Во всяком случае, можно сказать, что разработчики старательно обновили возможности своих систем.

Новый KICKR стал тише, точность станка улучшена (+/-1%), внешний вид, как и у других моделей, впечатляет.

Оба станка можно контролировать по ANT+ FE-C, они совместимы со многими мобильными и десктопными приложениями. KICKR передает такие данные, как мощность и скорость, а DRIVO – мощность, скорость и темп. У KICKR при этом несколько выше степень совместимости с мобильными устройствами сторонних компаний.

В качестве вывода стоит сказать, что перечисленные в этой статье велосипедные станки – отличный вариант для тренировок долгими зимними вечерами. Конечно, выбор станков гораздо шире, все мы просто не в состоянии указать в рамках одного поста. Купить велосипедный станок одного из многих производителей вы можете в Madrobots.

Специально для читателей нашего блога скидка 5% на весь ассортимент магазина по промокоду OHMYBLOG

Какой велостанок выбрать?

На носу октябрь и для большинства из нас это означает, что велосипедный сезон заканчивается. Ранняя темнота, холод, слякоть – всё это отнюдь не способствует езде на велосипеде, а потому вы вынуждены сидеть дома.

Велосипедисты могут выбирать из двух вариантов: либо взять паузу и устроить «межсезонье», растеряв физическую форму, набранную за тёплые месяцы, либо заняться тренировками на велостанке.

Если вы выбрали второе, то этот небольшой обзор поможет вам решить, какой тип велосипедного велосипедного тренажёра наилучшим образом соответствует вашим потребностям.
Приведём пару ключевых факторов, которые нужно учитывать при выборе велостанка.

Первое: уровень шума. Хотя некоторые станки рекламируются или позиционируются как «бесшумные», все они, в большей или меньшей степени, но шумят. Так что, приобретая в магазине велостанок, перед покупкой попробуйте, если есть возможность, его на уровень шума, который он производит.

Каждый человек индивидуален и ваш личный уровень допустимого шума может оказаться совершенно иным, чем у следующего или предыдущего покупателя.

Помните, что шумные тренажёры могут принести больше неприятных эмоций, чем стоит вся затея, и вы, в конечном счёте, через короткое время можете вовсе отказаться от тренировок.

Второе: какие ощущения вы испытываете на велостанке? Цель состоит в том, чтобы как можно реалистичнее чувствовать, что вы едете по дороге. Если станок не даёт даже отдаленных ощущений реальной езды, напоминая вам о том, как это здорово — кататься на велосипеде — будете ли вы долго его использовать? Скорее всего, нет.

Каким бы привлекательным с виду, каким бы недорогим ни был тренажёр, решившись на покупку велостанка, вы всегда должны держать в уме эти два пункта.

Идеальный баланс достигается тогда, когда вы найдете тренажёр, который соответствует вашему бюджету, своим шумом не заставляет вашу собаку завывать, забившись под диван, и напоминает вам о том, как здорово ездить на велосипеде.

Все это поможет вам оставаться в форме и готовиться к предстоящему сезону.

Есть четыре основные типа тренажёров — воздушные, магнитные, жидкостные и роликовые. Давайте рассмотрим некоторые их особенности, достоинства и недостатки.

ВОЗДУШНЫЙ

Воздушный тренажёр, как правило, наименее дорогой из трёх типов велостанков. Его можно использовать как экономичный способ начать тренировки в помещении. Недостатком, и серьезным, является то, что они также обычно громче всех остальных. В воздушном тренажере сопротивление дают лопасти маховика, который вращается, когда вы вращаете шатуны.

Чем быстрее вы крутите педали, тем большее сопротивление воздуха вы будете чувствовать. Такой станок даёт возможность тренироваться, но у него очень ограниченный диапазон сопротивления. Также из-за сильного шума, производимого тренажёрами такого типа, мы бы не рекомендовали использовать их в помещении.

Ну, если, конечно, вы не стремитесь сэкономить любой ценой.

МАГНИТНЫЙ

Станки с магнитным сопротивлением — это следующая ступень за воздушным тренажёром. Гораздо более тихие, чем воздушные, магнитные станки, как можно понять из названия, дают сопротивление при помощи магнита. Такие станки обладают линейным уровнем сопротивления.

Значение сопротивления является устойчивым и вы можете имитировать езду на скорости до 65 км/ч без изменения сопротивления.

Хотя некоторые, хорошо продуманные, магнитные станки могут обеспечить вам разнообразные тренировки, поскольку в них имеется возможность изменения уровня сопротивления, или переключением непосредственно на маховике, или при помощи дистанционного управления, которое может быть установлено на руле.

ЖИДКОСТНЫЙ

Жидкостные тренажёры считаются самыми тихими из трех типов, но и наиболее дорогими. Такие велостанки обладают прогрессивным сопротивлением, то есть, чем быстрее вы крутите педали, тем становится выше сопротивление. По этой причине, они хорошо подходят для интервальных тренировок.

В жидкостном велостанке используются синтетические силиконовые масла, которые устойчивы к нагреванию, так что вязкость жидкости остается постоянной в течение всего срока службы тренажёра.

В сочетании с объёмным маховиком, жидкостный велостанок дает самые реалистичные ощущения езды по дороге из всех трех типов тренажеров.

И, КОНЕЧНО, РОЛИКОВЫЙ

Роликовый станок отлично подходит для работы на баланс и значительно улучшает навыки обращения с велосипедом, но основным недостатком является то, что большинство роликов не обеспечивают никакого сопротивления, усилие можно менять лишь переключением передач на велосипеде.

Есть, конечно, роликовые станки с регулируемым сопротивлением, но, в отличие от других типов станков, ваш велосипед не будет стоять на месте, и этот тип тренажёра для помещений сложно использовать большинству новичков – нужно иметь серьёзные навыки, иначе вы быстро «приляжете» на пол (в лучшем случае) или вовсе «уедете» в стену, шкаф, а то и в окно (кроме шуток — бывали такие случаи).

Надеемся, что этот краткий обзор окажет вам некоторую помощь при покупке велотренажёра. Независимо от того, какой тип вы покупаете, самое главное — использовать ваш тренажёр. Велосипедный станок очень полезный инструмент для поддержания физической формы в зимние месяцы, который значительно облегчит вам вкатывание в сезон, когда придёт весна.

Что такое велостанок, как его сделать своими руками, а также обзор 5 лучших покупных моделей

Велотренажер – отличный вариант для домашних тренировок, но те люди которые имеют нормальный велосипед и предпочитают ездить по открытым пространствам, зачастую не видят актуальности в приобретении велотренажера. С другой стороны, когда погода или другие условия особенно не располагают, а поездить хочется, возникает вопрос как провести некоторое количество времени в седле.

Тут весьма интересным и универсальным вариантом выглядит велостанок, то есть устройство, которое способно сделать из простого велосипеда домашний велотренажер.

Что это вообще такое?

Суть велостанка проста: перед вами конструкция, которая включает в себя различные опоры для обычного или горного велосипеда.

После установки велосипеда на станок вы получаете возможность использовать его как велотренажер.

При этом никаких существенных конструктивных перемен вносить не требуется, вы всегда можете снять велосипед и использовать по основному назначению. Напомним, что такой станок – лишь один из 12 видов велотренажеров.

Преимущества и недостатки

Таким образом, данное приобретение выглядит более чем понятным и полезным, но и тут есть детали. Рассмотрим основные отличия от велотренажера, а также преимущества и недостатки:

1. стоимость – как правило, велостанок по цене сопоставим с профессиональными и полупрофессиональными велотренажерами, поэтому тут приходится оценивать разумность такой траты, в этом контексте купить велотренажер (особенно механический или магнитный) намного легче, затраты тут намного меньше;
2. размеры и компактность – тут частично параметры зависят от разновидности станка и далее мы рассмотрим подробнее эту тему, но в любом варианте велостанок немного больше, в частности, если сравнивать с вертикальным домашним велотренажером, вам потребуется пространство около пары квадратных метров, чтобы комфортно тренироваться на велостанке;
3. рациональность – немного спорный вопрос, но в некотором смысле велосипедный станок рациональнее, так как позволяет всегда иметь возможность пользоваться собственным велосипедом, особенно, если вы занимаетесь спортом регулярно;
4. удобство для тренировок – многие профессиональные спортсмены давно по достоинству оценили станки, тренировки на таком тренажере позволяют вам оставаться в седле велосипеда и при этом не испытывать неудобств, которые могут быть на тренировках на открытом пространстве, вам не требуется грамотно выбирать маршрут, вы можете варьировать интенсивность езды, несмотря на внешние обстоятельства, в общем, тренировки становятся более удобными, вы не зависите ни от погоды, ни от других внешних факторов;
5. имитация – если вы хотите уметь именно соревноваться на велосипеде, то добавить тренировки вне станка, так или иначе, потребуется, ведь только в естественных условиях вы сможете ощутить настоящий наклон, воздействие ветра и умение создавать оптимальную аэродинамику, но тем не менее велостанок определенно поспособствует развитию вашей выносливости.

В целом трудно сказать чтобы велостанок был лучше или хуже велотренажеров, просто данная конструкция является особенной.

Станок или обычный велотренажер – что лучше?

Вы можете принять велостанок за точную имитацию велотренажера, но не всегда он является таковым.

К примеру, если речь идет о роликовом станке, то там требуется особым образом держать равновесие и тренировка становится немного специфической. В то же время велостанок не является полной имитацией велосипеда как такового, хотя вы сами остаетесь в седле собственного велосипеда.

Далее мы более подробно разберем разновидности и станет понятнее. Сейчас нужно понять только специфику данного тренажера как конструкцию, которая позволяет ехать на вашем велосипеде, фактически никуда не двигаясь.

Какие бывают виды — 2 основных варианта

Из всех возможных вариантов сейчас наиболее распространенными являются два типа велостанков. Рассмотрим каждый подробнее.

1. Роллерный (роликовый) станок

Этот станок представляет собой плоскую конструкцию, немного поднимающуюся над землей. Поперек устанавливается три ролика – два сзади и один спереди. Заднее колесо устанавливается поперек двух задних роликов, переднее – упирается в передний ролик-трубку.

Когда вы крутите колеса, крутятся и ролики. Они позволяют вам не меняя положения имитировать езду на велосипеде.

Между роликами дополнительно может устанавливаться ремень, который обеспечивает разную степень натяжения. Таким образом, если ремень больше натягивать, то обеспечивается большее сопротивление и нагрузка. Вы можете варьировать нагрузку, но даже на хороших покупных тренажерах переключать сопротивление не так удобно.

Особенность роллерного тренажера заключается в отсутствии какой-либо опоры. Фактически вы оказываетесь на велосипеде, который нужно непрерывно поддерживать в движении, иначе он просто свалится с роликов. Поэтому даже для того чтобы начать движение на таком станке требуется немного потрудиться.

Таким образом, вариант выглядит не самым оптимальным, но его предпочитают многие профессионалы. Роликовый тренажер вполне точно может имитировать поездки по трекам либо шоссейные гонки.

С другой стороны для любительских тренировок данный вариант не совсем удобен, тут не так много преимуществ и много неудобств именно для любителей.

Хотя пользоваться роликовым тренажером удобно. Если на трейнерах иногда требуется дополнительно прикручивать заднее колесо или выполнять подобные манипуляции, то на роллерной конструкции схема проста нужно только сесть и ехать.

Внимание! Для людей с минимальным уровнем спортивной подготовки и минимальным опытом езды на велосипеде, роллерный станок – не лучший вариант. Тут требуется умение нормально держать равновесие и развитая физическая форма чтобы получать нужный эффект от тренировок.

2. Трейнер

Если речь идет про покупные станки, то тут может использоваться различная система сопротивления:

• воздушная – используются лопасти, которые тормозятся воздухом;
• магнитная – устанавливаются магниты, которые присоединяются к колесу велосипеда и так регулируется нагрузка;
• жидкостная – система сопротивления функционирует благодаря жидкости (чаще всего используется синтетическое масло), которая воздействует на крутящиеся элементы.

Воздушная и жидкостная системы как правило имеют инерционную систему нагрузки, то есть чем быстрее вы вращаете педали тем более сопротивление возрастает и наоборот. В магнитной системе нередко может устанавливаться произвольная степень нагрузки.

Так или иначе, такие тренажеры также называются станками на подставке и особенность тут заключается в использовании подставки под заднее колесо. Держать равновесие тут не требуется и вы даже сможете свободно имитировать повороты переднего колеса.

Какой из них лучше?

Если вы хотите иметь конструкцию более похожую на велотренажер, лучше всего выбирать трейнеры, они более функциональны и удобны для домашнего использования.

Профессионалы в свою очередь часто смотрят в сторону роллерного станка, который более подобен настоящей езде на велосипеде.

При нормальном уровне физической подготовки и умении держать равновесие, вам следует выбирать в основном ориентируясь на собственный вкус, цели тренировок и возможности помещения, где вы хотите тренироваться.

Как сделать своими руками?

Подробно описывать процесс самостоятельного создания велостанков и предоставлять какие-либо чертежи не станем, так как вполне возможно выбирать различные материалы и немного отклоняться от технологии. Главное – понять общую суть создания каждого тренажера, благодаря этому вы сможете легко сделать выбранную конструкцию.

Напомним, мы уже рассматривали, как сделать велотренажер из подручных средств.

Трейнер

Для этого тренажера существует два варианта, вы можете любо полностью отсоединять заднее колесо и присоединять маховик, а можете поставить на заднее колесо пеги (они чаще всего используются по бокам колес велосипедов-BMX) и пеги установить на опоры. Второй вариант намного легче и удобнее.

1. Создаем подставку, конструкция из металла или древесины, так или иначе, чтобы вы могли поставить пеги на две опоры от колеса по сторонам.
2. Устанавливаем пеги на заднем колесе, ставим велосипед на опоры, заднее колесо немного приподнимается над землей, переднее свободно стоит.

Вот чертеж сборки:

А вот фото конечного результата:

Тут показано создание этого типа на видео:

Внимание! Для того чтобы собрать нормальные велостанки потребуется опыт различных работ. Не всегда самостоятельное создание такого тренажера является лучшим вариантом. Зачастую покупные тренажеры в итоге оказываются более выгодными.

Вариант на роликах

Нужно сразу сказать, данную разновидность сделать самостоятельно намного труднее. Потребуется использовать конструкции с подшипниками выполнять много работы.

1. Создаем прямоугольную конструкцию немного длиннее велосипеда и около полуметра в поперечнике. Конструкция состоит только из плотно соединенных досок (балок или чего-то подобного) по периметру.
2. Делаем ролики, можете использовать пвх-трубы или нечто подобное. Так или иначе, нужно чтобы они по длине были примерно равны поперечному размеру созданной конструкции и могли вращаться, когда вы установите на опоры по бокам конструкции. Всего нужно три ролика, два для задней части и один для передней.
3. Устанавливаем ролики, можете использовать подшипники или другие системы, которую будут обеспечивать вращение. Передний ролик устанавливается практически у самого переднего края, задние ролики устанавливаются так чтобы между ними могло стоять и вращаться колесо.

Как видите, тут самое трудное сделать конструкцию с вращающимися роликами. Вы можете посмотреть на покупные велостанки, для того чтобы выбрать оптимальный вариант.

Также посмотрите видео создания этого типа:

Как выбрать в магазине — обзор 5 лучших моделей

При подборе велостанка следует обратить внимание на следующие детали:

• тип — какой именно соответствует вашим потребностям;
• бренд – более развитые бренды предлагают много дополнительных приборов и более функциональные тренажеры;
• вариация нагрузки – есть ли возможность дополнительно варьировать нагрузку и сколько имеется степеней;
• надежность – как минимум посмотрите на длительность предоставляемой гарантии.

Теперь рассмотрим рейтинг конкретных моделей с фото для лучшего понимания.

1. LifeLine TT-01 Magnetic Turbo

Вариант из доступного сегмента, стоимостью не дороже десяти тысяч, есть возможность приобрести и по более доступной стоимости.

В комплекте часто добавляют подставку под переднее колесо и другие полезные девайсы.

Используется магнитная система нагрузки с шестью уровнями, сочетается практически со всеми велосипедами.

2. Decathlon IN’RIDE 100

Популярный поставщик спортивных товаров «Декатлон» предлагает много доступных велостанков. К примеру, IN’RIDE 100, трейнер который сочетается с колесами 26-28 дюймов и может работать в сочетании с фирменным приложением для имитации тренировок. Стоимость составит около семи тысяч.

3. Elite Rampa Turbo

Мощный и удобный магнитный велостанок с прямым приводом, который может работать с самыми разными вариантов приложений для смартфонов и планшетов. По стоимости составит около 25 тысяч, но функциональность тут намного более развитая по сравнению с двумя предыдущими.

Следует отметить негабаритный маховик, который улучшает ощущения от езды и увеличенную мощность привода.

4. BCCN

Роллерный велостанок по доступной стоимости около 12 тысяч. Из полезных особенностей отметим небольшую платформу для ноги на периметре конструкции.

Велостанок является складным, есть возможность регулировать нагрузку, может использоваться с колесами диаметром 24-29 дюймов.

5. Tacx cosmos

В целом советуем вам обратить внимание на продукцию компании TACX. Действительно, эти тренажеры стоят существенных сумм, но данный бренд некоторым образом выделяется в этой индустрии. Особенностями продукции является множество интегрированных опций, огромный ассортимент, помимо этого следует отметить развитость компании.

Таким образом, становясь клиентом TACX вы сможете получить много преимуществ. Продукция включает в себя самые новые технологии и не создает нареканий.

Этот станок имеет стоимость около пятидесяти тысяч, но сейчас возможно отыскать и более доступные варианты. Станок является по типу трейнером, имеет отличную интеграцию с компьютером и мультимедиа системами. Отличный вариант для домашних тренировок.

Как тренироваться на нем правильно?

Рассмотрим некоторые детали, которые нужно учитывать в процессе тренировок.

• Индивидуальные параметры. Посмотрите в инструкции к тренажеру как устанавливать различные параметры. Прежде чем тренироваться, следует настроить тренажер.
• Колеса. Лучше всего использовать гладкую поверхность колес, особенно на роллерном станке.
• Наличие цели. На каждую тренировку вам следует поставить четкую задачу. К примеру, для этого пригодятся программы тренировок.
• Нагрузка. Как правило, велостанки являются более трудоемкой тренировкой, поэтому тренируйтесь когда вы не устали и пребываете в отличных кондициях.
• Переключение передач. Не следует пренебрегать такой возможностью. Вы не только сделаете тренировку более разнообразной, но и более эффективной, сможете проехать большую дистанцию.

Для примера предлагаем вам легкую пульсозависимую программу, для которой потребуется пульсометр.

Также посмотрите это видео:

Еще 5 советов по использованию

В завершение рассмотрим некоторые дополнительные приобретения, которые могут сделать ваши тренировки более продуктивными и удобными.

1. Шумоизоляционный коврик. Используется для того чтобы обеспечить максимальное звукопоглощение, а также исключить возможные скольжения.
2. Подставка под переднее колесо. Используется в сочетании с трейнером, обеспечивает дополнительную устойчивость.
3. Специальная покрышка для заднего колеса. Специальная поверхность колес позволит снизить трение и изнашиваемость колес, а значит и необходимость в их частом ремонте или же замене. Весьма полезная покупка.
4. Вентилятор. Может быть полезен, но тут следует быть осторожным чтобы не переохладиться и не простыть.
5. Диски с трассами. Многие тренажеры имеют оборудование и диски для имитации трасс. Вы сможете в интерактивном варианте повторить маршруты самых известных велогонок мирового уровня.

Велостанки предлагают отличную возможность для того чтобы использовать велосипед и тренироваться в любых условиях. Данный материал поможет вам понять следует ли выбрать велотренажер или велостанок.

Также обязательно посмотрите этот видеокурс из 2-х частей:

Надеемся, эти сведения помогут вам сделать оптимальный выбор! Если есть вопросы — добро пожаловать в комментарии!

Строение велосипеда

Даже в наш век нанотехнологий и многокомпонентных композитов велосипед продолжают по традиции называть «железным конем». Насколько консервативны или, наоборот, насколько современны в отношении применяемых материалов двухколесные машины сегодняшнего дня? Полезны и доступны ли для велолюбителя современные достижения материаловедения? Рассмотрим, из чего все-таки сделаны велосипеды и как применяемый материал влияет на ощущения от езды.

1. Сталь.

История велостроения (как и машиностроения вообще) началась именно с нее, и долгое время сталь оставалась основным материалом как для рам, так и для отдельных узлов. Причиной тому является невысокая стоимость как самого сырья, так и основных процессов обработки, а также подходящие для большинства применений прочностные характеристики. Закончился ли «железный век» в велоиндустрии? Отнюдь! И сегодня в общемировом масштабе доля стальных велосипедов остается подавляющей. При этом, технологические изыски затронули и этот традиционный материал, и в настоящее время применяется несколько его разновидностей, весьма отличающиеся по свойствам.

Нi-ten steel – стандартный стальной прокат, «водопроводные трубы», применяется в прогулочных, детских велосипедах, а также в самых бюджетных горных и БМХ. Велосипед из такой стали проще всего изготовить, равно как и отремонтировать в случае необходимости, а его прочность достаточна для неспортивного использования в течение многих лет. Недостатком является высокий удельный вес и толщина стенок труб, а также невысокие показатели упругости, что делает велосипеды относительно тяжелыми, «вялыми» в езде, а некоторым компонентам не обеспечивает должной долговечности. В основном из обычной стали делают рамы и передние вилки и для этих целей она вполне подходит, если хочется сэкономить на покупке и не предполагается спортивное и экстремальное использование. Стальные компоненты, такие как шатуны, втулки колес, подседельные штыри и рули получаются очень тяжелыми и однозначно указывают на общую дешевизну и невысокий технологический уровень велосипеда. Особенно следует избегать стальных ободов колес, т.к. они очень легко деформируются.

Сr-Mo steel (хромомолибденовые сплавы) – специальные легированные стали, отличающиеся высокой упругостью и умеренным удельным весом. Рамы из таких сплавов (наиболее престижные марки изготовителей проката – Reynolds, Tange, Sanko, Colombus) получаются чуть тяжелее алюминиевых (2,2 – 2,7 кг), но за счет сложной обработки имеют очень комфортную жесткость: велосипед и педалируется эффективно, и неплохо гасит вибрации. Кроме того, упругие свойства продвинутых стальных рам и вилок, делают их более устойчивыми (относительно алюминиевых) к боковым и вертикальным нагрузкам, что ценят поклонники фристайла и экстремального катания. Немаловажным фактором является и эстетика: высококачественная сталь позволяет сделать трубы тонкими и изящными, придать велосипеду чистоту линий и своеобразный ретро-шарм, что нравится продвинутым любителям горного велосипеда, БМХ, велотуризма и городского катания. Из-за небольших объемов производства стоят Cr-Mo рамы и велосипеды дороже алюминиевых собратьев. Помимо рам и вилок, из Сr-Mo делают такие компоненты для МТБ-фристайла и БМХ, как рули и шатуны, отличающиеся колоссальной живучестью.

Ворвавшись в индустрию около 30 лет назад, алюминий быстро стал стандартным решением для велосипедов средней ценовой категории. Подавляющее большинство горных велосипедов и шоссейных велосипедов сегодня делаются из алюминиевых сплавов. Умеренная стоимость, низкий удельный вес и пригодность к любым видам механической обработки, позволяющая производить детали практически любой формы – залог успеха алюминиевых велосипедов.

Применяемые в изготовлении рам сплавы имеют маркировку 7005 и 6061 – в зависимости от легирующих добавок (цинк, кремний, магний и т.п.).

Помимо различных сортов алюминиевых сплавов, для придания оптимальных прочностных характеристик, производители применяют различные температурные обработки готовых рам. Изделия, прошедшие дополнительную термообработку, как правило, имеют соответствующие индексы с буквой Т, например, 7005 Т6.

Рамы из сплава 7005 считаются более жесткими, зато из сплава 6061 более пригодны для сложной механической обработки.

На способах обработки алюминия следует остановиться отдельно.

Баттинг – основной технологический метод, состоящий в вытягивании готовой трубы, в результате чего ее отдельные участки обладают более тонкой стенкой, чем другие. Это позволяет сэкономить материал (а значит и вес) в ненагруженных местах рамы, и усилить нагруженные. Баттинг может применяться к нескольким участкам трубы (двойной или тройной баттинг – маркировка double butted, triple butted).

Гидроформинг (hydroforming) – придание трубе формы с помощью жидкости (масла), подаваемой под большим давлением. Такой способ позволяет вытягивать металл равномерно, без образования дефектов кристаллической решетки. Поэтому современные рамы могут иметь очень сложные изгибы, оставаясь при этом прочными, а их вес может составлять всего 1,5 кг или менее.

Ковка (маркировка — forged) – применяется там, где металлу нужно придать бОльшую прочность и жесткость: дропауты рамы (места крепления оси заднего колеса), а также такие компоненты, как шатуны, рули и выносы рулей.

Относительными недостатками алюминия, как материала для рам, является его высокая, относительно других металлов, жесткость, что плохо сказывается на способности поглощать вибрации от неровностей дороги. Это явление призваны минимизировать S-образная форма перьев и использование заднего амортизатора. Жесткость алюминия проявляется и при пиковых нагрузках: если стальная рама гнется при неудачном прыжке или падении, то в алюминиевой, скорее всего, образуются трещины или разломы. Ремонт алюминиевых рам возможен только путем сварки в газовой среде (аргон) с последующим отпуском.

Фрезерная обработка (маркировка CNC) – механическая обработка фрезами для максимальной точности изготовления элементов или деталей.

3. Титан.

Данный металл назван в честь могучих мифических существ совершенно не напрасно: его усталостная прочность очень высока при почти вдвое меньшем удельном весе, чем у железа. Благодаря этим уникальным характеристикам титан применяется в самых технологичных сферах: космической индустрии, авиастроении, создании медицинских имплантов и т.п. Немалую популярность титан снискал и в велоспорте: рамы и компоненты из него получаются практически вечными (если речь не идет об узлах, подверженных трению). По упругости титан сродни высококачественной Сr-Mo стали: отлично гасит вибрации, но при этом меньше весит. Это свойство ограничивает его применение в соревновательном велоспорте, где нужна максимальная жесткость и реактивность рамы, но делает его отличным выбором для негоночного МТБ, туризма, фристайла.

Основной проблемой титана является сложность его механической обработки (даже просто распилить титановую деталь очень непросто), вследствие чего производство рам и компонентов очень дорого: рамы российского производства, такие как «Рапид», делаются, как правило, на заказ и их стоимость начинается от 700 долларов. Американские титановые или европейские рамы могут стоить и 2000-2500 долларов. Поэтому титановые рамы остаются уделом избранных энтузиастов, и не подвергаются покраске, дабы «благородный металл» был хорошо виден окружающим.

Среди велокомпонентов титан нашел применение в таких узлах, как жесткие передние вилки, пружины амортизаторов, рамки седел, оси педалей, втулок. Щепетильно относящиеся к весу велосипеда гонщики применяют даже титановые болты во всех узлах велосипеда.

4. Карбон (углеволокно).

Наиболее современный из применяемых в велостроении материалов, без преувеличения, открыл в нем новую эпоху. В отличие от металлов, имеющих однородную структуру, карбон является композитным (составным материалом): полотно карбонового волокна, состоящие в свою очередь из карбоновых нитей, скрепляются между собой эпоксидной смолой. Варьируя толщину и взаиморасположение полотен, можно в очень широких пределах изменять свойства материала, придавая в нужных местах высокую жесткость для эффективной передачи усилия, а в других обеспечивать упругость для гашения вибраций.

Сами волокна при этом могут иметь различный модуль упругости – самый жесткий и дорогой т.н. «высокомодульный» карбон.

Кроме того, разумеется, карбон легче любого из металлов: лучшие гоночные рамы уже преодолели рубеж в 700 граммов. При этом, карбон проник уже во все ниши велоспорта, вплоть до даунхилла, и его пресловутая «хрупкость» и низкая ремонтопригодность уже никого не останавливает. Первые карбоновые велосипеды стоили баснословных денег, но процесс производства постепенно удешевляется, и сегодня простая по конструкции рама китайского производства уже может быть куплена за 300-400 долларов. Среди велокомпонентов карбон также находит все более и более широкое применение: рули, подседельные штыри, выносы, шатуны и даже обода и втулки колес! С уверенностью можно сказать, что за этим материалом будущее велоспорта.

Велосипед: строение, виды, конструкции, запчасти. Устройство велосипеда

Велосипед (он же байк) – очень практичное и удобное транспортное средство, которое плотно вошло в жизнь современного человека. С каждым годом количество велосипедистов на городских улицах растет, что не может не радовать. Кроме того, есть люди, для которых велосипед не просто средство передвижная, а смысл жизни и основной способ заработка. Количество профессиональных видов спорта с использованием велосипеда на сегодняшний день также довольно велико.

Каким бы ни был велосипед (а он имеет довольно много видов), его принципиальная конструкция остается неизменной. Несмотря на то что она довольно проста, как и в любой другой технике, здесь есть ряд нюансов. Сегодня мы с вами подробно разберем строение велосипеда и элементы его конструкции.

Как и автомобиль, велосипед имеет несущую конструкцию, на которую крепятся все остальные элементы. Называется эта конструкция рамой. Именно видом рамы обуславливается назначение велосипеда, а ее качество влияет на срок его службы.

Рама представляет собой ромбовидный остов, сваренный из таких элементов:

1. Передние трубы (верхняя, нижняя).
2. Подседельная труба.
3. Верхние перья.
4. Нижние перья.

Как они соединяются, можно увидеть на иллюстрации, приведенной ниже.

На современном рынке велосипедов можно встретить огромное количество вариантов рам. Они делятся на такие классы:

1. Городские.
2. Горные.
3. Шоссейные.
4. Спортивные.
5. Трюковые.

Разница между видами велосипедной рамы может выражаться не только в ее внешнем виде, но и в материалах изготовления, прочностных характеристиках, а также весе.

Полноразмерные и складные

Велосипеды могут быть полноразмерными и складными. Отличие последних выражается наличием по меньшей мере одного стыка, по которому можно сложить раму. Следовательно, их легче транспортировать в общественном или личном транспорте. Чтобы поместить обычный велосипед, к примеру, в багажное отделение легкового авто, его придется разобрать. Складные велосипеды хороши в плане транспортировки, но они уступают полноразмерным моделям по ходовым качествам и надежности. Как правило, это любительские городские велосипеды, к которым не предъявляется высоких требований по скорости и прочности. Особой популярностью среди велосипедистов-любителей пользуется складной велосипед «Стелс». Справедливости ради стоит отметить, что разобрать современный велосипед для транспортировки в авто можно за несколько минут. На сбор уйдет на пару минут больше. Поэтому складные велосипеды покупаются гораздо реже.

Материал рамы

Материал, из которого изготовлена рама, является самым важным показателем велосипеда и обуславливает его стоимость. Для современных велосипедов используют стальные, алюминиевые и карбоновые рамы.

Сталь чаще всего применяется для городских байков. Материал отличается высокой прочностью и стойкостью к механическим воздействиям. Недостатком стальной рамы является ее вес и слабая гибкость. Все это плохо сказывается на динамике велосипеда.

Алюминий – прочный, легкий и гибкий материал. Алюминиевые рамы, по сравнению со стальными аналогами, обладают лучшей динамичностью и амортизацией. Цена у них также выше.

Карбон – углеродное волокно, которое используется для изготовления дорогих велосипедных рам. По сравнению с металлическими аналогами, карбоновые рамы отличаются особой прочностью, долговечностью, ударостойкостью, легкостью и маневренностью.

Колеса

Важной частью велосипеда являются колеса. Они удерживают раму в вертикальном положении и за счет вращения приводят велосипед в движение. Колесо устроено довольно просто. Оно состоят из втулки, обода, камеры и покрышки.

Втулка – центральная часть колеса, состоящая из оси, подшипников и шайб. Главная задача втулки – задание и поддержка крутящего момента. У задней втулки внутреннее устройство сложнее, чем у передней, так как она участвует в раскручивании колеса. На дорожных моделях простой конструкции, в заднюю втулку дополнительно встраивается тормозной механизм. Строение заднего колеса скоростного велосипеда отличается тем, что на втулку крепятся звездочки переключения передач. В планетарные втулки также помещают скрытый механизм для переключения передач.

Обод – кольцо, которое крепится к втулке через спицы. Геометрия обода и уровень натяжения спиц определяют устойчивость колеса к динамическим нагрузкам и повреждениям. Ободья для велосипедного колеса делают из алюминия, а спицы – из легких сплавов. Головки для регулировки натяжения спиц располагаются со стороны обода.

Камера (шина) – резиновое полое изделие, которое ложится на обод и накачивается воздухом. Сверху на камеру накладывается покрышка. Таким образом, единственным элементом камеры, который контактирует с «внешним миром», является ниппель, через который камера накачивается воздухом. Чтобы шина не повредилась об головки спиц, на внутреннюю часть обода накладывается резиновый флиппер.

Покрышка – оболочка защищающая шину от механических воздействий и создающая сцепление колеса с дорогой. Покрышка состоит из бортов, боковин и протектора. В зависимости от предназначения велосипеда, он оснащается одним из четырех типов покрышек:

1. Слики и полуслики. Используются на шоссейных велосипедах, для ровных дорог.
2. Дорожные. Имеет средний рисунок протектора. Подходят как для шоссе, так и для грунтовых дорог.
3. Агрессивные. Имеют ярко выраженный рисунок протектора и предназначаются для горных дорог.
4. Гибридные. Немного агрессивнее, чем дорожные покрышки, но не настолько проходимы как горные.

Для видимости велосипеда в темное время суток, на спицы ставят светоотражающие элементы – катафоты оранжевого или красного цвета.

Вилка

Управление велосипедом осуществляется через рулевой узел. Он состоит из таких элементов:

1. Вилка.
2. Рулевая колонка.
3. Вынос руля.
4. Непосредственно руль.

Строение вилки велосипеда не отличается особой сложностью. Вилка является промежуточным узлом между передним колесом и рулем. При помощи штока она устанавливается в передний стакан рамы. Руль вставляется вовнутрь вилки, а колесо крепится к ней через ушки ног (дропауты). Чтобы вилка свободно вращалась во время поворота, в стакан устанавливают рулевую колонку. В ее состав входят: верхняя и нижняя чашки, подшипники, а также фиксирующие кольца. Чашки или запрессовываются, или вкручиваются по внутренней резьбе стакана. Кольца устанавливаются на шток, который прочно фиксируется в рулевой колонке.

Руль состоит из двух элементов: горизонтальной трубы и вертикального штока (выноса). В зависимости от изгиба горизонтальной трубы, бывают такие виды руля велосипеда:

1. Прямой.
2. Изогнутый вниз.
3. Изогнутый вверх.
4. «Баран».

Вынос представляет собой промежуточную деталь между горизонтальной трубой руля и регулировочной трубой. Он обуславливает расстояние между рулем и рамой. Чем длиннее вынос, тем более горизонтальным будет положение велосипедиста во время езды. На велосипедах простой конструкции вынос не ставится.

Амортизация

Амортизацией называют способность велосипеда к гашению колебаний и смягчению ударов. Традиционная амортизационная система располагается в передней вилке. Амортизационные вилки бывают нескольких видов:

1. Пружинные.
2. Пружинно-эластомерные.
3. Воздушно-масляные.
4. Пружинно-масляные.

Длина хода вилки, скорость отбоя и блокировка регулируются посредством специальных конструктивных элементов. Вилки, которые не оснащены амортизационной системой, называются жесткими. Их используют для шоссейных и дорожных моделей. Кроме стандартной амортизации, горные велосипеды могут оснащаться дополнительным задним амортизатором, который нивелирует колебания рамы при проезде неровностей.

Трансмиссия

Трансмиссия относится к элементам, без которых не поедет велосипед. Строение этого узла, по сравнению с другими, отличается сложностью и большим количеством механизмов. К последним относятся:

1. Каретка.
2. Ведущие звезды.
3. Шатуны.
4. Педали.
5. Цепь.
6. Ведомые звезды.
7. Переключатели скоростей.
8. Монетки.

Кареточный узел размещается в нижнем стакане рамы. Строение каретки велосипеда несложное. Она служит соединительным узлом между передними звездами и шатунной парой. За счет фиксированных подшипников, на которые посажена сквозная ось, каретка обеспечивает стабильное вращение педалей, без проворачивания. Каретки бывают двух типов: картриджная и с открытыми подшипниками.

Шатуны призваны соединить каретку с педалями. Они могут крепиться на квадратное или шлицевое крепление. Шатуны идут в комплекте с передней звездочкой (или звездочками), которая крепится на одном из них (правом).

Педали – это опоры для ног, которые через шатуны передают механическую энергию на каретку. В зависимости от области применения, педали бывают таких видов:

1. Классические. Устанавливаются на любительские велосипеды. Зацепление обуви происходит сугубо за счет силы трения.
2. Контактные. Имеют специальные вставки для контакта с велосипедной обувью.
3. Экстремальные. Отличаются широкой поверхностью и вставками-фиксаторами.
4. С ремешком.
5. Мини-педали.

Задние звезды трансмиссии крепятся к задней втулке. Несколько задних звезд приходится на одну переднюю. Звезды малого размера отвечают за высокие передачи, а крупного – за низкие.

Цепь играет роль связующего звена между передними (ведущими) и задними (ведомыми) звездами. Строение скоростного велосипеда отличается тем, что у него по несколько звезд спереди и сзади. С помощью переключателей, происходит перебрасывание цепи с одной звезды на другую. Переключатели управляются монетками, расположенными на руле. Контакт между монетками и переключателями происходит через приводные тросы. Виды переключателей скоростей на велосипеде немногочисленны: монетки могут быть рычажными и барабанными. На велосипеде с одной передачей, переключатели отсутствуют, а спереди и сзади располагается по одной звезде.

Тормоза

Тормоза являются важнейшей системой, без которой крайне не рекомендуется эксплуатировать велосипед. Строение тормозов может быть разным. Существует три типа тормозных велосипедных систем:

1. Ободные (они же «Ви-брейковые» или «клещи»).
2. Дисковые.
3. Барабанно-втулочные.

Ободной тормоз – устройство, оснащенное колодками, которые зажимают обод колеса, при нажатии на рычаг, расположенный на руле. «Клещи» устанавливаются на месте крепления крыльев (щитков защищающих велосипедиста от летящего с колес сора). Такие тормоза могут использоваться как самостоятельно, так и в тандеме с другими видами.

Дисковый тормоз устроен более сложно. Он состоит из диска (тормозной поверхности, закрепленной на втулке колеса), калипера и привода (рычаг с тросиком). На калипере крепятся тормозные колодки, которые зажимают диск при нажатии ручки расположенной на руле. Дисковые тормоза более «отзывчиво» реагируют на нажатие рычага, так как их колодки имеют меньший ход. Такие тормоза могут быть как простыми механическими, так и более изощренными – гидравлическими.

Барабанно-втулочные тормоза являются пережитком прошлого, однако до сих пор устанавливаются на простые дорожные велосипеды. Барабан располагается прямо в задней втулке. При вращении педалей назад он разводит колодки, которые, вступая в контакт с рабочей поверхностью, останавливают колесо.

Седло

Это простейший элемент, но без него нельзя представить велосипед. Строение седла практически идентично для разных типов байков. Различия могут быть в форме, ширине, длине и мягкости. На спортивных велосипедах седла узкие, продолговатые и твердые. А на любительских, таких как складной велосипед «Стелс», к примеру, они широкие и мягкие. Некоторые модели дополнительно подпружиниваются снизу. Седло устанавливается на подседельный штырь, который заходит в одноименную трубу и зажимается специальным механизмом. Положение штыря в трубе обуславливает высоту посадки.

Заключение

Как можно заметить, велосипед, строение которого мы сегодня детально рассмотрели, не так уж и прост. По описанной выше схеме работают все байки. И даже самые оригинальные конструкции велосипедов-самоделок отличаются от нее лишь наличием дополнительных элементов.

Велосипед

Велосипе́д (стар. фр.  vélocipède , от лат.  vēlōx «быстрый» и pēs  «нога») — колёсное транспортное средство, приводимое в движение мускульной силой человека через ножные педали или (редко) через ручные рычаги. Наиболее распространены велосипеды с двумя колесами, но бывают также одноколёсные и трёхколёсные велосипеды, а также велосипеды с большим количеством колёс.

Правила дорожного движения России определяют велосипед как «транспортное средство, кроме инвалидных колясок, имеющее два колеса или более и приводимое в движение мускульной силой людей, находящихся на нём». [2]

Ныне во всём мире используются более миллиарда велосипедов, поэтому велосипед — самое распространённое транспортное средство. Он стал таковым благодаря низкой стоимости, лёгкости, малым размерам, отсутствию потребности в топливе, относительной безопасности и хорошим соотношением прикладываемых усилий к развиваемой на нём скорости.

В 2005 году по итогам опроса общественного мнения в Великобритании, велосипед был признан величайшим техническим изобретением с 1800 года. За велосипед проголосовало больше опрошенных, чем за все остальные изобретения, вместе взятые. [3]

Содержание

История

До 1817 года

Сведения о велосипедах и самокатах до 1817 года сомнительны. Так, рисунок двухколёсного велосипеда с рулём и цепной передачей, приписываемый Леонардо да Винчи, или его ученику Джакомо Капротти, по мнению многих, является подделкой [4] . На витраже в церкви Св. Егидия в английской деревне Stoke Poges изображена человеческая фигура на чём-то вроде самоката [5] , которую Н. Певзнер называет «изображением потешной лошадки, выполненным в XVII веке (C17 representation of a hobby horse)». [6] Самокат якобы 1791 года, приписываемый графу де Сивраку (Comte de Sivrac) — фальсификация 1891 года, выдуманная французским журналистом Луи Бодри. В действительности никакого графа де Сиврака не было, прототипом его стал Джин Хенри Сиврак, получивший в 1817 году разрешение на импорт четырёхколёсных экипажей. [7] [8] [9]

Легендой, скорее всего, является и история о крепостном крестьянине Артамонове, который якобы сконструировал велосипед примерно в 1800 году. Согласно этой легенде, изобретатель совершил успешный пробег на своём велосипеде из уральского села Верхотурье в Москву (около двух тысяч вёрст). Это был первый в мире велопробег. В сие путешествие крепостного Артамонова послал его хозяин — владелец завода, который возжелал удивить царя Александра I «диковинным самокатом». За изобретение велосипеда Артамонову со всем его потомством была дарована свобода от крепостной зависимости. Велосипед Артамонова якобы хранится в краеведческом музее Нижнего Тагила. Как показал химический анализ железа, велосипед из нижнетагильского музея оказался самоделкой конца XIX века (сделан не ранее 1870 года), выполненной по английским образцам [10] [11] [12] . Что касается самого Артамонова, то он впервые упоминается в книге В. Д. Белова «Исторический очерк уральских горных заводов» (издание 1898 г., Санкт-Петербург): «Во время коронования императора Павла, следовательно в 1801 г., мастеровой уральских заводов Артамонов бегал на изобретённом им велосипеде, за что по повелению императора получил свободу со всем потомством». В действительности Павел I короновался в 1797 году, а в 1801 — Александр I. Белов не приводит никаких ссылок на документы, подтверждающие его поразительную находку. Не найдены они и впоследствии. Никаких упоминаний об Артамонове не удалось найти ни в камер-фурьерских церемониальных журналах 1796, 1797 и 1801 годов, ни в «повестке по случаю кончины Его императорского величества государя императора Павла Петровича», ни в описании коронации Его императорского величества Александра Павловича, ни в «Списке о всех милостях, излиянных покойным государем Павлом I в день его коронации 5 апреля 1797 года», ни в архивах канцелярии Н. Н. Новосильцева, созданной в 1801 году и занимавшейся рассмотрением технических изобретений, ни в подборке материалов о крепостных изобретателях, публиковавшейся в «Отечественных записках» П. П. Свиньина (1818—1830). Не найдено и никаких других документов, которые бы подтверждали рассказ Белова.

Прототипом легенды, возможно, послужили крепостной изобретатель Е. Г. Кузнецов-Жепинский, действительно получивший вольную (вместе с племянником Артамоном) в 1801 году за свои изобретения. Однако Кузнецов сконструировал не велосипед, а дрожки с верстометром и музыкальным органом.

1817—1819

В 1817 году немецкий профессор барон Карл фон Дрез из Карлсруэ создал, а в 1818 запатентовал первый двухколёсный самокат, который он назвал «машиной для бега» (Laufmaschine). Самокат Дреза был двухколёсным, снабжён рулём и выглядел в целом, как велосипед без педалей; рама была деревянной. В английском и французском языках изобретение назвали дрезиной (соответственно Draisine и draisienne) в честь изобретателя. [13] . Многие британские производители карет стали выпускать свои самокаты; самым заметным из них стал Денис Джонсон (Denis Johnson) из Лондона, объявивший в конце 1818 о выпуске усовершенствованной модели. [14] Слово «велосипед» (vélocipède) придумано французским изобретателем Жозефом Нисефором Ньепсом для обозначения усовершенствованного самоката Дреза, снабжённого седлом с изменяемой высотой. [15] Возможной причиной изобретения стало то, что предыдущий, 1816 был «Годом без лета». Тогда из-за извержения вулкана на горе Тамбора Северное полушарие постигла самая сильная климатическая аномалия в истории, что катастрофически сказалось на урожае, вызвало голод и снизило поголовье лошадей. [16]

1820 и далее

В 1839—1840 кузнец Киркпатрик Макмиллан в маленькой деревушке на юге Шотландии усовершенствовал изобретение Дреза, добавив педали и седло. Таким образом, Макмиллан создал велосипед, похожий на современный. Педали толкали заднее колесо, с которым они были соединены металлическими стержнями посредством шатунов. Переднее колесо поворачивалось рулём, велосипедист сидел между передним и задним колесом. Велосипед Макмиллана опередил своё время и остался малоизвестным.

В 1845 году англичанин Р. У. Томпсон запатентовал надувную шину, но она оказалась технологически несовершенной.

В 1862 году Пьер Лалман (англ.), 19-летний мастер по изготовлению детских колясок из Нанси (Франция), увидел «денди-хорз» и придумал оснастить его педалями — на переднем колесе. Лалман ничего не знал о велосипеде Макмиллана, и на его машине педали нужно было крутить, а не толкать. В 1863 Лалман перебрался в Париж, где смастерил первый велосипед, напоминающий те, что нами любимы.

В 1864 году лионские промышленники братья Оливье оценили потенциал машины Лалмана и в сотрудничестве с каретным инженером Пьером Мишо начали массовый выпуск «денди-хорзов» с педалями. Мишо догадался сделать раму велосипеда металлической. По некоторым сведениям, Мишо и придумал для устройства название «велосипед». Поработав у Мишо-Оливье короткое время, Лалман отправился в Америку, где в ноябре 1866 запатентовал своё изобретение. Очевидно, Пьера Лалмана и стоит считать фактическим изобретателем велосипеда.

С 70-х годов XIX века стала приобретать популярность схема «пенни-фартинг». Название описывает соразмерность колёс, ибо монета пенни была намного больше фартинга. На втулке «пенни» — переднего колеса, были педали, и седло ездока было почти прямо сверху от них. Большая высота сидения и центр тяжести, смещённый к переднему колесу, делали такой велосипед весьма опасным. Альтернативой им были трёхколёсные самокаты.

В 1867 году изобретателем Каупером была предложена удачная конструкция металлического колеса со спицами. В 1878-м году английский изобретатель Лоусон ввёл в конструкцию велосипеда цепную передачу.

Первый велосипед, похожий на используемые в наши дни, назывался Rover — «Скиталец». Он был сделан в 1884 году английским изобретателем Джоном Кемпом Старли и выпускался с 1885 года. В отличие от велосипеда «пенни-фартинг», Ровер обладал цепной передачей на заднее колесо, одинаковыми по размеру колёсами, и водитель сидел между колёсами. Велосипеды такой конструкции получили название безопасных (Safety) [17] , а слово Rover во многих языках и поныне обозначает велосипед (польское Rower, белорусское Ровар, западноукраинское Ровер [Ров`эр]). Фирма Rover стала огромным автомобильным концерном и просуществовала до 15 апреля 2005 г, когда была ликвидирована из-за банкротства.

В 1888 году шотландец Джон Бойд Данлоп изобрёл надувные шины из каучука. Они были технически совершеннее, чем запатентованные в 1845 году, и получили широкое распространение. После этого велосипеды избавились от клички «костотрясы». Это изобретение сделало езду на велосипедах намного удобнее, что способствовало их популяризации. [18] 1890-е годы назвали золотым веком велосипедов.

Хотя велосипеды 1890-х во многих отношениях были похожи на современные, но, так как они обычно делались из ржавеющей стали (нержавеющую сталь варить ещё не умели) и не были покрашены, то требовали трудоёмкого ухода (чистка, смазка, промывание бензином или керосином) после каждой поездки. Описание «обычной чистки велосипеда» в книге 1895 года занимает 4 страницы. [19]

В 1898 были изобретены педальные тормоза и механизм свободного хода, позволявший не вращать педали, когда велосипед катится сам. В те же годы изобрели и ручные тормоза, но широкое применение они нашли не сразу.

Первый складной велосипед сделан в 1878 году, первые алюминиевые — в 1890-х годах, а первый лигерад (иногда называемый рикамбент, велосипед, на котором можно ездить в лежачем положении) — в 1895 году (а в 1914 году началось массовое производство лигерадов фирмой «Пежо»).

К началу XX века относятся первые механизмы переключения скоростей. Однако они были несовершенными. Одним из первых способов переключения скоростей, применяемых на спортивных велосипедах, было оборудование заднего колеса двумя звёздочками — по одной с каждой стороны. Для переключения скорости надо было остановиться, снять заднее колесо и перевернуть его, вновь зафиксировав и натянув цепь. Планетарный механизм переключения передач изобретён в 1903 и стал популярным в 1930-е годы. Переключатель скоростей в том виде, в каком он применяется сегодня на большинстве велосипедов, изобретён лишь в 1950 г. известным итальянским велогонщиком и производителем велосипедов Туллио Кампаньоло (Tullio Campagnolo).

Велосипеды продолжали совершенствоваться и во второй половине XX века. В 1974 году началось массовое производство велосипедов из титана, а в 1975 — из углепластика. В 1983 году был изобретён велокомпьютер. В начале 1990-х получили распространение системы индексного переключения скоростей.

В течение XX века интерес к велосипедам переживал свои пики и спады. Начиная примерно с 1905 года, велосипеды во многих странах, в частности в США, стали выходить из моды из-за развития автомобильного транспорта. Дорожная полиция часто относилась к велосипедистам как к помехе движению автомобилей. К 1940 году велосипеды в Северной Америке считались игрушками для детей. С конца 1960-х годов велосипеды снова вошли в моду в развитых странах, благодаря пропаганде здорового образа жизни и всеобщему осознанию важности экологических проблем.

В СССР в конце XX века наиболее распространёнными моделями велосипедов были (отсортированы по возрастанию размера): Дружок, Бабочка, Лёвушка, «Чемпион», Ветерок, Олимпик, Школьник, Орлёнок, Кросс, Кама, Десна, Салют, Уралец, Украина, «Минск», Аист, Урал, Турист, Спутник, Старт-шоссе. Существовало несколько моделей с отсоединяемыми боковыми колёсами — «Дружок», «Конёк-Горбунок» и «Мишка» (для детей).

Социальная роль

Производство велосипедов сыграло большую роль в создании технической базы для других видов транспорта, прежде всего автомобилей и самолётов. Многие технологии металлообработки, разработанные для производства как велосипедных рам, так и других частей велосипедов (шайб, подшипников, зубчатых колёс), впоследствии использовались в производстве автомобилей и самолётов. Многие автомобильные фирмы, созданные в начале XX века (например, Rover, Шкода, Morris Motor Company, Опель), начинали как велосипедные. Начинали как производители велосипедов также Братья Райт [20] .

Общества велосипедистов добивались улучшения качества дорог. Примером такой организации является Лига Американских Любителей Колёсного Транспорта (League of American Wheelmen), в конце XIX века в США возглавлявшая и финансировавшая Движение за Хорошие Дороги (Good Roads Movement). Улучшение качества дорог также ускорило развитие автомобилей.

Велосипеды сыграли свою роль в эмансипации женщин. В частности, благодаря им в 1890-х в моду вошли женские шаровары, что помогло освободить женщин от корсетов и другой сковывающей одежды. Кроме того, благодаря велосипедам женщины обрели беспрецедентную мобильность. Так, например, знаменитая американская суфражистка Сюзан Энтони (1826—1906) заявила 2 февраля 1896 в интервью газете «New York World»:

Я думаю, что велосипед сделал больше для эмансипации женщин, чем всё остальное вместе взятое. Он даёт женщинам ощущение свободы и независимости. Сердце моё наполняется радостью всякий раз, когда я вижу женщину на велосипеде… это — зрелище свободной, неугнетённой женщины.

В рассказе Чехова «Человек в футляре» главный герой был настолько поражен видом женщины на велосипеде, что отказался на ней жениться.

В современном обществе езда на велосипеде не просто отражает определённое изменение стиля жизни, она означает своего рода социальный переворот.

— говорит профессор Факультета ландшафтной архитектуры Христианского университета Чжунъюань Дай Юнти. Он утверждает, что стимулирование использования велосипеда в густонаселённых тайваньских городах должно стать важной мерой по уменьшению выбросов в атмосферу парниковых газов, а велосипедисты становятся ближе к окружающей среде. [21]

Применение

Почтовые службы многих стран используют велосипеды с конца XIX века. Так, британская почта (англ.  Royal Mail ) использует велосипеды с 1880-х. Общее количество почтальонов-велосипедистов составляет 37 000 в Великобритании, 27 500 в Германии, 10 500 в Венгрии.

Полиции многих стран используют велосипеды для патрулирования улиц, особенно в сельских районах. Велопатрули, как и велосипедная почта, появились в конце XIX века. К примеру, полиция английского графства Кент закупила 20 велосипедов в 1896 году, а к 1904 году число полицейских велопатрулей составило уже 129. Преимуществами велопатрулей является свобода от автомобильных пробок, возможность патрулировать в пешеходных зонах, возможность скрытно подобраться к подозреваемому.

В Великобритании велосипеды традиционно используются для доставки газет. Это позволяет брать на работу подростков, у которых ещё нет водительских прав. В бедных странах велосипеды иногда используются для доставки обедов.

Так же велосипеды используются в «скорой помощи» Лондона, Таллина и многих других городов, позволяя медикам быстрее добираться до пациентов по городским пробкам. [22] [23]

Даже автомобильная индустрия использует велосипеды. На заводе «Мерседес-Бенц» (нем.  Mercedes-Benz ) в Зиндельфингене (нем.  Sindelfingen ), Германия, рабочие передвигаются по территории завода на велосипедах. У каждого отдела — велосипеды своего цвета. [24]

Велосипеды использовались в военном деле. В ходе англо-бурской войны (1899—1902) обе стороны (Великобритания и южноафриканские республики) использовали велосипеды в разведке и для доставки сообщений. Специальные части патрулировали железные дороги на велодрезинах. В первой мировой войне обе стороны активно использовали велосипеды в разведке, для доставки сообщений, для транспортировки пострадавших (смотри статью Самокатчики). Япония успешно использовала велосипеды для вторжения в Китай в 1937 году и для вторжения в Сингапур через Малайзию в 1941.В вермахте велосипедами были оснащены самокатные роты, входившие в состав разведывательных батальонов всех пехотных дивизий. Велосипеды позволяли скрытно и внезапно перебросить тысячи солдат, застав противника врасплох. Кроме того, они не требовали ни грузовиков для своей переброски, ни дефицитного топлива. Союзники использовали в своих операциях парашютистов, экипированных складными велосипедами. Велосипеды использовались партизанами для перевозки грузов в ходе вьетнамской войны. В Швеции велосипедные войска просуществовали до 2001, а в Швейцарии — до 2003. По некоторым данным, велосипеды использовались американскими частями спецназа в ходе афганской кампании.

В цирке на двухколёсных велосипедах ездят медведи и обезьяны, а на трёхколёсных — слоны. Чрезвычайно популярны и разнообразны также акробатические трюки с использованием велосипедов [25] .

Велосипедные гонки

Велогонки начали проводиться сразу после изобретения велосипедов. Первые гонки проводились на велосипедах «пенни-фартинг» и других опасных велосипедах, что часто приводило к травмам. С 1890-х стали популярными многодневные велогонки. К ним относится старейшая из регулярных велогонок — 1200-километровая гонка «Париж-Брест-Париж», впервые прошедшая в 1891 году. Эта велогонка не состояла из этапов: секундомер включался на старте и выключался, когда спортсмен достиг финиша. Велосипедист сам решал, сколько времени ему тратить на сон. Веломногодневка «Тур де Франс», проводящаяся с 1903 года, относится к категории гранд-туров — самая популярная и престижнейшая из всех существующих велогонок [26] [27] .

Кроме многодневных велогонок, есть и велогонки на короткие дистанции. В США популярны велогонки на дистанции до 5 км. В последнее десятилетие приобрели популярность велогонки на горных велосипедах — кросс-кантри. Близок к ним велокросс — гонки на велосипедах, очень похожих на шоссейные, по пересечённой местности. Для гонок на велодромах используются специальные трековые велосипеды, без переключения скоростей. Гонки, кроме того, делятся на индивидуальные и командные. Существует большое количество видов и дисциплин велосипедных гонок, в том числе и экстремальных.

Велосипеды в настоящее время

Европа

В настоящее время велосипеды наиболее популярны в странах Северной и Западной Европы. Самая «велосипедная» страна Европы — Дания, средний житель этой страны проезжает за год на велосипеде 893 километра. Следом идут Нидерланды (853 км). В Бельгии и Германии средний житель проезжает за год на велосипеде около 300 километров. Наименее популярен велосипед в странах Южной Европы — среднестатистический испанец проезжает за год на велосипеде всего 20 километров [28] .

Современная популярность велосипеда в Европе — результат проводимой правительствами политики, так как популяризация велосипеда способствует разгрузке центров городов от автомобилей, улучшению экологической обстановки, а также улучшает здоровье людей.

Для популяризации велосипеда и велосипедного туризма принимаются следующие меры: устройство велосипедных дорожек и прочей инфраструктуры; меры, облегчающие использование велосипеда в сочетании с общественным транспортом (велосипедные стоянки, как правило, крытые, а зачастую и охраняемые, на вокзалах и автостанциях, оборудование пассажирских поездов специальными вагонами для пассажиров с велосипедами и тому подобное). По инициативе Европейской федерации велосипедистов ведётся создание сети паневропейских велосипедных трасс EuroVelo.

Во многих крупных городах Европы (а также и США) существуют системы проката велосипедов, которые включают в себя множество специальных парковок, на которых можно автоматически (по кредитной карте или специальному абонементу) брать велосипед. Возвращать велосипед можно на любую удобную парковку. Такие системы есть в Стокгольме [29] , Париже (Vélib’), Лондоне и других городах.

В Копенгагене можно взять велосипед напрокат бесплатно, причём на любой срок [30] . Такие велосипеды под угрозой штрафа запрещено использовать вне Копенгагена. Необычный дизайн и раскраска велосипедов не позволяют выдать их за собственные. Аналогичная бесплатная программа есть в баскской столице Витории (c 2004 г.) [31] , а также действовала в Хельсинки до 2010 года. [32] Бесплатно арендовать велосипед можно и на территории парка Hoge Veluwe в Нидерландах, и в других местах.

В Амстердаме, называющем себя велосипедной столицей Европы, есть даже специальная гостиница для велосипедистов, Van Ostade Bicycle Hotel [33] . Можно арендовать водный велосипед [34] , велосипед-тандем и даже велосипед для 8 человек [35] . В этом городе велосипеды — обычное средство передвижения, куда более распространённое, чем автомобили. Отчасти это связано с недостатком и дороговизной парковок в Амстердаме и других крупных городах.

В Финляндии велосипеды повсеместно используются, несмотря на суровый климат. На них принято ездить и зимой [1].

В России велосипед распространён слабо, особенно в крупных городах. Например, в Москве этот вид транспорта не пользуется такой популярностью, как в Европе; даже летом.

Во многих странах восточной и юго-восточной Азии, таких как Китай, Индия и Индонезия, велосипед является одним из основных средств передвижения благодаря своей дешевизне. Однако использование велосипедов в азиатских странах, в частности в Китае и Индии, сокращается, благодаря тому, что их жители переходят на автомобили, мотоциклы и мопеды. Иногда власти принимают меры против велосипедного транспорта, поскольку он мешает движению автомобилей. Так, в декабре 2003 года в Шанхае движение велосипедов было временно запрещено.

Китай также является основным производителем велосипедов, в частности благодаря тому, что в последние десятилетия большинство велосипедных фирм перевели производство в эту страну. Порядка 95 % велосипедов производится в Китае.

Велосипедные рекорды

C момента создания велосипеда, производятся постоянные попытки определить предел скорости для разных велосипедных конструкций:

• 268,83 км/ч (с уменьшенным сопротивлением воздуха [36] ) Фред Ромпельберг (Нидерланды) установлен на Бонневильской соляной равнине (штат Юта, США) в 1995 году.
• 133,28 км/ч (82,819 миль/ч) — установлен Сэмом Уиттингемом на лежачем велосипеде Varna Diablo конструкции Георгия Георгиева 18 сентября 2009 года в Батл-Маунтин, Невада, США. [37][38]

Устройство велосипеда

Велосипед классической конструкции состоит из рамы, шарнирно закреплённой на ней рулевой вилки с рулем и передним колесом, заднего колеса, седла на подседельном штыре, педалей с кривошипами (ошибочно называемыми шатунами), цепной передачи и тормозов. Дополнительно велосипед может оборудоваться одним или двумя амортизаторами, багажником, светотехникой (лампами и/или световозвращателями — катафотами), звуковым сигналом, подставкой-«подножкой».

Колёса

Как правило, на велосипеде устанавливаются два колеса одинакового диаметра. Каждое колесо состоит из обода, который соединяется с втулкой с помощью спиц, резиновой камеры (она аналогична автомобильной, но более тонкая) и покрышки (шины) с протектором. Шире протектор у горных велосипедов, он уменьшает тормозной путь велосипеда и защищает камеру от проколов стеклами, гвоздями и т. д. при движении по асфальту.

Рама — часть велосипеда, к которой крепятся другие его компоненты — колёса, педали, седло, руль. По мнению многих, рама — самый главный и дорогостоящий компонент велосипеда [2].

Классическая рама состоит из труб, или перьев, образующих два треугольника — передний и задний, причём задний треугольник раздвоен и образует заднюю вилку для крепления заднего колеса. Такая форма обеспечивает наибольшую жёсткость рамы при минимальном её весе.

Передний треугольник образован подседельной трубой, соединяющей седло и каретку; нижней трубой, соединяющей каретку с рулевой колонкой; и верхней трубой, соединяющей рулевую колонку с подседельной трубой. Задний треугольник образован двумя парами труб, идущих от подседельной трубы и каретки к втулке заднего колеса.

Существуют рамы без верхней трубы или с верхней трубой, идущей рядом с нижней. Такие рамы называются открытыми. Открытая рама тяжелее закрытой с аналогичными характеристиками, но на велосипед с открытой рамой удобнее садиться и слезать. В прошлом велосипеды с открытой рамой использовались женщинами (можно было сесть на велосипед, будучи в юбке и не нарушая приличий), из-за чего их часто называют «женскими». Сейчас они популярны среди обоих полов.

Рамы для городских и детских велосипедов иногда делают складными, что удобно при хранении и транспортировке велосипеда (например, в Московском метрополитене запрещено провозить велосипеды, кроме складных и детских [39] ). Складные рамы, как правило [40] , делаются открытыми.

Комфортабельность рамы и ходовые качества велосипеда зависит от мягкости материала. Мягкие рамы лучше поглощают вибрацию и имеют лучший накат (в тяжелом транспорте этот параметр называется «выбег») на неровных поверхностях. Жёсткие рамы позволяют передавать энергию от педалей к колёсам с меньшими потерями.

Рамы могут делаться из стали, сплавов алюминия, титана, магния, а также из углепластика (карбона).

Хорошие стальные рамы делают из хромомолибденовых сплавов. Рамы из хромомолибденовой стали (Cr-Mo steel) лишь немного тяжелее, чем алюминиевые, комфортабельны благодаря своей относительной мягкости и обладают отличными усталостными характеристиками. Если всё же стальная рама страдает от усталости материала, она даёт знать об этом скрипом и снижением жёсткости. Сейчас Cr-Mo используется в производстве рам для велосипедов ВМХ и туристских велосипедов (en:Touring bicycle). Также обширно используется в горных велосипедах, так как Cr-Mo обеспечивает достаточную жесткость и прочность.

Рамы из других марок стали (hi-ten, высокоуглеродистые) отличаются низкой прочностью и большим весом и используются только в дешёвых велосипедах.

Алюминиевые рамы легче стальных и жёстче. Благодаря этому они часто используются для гоночных моделей. Однако усталостные характеристики алюминия плохи.

Титановые рамы также весьма легки, но титан — достаточно дорогой металл, что часто является недостатком. Титановые рамы не боятся ни холода, ни жары, ни химических веществ, и практически вечны.

Магниевые рамы легки примерно так же, как титановые. Магний очень неустойчив к коррозии, поэтому такие рамы необходимо беречь от царапин. Кроме того, магний, как и алюминий, имеет плохие усталостные характеристики.

Рамы из углепластика (карбона) легче всех остальных, но очень дороги. Их главным недостатком, кроме цены, является хрупкость: карбон может быть повреждён сильным точечным ударом.

В настоящее время на большинстве велосипедов используются рамы из алюминиевых сплавов, вытеснившие стальные с массового рынка. Дорогие гоночные велосипеды используют либо алюминиевые рамы с карбоновыми задними перьями, либо полностью карбоновые. Другие материалы (титан, скандий, магний) — скорее, экзотика.

Вилка

Служит для соединения переднего колеса, руля и рамы. Может быть жёсткой или со встроенным амортизатором. Также на вилку крепятся тормоза, крыло, датчик скорости и другое вспомогательное оборудование.

Жёсткие вилки дешевле и легче.

Амортизационные вилки повышают комфортность езды по неровной поверхности, улучшают сцепление с дорогой на неровностях. Они более дорогие, тяжёлые, при педалировании поглощают часть энергии. Амортизационные вилки различаются принципом работы, ходом вилки, наличием различных настроек. Зачастую к таким настройкам относятся: Включение и выключение амортизирующих функций(это позволяет снизить потери энергии при вращении педаль) и регулировка амортизаторов.

Передача

Крутящий момент с оси каретки (вращаемой кривошипами с педалями) на заднее колесо обычно передаётся с помощью цепной передачи. Она состоит из ведущих звёзд, ведомых (задних) звёзд, собственно цепи и дополнительных механизмов. Совокупность ведущих звёзд называется системой, совокупность ведомых звёзд — кассетой.

В простейшем случае велосипед имеет только по одной ведущей и ведомой звезде. Однако максимальную мощность человек развивает при достаточно узком диапазоне усилий, поэтому многие велосипеды оборудованы механизмами переключения скоростей.

Переключатель скоростей в том виде, в каком он применяется сегодня на большинстве велосипедов, изобрёл известный итальянский велосипедист Туллио Кампаньоло (en:Tullio Campagnolo) в 1950 г. Звезды (как сзади, так и спереди) смонтированы в блоки, и переключение осуществляется с помощью бокового смещения цепи направлением её на нужную звезду. Чтобы обеспечить равномерное натяжение цепи при разных передаточных отношениях, задний переключатель оборудован специальным устройством натяжения. Велосипед может иметь от 3 до 11 ведомых звёздочек и 1—3 передних, что позволяет обеспечить до 33 передач. Впрочем, передачи зачастую частично пересекаются (например, положения 48/16 и 36/12 эквивалентны); но такое пересечение необходимо для более удобного и плавного переключения. Кроме того, эффективность передач не одинакова: при большом перекосе цепи (например, с первой передней на последнюю заднюю звезды) трение и износ цепи сильно возрастает, потому такими передачами активно пользоваться не рекомендуется.

Переключатели управляются с помощью натяжения тросиков, которое регулируется специальными ручками переключения. У велосипедов до конца 1980-х — начала 90-х натяжение тросиков регулировалось плавно, из-за чего велосипедисту необходимо было самому определять положения, соответствующие переключению на очередную передачу. Позднее получили распространение системы индексного переключения, в которых механизм дискретно управляет перемещением тросика и, соответственно, переключателя. Само переключение осуществляется нажатием кнопок или дискретным перемещением рычагов.

Используется и планетарный механизм переключения передач, который целиком находится в задней втулке. По сравнению с внешним переключением его механический КПД несколько ниже [41] но он менее подвержен воздействию внешней среды и более удобен в обращении (в частности, позволяет переключать передачи, стоя на месте), поэтому активно применяется для городских и туристских велосипедов. В городских велосипедах из планетарных механизмов чаще всего применяются комбинированные трёхступенчатые и реже восьми- и одиннадцатиступенчатые, обеспечивающие переключение трёх, восьми или одиннадцати передач и тормоз. Долгое время трёхскоростные втулки являлись самыми лёгкими и отлаженными, но в последнее время японская фирма Shimano стала выпускать восьмискоростные модели, которые по их заявлениям отлажены лучше, чем трёхскоростные [3]. Втулки с планетарным механизмом переключения передач могут иметь вмонтированный тормоз, например, барабанный. Но существуют и облегчённые бестормозные втулки. Самые дорогие модели (например, скоростные втулки Ролофф) дают 14 передач, обеспечивая изменение передаточного соотношения более чем 500 %, но такие втулки имеют большой вес, порядка 2 килограммов.

Необходимо заметить, что отсутствие переключения передач не говорит о дешевизне велосипеда. Так, односкоростные велосипеды иногда применяются для экстремальных дисциплин («Дёрт», «Стрит») и некоторых видов велогонок (в частности, трековых) — как для увеличения КПД, так и для снижения массы.

Помимо цепной передачи неоднократно предпринимались попытки создать велосипед с вальным приводом, однако достаточно массово она стала применяться лишь в последние годы. Вальный привод имеет большую массу, но практически не требует обслуживания. [источник не указан 398 дней] Также при использовании вала отсутствует и такая традиционная для велосипеда проблема, как слетание цепи. Главный недостаток — поддерживаются только планетарные механизмы переключения. Несмотря на значительные преимущества в использовании в дорожных велосипедах вальная передача встречается ещё сравнительно редко. В простонародье такую передачу (привод) часто называют карданной, по аналогии с похожим узлом автомобилей, но в велосипедном вальном карданный вал практически не используется.

Также в последнее время появились серийные модели велосипедов с использованием шевронного ремня в качестве привода. Преимущества в отсутствии смазки и шума, меньшей массы, большей прочности и большего ресурса по сравнению с цепью. Недостатки, как и у вальных систем, поддерживаются только планетарные механизмы переключения. Но, главное, что ремень можно установить толко на специализированную раму с размыкаемым (обычно правым верхним) пером, так как сам ремень не разъёмный.

Тормоза

Тормоза бывают ободными (клещи, консольные, v-brake), дисковыми и барабанными. В прошлом существовали также вариации тормоза, действующие непосредственно на шину («Современный велосипед, выбор его и применение» — 1895 г., стр. 152). Также в качестве особой разновидности тормоза можно рассматривать режим рекуперативного торможения у некоторых электровелосипедов.

В дисковых тормозах усилие прикладывается к специальному диску, они имеют много преимуществ перед ободными:

1. Они меньше засоряются при езде по грязи, так как расположены ближе к центру колеса. Ободные тормоза расположены с краю колёс и при их загрязнении сильно снижается эффективность торможения. Кроме этого, налипший вокруг клещей ком грязи может вовсе заблокировать колесо. По этой же причине (попадание абразивной грязи и пыли) при частой езде по грунту колодки и тормозные диски дискового тормоза стираются медленнее, чем колодки и обода колёс в случае тормоза v-brake.
2. Качественные дисковые тормоза позволяют более плавно регулировать тормозные усилия.
3. Дисковые тормоза можно использовать со слегка искривлённой геометрией колеса, в то время, как ободные начнут задевать обод и притормаживать велосипед.
4. Качественные дисковые тормоза требуют обслуживания гораздо реже, чем ободные. Но обслуживание, зачастую, не может производиться в полевых условиях. Особенно это относится к гидравлическим дисковым тормозам.

В ободных тормозах усилие прикладывается к ободу колеса. Они обладают своими преимуществами перед дисковыми тормозами:

1. Тормозное усилие прикладывается к ободу, тем самым уменьшается нагрузка на спицы и втулку.
2. При длительном торможении (спуске с горы) ободные тормоза гораздо меньше нагреваются за счёт большей площади обода по сравнению с тормозным диском.
3. Ободные тормоза очень неприхотливы, настройка очень простая, в отличие от дисковых, которые часто нужно перестраивать после снятия колеса.
4. Имеют меньший, чем дисковые тормоза, вес, что важно для некоторых велоспортивных дисциплин.
5. Дёшевы. Цена качественных дисковых тормозов в несколько раз выше ободных. Именно поэтому на подавляющем большинстве бюджетных велосипедов стоят ободные тормоза.

В барабанных тормозах тормозной механизм находится внутри втулки ведущего колеса, тормозное усилие прикладывается к внутренней поверхности корпуса втулки. Чаще всего приводятся в действие от педалей.

Большинство велосипедов оснащаются ручными тормозами, как наиболее безопасными и удобными. Также используются ножные тормоза, воздействующие на ведущее колесо.

По виду привода ручные тормоза делятся на механические (приводимые в движение тросиком) и гидравлические. Гидравлические обеспечивают большее тормозное усилие. Чаще используются в даунхиле, фрирайде, триале. В гидравлических тормозах используется минеральное масло или тормозная жидкость (DOT-4, DOT-5); поломку, в отличие от поломок механических тормозов, вне мастерской часто устранить нельзя, однако поломка качественного гидравлического тормоза крайне редка при правильном обслуживании. Чаще всего гидравлический привод используется для дисковых тормозов.

Ножные тормоза приводятся в действие путём вращения педалей в обратную сторону (противоположную рабочему). Такие тормоза имеют определённые преимущества, такие как защищенность от воды, грязи и снега (это обусловлено тем, что они спрятаны в задней втулке колеса), дешевы, неприхотливы в обслуживании. Но у таких тормозов есть и недостатки: действуют только на заднее (то есть ведущее) колесо, требуют определённого привыкания. Также педальный тормоз несовместим с классическим переключателем скоростей. Это ограничивает применение педального тормоза только велосипедами с одной передачей и велосипедами с планетарным переключателем передач. Иногда педальный тормоз дополняется передним ручным, обычно одного из ободных типов. Главный недостаток ножного тормоза — в случае слетания цепи задействовать тормоз невозможно, в этом случае резко повышается риск попадания в аварию. Впрочем, даже в этом случае при известной сноровке можно аварийно остановиться при помощи ног, заваливания велосипеда набок либо поставив ногу на переднее колесо перед вилкой (если не стоит переднее крыло).

При использовании ручных тормозов следует нажимать оба рычага одновременно и плавно, без рывков. Передний тормоз допускает бо́льшую силу торможения без блокировки колеса из-за высокого расположения центра масс и перераспределении нагрузки на переднее колесо при торможении. Но на переднем колесе, в отличие от заднего, нельзя допускать полную блокировку колеса — это приведёт к падению вперёд через руль, в то время как с заблокированным задним колесом можно удерживать равновесие, спускаясь, например, с крутого холма. Также резкое нажатие на рычаг переднего тормоза крайне опасно при прохождении поворота: срыв на юз переднего колеса (что случается на влажной или пыльной дороге) быстротечен, его практически невозможно выровнять и это грозит падением. Поэтому начинающим велосипедистам нажимать рычаг переднего тормоза раньше заднего опасно. Для экстренного торможения опытные велосипедисты смещают тело назад по ходу движения (свешиваются за седло), насколько это возможно, и уже тогда сильно выжимают рычаг переднего тормоза. Либо применяется блокировка заднего колеса с поворотом велосипеда перпендикулярно направлению движения и завалом на бок.

Также стоит отметить, что при правильном использовании дисковых или клещевых тормозов передние тормозные колодки изнашиваются быстрее задних. Кроме этого, не рекомендуется применять торможение задним тормозом с юзом, так как это может быть небезопасно и приводит к быстрому износу задней покрышки.

Седло

Седло является важной частью велосипеда: большинство проблем с комфортом связаны с неудобным седлом.

Широкие и мягкие сёдла менее удобны для педалирования, потому что мешают работе ягодичных мышц. Узкие жёсткие сёдла позволяют мышцам работать более правильно, что делает их более удобными при регулярной езде, особенно на большие дистанции. Однако с непривычки могут вызывать неприятные ощущения в области таза.

Помимо правильной формы седла, на комфорт и эффективность езды влияет правильная посадка, которая регулируется высотой подъёма подседельного штыря, а также наклоном и продольным положением седла. Иногда подседельный штырь может включать в себя амортизатор, смягчающий удары при езде по неровной поверхности.

Различают мужские и женские седла. Так же существуют сёдла с различными дополнениями, например, воздушные вырезы.

Педали

Педали предназначены для передачи мускульного усилия через трансмиссию на колесо. Внутри педали находятся подшипники, позволяющие оси педали свободно вращаться относительно площадки педали. Ось педали вкручивается в кривошип, причём на правой педали резьба правая, а на левой — левая [42] .

Для повышения эффективности педалирования существуют приспособления, обеспечивающие фиксацию ноги на педали, позволяя тем самым не только толкать, но и тянуть педаль [43] . При этом одновременно работают обе ноги, что увеличивает вращающий момент и снижает нагрузку на колени, работает большее количество мышц. Такие приспособления практически исключают соскальзывание ноги с педали при быстрой езде по сильно пересечённой местности, но увеличивают вероятность падения из-за застревания ноги на педали на низких скоростях.

До недавнего времени фиксация ног на педалях осуществлялась преимущественно с помощью туклипсов — специальных скоб и ремешков, «привязывающих» ногу к педали. Туклипсы опасны тем, что при падении велосипедист может не успеть вынуть ногу. Современные велосипеды оборудуются «контактными» педалями, работающими как автоматический замок, который отстёгивается специальным движением ноги (например поворотом стопы на 15°-20° в горизонтальной плоскости).

Контактные педали требует специальных, совместимых с ними, велотуфлей, а, точнее, ответной части (шипов) совместимой системы. Для удобства педалирования подошва велотуфлей обычно делается жёсткой. В туристических моделях велотуфель, предназначенных для непродолжительных прогулок пешком, вокруг крепления шипа делают специальные выступы протектора, защищающие шип от стирания об асфальт, подошва таких велотуфель может быть более гибкой. Хождение в спортивных велотуфлях крайне неудобно и может их повредить.

Другие компоненты и принадлежности

Руль служит для управления велосипедом. С помощью выноса он крепится к вилке переднего колеса. Форма руля может быть различной и зависит от назначения велосипеда.

Звуковой сигнал (звонок или гудок) позволяет привлечь внимание в опасных ситуациях. Это особенно важно из-за того, что велосипед перемещается почти бесшумно и прохожие могут слишком поздно его заметить. В некоторых странах (в том числе и России) наличие звукового сигнала является обязательным при перемещении по дорогам.

Световозвращатели («катафоты») или фонари также являются обязательными во многих странах при движении в тёмное время суток. Обычно используется белый фонарь (или световозвращатель) спереди, красный — сзади; красные, жёлтые или оранжевые — на колёсах и педалях.

Велокомпьютер подсчитывает скорость и пройденное расстояние и другие параметры поездки. Для той же цели может быть использован GPS-приёмник.

Зеркало заднего вида повышает безопасность езды по дорогам общего пользования.

Велосипедный замок (противоугонный замок) позволяет оставлять велосипед без присмотра на улице или велосипедной стоянке, привязав к столбу, дереву, перилам, парковочным местам и др. В связи с этим велозамок расширяет возможные горизонты использования велосипеда. Замки различают по конструкции (жесткие, с тросом, с цепью), по способу запирания (на ключ или кодовый замок), по длине (в основном от полуметра до двух метров), толщине.

Велосипедные очки защитят от попадания в глаза пыли и песка, поднимаемого транспортными средствами, от мошек, от мелких камней из под колёс впередиидущих участников движения, от ударов по глазам веток, от иссушения глаз. Велосипедные очки обязаны отличаться от обычных по сопротивлению на удар. То есть не должны разбиваться, раскалываться, так как осколки обычных очков повредят глазное яблоко. Описанному отвечают очки соответствующие стандарту ANSI Z87.1 . [44]

Велосипедный шлем наиболее важный (наряду с очками) вид защитного снаряжения велосипедиста.

Велосипедные трусы и штаны, в отличие от обычных, хорошо обтягивают тело (за исключением моделей для экстремальных дисциплин, таких, как фрирайд). Обычно они снабжены накладкой из мягкого материала («памперс»), защищающей промежность от возникновения потёртостей и смягчающей удары о седло. Велотрусы и велоштаны являются одновременно верхней и нижней одеждой, надевать под них нижнее белье (кроме термобелья в холодную погоду) не следует.

Велосипедные перчатки защищают ладони от истирания рулём. По этой причине при спортивной езде или езде на заметные расстояния (несколько десятков километров и более) это такая же необходимая вещь, как и велосипедные очки. Обычные велосипедные перчатки беспалые. При отрицательных температурах воздуха к функции велосипедных перчаток добавляется согревание — используются пятипалые, а также трёхпалые (попарно объединены указательный палец со средним и мизинец с безымянным) и типа «варежка».

Физика

Для того, чтобы двухколёсный велосипед не упал, нужно постоянно поддерживать равновесие. Поскольку площадь опоры велосипеда очень мала (в случае двухколёсного велосипеда это всего лишь прямая, проведённая через две точки, в которых колеса касаются земли), такой велосипед может находиться только в динамическом равновесии. Это достигается с помощью подруливания: если велосипед наклоняется, велосипедист отклоняет руль в ту же сторону. В результате передняя точка опоры смещается в сторону наклона и равновесие восстанавливается. Этот процесс происходит непрерывно, поэтому двухколёсный велосипед не может ехать строго прямо; если руль закрепить, велосипед обязательно упадёт. Чем выше скорость, тем быстрее передняя точка опоры вернется в равновесное положение и тем меньше нужно отклонять руль, чтобы поддерживать равновесие.

При повороте нужно вначале немного повернуть руль в противоположную сторону (наклонить велосипед в сторону, противоположную повороту), а затем в сторону поворота. Как и при движении по прямой, идеально сохранять такой наклон невозможно, и подруливание осуществляется точно так же, только положение динамического равновесия смещается с учётом возникшей центробежной силы.

Конструкция рулевого управления велосипеда облегчает поддержание равновесия. Ось вращения руля расположена не вертикально, а наклонена назад. Кроме того, она проходит ниже оси вращения переднего колеса и впереди той точки, где колесо касается земли. Благодаря такой конструкции достигаются две цели [45] :

• При случайном отклонении переднего колеса движущегося велосипеда от нейтрального положения возникает момент силы относительно рулевой оси, который возвращает колесо обратно в нейтральное положение.
• Если наклонить велосипед, возникает момент силы, поворачивающий переднее колесо в сторону наклона. Этот момент вызван силой реакции опоры. Она приложена к точке, в которой колесо касается земли и направлена вверх. Из-за того, что рулевая ось не проходит через эту точку, при наклоне велосипеда сила реакции опоры смещается относительно рулевой оси.

Таким образом, осуществляется автоматическое подруливание, помогающее поддерживать равновесие. Если велосипед случайно наклоняется, то переднее колесо поворачивается в ту же сторону, велосипед начинает поворачивать, центробежная сила возвращает его в вертикальное положение, а переднее колесо обратно в нейтральное положение. Благодаря этому, можно без особых проблем ехать на велосипеде «без рук». Велосипед сам поддерживает равновесие. Сместив центр тяжести в сторону, можно поддерживать постоянный наклон велосипеда и выполнить поворот.

Можно заметить, что способность велосипеда самостоятельно сохранять динамическое равновесие зависит от конструкции рулевой вилки. Определяющим является плечо реакции опоры колеса, то есть длина перпендикуляра, опущенного из точки касания колеса земли на ось вращения вилки; или, что эквивалентно, но проще измерить — расстояние от точки касания колеса до точки пересечения оси вращения вилки с землёй. Таким образом, для одного и того же колеса возникающий момент будет тем выше, чем больше наклон оси вращения вилки. Однако для достижения оптимальных динамических характеристик нужен не максимальный момент, а строго определённый: если слишком малый момент приведёт к трудности удержания равновесия, то слишком большой — к колебательной неустойчивости, в частности — «шимми» (см. ниже). Поэтому положение оси колеса относительно оси вилки тщательно выбирается при проектировании; многие велосипедные вилки имеют изгиб или просто смещение оси колеса вперёд для снижения избыточного компенсирующего момента.

Распространённое мнение о существенном влиянии гироскопического момента вращающихся колёс верно лишь отчасти. Если скомпенсировать угловой момент переднего колеса установкой дополнительного колеса, вращающегося в противоположном направлении и не касающегося земли, на таком велосипеде легко можно ехать. Ехать, не касаясь руля руками, также возможно, хотя и труднее, чем на обычном велосипеде. [45]

На высоких скоростях (начиная примерно с 30 км/ч [источник не указан 463 дня] ) переднее колесо может испытывать скоростные виляния (speed wobbles) [4], или «вобблинг» — явление, хорошо известное в авиации. При этом явлении колесо самопроизвольно виляет вправо и влево. Скоростные виляния наиболее опасны при езде «без рук» (то есть когда велосипедист едет, не держась за руль). Причина скоростных виляний — не в плохой сборке или слабом креплении переднего колеса, они вызваны резонансом. Скоростные виляния легко погасить, снизив скорость или изменив позу.

На высоких скоростях для управления велосипедом можно применять приём контрруление, знакомый мотоциклистам. Для правого поворота кратковременно отталкиваем правую ручку руля от себя, в результате чего велосипед быстро наклоняется вправо (буквально «ныряет»), затем, при достижении нужного угла наклона, руль выравниваем и удерживая в таком положении — поворачиваем направо, после чего выравниваем велосипед или мотоцикл. Соответственно, если толкаем от себя левую ручку — поворачиваем налево. Основная цель контрруления — быстрое (менее чем за секунду) достижение нужного угла наклона велосипеда или мотоцикла для быстрого входа в поворот. В принципе, данный приём работает на любых скоростях от 10-15 км/ч и выше, то есть когда начинают проявляться гироскопические свойства [источник не указан 946 дней] колеса, которые помогают осуществлять и контролировать наклон и вхождение в поворот.

Езда на велосипеде эффективнее ходьбы (по затратам энергии на километр). При езде на велосипеде со скоростью 30 км/ч сжигается 15 ккал/км (килокалорий на километр), или 450 ккал/ч (килокалорий в час). При ходьбе со скоростью 5 км/ч сжигается 60 ккал/км или 300 ккал/ч, то есть езда на велосипеде в четыре раза эффективнее ходьбы по затратам энергии на единицу расстояния. Поскольку при езде на велосипеде расходуется больше калорий в час, она также является лучшей спортивной нагрузкой. При беге затраты калорий в час ещё выше. Необходимо учитывать, что ударные нагрузки при беге, а также неправильная езда на велосипеде (например, езда в гору на высоких передачах, переохлаждение коленей, обезвоженность организма и т. д.) могут травмировать коленные или голеностопные суставы. Тренированный мужчина, не являющийся профессиональным спортсменом, может в течение длительного времени развивать мощность 250 ватт, или 1/3 л. с. Это соответствует скорости 30—50 км/ч по ровной дороге.

Почему велосипед экономичней ходьбы

Эффективность ходьбы низкая, при каждом шаге теряется около 35 % кинетической энергии. При ходьбе происходит вертикальное перемещение общего центра масс, на которое уходит часть производимой мышцами работы. При езде в седле велосипеда этого не происходит.

Разные факты

• Мнение, что езда на велосипеде приводит к импотенции, является спорным. В действительности велосипедисты испытывают проблемы с потенцией в 2—3 раза реже, чем мужчины того же возраста в целом [46] , хотя, по-видимому, немного чаще, чем пловцы. В то же время, согласно данным доктора Стивена Шрайдера (Steven Schrader), «Регулярная езда на велосипедах с высоко поднятым удлинённым седлом зачастую приводит к различным нарушениям эрекции — к так называемой дисфункции выпрямления и неспособности полового органа к сохранению возбуждённого состояния в течение длительного периода времени. По мнению доктора, при езде на узком и высоком седле (что характерно как для спортивных, так и для некоторых видов „комфортных“ велосипедов) у мужчин пережимаются основные кровеносные сосуды, что может спровоцировать сексуальную дисфункцию.» [47] . Однако известный британский велосипедист Крис Бордмен (Chris Boardman) заявил, что не знает случаев, когда профессиональный велосипедист имел бы проблемы с плодовитостью. [48]
• По мнению бостонского врача Идвина Гольдстейна, велосипедист должен также опасаться травм. Он подсчитал, что при «аварии» на скорости 30 километров в час 70-килограммовый мужчина может получить удар рамой между ног силой в 250 килограммов. [49] В реальности, такого рода травмы практически не происходят, а чаще всего среди серьёзных травм встречается перелом ключицы. К счастью, велошлемы значительно понизили частоту черепно-мозговых травм.
• По крайней мере с конца XIX века считается правильным садиться на велосипед с левой стороны [50] , запрокидывая правую ногу. Это объясняется тем, что цепь и ведущие звёзды затрудняют посадку справа, это связано с тем, что большинство людей правши. Традиция же размещать цепь справа пришла из верховой езды, где посадка слева также распространена, так как большинство людей правши и шпага, носимая у левого бедра, затрудняла посадку справа.
• В 2010 году в Замбии стали выпускать велосипеды с бамбуковой рамой. Также их экспортируют в другие страны [51] .

Разновидности велосипедов

• Дорожные велосипеды предназначены для удобной езды по городу, где скорость менее важна, чем удобство. Посадка высокая, седло удобное и хорошо амортизировано, скорости можно переключать, стоя на месте, тормоз часто ножной. Основные части хорошо защищены от грязи, поэтому обслуживание требуется редко. Недостаток — тяжёлый корпус. Чаще всего имеют либо одну скорость (синглспиды) либо планетарную передачу в задней втулке

• Шоссейные велосипеды предназначены для быстрой езды по асфальтированным дорогам. Им присущ тонкий и лёгкий корпус, изогнутый руль, узкие шины.

• Горные велосипеды изначально предназначались для скоростного спуска с горы. В настоящее время горным велосипедом называют любой велосипед, предназначенный для езды вне дорог. Для него характерно большое количество передач (обычно больше 20), широкие шины, мощные колёса, амортизационная вилка, гасящая удары, а часто и задняя подвеска.

• Найнеры (Twenty-niner) — тип горного велосипеда, собранного на колёсах с ободами ISO 622 мм или 700с (внешний диаметр обода 622 мм). Внешний диаметр покрышки горного велосипеда на таких колёсах составит около 28.5 дюйма (724 мм), хотя существуют покрышки и с внешним диаметром 29.15 дюйма (740 мм). За счет колес большего диаметра преимуществом твентинайнера является большая геометрическая проходимость, основным же недостатком является больший момент инерции колёс.

• Гибридные велосипеды  — промежуточные между горными и шоссейными. У гибридных велосипедов диаметр колёс составляет 28 дюймов, как у шоссейных, но оборудование (трансмиссия, тормоза и т. п.) устанавливается такое же, как у горных. Фактически представляет собой найнер но с более узкими колесами. Зачастую два этих типа велосипедов (Twenty-niner и Гибрид) не различают между собой даже производители.

• Туристские велосипеды предназначены для велотуризма. Их корпус прочен, конструкция надёжна, они могут перевозить большие грузы. Туристские велосипеды ближе к шоссейным, чем к горным.

• Фэт-байк (от Fat-bike) — велосипед на толстых покрышках (англ. fat — толстый). Обладает повышенной проходимостью по различным типам поверхностей, которые плохо и совсем не проходимы на других типах велосипедов, как то: снег, песок, высокотравие и т.п. При эксплуатации давление в камерах находится в пределах от 0.5 атм. до 2 атм. Ширина покрышек от 3.5″ до 4.8″, ширина ободов от 65-ти до 100 мм. Именно низкое давление в камере является ключевым в этом типе велосипеда наряду с шириной покрышки. Чем более тяжёлые условия езды, тем лучше проявляются достоинства фэт-байка: если на асфальте или плотном грунте он уступит обычному МТВ, то на ухабисто-каменистой дороге они будут примерно на равных (поскольку мягкие шины лучше облизывают неровности), а при попадании в грязь или снег фэт-байк вырвется вперёд

• Складные велосипеды — велосипеды, которые складываются. В сложенном состоянии такой велосипед может перевозиться в легковой машине, входит в лифт и его часто можно перевозить в поездах и электричках. Большинство складных велосипедов складываются только вдвое.

• BMX (от Bike MotoCross) — велосипеды, предназначенные для выполнения трюков или участия в гонках по пересечённой местности. Отличаются малым размером (диаметр колеса — 20 дюймов), конструкцией рамы (центр тяжести сильнее смещен к заднему колесу) и низкой посадкой седла.

• Триальные велосипеды, на которых практикуется велотриал — экстремальная дисциплина, в которой задачей велосипедиста является прохождение трассы препятствий (брёвен, камней, блоков, ящиков и т. п.) по определённым правилам на время или на минимум штрафных очков. Конструкция их отличается от обычных велосипедов настолько, что это делает простую езду на таком велосипеде затруднительной. Как правило, полностью отсутствует седло (в большинстве современных специализированных триальных рам для седла даже не предусмотрено отверстие) и амортизаторы, каретка обычно находится выше линии соединяющей оси колёс, всего одна низкая передача, широкие покрышки с ярко выраженным шипованным рельефом для увеличения сцепления, педали оборудованы шипами. Также устанавливаются специальные щитки под каретку (bashguard) или кольцо (rockring) на правый кривошип для защиты от ударов при приземлении на кареточный узел. Часто предпринимаются специальные меры для максимального облегчения веса велосипеда — спиливаются ненужные выступы на раме, сверлятся отверстия в ободе, детали заменяются на изготовленные из более лёгких сплавов. Обычно триальные велосипеды оборудуются ободными гидравлическими тормозами. Триальные велосипеды, в основном, бывают двух видов — так называемые «стоковые» (stock) и «моды» (mod). Наиболее заметным отличием между ними является диаметр колёс: 26 дюймов у стоковых и 20 дюймов у модов. У модов также, как правило, более низкая рама, из-за чего их часто путают с BMX.

• Гоночные велосипеды — разновидность шоссейных велосипедов, предназначенная для велогонок. Они снабжены узкими шинами, большим количеством скоростей, гнутым нисходящим рулём (то есть ручки руля опущены — это создаёт большую нагрузку на спину велосипедиста, но уменьшает сопротивление воздуха). Разновидность гоночных велосипедов — велосипеды для раздельного старта в гонках на время. Они отличаются от велосипедов для велогонок конструкцией руля с продольными близкими трубками и подкладками под локти, коротким седлом, типичной геометрией рамы.

• Трековые велосипеды используются в гонках по велотреку. Их задача — развить максимальную скорость на ровном треке. От гоночного они отличаются отсутствием многих «лишних» деталей, например, тормозов и переключения скоростей, и самое главное отсутствием свободного хода заднего колеса, то есть возможности не крутить педали при движении.

• Велосипеды с фиксированной передачей (Fixed Gear) — велосипед, в трансмиссии которого отсутствует свободный ход и педали крутятся вместе с колесами постоянно. Появились благодаря трековым гонкам. Может не оснащаться ручными тормозами, так как существует торможение скидом, колесо блокируется усилием ног на педали и велосипед идёт юзом [источник не указан 391 день] .

• Электрические велосипеды комплектуются электромотором, который оказывает помощь в педалировании. Есть варианты с рекуперативным торможением. Может быть полезен тем, кто в силу каких-либо причин хочет избежать чрезмерно напряжённого педалирования.

• Тандемы — велосипеды для 2 человек, снабжённые двумя парами педалей. Велосипедисты обычно сидят один позади другого, хотя в 1890-х годах выпускался тандем, в котором велосипедисты сидели рядом. Управляет передний велосипедист. Есть также велосипеды для 3 и более человек (был даже сделан велосипед для 40 человек).

• Велорикша или велотакси — велосипед-такси. Велорикши есть в развивающихся странах и — как туристический аттракцион — в некоторых европейских и американских городах. В отличие от тандема, педали крутит только водитель.

• Грузовой велосипед предназначен для перевозки грузов.

• Лигерад (рикамбент, лежачий велосипед) позволяет велосипедисту ехать полулёжа или лёжа на спине, в редких случаях — на животе. Часть лежачих велосипедов — двухколёсные, часть — трёхколёсные (велотрайк). Лигерады быстрее обычных велосипедов из-за аэродинамичности, и по этой причине не допускаются на соревнования. (Есть специальные соревнования для лигерадов.) На 2004 год, часовой рекорд для лигерадов — 84 км 215 м, а для обычных — 49 км 441 м. Впервые лигерад использован на соревнованиях в 1933 году, в 1938 году их запретили в обычных велогонках. Другими преимуществами лигерадов является комфорт и отсутствие нагрузки на спину. Недостатками являются большой вес и размеры, высокая стоимость, медленный поворот и более трудная езда в гору (велосипедист не может встать на педали, чтобы надавить их всем своим весом). Есть и тандемные лежачие лигерады (один велосипедист полулежит, другой сидит).

• Веломобиль — транспортное средство с мускульным приводом, сочетающее простоту, экономичность и экологичность велосипеда с устойчивостью и удобством автомобиля. Веломобиль предназначен, как правило, для эксплуатации на дорогах с твердым покрытием. По сравнению с велосипедом, он имеет лучшую обтекаемость, защиту от непогоды и более комфортабельную посадку. [54]

Согласно А. Н. Нарбуту, [55] профессору МАДИ и конструктору веломобилей, основными отличиями веломобиля от велосипеда, нужно считать: наличие обтекателя (полного или частичного); сиденье, наподобие автомобильного, но не велосипедное седло; и наличие не менее трех, не установленных в одну линию колес. Двух из трех указанных отличительных особенностей достаточно, чтобы назвать мускулоход веломобилем, а не велосипедом. [56]

Существуют различные способы классификации веломобилей. Наиболее часто веломобили разделяют на утилитарные, спортивные и рекордно-гоночные. [57] .

Велосипед с электроприводом – для тех, кому лень крутить педали

Если вы живете в большом городе, где автомобильное движение превращается в невероятную сутолоку и больше походит на гонки черепах, то уже, наверняка, не раз задумывались о том, чтобы пересесть на какой-нибудь альтернативный транспорт. В Европе уже давно многие используют «экологически чистый» способ передвижения – самокаты, велосипеды, гироскутеры, да что уж там, министры многих государств приезжают на работу на велосипедах – прям как в сказке, в которой мечтает побывать если не каждый, то абсолютное большинство россиян.

Сегодня мы с вами поговорим про велосипеды с электроприводом – этих удобных и верных железных конях.

Что такое электровелосипед

Велосипед с электроприводом называется также пауэрбайк, е-байк (это название в России точно приживется), педелек – все эти слова происходят из английского языка. Еще одно название, которое часто можно услышать – это велогибрид – не совсем верное, так как гибридом называются велосипеды, имеющие возможности горных и шоссейных моделей.

• Это транспортное средство, приводимое в движение при помощи небольшого электрического двигателя.

• Электрический мотор может обеспечить движение велосипеда полностью, либо частично, помогая ездоку лишь периодически.
• Отличие данного велосипеда состоит в трех деталях, которыми он оборудован: электромотор, аккумулятор и контроллер.
• В отличие от прочих устройств, двигающихся за счет электричества (электроскутер), велосипед может приводиться в движение педалями, что делает данную конструкцию более универсальной.

• Неоспоримым преимуществом такой техники является то, что для нее не требуется наличия регистрационного номера и водительских прав.
• Мотор имеет невысокую мощность, поэтому электровелосипеды подходят для использования широким кругом пользователей, с совершенно разным уровнем умений вождения и подготовки. Под вторым понимается уровень физической силы – привод позволяется эффективно распределять нагрузку.

• На просторах бывшего СССР велосипеды с электроприводом официально называют мопедами.

Интересно знать! В РФ велосипеды с моторами мощностью до 0,25 кВт, согласно ПДД, относятся к велосипедам. С моторами от 0,25 и до 4 кВт – мопедами. Чтобы иметь возможность управлять мопедом вы должны иметь у себя водительское удостоверение категории «М» или любой другой, например «А» или «В».

История появления

Первые идеи оснастить велосипед независимым двигателем возникли ненамного позже появления самого велосипеда.

• Первый патент на электрический привод, который предназначался для велосипедов, был выдан в далеком 1890 году.
• Дальнейшее развитие это направление получило вместе с развитием электротехники, однако в 20-м веке подобные агрегаты были, скорее на уровне любительских конструкций и массовых производителей мало интересовали.
• Сдвиг произошел в начале 90-х годов прошлого века, когда немыслимыми темпами начала развиваться бытовая электроника. Появились компактные и эффективные аккумуляторы, которые позволили сделать эксплуатацию более удобной.
• Первый массовый выпуск таких велосипедов наладила компания Zike – произошло это в 1992 году. С того момента выпуск и продажи стали постоянно расти и достигли пика в 2002-2003 гг. в США.
• На китайском рынке первые модели вышли в 1998 году. Сегодня выпуска таких велосипедов в Поднебесной составляет около 30 млн. в штуках. Большинство выпускаемой техники остается на внутреннем рынке Китая.

Плюсы и минусы велосипедов с электромоторами

Несомненно, у каждого вида техники имеются свои достоинства и недостатки и электровелосипеды не стали исключением.

Из самого важного стоит отметить:

• Электрический мотор позволяет с небольшими затратами сил преодолевать крутые подъемы и расстояния, что очень удобно для лиц со слабым здоровьем или развитым недостаточно в плане физики.
• Заряд аккумуляторных батарей осуществляется от общественных сетей, так что вы можете подпитаться везде, где есть розетка.
• Хорошие аккумуляторы для таких велосипедов уже сегодня позволяют преодолевать до 100 км на одном заряде и имеют срок службы около 5 лет.

• В случае разряда аккумулятора можно переходить на классический педальный привод.
• По соотношению экономических и энергетических затрат на перемещение человека, электровелосипед занимает почетное первое место, опережая даже общественный транспорт.
• Такое средство передвижения не будет загрязнять окружающую среду, что по достоинству ценят защитники живой природы.
• Разница в стоимости эксплуатации такого велосипеда (расходы на хранение, заправку, парковку, ремонт и прочее) в сравнении с самым малогабаритным и экономичным легковым автомобилем просто колоссальна.

• Данный вид транспорта является одним из немногих, которые можно хранить в жилом помещении, что особенно важно для квартир.
• Конструкция велосипеда с электроприводом очень простая, что увеличивает ее надежность и эксплуатационные сроки. Ремонт при минимальных навыках и знаниях можно проводить своими руками.
• Электровелосипед вы можете сделать самостоятельно. Для этого продаются специальные наборы, состоящие из компонентов, которые мы называли выше.

Народные умельцы предлагают свои варианты самоделок:

Все здорово, а в чем же тогда состоят несовершенства данных конструкций?

• Емкий аккумулятор для электровелосипеда достаточно много весит – общая масса может достигать 30 кг. Это существенно усложняет управление велосипедом и кручение педалей, в случаях полного разряда.
• Цена на емкие аккумуляторы очень высокая, а доступные имею небольшой запас хода – около 20 километров.
• Самый распространенные типы аккумуляторов (свинцово-кислотные, литий-ионные) прослужат максимум три года и это при умеренной нагрузке.
• Эти же аккумуляторные батареи имеют долгое время заряда от 4 до 6 часов. Как вариант использовать можно литий-титанатные, но именно они и стоят дороже.
• Пользование велосипедом на свинцовых и литий-ионных аккумуляторах при отрицательной температуре приводит к быстрой деградации батарей. Да и, в общем, на любом велосипеде или мотоцикле ехать при -20 градусах – малоприятное занятие.
• Проходимость таких велосипедов на грунтовых дорогах очень слабая. При этом пластиковые детали привода не выдерживают высоких вибраций и быстро выходят из строя.

• Велосипед имеет явные преимущества по габаритам и массе перед автомобилем в случае объезда различных препятствий, но с другой стороны, на нем ничего кроме себя и легкого груза ничего не увезешь.

Совет! Популярность стали набирать трехосные велосипеды с электромотором, которые называют еще грузовыми. На таком «скакуне» можно смело отправиться за покупками в супермаркет, так как сзади имеется довольно вместительная корзина под кладь.

• Стоимость такого велосипеда от производителя будет в 2-3 раза выше, чем у классической механической конструкции.

Строение велосипеда с электроприводом

Мы уже показали, что конструкции могут быть как заводскими, так и сделанными мастерами-любителями, причем и второй вариант можно отыскать в свободной продаже.

Главным преимуществом заводских велосипедов является продуманная конструкция, которая включает в себя не только электромеханическую часть, но и специальные раму (сконструирована она может быть так, что аккумулятор будет прятаться внутри трубчатой конструкции) и колеса. Плюс отметим необычный дизайн.

В 2009 году миру было представлено вот такое чудо, получившее название «Копенгагенское колесо». С его помощью обычный велосипед можно превратить в электрический, просто заменив заднее колесо.

• Внутри красного диска встроены сразу электродвигатель, контроллер и аккумулятор. Устройство автоматически помогает ездоку при вращении педалей.
• При торможении двигатель переключается в генераторный режим, что позволяет запасать энергию в аккумуляторе.
• Управление осуществляется через смартфон, который связывается с умным колесом по Bluetooth.
• Из дополнительных функций стоит отметить встроенные датчики GPS,GPRS и для сбора информации об экологической обстановке.

Стоит такое умное колесо порядка 2000 долларов, что означает, что в России мы его еще очень долго не увидим, проще купить какой-нибудь мотороллер от Honda.

Теперь давайте подробно разберем основные компоненты электровелосипеда.

Электродвигатель и его разновидности

На сегодняшний день существует 4 типа электродвигателей, устанавливаемых на велосипеды.

• Мотор-колесо со встроенным бесколлекторным двигателем является самым часто применяемым техническим решением. Показан он на фото выше.
• Как видите, двигатель встроен в ось колеса вместо втулки.
• Располагаться он может как на заднем, так и на переднем колесе.
• Применение такого двигателя позволяет без проблем переоборудовать в электрический любой простой велосипед.
• Диапазон мощности данных двигателей варьируется от 500 до 5000 Вт.

• Существует две разновидности мотор-колес: с редукторами и без них.
• В редукторных моделях внутри установлен высокочастотный двигатель с небольшим крутящим моментом – нужное усилие достигается за счет редуктора. Такая конструкция является более дешевой, компактной и технологичной.
• Безредукторные модели, или двигатели прямого привода, имею противоположные рабочие характеристики. Вращение мотора передается колесу напрямую, благодаря чему надежность решения более высокая. Однако данные моторы, из-за применения больших магнитов, имеют куда больший вес и габариты.

• Безредукторные моторы комплектуются обгонной муфтой, которая позволяет двигаться велосипеду накатом или посредством кручения педалей легче. Если вращение колеса с мотором перегоняет обороты двигателя, то ступица с мотором ведет себя как обыкновенный подшипник. Данное свойство делает невозможным использование рекуперации кинетической энергии.
• На бесколлекторных двигателях обгонной муфты нет, а, следовательно, вращение колеса всегда будет равным вращению двигателя. Это означает возможность использования торможения за счет рекуперации, но с другой стороны усложняет накат и педальное вращение, даже при полностью отключенных обмотках.

• В планетарных редукторах сателлитные шестерни обычно используются пластиковые – они являются, фактически, расходной частью, которую можно легко заменить самостоятельно. Стоимость таких шестерней заметно ниже, чем у металлических.
• Подобное решение хорошо тем, что помогает сберечь от износа, сложные в изготовлении и замене металлические зубцы на корпусе и роторе.

Совет! Замена таких шестерней требуется каждые 5-7 тысяч км пробега.

Мотор-колеса имеют следующие достоинства и недостатки:

• Органичный внешний вид с корпусом любого велосипеда, на котором они установлены;
• Двигатель не издает громкого шума;
• Переделка обычного велосипеда в электрический выполняется быстро и легко;
• Совместимость с большинством моделей велосипедов;
• Высокий КПД.

Минусов, по сути всего два: большой вес мотора и то, что при установке мощных моторов на стандартные рамы, последние нужно усиливать, так как они могут не справиться с высоким крутящим моментом и сломаются. Применяют для этого специальные кронштейны, которые, однако, препятствуют повороту оси колеса.

Мотор с ременной или цепной передачей

Такой вариант подключения электромотора является самым старым. Используют его в основном на маломощных недорогих велосипедах, оборудованных свинцовыми аккумуляторами.

• Такой способ переделки обыкновенного велосипеда в электроприводной чаще всего используют конструкторы-любители. При этом в качестве двигателя, как мы уже видели, применяются даже электроинструменты.

Совет! В сети можно отыскать варианты модификаций с двигателями от автомобильных стеклоочистителей или даже стиральных машин.

• Диапазон мощности подключаемых таким способом двигателей варьируется от 200 до 3000 Вт.
• Данный способ подключения имеет следующие особенности, которые можно смело назвать недостатками: сложная установка оборудования, нередко требующая вмешательства в строение рамы; двигатель и цепь издают достаточно громкий звук; в конструкции много трущихся деталей, а значит, их износ будет повышенным.

Привод фрикционного типа

Достаточно малоэффективное решение, которое используют редко. Суть заключается в том, что над колесом устанавливается блок двигателя с аккумулятором, к которому подсоединено небольшое колесико, передающее вращение на заднее колесо велосипеда. Крепится двигатель на раму за счет специальных зажимов.

Установка очень простая, что можно назвать единственным плюсом. В остальном же:

• Низкий КПД;
• Быстрый износ покрышки велосипеда;
• Необходимость постоянного контроля за давлением в покрышке;
• Проскальзывание ролика, когда покрышка мокрая или нагрузка слишком велика.

Кареточный привод

Данное решение является вторым по популярности и эффективности после мотор-колеса, однако оно обладает большей функциональностью.

Механическая энергия от двигателя передается не на ось колеса, как во всех случаях до этого, а на ось каретки, то есть помогает крутить педали, говоря по-русски. Такое решение может использоваться на многоскоростных велосипедах, не лишая их основных преимуществ.

Отметим следующие плюсы решения: возможность переключать передачи, нет необходимости трогать колеса при установке.

Дальше идут минусы, их достаточно много:

• Стоимость решения достаточно высока;
• Подойдет такой мотор далеко не ко всем велосипедам;
• Невысокая надежность;
• Максимальная мощность двигателя – 1000 Вт;
• Мотор находится в уязвимом месте и может быть поврежден при ударе о препятствия;
• Нельзя использовать передние передачи.

Аккумуляторы для электровелосипедов

Аккумулятор, как мы уже говорили, может быть установлен в специальном отсеке внутри самой рамы, либо на нее в специальном боксе.

• Самыми перспективными вариантами аккумуляторов для велосипедов считаются литиевые их разновидности, однако они имею более высокую цену.
• Где-то в 2007 году на рынок вышли новые разновидности аккумуляторов LiFePO4 (литий-железо-фосфатные). Этим аккумуляторам не страшен взрыв и воспламенение при зарядке/разрядке большими токами, также они имеют более долгий срок службы, чем предшественники.
• Типичные велосипедные аккумуляторы такого типа имеют следующие характеристики: емкость — 10 А/ч; напряжение — 36,9 В; вес — 3,5 кг; имеет запас хода до 25 км.
• Еще лучше себя показывают литий-полимерные аккумуляторы. Они могут заряжаться большими токами за считанные минуты, выдают большее напряжение, имеют большую емкость и все это при меньших габаритах и массе.

Контроллер

Тут речь идет не только об управлении зарядом аккумулятора, но и об управлении всеми функциями двигателя. По, сути, это небольшой компьютер, имеющий небольшой мониторчик для контроля над работой устройства.

• Контроллеры обычно изготавливают в виде платы, размещаемой внутри рамы, которая одновременно служит для устройства теплоотводом.
• От платы отходят кабели, на конце которых имеются контактные разъемы.
• Для отдельных комплектов контроллеры выпускают в алюминиевых корпусах, как тот, что показан на фото выше.
• К основным функциям контроллеров относится: подача тока на электродвигатель в соответствии с показаниями датчиков; контроль за зарядом/разрядом батареи, вывод данных об уровне заряда на монитор или светодиодный индикатор; определение вращаются или стоят педали; ограничение скорости движения; зарядка аккумулятора за счет торможения; поддержание постоянной скорости.
• Выбирая контроллеры, покупатели обращают внимание на следующие параметры: рабочее напряжение; возможность рекуперации; наличие датчиков Холла, следящих за возникновение поперечной разности потенциалов в двигателе; связь с педалями; поддерживаемые типы моторов; тип регулятора мощности двигателя; круиз-контроль; возможность соединения с другими контроллерами; подключение фар и различных индикаторов.

Итак, мы обозрели с вами все важные детали. Теперь купить с электроприводом велосипед для вас будет намного проще. Если вы желаете сделать такой агрегат самостоятельно, то для начала просмотрите прикрепленное видео, где дана довольно подробная инструкция, а также воспользуйтесь онлайн калькулятором, который поможет точно подобрать параметры каждой составляющей велосипеда.

Источники:

https://spiegelstudio.ru/remont/chto-takoe-velosipednyj-stanok-i-ego-raznovidnosti-vsyo-o-velosporte.html
https://pro-bike.ru/article/iz_chego_sdelan_sovremennyj_velosiped-7738.html
https://autogear.ru/article/315216/velosiped-stroenie-vidyi-konstruktsii-zapchasti-ustroystvo-velosipeda/
https://dic.academic.ru/dic.nsf/ruwiki/2253
https://elektrik-a.su/elektrooborudovanie/instrumenty/elektricheskie-prisposobleniya/velosiped-s-elektroprivodom-2829