Рама велосипеда

Одним из ключевых конструктивных элементов велосипеда любого типа является его рама. Рама с вилкой и колеса, в основном, определяют поведение велосипеда в разных условиях. В течение многих десятилетий внешний вид велосипеда практически не менялся (во многом из-за регламентов УСИ). Рама велосипеда изготавливалась из восьми труб, еще три трубы шло на переднюю вилку. В последние 20 лет в изготовлении рам произошли существенные изменения. Сначала появились триатлонисты, и это привело к буму нетрадиционных конструкций шоссейных рам, позже стали активно развиваться горные велосипеды. Современные материалы и технологии позволили разработать новые концепции велосипеда и широко использовать амортизационные вилки и задние независимые подвески (различных типов).

Материалы велосипедных рам

Наиболее традиционный материал, используемый для изготовления качественных рам — легированные стали, второй материал, получающий все большее и большее распространение, — это различные сплавы алюминия. Дорогие велосипеды делают из титана и карбоновых волокон. В недорогих велосипедах, например, дорожных, по-прежнему используются недорогие стали.

Качественные трубы для рам производит лишь несколько фирм в мире, таких как Reynolds, Columbus, Ritchey. Эти трубы разрабатываются с учетом распределения нагрузки в велосипеде. Хорошую раму можно сделать из любого из четырех основных типов материалов, весь вопрос в том, какие технологии используются и сколько это будет стоить. Также важны традиции фирмы-разработчика. Но некоторые общие моменты можно выделить.

Легированная сталь (обычно хромомолибден)
Этот материал наиболее известный и широко используемый. В последнее время он уступает свои позиции алюминию, однако это во многом связано не с качеством рам из этих материалов, а с соотношением цена/качествo. Как правило, говорят о том, что этот материал дешев и распространен, имеет высокую надежность и гибкость, более тяжел, чем алюминий и подвержен (при неаккуратном обращении) ржавчине. Речь идет о среднем, наиболее распространенном варианте таких рам. Фирмы, занимающие лидирующие позиции в производстве рам и труб для них, достигают исключительных результатов и могут сделать раму на любой вкус. Проблема заключается в том, что для получения таких результатов приходится применять дорогостоящие операции.

При работе с легированными сталями используются два основных метода крепления труб: сварка и пайка. В случае сварки трубы специальным образом свариваются в стык. В случае пайки трубы заходят друг в друга (или используются специальные муфты). Считается, что пайка позволяет получить большую жесткость, устойчивость к колебаниям и прочность на разрыв при том же весе. Исторически были более развиты паяные рамы, так как пайка позволяла при необходимости произвести замену узла в дорогостоящей раме.

Алюминий
Рамы из алюминия отличает чуть большая цена и меньший вес, чем рамы из легированной стали, высокая жесткость, устойчивость к ржавчине. Существует два основных типа крепления алюминиевых труб: сварка и склейка, в последнее время стала также появляться и пайка алюминиевых сплавов. Есть мнение, что склейка недостаточно надежна, хотя никаких серьезных подтверждений этому нет, и c учетом того, что серьезные производители дают пожизненную гарантию на раму (обычно для первого владельца), это вряд ли может создать проблемы. Одна из проблем алюминиевых рам - это накапливаемые усталостные напряжения, что может сказаться при длительном интенсивном использовании (речь идет о годах). В последнее время стали появляться варианты сплавов, во многом лишенные этого недостатка. Также у алюминия достаточно велики остаточные деформации.

Титан
Особенность этого материала — более высокая стоимость (в последнее время, правда, имеется тенденция к удешевлению), высокая надежность, маленький вес, упругость, малые остаточные деформации. Высококачественные титановые рамы выпускает несколько отечественных производителей, их используют самые известные мировые производители велосипедов.

Карбон
Высокая цена, большая прочность и упругость, устойчивость к силовым воздействиям в одном направлении. В последнее время стали появляться и композитные рамы, когда на тонкую титановую основу наращивается слой карбона. Подобная конструкция обладает достоинствами обоих конструкционных материалов, компенсируя их недостатки, правда при увеличении цены.

Геометрия велосипедных рам

Геометрия рамы в основном и определяет тип велосипеда, при разработке рам производители максимально учитывают предполагаемые условия эксплуатации. При изготовлении заказных рам для велогонщиков учитываются такие параметры как рост, длина рук и ног, а также особенности педалирования, и это с учетом жестких регламентов и традиционных конструкций велосипедов для шоссейных гонок. На схеме вы можете увидеть основные элементы геометрии велосипеда классической конструкции. К этим элементам также относится расстояние от земли до верхней горизонтальной трубы (stand-over), при выборе "своего" размера рамы это ключевой параметр. При разработке рам производители учитывают особенности эксплуатации, и вам достаточно выбрать тип велосипеда и размер рамы под себя. В качестве примера можно рассмотреть, как отличается база (wheel-base, размер G на схеме). Минимальная база у шоссейных велосипедов, за счет этого они очень маневренны и динамичны, у турингов и гибридов она самая большая (отличия обычно в 5-7 см, при одинаковой высоте), за счет этого такие велосипеды очень хорошо ведут себя на ровной дороге.

В последнее время использование современных материалов позволило отойти от традиционных вариантов геометрии, однако суть конструкции осталась прежней.

Для женских велосипедов используется открытая женская рама, она очень удобна, но не позволяет обеспечить высокую жесткость и надежность без существенного увеличения веса, поэтому используется только в велосипедах начального уровня. Также с учетом особенностей пропорций тела женщин выпускаются и традиционные рамы. Такие рамы есть у моделей с индексом WSD у Trek, от мужских вариантов их отличает более короткая верхняя труба и измененные углы наклона подседельной и рулевых труб.

Вилки

Амортизационные вилки, выпускаемые фирмами, очень разнообразны. Технические решения, применяемые в них, также очень разнообразны. Для того, чтобы достаточно подробно показать, что бывает, пришлось бы привести данные каталогов крупнейших производителей, таких как: Marzocchi, Manitou, HeadShok (Cannondale), RockShox, RST. В рамках данной статьи это невозможно. То есть остается дать только самые общие рекомендации.

Прежде всего, мне хотелось бы отметить, что хорошая вилка не может стоить дешево, то есть покупка бюджетного велосипеда с амортизационной вилкой, как правило, не оправдана. Если вы ограничены в средствах, вам скорее всего имеет смысл купить велосипед с жесткой вилкой. Позднее можно будет купить вилку отдельно (перед покупкой велосипеда имеет смысл уточнить, возможна ли установка амортизационной вилки на ваш велосипед).

По типу использования вилки делятся на вилки для MTB (различных типов), для hybrid'ов. Фирма Cannondale также выпускает их и для шоссейных и туристских велосипедов. В зависимости от типа вилки отличаются весом, рабочим ходом и т.п. При покупке имеет смысл доверять фирме производителю, в инструкциях или каталогах приводится достаточно полная информация, которая поможет вам сделать выбор.

При выборе имеет смысл уточнить следующие вещи, во-первых, что является рабочим материалом (за счет чего происходит амортизация). Тут возможны следующие основные варианты и их комбинации — эластомер, пружины, пневматика или жидкостные (например маслянные) амортизаторы. От типа рабочего материала во многом зависят условия эксплуатации, например можно ли использовать вилку зимой, какой техническое обслуживание надо проводить. Во-вторых, очень важны возможности регулировки амортизационной вилки, настройки для велосипедистов весом 60 или 100 кг сильно отличаются, и в некоторых случаях вам может понадобиться покупать дополнительные аксессуары, которых может не быть в продаже. К этому пункту примыкает возможность модификации (upgrade), однако учтите, что в наших условиях не всегда возможно сделать то, что рекомендует производитель. В-третьих, многие вилки имеют возможность отключения амортизации, это часто очень полезно.

Если вы интересуетесь полноподвесочными велосипедами, то эти рекомендации также во многом относятся и к задней подвеске. Еще раз повторимся, что надо доверять производителю, они действуют в условиях жесткой конкуренции и не заинтересованы в обмане.

Колеса

Говорить о колесе в целом не совсем корректно, в общем случае колесо состоит из обода, втулки, спиц и покрышки с камерой. Даже такая на первый взгляд несущественная вещь как ниппель (с помощью которых спицы соединяются с ободом) сильно влияет на функциональность колеса. Хорошее колесо — это колесо, собранное из отличных компонентов. Иногда некоторые компоненты отсутствуют или совмещены. Например, в отличных карбоновых колесах фирмы Spinegry традиционных спиц нет. Используемые колеса — один из наиболее важных параметров велосипеда, во многом именно колеса и определяют тип велосипеда. Одна и та же рама с разными колесами ведет себе принципиально по разному. По раме часто непросто определить, что за велосипед перед вами, например, гибриды по многим параметрам очень похожи на MTB для неагрессивной езды.

По колесам первичная классификация очень проста, если у велосипеда широкие колеса диаметром 26 дюймов, то перед вами — MTB, если колеса диаметром 700 мм, то перед вами — дорожный или шоссейный велосипед (другие размеры (диаметры) распространены намного меньше двух этих типов). Диаметр колес, при прочих равных, определяет его скоростные характеристики, чем он больше, тем легче ехать быстрей. Ширина колес определяет его проходимость и также скоростные характеристики. Чем колеса шире, тем больше проходимость и тем хуже скоростные характеристик (из-за более слабой накачки, трения и веса). Очень важный параметр — плотность накачки колес, если однотрубки качают до 10-12 атмосфер, клинчера (700x28) — до 6-8 атмосфер, то колеса для MTB обычно — от 3 до 5 атмосфер. Чем плотней колесо накачено, тем меньше энергии расходуется на продавливание колеса (трение качения) и больше энергии идет на движение вперед.

Спицы необходимы для придания колесу упругости и прочности. В настоящее время наиболее распространены колеса, собранные на 32 спицах. 36 спиц используются, когда нужна повышенная надежность и прочность без сильного ограничения по весу (например, в touring'ах) и иногда в велосипедах начального уровня. В принципе бывают конструкции и на 40 спиц. Меньше спиц используют, как правило, в дорогих велосипедах, например, для гоночных шоссейных велосипедов иногда используют вариант с 14 спицами спереди и 16 сзади. Также на характеристики колеса (прочность, упругость, жесткость) влияет рисунок сборки, если раньше колесо собирали так, что каждая спица пересекала три других (сборка в "три креста"), то сейчас используется вариант сборки как с двумя пересечениями, так и вариант "солнышко" (вообще без пересечений), или комбинированные варианты.

Резина/Шины (покрышки)

Один и тот же велосипед с разными шинами ведет себе принципиально по разному. Шины выпускаются для любых погодных, рельефных условий, для велосипедистов разной подготовки. Выбор правильной резины для каждой поездки существенно облегчит вам движение. Поставив шипастую широкую резину (700x40) на гибрид вы приблизите поведение велосипеда на дороге к поведению MTB, поставив узкие клинчера (700x28), вы приблизите его поведение к шоссейному велосипеду. В случае MTB гладкая резина типа слик (slick) и полу-слик облегчит ваше движение по хорошей дороге с твердым покрытием. Функции переднего и заднего колеса на велосипеде отличаются, поэтому часто на них используются различные покрышки. Также следует учесть, что сейчас в ходу два варианта ниппеля для накачки камер, Presto (велониппель, французский ниппель) и Schraeder (автониппель). Для некоторых ободов требуется удлиненный нипель. Соответственно, обода бывают двух типов, и при покупке камеры для вашего велосипеда следует учитывать тип используемого ниппеля.

Седла

Выпускается несколько основных типов седел, во-первых, это седла для гонок, во-вторых, это седла для длительных поездок, используются например в touring'ах, в-третьих, это седла для комфортного катания. Седла — вещь специализированная, для разных типов катания они разные. Также важно, чтобы седло подходило лично вам, то есть любой дискомфорт должен быть исключен, и если вы не можете настроить седло, то лучше его заменить. Для женщин выпускаются специальные седла учитывающие их анатомию.

Руль

В настоящее время на велосипедах используются три основных типа рулей. Первый вариант — это традиционный "руль-рога" (руль с перепадом), он используется на гоночных и туристских велосипедах. Для движения по дорогам он имеет несколько очень серьезных преимуществ. Основное из них то, что он позволяет варьировать посадку на велосипеде, то есть, используя разные хватки руля, вы можете ехать как в агрессивной низкой посадке, так и в спокойной верхней. Также очень удобны используемые с таким рулем ручки тормозов и переключателей. Второй вариант руля — это плоский руль, он используется на MTB и дорожных велосипедах, такой руль уступает рулю с перепадом при движении по дороге, однако он позволяет лучше маневрировать в сложных условиях. Для того чтобы иметь возможность варьировать посадку, на такой руль можно установить рога. Третий вариант руля — восходящий руль, он обычно устанавливается на утилитарных или дорожных велосипедах. Редко используемый вариант — "триатлонный руль" с "рогами", направленными вперед и немного вверх, и мягкими подлокотниками. Используется триатлонистами и на шоссейных гонках с раздельным стартом или темповых.

Навеска/оборудование

Оборудование, которым комплектуется велосипед, все время совершенствуется, модели обновляются каждый год. Основные элементы оснащения велосипеда включают: передний и задний переключатель с ручками переключателей, тормоза с ручками тормозов, переднюю и заднюю втулки, кассету (задние звезды), передние звезды, цепь, шатуны, педали, подседельный штырь, рулевую колонку. В 1998 году фирма Shimano предлагала три основных подтипа своих изделий. Каждый подтип в свою очередь состоит из нескольких полных линеек (групп) компонентов.

Первый подтип — это старшие компоненты для MTB, они обычно используются в дорогих велосипедах для экстрима/спорта. Сверху-вниз это XTR, Deore XT, Deore LX, STX-RC.

Второй подтип — это компоненты среднего класса для MTB, используются в велосипедах для отдыха (MTB, hybrid). Это STX, Alivio, Acera-X, Altus.

Третий — это большая группа используются в шоссейных велосипедах, это Dura-Ace, Ultegra, 105SC, RX100, RSX, 300EX.

Особенности каждой из этих групп связаны с условиями эксплуатации. Так горные группы должны безотказно функционировать в самых сложных условиях, должны иметь надежные тормоза, большой диапазон передаточных чисел. Для утилитарных/прогулочных велосипедов фирмой Shimano выпускается группа начального уровня Tourney (Tourney 30/22/15/05). Предлагается группа для детей — MJII. Для велосипедов класса BMX выпускаются компоненты серии ShimanoDX. Для загородного туризма выпускается группа Nexave, в которой помимо обычных тормозов предлагаются роллерные. Группа Nexus содержит 4/7 скоростную заднюю втулку, особенно удобную в городских/прогулочных велосипедах.

Подходы к комплектации велосипедов очень разные. Иногда на велосипед ставится все оборудование одной группы. Иногда используется несколько разных групп, например ставятся вся навеска Deore XT, а тормоза и задний переключатель XTR. Такой подход позволяет оптимизировать цену велосипеда. В некоторых специальных случаях могут комбинироваться шоссейные и горные группы. Возможно также использование компонентов разных фирм. Если вы собираетесь сами заниматься комплектацией вашего велосипеда, то при покупке компонентов надо учитывать совместимость различных частей, подобная информация содержится например в каталоге фирмы Shimano.

Переключатели

Для того, чтобы иметь возможность приспособиться к разнообразным условиям движения (рельефу, ветру и т.п.), большинство современных велосипедов имеют устройства переключения передач. Они позволяют изменять соотношение между прилагаемыми усилиями и скоростью.

Наиболее распространенные переключатели перебрасывают цепь между звездами. Этот тип переключателей был предложен фирмой Campagnolo в начале 50'ых годов. Передний переключатель перебрасывает цепь между двумя или тремя шестеренками. Три шестеренки используются в случае MTB или hybrid, шоссейные велосипеды могут иметь как две, так и три шестеренки. Задний переключатель перебрасывает цепь между 6-9 шестеренками. При наличии фиксирующего механизма (расположенного в ручках) переключение происходит с характерными щелчками и каждому положению переключателя соответствует конкретная звезда, это делает переключение более четким. Переключатели, не имеющие фиксирующего механизма, называются фрикционными. Как правило, с современными задними переключателями используется фиксирующий механизм, в случае переднего — это зависит от типа группы.

Ручки переключателей (манетки)

В шоссейных группах ручки переключателей и тормозов устанавливаются на "руль-рога". Сейчас используется три типа переключателей.

Первый — это dual-control (иногда их называют ручки-автоматы). Видимо, это наиболее удобный тип переключателей, в этом случае ручка переключателя скоростей совмещена с ручкой тормозов, подтягивание осуществляется боковым нажатием на ручку тормозов, скидывание — с помощью специального рычажка.

Второй тип — это традиционный переключатель, устанавливаемый на верхнюю трубу рамы.

Третий тип — это bar-end переключатель, он устанавливается на конец руля (крепится в торец), переключатели этого типа часто используется в велосипедах со сложными условиями эксплуатации, например, в touring'ах.

В горных группах используется два основных типа ручек переключателей.

Первый вариант — это манетки (используемые в системе Rapidfire от Shimano), ручки имеют два рычажка, один для движения цепи с больших звезд на меньшие, второй — в другую сторону. Переключение осуществляется с помощью пальцев (обычно большого и указательного). В них используются оптические индикаторы скорости.

Второй вариант — это грип-шифт (Grip-Shift от фирмы SRAM), переключатель выглядит как обрезиненное кольцо, одетое на руль (примерно как ручки на мотоциклах), переключение осуществляется его вращением (как правило, для переключения на большую звезду — вперед, меньшую — назад). Иногда еще используются переключатели типа Top Mounts, с одним рычажком.

В городских велосипедах часто используются переключатели, механизм которых расположен в барабане задней втулки, например, группа Nexus Shimano имеет 4 и 7 скоростную втулку.

Система привода

Система привода велосипеда состоит из набора передних и задних шестеренок ("кранксет") вместе с цепью, шатунами и кареткой. С помощью этой системы осуществляется передача мышечных усилий ног во вращение колес. Именно благодаря этой системе вы можете эффективно передвигаться на велосипеде в самых разных условиях.

Две или три передних звезды конструктивно объединены с шатунами. Такая конструкция использует сменные звезды и позволяет менять их по вашему усмотрению. Однако такая конструкция не унифицирована, разные производители придерживаются разных стандартов и при покупке звезд для замены надо это учитывать. К примеру фирма Shimano использует два основных варианта крепления — 4arm и 5arm (четырех и пяти-лапку). В горных группах используется три звезды спереди, как правило 42(46,44)/32(34,36)/22(24,26), в шоссейных две — 53(52)/39(42) или три звезды — 52/42/30.

Шатуны различаются по способу крепления к оси, как правило, сейчас используется "бесклиновое" шатуны которые крепятся к квадратной оси. Каретка обычно выполняется в виде герметичного картриджа, что упрощает обслуживание (которое фактически не требуется) и замену.

На современных велосипедах обычно используется от 6 до 9 шестеренок сзади, задачей этих шестеренок является передачи усилий педалирования к заднему колесу. Конструктивно задние шестеренки объединены в единый блок, называемый кассетой, которая в свою очередь соединяется с втулкой. Если вас почему-то не устраивает набор шестеренок в кассете, то вы можете без проблем заменить кассету (однако надо учитывать совместимость, способов крепления кассеты к втулке существует несколько). Кассету можно подобрать для любых условий. Как правило кассеты горных групп содержат шестеренки от 11(12) до 30(32), шоссейных групп от 11(12/13/14) до 21(23/25/27).

Тормоза

Горные велосипеды эксплуатируются в условиях, предъявляющих особые требования к тормозам. Дольше всего используются тормоза консольного типа, иногда их еще называют тормозами с центральной тягой (Cantilever).

Более современные — это векторные тормоза (V-brake, direct pull), тормоза с прямой тягой, такие тормоза обеспечивают лучшие условия торможения, за счет более сильного прижима колодок (из-за большего рычага торможения) и их параллельного схода (в наиболее продвинутых моделях).

В тормозах с центральной тягой рабочий конец троса перемещается перпендикулярно линии движения тормозных колодок. В тормозах с прямой тягой — параллельно. При этом усилие от троса в V-brake передается непосредственно на рычаги (прямая тяга). А у тормозов с центральной тягой усилие передается через две короткие промежуточные тяги.

Отличие шоссейных тормозов от горных в том, что рычаги имеют одну общую центральную ось, в отличие от двух (левой и правой) осей горных тормозов. Поэтому они называются клещевыми. Они также бывают с прямой и центральной тягой.

Наряду с достаточно традиционными, используются гидравлические и дисковые тормоза. Гидравлические тормоза во многом похожи на описанные выше тормоза, их особенностью является то, что усилия передается не с помощью тросиков, а с помощью жидкости (в трубках). Это позволяет иметь качественно другой контроль за велосипедом за счет увеличения чувствительности и усилия прижима. Например подобные тормоза выпускает фирма Magura. Дисковые тормоза совмещаются со втулкой, и действуют также, как тормоза в мотоциклах и автомобилях. Они обеспечивает принципиально другой контроль по сравнению с тормозами, использующими прижимные колодки, причем в любых условиях (например зимой). Дисковые тормоза также бывают либо чисто гидравлическими либо комбинированными. Подобные тормоза выпускаются, например, фирмой Hayes.

Педали

Обычные педали подходят практически к любому велосипеду. Для более эффективного педалирования необходимо использовать либо туклипсы (устройство из пластика или кожи для фиксации обуви в педалях), либо контактные педали. В настоящее время ориентироваться на туклипсы не целесообразно, лучше сразу привыкать к контактным педалям. Контактные педали соединяют велотуфли с педалями с помощью специального устройства (замка). После вставания на педали они защелкиваются с характерным щелчком, для разъединения достаточно сделать движение пяткой вбок или вбок-вверх. Контактные педали позволяют регулировать усилие отстегивания, это облегчит привыкание к ним. Сейчас имеется три основных типа контактных педалей — Spd, Look и Time. Если Spd и Time используются как с горными, так и с шоссейными велосипедами, то Look, как правило, только с шоссейными. Наибольшее распространение в последнее время получает система Spd, предлагаемая Shimano.

Именно она сделала контактные педали доступными для любителей.

Часто людей пугает то, что в случае использования контактных педалей они фактически пристегнуты к велосипеду, на самом деле автоматика контактных педалей надежна, и в случае падения они отстегиваются. Также имеет смысл учитывать, что при езде в контактных педалях вы получаете принципиально другой уровень контроля за велосипедом и за счет этого повышается безопасность. Естественно, несмотря на удобство контактных педалей, вам придется потратить некоторое время перед тем, как вы будете чувствовать себя в них уверено.