Велосипед с титановой рамой

Содержание скрыть
3 Алюминиевая рама велосипеда

Материалы рам велосипедов — выбор, характеристики и цена

Мы недавно изучили технологии производства рам, а теперь пора понять из каких же материалов производятся современные рамы велосипедов.

Зачем это может быть полезно?

В зависимости от материала из которого изготовлена рама, кроме цены, они могут иметь и разные свойства. По разному рулится, амортизировать неровности, катится и выглядеть в конце концов.

Абсолютное большинство велосипедов это конечно сталь и алюминий, более редкими являются карбон и титан. Мы рассмотрим каждый материал подробнее, а затем пройдемся по нескольким нестандартным и редким.

Какой материал лучше всего подходит для велосипеда — крайне благодатная тема для любого велофорума с обсуждениями на сотни страниц. Понятно почему это так, рама один из важнейших и самых больших элементов велосипеда и именно она влияет на вашу скорость и ощущения от катания.

Какие требования к рамам предъявляются?

  1. Прочность и надежность;
  2. Амортизация (разные металлы имеют свойства амортизации) и борьба с вибрациями;
  3. Ремонтопригодность всех элементов рамы;
  4. Вес;
  5. Жесткость.

Какие материалы используются дли производства велосипедных рам?

  • Сталь (обычная, углеродистая, хромомолибденовая);
  • Алюминиевые сплавы (Al);
  • Титановые сплавы (Titanium);
  • Карбон, углепластик;
  • Редкие, экспериментальные и оригинальные материалы (магниевые (Magnesiumc), алюминиево-скандиевые, бериллиевые сплавы, бамбук и т.д.).

У каждого есть свои плюсы и минусы. Давайте с ними разберемся.

Сталь

Различные марки стали используются уже более 100 лет. В какой-то момент было ощущение, что сталь потеснится своими позициями в пользу алюминия или карбона, но сегодня понятно, что сталь только завоевывает свои позиции.

В велостроении используется три типа стали:

  • Обыкновенная сталь (steel);
  • Высокотянутая или углеродистая сталь (High Ten);
  • Хромомолибденовые сплавы (Cro-Moly).

Самый доступный, дешевый и простой материал. Используется для создания дешевых велосипедов (все что мы видим на рынках, крупных продовольственных магазинах и дешевые сегменты в веломагазинах). Рамы имеют свойства ржаветь, не самые прочные и весьма тяжелые. Кстати термин "велосипед из водопроводных труб" как раз про этот материал.

Углеродистая (высокотянутая) сталь (High Ten)

Данная сталь уже более продвинутая с хорошими характеристиками и стойкостью к ржавчине. Она достаточно гибка, чтобы гасить вибрации при катании, при этом цена на нее очень доступна.

Отлично подходят для тяжелых людей, вплоть до 150 кг.

Хромомолибденовая сталь (Cro-Mo)

Данный материал получается при добавлении молибдена во время её варки. Молибден придает стали мелкозернистую структуру, улучшая ее прочность. Чаще всего для велосипедов используется легированная конструкционная хромомолибденовая сталь 30ХМА по ГОСТ 4543 или по американской классификации сталь 4130.

Cr-Mo прочнее, легче и надежнее чем другие виды стали, но также она и дороже. Он также меньше подвержен коррозии.

Подытог :

Хотя можно услышать мнения, что сталь это прошлый век — это не так. Современные стандарты позволяют производить стальные рамы очень высокого класса.

Плюсы стальных сплавов:

  • Прочность (способность материала не разрушаться под воздействием на него нагрузки), жесткость (способность материала не менять форму под воздействием нагрузки), надежность и долговечность. Не поятся падений;
  • Не накапливает усталость, то есть ломаются рамы в течении времени, а не за один раз как алюминий;
  • Ремонтопригодность. Любой сварщик сможет ее заварить;
  • Низкая цена;
  • Комфорт. Данные рамы достаточно мягки и гасят неровности дороги. К слову поэтому, часто можно увидеть хорошие жесткие стальные вилки именно из стали.

Минусы стальных сплавов:

  • Большой вес;
  • Могут ржаветь, особенно если оставлять на улице, кататься в дождь, иметь царапины.

Сталь и вес.

Часто именно из-за веса, отказываются от покупки таких рам. Кажется разумным, доплатить и выбрать алюминиевый аналог который будет на 1-2 кг легче. Однако вес, характеристика важная, но не первостепенная для обычного велосипеда.

По факту — более важные характеристики при выборе – прочность, жесткость и надежность. Любитель не участвует в соревнованиях, он использует свой велосипед для катания и прогулок. И во время прогулки, если не вдаваться в подробности, все велосипеды едут неплохо и приносят свою долю удовольствия.

Однако технологии не стоят на месте и баттинг ("переменная толщина стенок рамы" — читайте статью) используется в том числе и на стальных рамах.

Десна и Кама — велосипеды нашего детства весом по 15 кг были как раз стальными и вспомните, сколько поколений докатывало один и тот же велосипед не взирая на рост и возраст.

Поэтому, чтобы не поддаваться на маркетинг и рекламу — делайте свой осознанный выбор. Сталь — доступный и надежный материал.

Здесь также сделаем оговорку, что велосипед состоит не только из рамы, но и из комплектующих на ней. Чаще всего можно увидеть, что на стальных рамах установлено самое простое оборудование для прогулок.

Алюминий

Алюминий в чистом виде не применяется, он слишком мягкий. Поэтому используются сплавы с цинком, медью, магнием, марганцем и другими.

Основной плюс таких рам — вес. Велосипеду из алюминия проще набрать скорость и въехать в горку, так как эффективность передачи энергии от ног к велосипеду выше. Однако если вы перестанете крутить педали, велосипед сразу же начнет останавливаться (момент инерции на стальных рамах лучше). Отчасти к таким велосипедам надо привыкнуть после мягкой стали, так как они гораздо жестче и по другому рулятся. От этого же они хуже гасят вибрации на дороге, чем стальные аналоги.

Другим минусом алюминия является тот факт, что он накапливает усталось и поломка происходит мгновенно без трещин, что повышает риск травмы. Тут сразу обрадуем — обычные велосипеды почти никогда не ломаются в раме, только их экстремальные собратья.

Из-за этих особенностей, алюминиевые рамы производят из труб бОльшего диаметра с толстыми стенками. От этого сильно увеличивается жесткость и минимизируется вес.

Плюсы алюминиевых сплавов:

  • Меньший вес;
  • Рамы не ржавеют;
  • Высокие скоростные характеристики.

Минусы алюминиевых сплавов:

  • Жесткость. Алюминиевая рама хуже гасит вибрации от дороги и все передается наезднику. Жертва ради скорости;
  • Недолговечность. После 5 лет использования велосипеда увеличивается риск появления трещин. Желательно внимательно за этим следить;
  • Более чувствительны к ударам и падениям. Поставить вмятину или даже погнуть раму весьма просто от среднего падения или удара в машину/стену;
  • Плохая ремонтопригодность. Сварить алюминиевую раму сложно и всегда останется риск возобновления трещины;
  • Высокая цена.

Виды алюминиевых сплавов, на которых мы ездим

Существует большое количество алюминиевых сплавов (2014, 7000, 7005T6, 7009T6, 7010T6, 6061T6, 6065 и т.д.), но наиболее часто в велосипедостроении используются марки 7005T6 и 6061T6 (аналог отечественного сплава АД33 по ГОСТ 4784-97). Их еще называют сплавы шести- или семитысячной серии.

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

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

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

Сплавы 7005 и 7075 более прочные, чем 6061 и рама из них прослужит дольше, чем точно такая же из сплава 6061. При этом 6061 более технологичен, чем сплавы серии 7xxx. А это позволяет проще изготавливать из него трубы со сложным сечением и баттировать их, что также увеличивает прочность таких рам. Алюминий марки 6061 легче сварить, чем 7005.

Получается, что оба материала хороши и сравнивать их можно, только зная технологию их производства, а этого нам никто не расскажет)

Сварка рамы из труб, изготовленных из алюминия марки 2014, 7075 вообще очень сложный и дорогой технологический процесс. Обычной аргонно-дуговой сваркой их нельзя сварить. При производстве их можно только лить целиком. Именно поэтому эти марки практически не применяют при производстве велосипедных рам.

Рама из алюминиевого сплава 6061 лучше подойдет для фрирайд (freeride, FR) и даунхилл (downhill) рам. Для крос-кантрийных байков хардтейлов оптимальным будет сплав 7005. Он более прочный, жесткий и долговечный.

Велотуристы не очень любят алюминиевые рамы из-за их«жесткости» и невозможности сварки в "любой деревне" в отличии от обычной сварки стали.

Подытог:

Выбор рамы зависит от целей катания, желания владельца и бюджета. Получать же удовольствия можно как на стальной, так и на алюминиевой.

Титан

Если оценивать физические характеристики титановых рам, то этот материал можно назвать одним из лучших. Сочетает все лучшее от стальных и алюминиевых рам при этом почти лишен недостатков.

Конечно титан редок и дорог. В чистом виде не используется для производства. Сплавы используются с ванадием, молибденом, кремнием и другими материалами.

Особенность этих сплавов в том, что они тяжело обрабатываются и требуют сложных технологий при сварке, что увеличивает цену.

Данный класс рам отлично справляется с бездорожьем и гасит вибрации от дороги. Меньше теряет скорость, более плавен в движении и лучше ложится в повороты, чем алюминиевые аналоги. Он чуть хуже разгоняется, но после разгона отлично держит скорости, причем как на ровных, так и на плохих дорогах.

Если вы сразу не прочувствуете удовольствие от титана, то можно довериться мнению опытных туристов, которые отмечают бОльшую легкость в теле именно после титана на дистанциях в 100 км +.

Титан также не подвержен коррозии, можно кататься в любую погоду и время года, раме безразличны любые реагенты.

Рамы можно даже не окрашивать, что дополнительно привлечет внимания гораздо меньше со стороны воров.

Главное преимущество титана — особая прочность. В зависимости от сплава, прочность на разрыв составляет от 600 до 900 МПа, в отличие от алюминия, имеющего максимальное значение в 80-90 МПа

Крайне стойкие к тому, чтобы быть погнутыми или поцарапанными в отличии опять таки от алюминия/карбона.

Вес может начинаться от 900 грам!

Конечно есть и недостатоки в виде цены, что обуславливается редкостью металла и сложностью обработки. Даже с карбоновыми моделями титан пока не может конкурировать, поэтому в массовый сегмент он пока не пошел и остается уделом велофанатов.

Плюсы титановой рамы

  • Высокая прочность;
  • Низкий вес;
  • Мягкость. Даже большая, чем у стальной рамы. Отлично гасит вибрации на дороге;
  • Долговечность. Боле 15-20 лет без проблем срок службы рамы;
  • Высокая антикоррозийная стойкость;
  • Устойчивость к механическим повреждениям, ударам и царапинам.

Минусы титановой рамы

  • Высокая цена;
  • Плохая динамика при разгоне;
  • Низкая ремонтопригодность – хотя сломать ее очень сложно.

Итог: Самый лучший и оптимальный вариант велосипедной рамы – это титановая рама. Если вас не пугает ее цена.

Карбон

Это полимерный композиционный материал из переплетенных нитей углерода, расположенных в матрице из различных полимерных смол.

Такие волокна обладают большой продольной прочностью, т.е. разорвать их очень трудно, а вот боковая прочность у них низкая — они легко ломаются вбок. Поэтому в карбоновых конструкциях разные слои нитей располагаются в те стороны, на которые действуют силы в готовом изделии.

Вторая состовляющая карбона – смолы, их главная задача — удерживать волокна в заданном положении, сохраняя форму изделия. От них, зависит, насколько прочно разные слои нитей будут связаны друг с другом и финальные свойства готовых изделий.

Смолы могут застывать либо в обычных условиях, либо «запекаться» в специальных печах, что резко повышает качество готовой продукции. К ним часто относят эпоксидные смолы. Бывает что используют каучук для дополнительного армирования.

Сегодня карбон в велостроении используется при изготовлении рам, колес, подседельных штырей, руля, выносов и вилок.

Карбоновая рама – это сплетенная из стекло- и углеродных волокон конструкция, пропитанная синтетическими смолами и «спеченная» при высокой температуре. За счет направленного плетения конструкция рамы получает нужные прочностные характеристики. Сегодня даже экстремальные велосипеды для даунхилла изготавливаются из карбона.

Качественные карбоновые рамы отлично смягчают вибрации при поездках именно за счет тканевой структуры. Правильное же местоположение слоев ткани из карбоновых нитей дают хорошее виброгашение и упругость, которые сложно получить от алюминия. Поэтому производство карбоновых рам требует высокого уровня специалистов.

Также свойства рамы сильно зависят и от способа его "выпечки". Множество нюансов вроде направления, количества слоев, температуры и давления при нагревании форм — все это дает тот результат, который вы получите при езде в вашей раме.

Поэтому для гонщиков часто делают индивидуальные рамы — кроме "подгонки" под параметры райдера (вес, посадка и прочее), ее по особенному производят. Цена такой рамы будет как стоимость хорошего авто, но когда стоит вопрос чести страны, деньги уходят на второй план.

Популярный сегодня доступный китайский карбон, вряд ли имеет все преимущества. Слои могут быть уложены на удачу, пропитка — обычная эпоксидка, сушка на глаз. Поэтому прочностные характеристики под вопросом, но зато покупатель говорит всем, что его велосипед "карбоновый".

Как известно, производство карбона крайне вредное для работников. Много ручной работы, пары смол, отвердителей, пыли — сильно снижает здоровье работников. Существуют даже компании, которые отказались от производства карбоновых велосипедов именно по этой причине.

Что влияет на жесткость и прочность карбоновой рамы?

  • Меньше смолы — крепче рама.
  • Чем больше слоев в разных направлениях, тем прочнее рама.

Металлические вставки в карбоновые рамы

Из-за того, что нарезать резьбу в карбоне нельзя на сегодня, поэтому в них вклеиваются стальные, алюминиевые или титановые бочонки с готовой резьбой. Это используется например в каретках.

Однако! Из-за разного коэффициента расширения при изменении температур, данные вклееные части могут отклеиться и выпасть.

Плюсы карбона:

  • Малый вес, почти как у титановых аналогов, иногда даже легче (вес рамы от 900 г.);
  • Высокая прочность;
  • Возможность изготовить раму любой прочности и формы, вплоть до индивидуальных особенностей (актуально скорее для спорта);
  • Полное отсутствие коррозии.

Минусы карбона:

  • Только грамотно спроектированные рамы (с учетом всех особенностей производства), будут отрабатывать свои карбоновые деньги и она будет приносить удовольствие. В остальных случаях можно получить слишком жесткий или слишком мягкий велосипед;
  • Высокая цена. Хотя сегодня они становятся все доступнее и доступнее;
  • Хрупкость. Опасны точечные удары. В местах сколов или сильных царапин их крепость нарушается;
  • Очень сложно ремонтируются. Сегодня уже начали ремонтировать их, накладывая карбоновые заплатки на место точечных ударов, но изменение сечение трубы, изменяет направления нагрузок действующих на нее, что может плохо сказаться на управлении велосипедом, а также слабое место, так и останется самым слабым;
  • Средний срок службы – несколько лет;
  • Сложность установки багажника, хотя это и решается, но весьма кустарно.

Также карбон нужно все таки "знать". Если на алюминиевом или стальном велосипеде перетянуть зажим подседельного штыря, то вы максимум сломаете болт или его резьбу. На карбоновом же подседельном штыре вы можете получить трещину.

Производство карбона в Giant

И производство в Scott

Оригинальные и экспериментальные материалы для велосипедных рам

  • Магний;
  • Скандий;
  • Бериллий;
  • Дерево;
  • Бамбук.

Магниевые велосипедные рамы

Магний – редкий металл. Поэтому он конечно дорогой и реально катающихся люей на нем мало. Однако кое-что известно.

От производителей известно что в химическом составе материала используется 92 — 94% магния Mg (magnesium) и остальное различные добавки.

К сегодняшнему момент это самые легкие рамы. У них хорошие способности по снижению вибраций, близко к титановым аналогам. На сегодняшний день это самые легкие рамы. У них также хорошая способность снижать вибрации, практически, как у титановых.

Плюса магния:

  1. Вес. Магний на 34% легче алюминия, в два раза легче титана и в 4 раза легче стали. Самое лучшее соотношение прочности к весу среди всех материалов для велорам;
  2. Высокий уровень гашения микровибраций;
  3. Хорошие ходовые свойства как по ровной дороге, так и по пересеченной местности;
  4. Эффектно!

Минусы магния:

  1. Еще хуже переносятся точечные удары, даже чем у карбона;
  2. Имеет худшие ходовые характеристики на крутых подъемах, при резких ускорениях, особенно при силовом педалировании;
  3. Сильно подвержены коррозии и очень боятся агрессивных сред;
  4. Плохо переносят сильные весовые нагрузки. Если у вас вес более 95-100 кг и вы велотурист с огромными рюкзаками, это не ваш выбор;

Этот материал сегодня чаще можно увидеть в амортизационных вилках.

Скандиевые велосипедные рамы

Реально материал — специальный алюминиевый сплав с добавками скандия.

Их основное преимущество — низкий вес. Они даже легче титановых, при чуть меньшей цене. Хорошие показатели прочности и средняя мягкость. Однако материал крайне требователен к технологии производства, иначе он сильно теряет все свои положительные свойства.

Бериллиевые сплавы

Был тест для массовой аудитории из рам с бериллиевыми сплавами, как обычно цены на них были весьма высоки, но конкуренции с карбоном они не выдержали.

Конечно большинство таких уникальных сплавов созданы либо для профессиональных гонщиков, либо для выставки. Массовому потребителю все это ни к чему.

Деревянные рамы

Сложно анализировать их преимущества и недостатки. Вы точно станете занименитым на всю округу)

Бамбуковые рамы

Материал имеет приличный потенциал, особенно в Юго-Восточной Азии, в последнее же время мода начала приходить в Европу и Америку. Рамы получаются легкие, жесткие и устойчивые к ударам. Вибрации данный материал также способен хорошо гасить.

Первый такой велосипед появился еще 1894 г., а сегодня их выпущено более миллиона! Производства есть в США, Германии, Китае, Индии и других странах. Есть широкий модельный ряд по достаточно доступным ценам.

Как достигается прочность? Бамбуковые трубки — обжигают, при этом саха внутри стебля превращается в карамель, кроме того на его поверхности появляется тонкий и твердый защитный слой.

Сами трубки скрепляются при помощи переходников или углеродного шнура, а также конопляного волокна (пенька), залитого эпоксидкой. Из металла делают дропауты и трубку для вставки каретки. Вес обычно от 1,5 до 2,7 кг.

Но вообще это все экспериментальные и нераспространенные варианты. Они упоминаются исключительно для общего понимания, что все не стоит на месте и постоянно ищутся новые решения.

Выбираем раму. Алюминий, карбон, сталь или титан?

Выбор рамы велосипеда

Пожалуй, самый кардинальный апгрейд велосипеда — это замена рамы. Именно рама задаёт характер байка, сильнее всего влияет на его ходовые качества, на внешний вид и, как следствие, на получаемое удовольствие от катания. На интернет-форумах сломано множество копий насчёт выбора того или иного материала рамы и данную тему можно смело отнести к разряду холиваров, но всё же я позволю себе порассуждать и изложу своё мнение.

Алюминиевые рамы

На протяжении многих лет алюминиевые рамы пользуются большой популярностью среди велосипедистов по всему миру. Хоть рамы и называются «алюминиевые», но изготавливают их не из чистого алюминия, а из сплава, ввиду того, что сам по себе алюминий довольно мягок. Таким образом примерно на 95% сплав состоит из алюминия, но также включает: магний, цинк, марганец, титан, хром, железо и др. В результате этого получаются такие популярные сплавы как 7005 и 6061, чаще всего используемые при изготовлении велосипедных рам. С целью увеличения прочности применяются трубы большого диаметра и с большей толщиной стенок. Многие алюминиевые рамы, с целью облегчения, обладают т.н. баттингом, что представляет собой переменную толщину стенок труб в разных местах, в зависимости от нагрузки. В результате рама получается достаточно лёгкой, жёсткой и прочной.

Trek 8500

Вес алюминиевой рамы среднего уровня в размере 19” составляет около 2-2.5 кг, что позволяет собрать довольно лёгкий байк при весьма скромном бюджете. Что касается жёсткости, то это и хорошо, и плохо. Для участия в гонках, где важен рывок, динамичная езда стоя на педалях и чёткость управления, жёсткость будет плюсом. Но если говорить о продолжительных поездках на длинные дистанции, то езда на алюминиевой раме может вызвать некоторые неприятные ощущения в пояснице, спине и руках, особенно если у вас есть какие-либо проблемы с позвоночником. Причиной тому названная выше жёсткость, а также свойства материала — низкое внутреннее трение, в результате чего, вибрация от колёс очень хорошо передаётся велосипедисту через раму.

Одним из главных недостатков алюминиевых рам является их склонность к накоплению усталости и, как результат, неожиданным поломкам в самый неподходящий момент. Именно поэтому стоит с особой настороженностью относиться к б/у рамам из алюминиевого сплава возрастом более 10 лет, с приличным пробегом или подвергавшимся большим нагрузкам (например, в экстремальных дисциплинах). Также это актуально для жёстких алюминиевых вилок. Мало того, что езда на такой вилке крайне некомфортна, так ещё и сломаться может внезапно.

Так или иначе, но алюминиевые рамы продолжают пользоваться большой популярностью и на их базе собирают многие серийные модели велосипедов в нижнем и среднем ценовых сегментах. Пожалуй, цена здесь является основополагающим фактором. Ведь приобрести достаточно качественную раму из алюминиевого сплава можно даже за 5000-8000 руб.

В профессиональном велоспорте алюминиевые рамы уже давно не используются и их полностью вытеснил карбон, который по своим свойствам гораздо лучше подходит для дисциплин, где счёт времени идёт на секунды, а веса на граммы.

Карбоновые рамы

В профессиональном спорте карбон закрепился прочно и надолго, вряд ли в ближайшие годы что-то сможет его вытеснить. Технологии продолжают оттачивать, выпускают новые модели рам, обладающие большей жёсткостью, прочностью, лучшей аэродинамикой и меньшим весом. Вместе с этим карбоновые рамы и компоненты перестали быть привилегией исключительно профессионалов и, чем дальше, тем больше, проникают в ряды велосипедистов-любителей. Вместе с этим появилась масса статей и тем на форумах с весьма неоднозначными мнениями насчёт карбоновых рам. Могут вызвать недоумение статьи, где автор рассказывает о том, какой карбон классный, надёжный и прочный, но потом сам себе противоречит и говорит о том, что он всё же немного хрупкий. Так всё же, надёжный или хрупкий? Давайте разберёмся.

Specialized_Epic_Comp_Carbon_29

На самом деле так и есть, карбон одновременно и прочен, и хрупок, как бы это странно не звучало. На растяжение карбон гораздо прочнее алюминиевого сплава, но что касается излома или сильных точечных ударов, то здесь всё уже не так хорошо. Можно подвергать карбоновую раму высоким нагрузкам при езде по пересечённой местности, прыжках, даже перевозить тяжёлое туристское снаряжение в походе и не переживать, что карбон не выдержит и вдруг сложится. Но иногда может случиться так, что велосипед неудачно упадёт на острый камень, угол стены или получит удар при транспортировке в электричке, поезде или самолёте. Таких случае довольно много. Какова вероятность того, что такое произойдёт конкретно в вашем сценарии использования — вопрос другой. Правда не стоит думать, что карбон действительно настолько хрупкий и способен разрушиться от любого маломальского удара. В большинстве случаев всё должно обойтись поверхностным сколом лака, слой которого также обеспечивает дополнительную защиту карбона. При нормальном использовании карбоновая рама может прослужить очень долго, ведь карбон практически не накапливает усталость.

Последнее время большую популярность получили бюджетные (относительно) китайские карбоновые рамы. В первую очередь это обусловлено ценой — около 13000-15000 руб., что более чем в два раза ниже стоимости моделей известных брендов. Стоит ли покупать такую раму? Если очень хочется попробовать карбон, но нет возможности приобрести раму известного производителя, то это единственный вариант. Но нужно учитывать, что карбон карбону — рознь. Бюджетная карбоновая рама неизвестного происхождения может быть не такой лёгкой и надёжной, не обладать продуманной геометрией, в общем, существенно проигрывать брендовым образцам. Но, так или иначе, позволит вам получить представление о том, что такое карбоновая рама и как она себя ведёт.

Нужен ли карбон мне?

Для того, чтобы вам было проще определиться, я предлагаю ответить для себя на ряд вопросов:

  • Вы готовы потратить только на одну раму 30000+ рублей?
  • Вы готовы потратить ещё около 60000 на остальные компоненты, которые будут соответствовать уровню рамы?
  • Вы будете участвовать в гонках и бороться за призовые места?
  • Вам точно не будет жалко рубиться на гонках на подобном велосипеде? 🙂
  • Вы не планируете ездить в походы и не будете транспортировать байк в электричках или поездах вповалку с другими велосипедами?
  • У вас есть ещё один велосипед попроще на каждый день?
  • Вам важен «вау-эффект», производимый на окружающих?

В случае уверенных положительных ответов на эти вопросы, можно предположить, что да, скорее всего вам действительно нужен велосипед на карбоновой раме. Если же вам, в первую очередь, важны надёжность и долговечность, вы не собираетесь завоёвывать призовые места на соревнованиях, а кошелёк не тянет карман, то не стоит гнаться за трендами. В этом случае обратите внимание на более доступные и испытанные временем материалы, например, сталь.

Стальные рамы

Хотите прикоснуться к настоящей классике? Купите качественную стальную раму. Многие десятилетие большинство велосипедов собирались именно на стальных рамах, начиная от детских Школьников, заканчивая Colnago профессионального уровня. В начале 90-х годов, в профессиональном велоспорте, стальные рамы очень быстро были вытеснены алюминиевыми, а затем и карбоновыми. Что касается более бюджетных велосипедов, то здесь сталь до сих пор в ходу, причём очень даже разная.

Jamis Exile XC

Самые простые и бюджетные — рамы из низкоуглеродистой стали, чуть более дорогие — из легированной (high tensile, hiten steel). Первые используются на велосипедах самой низкой ценовой категории и иногда их называют рамами из кроватных или водопроводных труб. Действительно, характеристики их вряд ли можно назвать выдающимися, особенно первых. Такие рамы обладают большим весом (4-5 кг) и довольно сильно подвержены коррозии. Тем не менее стоят они недорого, крепки и ремонтопригодны и хорошо гасят вибрации.

Самые лучшие и интересные стальные рамы изготавливают из хромомолибденовой стали (CrMo). Некогда легендарные ХВЗ, Colnago, Bianchi, Pinarello и многие другие известные производители шоссейных и горных рам имели в своём арсенале множество моделей хромомолибденовых рам разного уровня, от средних любительских, до топовых профессиональных, на которых множество раз одерживали победы на культовых мировых велогонках, таких как: Tour de France, Giro d’Italia, Paris-Roubaix и многих других. Конечно, на сегодняшний день, в профессиональном велоспорте, сталь (даже такая качественная) уже много лет не используется, но многие производители продолжают изготавливать хромомолибденовые рамы, как шоссейные, так и горные, которые пользуются большой популярностью у ценителей классики и велотуристов, которым важна максимальная надёжность, ремонтопригодность и комфорт при передвижении по дорогам с самым разным покрытием.

Хромомолибденовые рамы очень стойки к накоплению усталости. Даже, если случилось так, что хромомолибденовая рама сломалась, то, как правило, это происходит не резко, а постепенно. Были случаи, когда у хромомолибденовых рам в тяжёлых походах появлялась трещина, но они выдерживали, не ломались, и позволяли закончить маршрут. Почти 10 лет назад ко мне попала хромомолибденовые рама Jamis Exile XC. Фотографии этого велосипеда вы можете наблюдать на страницах этого сайта. Так вот рама попала ко мне уже сильно побитой жизнью. Она долго лежала в неотапливаемом гараже, в результате чего начала ржаветь. Резьбу карточного узла мне пришлось тщательно очистить, обработать преобразователем, а после пролить всю раму мовилем. Кроме того на верхней трубе рамы есть вмятина, а также присутствует небольшое искривление задних перьев, таким образом заднее колесо оказалось немного в стороне. Тем не менее это мой основной велосипед на все случаи жизни, который я использую круглый год на протяжении 9 лет.

Велосипед на хромомолибденовой раме очень комфортен. Благодаря свойствам материала — высокому внутреннему трению и хорошей пластичности, байк на хромолевой раме буквально играет под велосипедистом, что очень хорошо чувствуется при езде по мелким неровностям, например, “стиральной доске” или каменистому грейдеру. Конечно, в случае использования велосипеда для гонок, мягкость можно отнести к недостаткам, нежели к плюсам. Но если в приоритете для вас комфорт при передвижении по разным дорогам и при их полном отсутствии, то хромоль — очень хороший вариант.

Бытует мнение, что стальные рамы очень тяжёлые. Но это совершенно не относится к качественным хромомолибденовым рамам. Если, конечно, не сравнивать их с карбоном. А вот с алюминиевыми вполне можно сравнить и преимущество будет не всегда за последними. Конечно, лёгкие хромомолибденовые рамы довольно дороги и могут стоить 20000-30000 руб. и более. Но есть варианты и подешевле, к тому же, в случае хромомолибденовых рам, не стоит сильно бояться Б/У, как с алюминиевыми. Мне мой Jamis достался почти бесплатно, можно сказать, что я его спас 🙂

Титановые рамы

Вот мы и добрались до моего любимого титана. Именно велосипед на титановой раме олицетворяет для меня максимальную универсальность, надёжность и является моим выбором. Напомню, что уже более 12 лет я владею велосипедом на базе рамы Titerra Ti-M19, некоторое время назад я писал о нём в статье и рассказывал в видео.

Titerra Ti-M19

Титановые рамы обладают весом, сравнимым с лучшими алюминиевыми образцами, прочностью и комфортом, присущим хромомолибденовым рамам, но при этом практически не боятся коррозии и обладают фантастической долговечностью. Замечу, что пункт про долговечность имеет силу, если при изготовлении были соблюдены все технологии. В противном же случае рама может быстро сломаться и починить её уже будет не так просто, поскольку требования к условиям обработки титана весьма высоки, что напрямую отражается на ремонтопригодности изделия, особенно при отсутствии необходимых условий. Но если технология была соблюдена, то титановая рама будет служить вам десятилетиями, ещё и на внуков с правнуками хватит.

При изготовлении титановых рам применяется сплав, содержащий и другие элементы, а не только титан в чистом виде. Такие сплавы называются Titanium alloys. Так, например, самыми популярными сплавами, используемыми в производстве велосипедных рам являются 3AL-2.5V (3% Алюминий и 2.5% Ванадий) и 6AL-4V (6% Алюминий и 4% Ванадий). Зачастую данные сплавы комбинируются и используются в разных частях одного изделия. Также применяются и другие сплавы, например, известная фирма Rapid использует в своих рамах аэрокосмический сплав ОТ-4 и ПТ-7М.

Что касается предназначения титановых рам, то круг их применения весьма широк: круглогодичная и ежедневная эксплуатация в городе, сложные многодневные походы, бреветы, покатушки по любым типам дорог, сопряжённые с длительными пешими переходами, где велосипед приходится тащить буквально на себе. Разве что сюда я не стану относить гонки, где важна высокая жёсткость рамы, позволяющая обеспечить максимальный рывок и острое управление. Поскольку титан мягок, то он имеет некоторые потери при педалировании, особенно при силовом. Также, в случае эксплуатации велосипеда с титановой рамой людьми весом 100 кг и более, может быть заметна излишняя мягкость, вплоть до ощущения, что рама под вами просто болтается. Конечно, это во многом зависит от конкретной модели рамы.

Визуально велосипед на титановой раме выглядит совершенно неброско. Титан довольно редко красят и если нужно добиться эффектного внешнего вида, то его полируют до приобретения блеска. Большинство же рам продаются не полированными и для обывателей представляют собой просто серую железяку. Это, несомненно, можно отнести к плюсам. Несмотря на свою немалую стоимость, титановые велосипеды привлекают к себе гораздо меньше внимания, нежели разукрашенные алюминиевые или модные карбоновые, которые иногда так и кричат: «Эй, возьми меня, я такой классный!». Даже знаю случай, когда во время покатушки группа остановилась у сельского магазина, прислонили велосипеды и ушли. Титановый велосипед был прислонен последним. Когда люди вышли из магазина, то обнаружили, что титан (который был самым первым) валяется в стороне, а вот нового алюминиевого байка след простыл. Конечно, не стоит рассчитывать, что это работает всегда и спокойно оставлять велосипед где попало, но плюсом это, несомненно, является.

Самым большим недостатком титановых рам является их высокая цена, которая может быть эквивалентна брендовым карбоновым изделиям и даже превышать их стоимость. Так, например, б/у титановая рама, которой уже стукнуло 15 лет, может легко продаваться за 20000 руб., при этом нельзя сказать, что это сильно завышенный ценник. Цены на новые отечественные титановые рамы начинаются от 45000 руб. Поэтому, если вы решили собрать велосипед на титановой раме, то перед этим нужно взвесить все «за», «против» и понять, для чего всё это надо и стоит ли игра свеч. Во многих случаях хромомолибденовая рама может стать отличной альтернативой титану за существенно меньшие деньги.

Что касается моды и трендов, то титан держится особняком от рам из других материалов. В кругах продвинутых велосипедистов это выглядит примерно так: алюминий — массовые велосипеды, мало примечательные и обыденные; карбон — удел гонцов и продвинутых велосипедистов; хромомолибден — для ценителей классики и велосипедов старой школы. С титаном ситуация особая. Для него не действуют выражения вроде «классика» или «в тренде», он находится в другой параллели, вне времени и, если вы постигли дзен титановых байков, то уже вряд ли сможете пересмотреть свои взгляды.

Заключение

Конечно, помимо алюминиевых, карбоновых, стальных и титановых, есть велосипедные рамы и из других, гораздо более экзотичных сплавов и материалов, например, магниевые или скандиевые рамы. Но на сегодняшний день в продаже их найти весьма сложно, даже под заказ, да и насколько мне известно, интерес к ним уже сильно поубавился, в сравнении с тем, каким он был лет 10-15 назад.

Что касается выбора материала рамы для своего велосипеда, то здесь нужно подумать и определиться, как именно он будет эксплуатироваться. Каждый материал по-своему хорош, но и имеет свои слабые стороны. Если речь идёт о сборке бюджетного велосипеда, то скорее всего выбор будет ограничен алюминиевыми и стальными рамами. В случае вашей склонности к спорту и гонкам, на первых порах, гоняться стоит на алюминии, но при ощутимом росте переходите на карбон, что позволит вам улучшить результат. Но не стоит думать, что сев на карбон, вы сразу приедете в первой 5ке. Всё же, в первую очередь, едет велосипедист, а велосипед ему в этом помогает. Если вы тяготеете к велотуризму, любите длительные поездки по любым дорогам (а может и вовсе без них), при этом есть желание прикоснуть к чему-то вечному, надёжному и есть возможность серьёзно потратиться, то велосипед на титановой раме подойдёт вам как нельзя лучше. Не готовы потратить несколько десятков тысяч на одну раму, но хочется надёжности и долговечности, а «дутые» алюминиевые рамы не нравятся визуально? В этом случае обратите внимание на хромомолибденовые модели, которые, несомненно, смогут удовлетворить ваши потребности и изысканный вкус.

Титерра в полях

Несомненно, выбор рамы — вопрос очень важный, ведь на хорошем оборудовании и кататься приятно. Но я не советую вам ударяться в велофетишизм, гнаться за граммами и тратить время впустую, споря на велофорумах на тему, что круче, что катит, а что не катит. Главное, чтобы велосипед вам нравился, а у вас было желание, время и силы почаще кататься, получая пользу и удовольствие.

Если вам есть что добавить или вы хотите задать вопрос по той или иной раме, то милости прошу в комментарии.

Алюминиевая рама велосипеда

Какую раму выбрать на велосипед: алюминиевую или стальную?

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

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

Что прочнее — алюминий или сталь?

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

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

Какую раму выбрать на велосипед?

Стальная рама, плюсы и минусы

Для выполнения стальных рам используют такие виды:

  1. Сталь обыкновенная.
  2. Углеродистая сталь.
  3. Сталь, легированная хромом и молибденом.

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

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

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

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

Преимущества рам из стали:

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

Недостатки стальной рамы:

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

Алюминиевая рама, плюсы и минусы

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

Преимущества рамы из алюминия:

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

Недостатки этой рамы прямо противоположны достоинствам рамы из стали:

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

Отзывы велосипедистов

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

Какую выбрать раму для велосипеда?

10 минут Автор: Михаил Скворцов 51

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

Технологии создания

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

Велосипедные рамы авторитетные производители всегда изготавливают по более прогрессивным технологиям:

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

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

Геометрические размеры

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

На этом изображении приняты такие сокращения:

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Материалы изготовления

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Велосипедные рамы из алюминия (алюминиевых сплавов)

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

В современном мире для изготовления рам велосипеда используют следующие материалы:

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Зависимость прочности велосипедной рамы от диаметра и толщины стенок труб

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

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

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

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

Преимущества алюминиевой велосипедной рамы:

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

Недостатки велосипедной рамы из алюминиевых сплавов:

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

Виды алюминиевых сплавов, использующихся при изготовлении велорам.

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

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

Их еще называют сплавы шести- или семитысячной серии.

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

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

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

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

Сплавы алюминия для рамы велосипеда

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

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

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

Алюминиевые сплавы для рам велосипеда

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

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

Также читать на эту тему:

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

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

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

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

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

Рамы для велосипеда: разновидности и критерии выбора

Рамы для велосипеда: разновидности и критерии выбора

Велосипед состоит из большого количества деталей, каждая из них выполняет важные функции и является незаменимой. Одной из таковых является рама.

Функции и требования

Рама для велосипеда — это все равно, что скелет для человека. Такое грубое сравнение позволяет наглядно представить функциональность этой важной детали. Только этот элемент конструкции нельзя заменить на новый. В случае ее поломки придется покупать новое транспортное средство.

Рама должна быть прочной, надежной, с высоким сроком службы. Только в этом случае она сможет выдерживать нагрузку, которая возникает во время езды.

Также велосипедная рама должна быть легкой, но это требование является вторичным по важности. Потому не стоит гнаться за легкостью и основывать свой выбор велотранспорта именно на этом показателе. Это может привести к выбору велосипеда с низкими ходовыми характеристиками.

К этому списку требований можно добавить еще несколько пунктов:

  • виброгашение демонстрирует способность рамы сглаживать толчки и снижать рабочие вибрации;
  • ремонтопригодность рамы дает возможность пользователю проводить ремонт после завершения гарантийного срока.

Конструктивные части рам

Велосипедные рамы выпускаются в большом разнообразии, но их устройство во многом сходно. Существует базовый набор конструктивных частей, которые встречаются в строении почти всех рам.

  • Передний треугольник (несмотря на название, состоит из четырех труб, а не из трех) включает:
    • рулевой стакан;
    • три трубы: основную, верхнюю, подседельную.
    • подседельный штырь;
    • кареточный узел;
    • верхние и нижние перья;
    • дропауты — это кронштейны, которые служат креплением для колеса, что сзади.

    Также любого вида рама оснащена и отдельными элементами, которые нужны для установки некоторых специфических компонентов:

    • рулевая колонка вставляется в рулевой стакан;
    • каретка размещается в специальном отверстии;
    • подседельная труба совместно с сиденьем также вставляется в специальное отверстие.

    Геометрия

    Это понятие играет важнейшую роль в формировании главных характеристик и функциональных особенностей велорамы. Геометрия напрямую связана с формой, габаритами труб, углами, под которыми они между собой соединяются. Самыми главными из них являются следующие характеристики:

    • углы наклона подседельной трубы, а также рулевого стакана;
    • протяженность верхней и подседельной труб.

    Многие производители указывают на своих моделях размеры, которые относятся к раме. В этих показателях нужно ориентироваться, ведь именно на них должен основываться выбор любого велосипеда:

    • Saddle height говорит о высоте сиденья, иначе говоря, удаленность от центра каретки и средней точки седла;
    • Stack – вертикальный промежуток от центральной точки каретки до самой верхней области на рулевой колонке;
    • под понятием Reach подразумевается горизонтальное расстояние, которое начинается с центральной точки каретки, а заканчивается на верхней точке рулевой колонки;
    • понятие Bottom braket drop можно перевести как отступ каретки, что будет обозначать степень занижения центра каретки по отношению к центру задней втулки;
    • под Handlebar drop подразумевается отступ руля или разница по вертикали между верхними крайними точками седла и руля;
    • Saddle seatback обозначает отступ сиденья или горизонтальную удаленность передней точки седла от центрального участка каретки;
    • под Standover height подразумевается полная высота, другими словами, это расстояние между землей и верхней трубой, относящейся к переднему треугольнику;
    • Front center обозначает промежуток между центральными точками двух составляющих: каретки и передней втулки;
    • под понятием Toe overlap подразумевается расстояние от ступни пользователя, установленной на педали, до переднего колеса при совершении поворота.

    Геометрия рамной конструкции определяет важные характеристики велосипеда, а именно его поведение, устойчивость, отзывчивость рулевого управления, разгон, комфорт для пользователя, торможение и, конечно же, динамику. Потому так важно перед покупкой велосипеда детально изучить основные параметры геометрии.

    • Верхняя труба берет начало в центральной части рулевой колонки, а заканчивается в центре подседельной трубы. От этой величины зависит стабильность транспорта и его маневренность — с удлиненной трубой лучше будет себя вести транспорт на дороге.

    • Угол рулевого колодца (стакана) образовывается между искомым элементом и вертикальной линией, расположенной точно параллельно. С увеличением этого параметра улучшается способность велосипеда совершать маневры.

    • Угол подседельного штыря получается за счет его наклона относительно прямой параллели. От него зависит смещение центра тяжести, предрасположенность велосипеда к экстремальной езде и качество сцепления с дорожной поверхностью.

    • Колёсная база определяется расстоянием между центральными точками двух втулок. Увеличение показателя повлечет за собой повышение устойчивости, маневренности, стабильности.

    • Нижние перья заднего треугольника, как правило, начинаются от центральной части кареточного узла и заканчиваются в центре задней колесной втулки. Чем меньше эта длина, тем выше показатели прочности и надежности рамной конструкции. Также показатели сцепления выходят на более высокий уровень.

    • Клиренс — это расстояние до велосипедного подшипникового узла. Этот показатель оказывает непосредственное влияние на проходимость и скоростные возможности. С увеличением клиренса поведение велосипеда становится увереннее, что актуально для сложных дорожных условий. Вместе с этим, падают показатели скорости, потому в этом показателе важна «золотая середина».

    • Длина выноса определяет способность велосипеда маневрировать, что актуально для городских и экстремальных условий.

    Материалы изготовления

    Рамы для велосипедов производятся из всевозможных материалов, у каждого из которых свои преимущества, а также недостатки.

    • Стальная рама бывает двух разновидностей: создают из хрома с молибденом или делают из конструкционной растяжимой стали. Первый вариант является более предпочтительным за счет использования технологии баттинга. Хромомолибденовая труба получается более легкой, если брать в сравнение аналогичные модели из конструкционной стали. Рамы из стали выглядят изящно, но они боятся коррозии — это их самая большая проблема. Она легко решается за счет поддержания лакокрасочного покрытия в хорошем состоянии.

    Необходимо своевременно убирать трещины и царапины, чтобы через них не попадала влага.

    • Алюминиевые разновидности рам создаются не из чистого алюминия, потому что он является очень мягким. Для повышения прочностных характеристик к нему могут добавляться кремний, цинк. По первой цифре обозначения сплава можно узнать об основном металле, который также называют легирующим. В серии 5000 укрепление достигается за счет магния, в серии 6000 – благодаря кремнию. Соединения 7000 создаются на основе алюминия и цинка, магний присутствует в небольшом количестве. Сырье с большим количеством магния больше всего подвергается воздействию коррозии. Основным минусом алюминиевых конструкций является способность накапливать усталостные деформации. Из-за этого места сварки и контактных соединений ослабевают.

    Алюминиевую раму лучше не использовать более 10 лет, бывают исключения, но они встречаются очень редко.

    • Титановая конструкция выделяется большим сроком службы. Ее прочность находится на одном уровне со стальными рамами. Главным плюсом является высокая устойчивость к воздействию коррозии. С титановыми конструкциями сложно работать, потому такие рамы отличаются внушительной стоимостью. Такие детали обычно встречаются на дорогих спортивных велосипедах, которые выбираются профессионалами. Далеко не каждый начинающий спортсмен или же просто любитель может позволить себе такую покупку.

    • Карбоновая велорама создается из многокомпонентного материала, где присутствуют термореактивные смолы и углеродные волокна. Только у карбона можно менять жесткость в нужном направлении. Еще на этапе производства выбирается направление, в котором будут сплетаться углеродные нити: оно бывает поперечное или продольное. От количества смолы между углеродной «материи» зависит прочность изделия: чем ее больше, тем показатель будет ниже. Во время перегрузок первостепенно разрушается хрупкая смола, только потом уже страдают нити.

    Рамы из карбона выпускаются в двух вариантах: составные и монококовые. В первом случае конструкция собирается из отдельных деталей. Второй вариант является более надежным, поскольку рама получается цельной.

    Для карбоновых конструкций характерна самая большая прочность.

    • Магниевые рамы — это большая редкость, ведь этот материал является дорогим. Более легкой рамы пока не существует. Такие конструкции отлично уменьшают вибрации, зато перед точечными ударами они оказываются бессильными. Также магний боится коррозии и воздействия агрессивных сред. Для велотуризма магний абсолютно не подходит, поскольку большие нагрузки губительны для рам такого вида.

    • Хромолевая рама весит больше, чем алюминиевая. Зато этот материал хорошо поддается ремонту. Также хромоль отлично гасит вибрации.

    Разновидности

    Все существующие рамы, которые являются основой велосипедов, делятся на две большие категории.

    • Женские виды могут иметь немного опущенную верхнюю трубу, а могут выпускаться и вовсе без нее. При создании подобных конструкций учитываются особенности женского тела, потому они – наиболее удобный и комфортный вариант для велосипедисток.
    • Мужские рамы — это знакомые всем конструкции, без каким-либо явных отличий Они более распространенные.

    Есть и более детализированная классификация, которая основывается на эксплуатационных особенностях рам и их назначении.

    Бездорожные велорамы делятся на следующие типы:

    • у хардтэйла отсутствуют задние подвески, а также амортизаторы сзади, поэтому данная конструкция идеальным образом подходит для МТВ (маунти-байк);
    • софт-тейл разрабатывается для бездорожников с парой амортизирующих устройств, такая разновидность рамы не создана для прыжков, зато с бугристыми дорогами справляется идеально;
    • двухподвесная разновидность с задним амортизатором разрабатывается для активной езды, монтаж багажника не предусмотрен;
    • тандемная внедорожная рама позволяет устанавливать на байк широкие шины и амортизационные вилки.

    Дорожные конструкции выпускаются в следующих разновидностях:

    • классический вариант разрабатывается для сити-байка, отличается вертикальным расположением сиденья, позволяет устанавливать багажник;
    • велорама шоссера характеризуется отменной аэродинамикой и динамичным накатом, разрабатывается для низких посадок, для багажника крепления отсутствуют;
    • ригид выпускается для велосипедов, лишенных амортизатора, которые можно эксплуатировать на исключительно ровной дороге для жесткой езды;
    • циклокросс нужен для выполнения маневров, а также для езды по неровным дорогам;
    • велорамы туринг – оптимальный вариант для длительных заездов и путешествий, они имеют обтекаемую конструкцию и отличаются высоким уровнем комфорта, имеется возможность установки сразу двух багажников;
    • тандемные рамы разрабатываются для двухместных велосипедов.

    Отдельного внимания заслуживают рамы велосипедов складного типа. Большая их часть характеризуется небольшими размерами и наличием шарнира в средней части трубы. Отдельные модели оснащены телескопическим механизмом, который позволяет легко выдвигать/складывать руль и седло.

    Производители

    • Stark — это одна из самых доступных марок, к которой стоит присмотреться. Это не очередная китайская фирма с низкопробными подделками, а многообещающий производитель с большими амбициями и планами на будущее. Из представленного ассортимента выделяются триальные рамы.

    • Atom — российский производитель, который предлагает доступные велосипеды неплохого качества.

    • Merida не у всех велосипедистов вызывает уважение, но в нашем рейтинге все равно нашлось место для нее. Именно на этом производстве стали выпускаться легкие рамы из магниевого сплава, которые предлагались по доступной стоимости. Велосипеды этой компании характеризуются оптимальным соотношением стоимости и качества.

    • Author – самая многообещающая фирма из нашего рейтинга. Внимания заслуживают рамы для кросс-кантри. Они накатистые и в меру жесткие, потому одинаково подходят не только для гонок, но также для марафонов и туризма.

    • Scott — это американская фирма, которая пользуется высокой популярностью на мировом рынке, не говоря уже про национальный. Ассортимент состоит из множества моделей, среди которых каждый пользователь может выбрать нужный вариант.

    • Gary Fisher является самой известной фирмой на велосипедном мировом рынке. Гигант отрасли, в которой он зарекомендовал себя исключительно с положительной стороны. Этой компании принадлежит большое количество брендов. Высокое качество, достойное исполнение, инновации, исключительная работоспособность — что еще нужно велосипедисту?

    • Trek составляет достойную конкуренцию предыдущему производителю. Среди российских пользователей заслужил высокое признание. Много моделей от начального до профессионального уровня, с крепкими рамами, которые создаются из инновационных сплавов.

    Критерии выбора

    Рама выбирается, исходя их двух важных критериев.

    1. Рост пользователя. Для человека с низким ростом (от 155 до 162 см) больше подойдет рама с размером XS (51 см). Стоит добавить к длине рамы всего несколько см, и она уже будет рассчитана для пользователя с ростом от 162 до 170 см. Велосипедистам до 182 см стоит присмотреться к рамам размера M. Конструкция L подходит для людей с ростом до 192 см. Двухколесное средство передвижения с рамой XL будет удобен для велосипедистов выше 192 см. Если модель выбирается для рискованной езды, то раму нужно выбирать меньше, чем было указано выше. Такой секрет позволит получить более управляемый и маневренный транспорт.
    2. Вес также нужно учитывать. Обычно рамы с большим размером отличаются повышенной прочностью, которая достигается за счет увеличения толщины материала. Пользователям с избыточным весом стоит присмотреться к моделям с усиленной рамой, которая будет характеризоваться увеличенным диаметром, более прочным сплавом и толстыми стенками.

    Если выбрать велосипед с неправильной рамой, то его эксплуатация будет неудобной и даже вредной для пользователя. Потому так важно учитывать все тонкости выбора.

    О том, как выбрать материал рамы велосипеда, смотрите в следующем видео.

    Источники:

    https://rouxcycles.ru/kak-vibrat-velosiped/materiali-ram-velosipedov
    https://rideabike.ru/techno/vybiraem-ramu-alyuminij-karbon-stal-ili-titan.htm
    https://veloexpert33.ru/velosiped/alyuminievaya-rama-velosipeda.html
    https://vplate.ru/velosiped/ramy/

Adblock
detector