Что такое трансмиссия велосипеда

Многие начинающие велосипедисты ошибочно считают, что трансмиссия — это всегда цепь и звездочки, но это не так. Существует много видов:

• Прямой, когда ведущее колесо с педалями скреплено напрямую, без применения системы с цепью. Такая трансмиссия встречается на пенни-фартингах, моноциклах (с одним колесом), трехколесных детских велосипедах.
• Зубчатой, в которой используются шестеренки с зубьями.
• Вальной, в которой используются валы для передачи крутящего момента.
• Ременной. Здесь используются ремни, которые, в отличие от цепей, не требуют смазки.
• Гидравлической. Используется гидравлическая система, а не механическая.
• В виде планетарной втулки, состоящей из большого числа деталей и напоминающей коробку передач автомобиля.
• Комбинированной, являющейся гибридом сразу двух видов трансмиссий для велосипеда: внешней и внутренней (планетарной).

Каждый из перечисленных типов имеет свои преимущества и недостатки, а также целевое назначение.

Для чего нам передачи?

Передачи имеют существенное значение при преодолении подъемов, сложных спусков, ведь они помогают сбалансировать энергию, затраченную на педалирование.

Во время физических нагрузок выше своей головы не прыгнешь, да и смысла в этом нет. Натренировать выносливость и силу можно только со временем, а передачи как приложение, увеличивает Ваши показатели. Мощность педалирования определяется силой, которую Вы прикладываете для вращения педалей, а также скоростью, с которой Вы их обращаете.

Эффективное использование энергии является предпосылкой успеха большинства спортсменов, особенно гонщиков кросс-кантри. А ускорение на высокой передаче или быстрое вращение педалей на низкой приводит к значительной усталости мышц. Поэтому важно уметь правильно выбрать передачу, которая будет соответствовать Вашим возможностям, особенностям местности и наклонам трассы.

Для чего нужны передачи

Чем больше звездочка сзади, тем ниже будет скорость велосипеда, но тем меньше усилий понадобится для кручения. Низкая передача идеально подходит для подъема в гору, езды по песку, неровному грунту или снегу. Колесо перемещается медленно, но с огромной силой. Соответственно, если застрять в грязи – это идеальное соотношение.

Высокая передача обеспечивает быстрый набор скорости, но в то же время требует от велосипедиста больших физических усилий. Она хороша для скоростного перемещения по дорогам с ровным покрытием, а также для движения по спуску.

Как правило, в каждой ситуации со временем подбирается наиболее удобное соотношение передач. Велосипедисты со стажем даже не задумываются над этим, переключая скорости автоматически. Новичку нужно устанавливать все опытным путем, ведь скорость велосипеда будет зависеть не только от передач, но и от физического состояния наездника. Как мы уже говорили ранее – ездить на одной передаче, имея скоростной велосипед очень плохо. Как минимум, быстрее стирается кассета да и велосипед со скоростями тогда не нужен. Но в первую очередь это демонстрирует неумение использовать технику.

Планетарные передачи велосипеда

Планетарными называют передачи, содержащие зубчатые колеса с перемещающимися осями. Передача состоит из центрального колеса 1 с наружными зубьями, центрального колеса 3 с внутренними зубьями, водила Н и сателлитов 2. Сателлиты вращаются вокруг своих осей и вместе с осью вокруг центрального колеса, т.е. совершают движение, подобное движению планет.

Планетарные передачи имеют существенные преимущества:

• нагрузка в планетарных передачах передается одновременно несколькими сателлитами, следовательно, силы, действующие на зубья колес, соответственно уменьшаются, что позволяет использовать колеса меньших габаритных размеров и массы;
• в планетарных передачах рационально используются колеса внутреннего зацепления, обладающие большой (по сравнению с колесами наружного зацепления) нагрузочной способностью;
• планетарные передачи фактически не нуждаются в обслуживании, необходимо лишь менять масло в них через каждые 5000 км.

К недостаткам планетарных передач относятся:

• повышенные требования к точности изготовления и монтажа;
• низкий КПД ввиду большого количества трущихся деталей;
• небольшой диапазон передаточного числа 200-400 %;
• большой вес;

Что такое передачи (скорости) у велосипеда и как их переключать.

В этой статье мы поговорим о переключении скоростей (передачах) на велосипеде. Для чего они нужны, как правильно выбрать передачу и как правильно переключать.

В нашем магазине продаются велосипеды с одной, 6-ю (у них одна передняя звезда и 6-ть задних звезд) и 21 передачей (3 передние звезды и 7 задних звезд).

Для чего вообще нужны передачи?

Передачи нужны для комфорта велосипедиста. Они позволяют экономить силы и подобрать наиболее удобный режим езды исходя из:

• Рельефа дороги (ровная трасса, подъем или спуск, разгон или плавное торможение)
• Качества дорожного покрытия (одно дело езда по ровному шоссе, а другое по городскому асфальту в буграх и впадинах или по грунтовой дороге)
• Требуемой скорости движения — необходимо поддерживать заданную скорость движения или разогнаться
• Погодных условий (например, попутный или встречный ветер)
• Физического состояния велосипедиста

При правильном использовании передач можно:

• быстрее, а главное более экономично (с точки зрения физических сил, при тех же прочих условиях), добраться из одной точки в другую, чем при поездке на односкоростном велосипеде.
• не маловажен и тот факт, что при правильном подборе передач, продлевается срок службы деталей байка.
• и последнее, при неправильной установке передач коленные суставы будут подвергаться гораздо более серьезной нагрузке.

Что значит «переключить передачу»

Фактически переключение передач – это переброс цепи с одних звезд на другие на передних шестеренках и задней кассете или трещотке. Что это такое и где они располагаются на велосипеде можно посмотреть на схеме. В чем разница между кассетой и трещоткой более подробно описано в статье » В чем разница между трещотками и кассетами «

Если на велосипеде 6-7 скоростей значит, на нем установлена одна передняя звезда (шестеренка) и задняя кассета на 6-7 звезд. Если 18 и больше – стоит 3 передних звезды и задняя кассета на 6-7 звезд. Иногда задние кассеты бывают и на 9-10 звезд, что позволяет довести число скоростей до 27-30.

Как нумеруются звездочки в системе и кассете (трещотке) трансмиссии

Принята следующая нумерация звезд: все звезды имеют нумерацию от рамы. Только передние три звезды (в системе) идут на увеличение – 1-я самая маленькая, 2-я средняя и 3-я самая большая, а в задней кассете звезды расположены наоборот: 1-я самая большая, а последняя самая маленькая.

Здесь важно понять, что при выборе передачи цепь не должна быть сильно перекошена. Иначе она и звезды трансмиссии будут сильно тереться друг об друга и быстро изнашиваться.

На этом рисунке показаны те варианты включения передач, которые не рекомендуется использовать как раз из-за перекоса цепи.

Чем переключают передачи.

Переключают передачи специальными ручками на руле – манетками. Они бывают вращательными – переключение скоростей происходит поворотом ручки или рычажковыми – передачи переключаются специальными рычажками.

У вращательных манеток (revoshift и grip-shift, грипшифт) — при вращении ручки на себя или от себя происходит переключение скорости.

У рычажковых переключателей имеются небольшие рычажки для пальцев. Один переключает на большую скорость, другой на меньшую. Эти манетки для многих велосипедистов более удобны, менее прихотливы в обслуживании, но часто более дорогие.

У нас можно купить велосипеды и с вращательными и с рычажковыми манетками известных японских производителей Shimano и Sypo.

Обычно левая манетка отвечает за переключение трех передних шестеренок, а правая – за переключение звездочек в задней кассете. Таким образом, для подстройки под основной тип местности используется левый переключатель и передние звезды. А правый для частных и недлительных изменений во время поездки.

Теперь важно понять, как подбирать передачи и правила их переключения.

Какие передачи и когда использовать

Самая маленькая передняя звезда (номер 1) используется при крутых подъемах, поездках по вязкому грунту или песку, густой траве, при сильном встречном ветре на грунтовке. То есть когда есть сильное сопротивление движению велосипеда. При этом на задней кассете используются самые большие звезды с номерами от 1 до 3 в зависимости от их количества в кассете.

Комбинация самой маленькой передней звезды и самой большой задней — дает максимальную мощность и используется для крутых подъемов.

Средняя передняя звезда (номер 2) это основная рабочая шестеренка. Используется чаще всего при езде по асфальту, грунтовым дорогам, при сильном встречном ветре, плотному песку и грунту, на небольших горках. При этом используются задние звезды с номерами от 2 до 5-6 в зависимости от звезд в кассетах – главное, чтобы не было сильного перекоса цепи, как показано на рисунке.

Самая большая звезда спереди (номер 3) используется при езде по ровному шоссе, асфальту, укатанной грунтовке, когда нет сильного встречного ветра, при спуске, для поддержания скорости при небольших физических нагрузках. При этом используются маленькие задние звезды на 6-7 звездных кассетах это 5,6,7 звезда. На 8-9 звездных кассетах это 5-8,9.

Комбинация самой большой передней звезды и самой маленькой задней — дает максимальную скорость.

Начинать езду рекомендуется со средней передней шестеренки. Задним переключателем подбирайте себе самую удобную нагрузку на ноги. Если дорога пошла под гору, и Вы чувствуете, что задних звезд уже не хватает, чтобы прибавить – переходите на большую звезду спереди. Как только темп вернется к обычному – вернитесь на среднюю переднюю шестеренку.

Аналогично и с нижними передачами. Поехали в гору и чувствуете, что задних звезд не хватает – переходите на переднюю малую звезду (номер 1), и потом возвращайтесь на среднюю, когда дорога станет ровной.

Считается, что на второй звезде спереди нужно ездить до 20-25 км/ч., а после этого переходить на третью звезду.

На первой звезде ездя до 10 км/ч, на очень крутых подъемах, по песку, грязи и т.п.

Трогаясь с места можно использовать передачи: 2-4, 2-5.

Что нужно еще понимать при выборе передачи. Есть у велосипедистов такое понятие – «каденс». Это частота вращения педалей в минуту. Оптимальная частота должна быть 80-110 оборотов с минуту. Это связано с физиологией коленного сустава. С выделением «смазки» в суставе для уменьшения трения костей. При слишком низком каденсе (менее 80) «смазка» более вязкая, а более 110 идет слишком сильная нагрузка на колено. Поэтому Ваша задача при выборе передачи как раз и заключается в том, чтобы держать этот оптимальный каденс (80-110 оборотов в минуту).

В общем, строгих правил нет – каждый байкер сам выбирает, как ему удобно ехать. Помня эти простые правила, не бойтесь — пробуйте. Тело само Вам подскажет, как и когда переключать передачи, а потом появится опыт и переключение передач будет происходить практически на автомате.

Правила переключения скоростей

1. Любое переключение скоростей должно происходить в движении, т.е. педали должны крутиться. Причем при переключении на передних шестеренках педали нужно крутить плавно, без усилия, чтобы цепь стала на соседнюю звезду с меньшим усилием. На них разница между зубьями соседних звезд более 10. На задних звездах кассеты перепад количества звезд не такой большой и поэтому там цепь перебрасывается спокойней.
2. Переключение на новую передачу должно быть бесшумным. Если Вы слышите неприятный металлический скрежет, значит, Вы выбрали неправильное соотношение звезд и, в итоге, цепь перекосилась, или трансмиссия велосипеда настроена неправильно.
3. Переключаться нужно заранее, не на самом подъеме или спуске, а перед ним.
4. Если нужно переключиться на несколько передач сразу – то лучше это делать поэтапно, по одной
5. Нельзя переключать одновременно передние и задние переключатели – может заклинить цепь.
6. Не переключайте передачи при неподвижном велосипеде – так можно сломать рамку переднего или лапку заднего переключателя. Более подробно, почему этого нельзя делать описано в статье » Почему нельзя переключать передачи на велосипеде стоя на месте «

Придерживайтесь этих простых принципов и правил, держите цепь смазанной, переключатели чистыми и путешествуйте на велосипеде в свое удовольствие.

И в заключении, хочется сказать вот еще что.

Существует всего два типа систем для переключения передач. Систему, основанную на звездах мы рассмотрели в этой статье.

Второй вариант — это использование планетарной втулки на заднем колесе. Она обладает как рядом преимуществ, так и некоторыми недостатками, о которых описано в другой статье и почитать об этом можно в ней.

Видео по переключению скоростей

Переключатель скоростей

Переключатель скоростей — часть трансмиссии, предназначенная для изменения частоты вращения и крутящего момента. Переключение передач управляется ручкой переключения.

В простейшем случае велосипед имеет фиксированную передачу, однако при вращении педалей максимальную мощность человек развивает в достаточно узком диапазоне частот вращения(80-100 полных оборотов в минуту). Переключение скоростей изменяет передаточное число и позволяет получать оптимальные частоты вращения педалей(каденс) на разных скоростях движения велосипеда, поэтому многие велосипеды оборудованы такими механизмами переключения.

Составные части трансмиссии

Трансмиссия велосипеда состоит из таких составляющих:
Кассета. Это находящаяся на колесе и прикрепляющаяся к нему с помощью втулки часть трансмиссии. Она состоит из одной шестеренки или из двух-трех разных по размеру шестеренок. Их также называют «звездами».

Еще одна часть трансмиссии – «система» (также называется цепной привод). В нее входят, кроме кассет (это звезды или шестерни), каретки, на которых и вращаются подвижные части — шатуны и цепи. Последние связывают все элементы в одну систему. Цепи устроены таким образом, что передают усилие для прокручивания колес с эффективностью до 98%.

Цепи для велосипедов могут быть разной ширины и иметь большее или меньшее расстояние между узлами (спинами), то есть между теми местами, вокруг которых происходит поворот участков цепи при ее движении и которые скрепляют звенья.

Переключатель скоростей (передач) задний. Выполняет не только функцию переключения передач, но и регулирует натяжение цепи (поддерживает ее во время переключений). Изменение передачи осуществляется путем перевода цепи с одной звездочки на другую.

Переключатель передний. Еще один переключатель скоростей (но без функции регулировки натяжения). Передний переключатель есть только на тех велосипедах, у которых впереди две и более звездочки. Устройство изменяет несколько параметров: частоту вращения педалей, угловую скорость, а также крутящий момент велосипедного колеса.

Шифтеры (манетки переключения). Это специальные рычаги, с помощью которых (также в этом участвуют тросики) велосипедист регулирует переключение передач. Они обычно крепятся на руле, справа и слева от него. Тросики находятся в своеобразных защитных приспособлениях — в рубашках — жестких трубках, которые присоединяются прямо к раме велика.

Особенности работы переключателей и их совместимость

Для полного описания трансмиссии хотелось бы отметить различные особенности отдельных компонентов. Системы, цепи и кассеты у всех производителей взаимозаменяемы, если они предназначены для работы по одной схеме (7, 8, 9 или 10 скоростей в кассете). Так, можно поставить ведущую звезду одного производителя на шатуны системы другого производителя, а кассету и цепь использовать от третьего. Переключатели, как передние, так и задние, работают с соответствующими цепями, кассетами и системами всех производителей. Тонкость выбора переключателей заключается лишь в том, что сам переключатель и его манетка, за редким исключением, должны быть одной фирмы. Это обусловлено тем, что, например Sram и Shimano, применяют разные передаточные отношения натяжения тросика 1:1 и 2:1. Поэтому нельзя использовать задний переключатель Deore ХТ и манетку X9. Манетки бывают двух типов: триггеры (переключение происходит при нажатии на рычаги) и поворотные (переключение происходит поворотом ручки переключателя).

Передние переключатели различаются диаметром подседельной трубы, на которую они крепятся. Крепление переднего переключателя еще может быть стандарта E-type или под каретку. Часто в комплекте с новым передним переключателем идет ещё и проставка под меньший диаметр. Хомут крепления может быть нижний и верхний относительно самого механизма переключения. Для некоторых рам можно применять только переключатель с определенным креплением. Кроме того переключатели бывают с верхней и нижней тягой, это зависит от того, с какой стороны подходит к переключателю тросик. Так как прокладка тросика зависит от рамы, стоит обращать внимание и на это. Хорошие модели передних переключателей умеют работать как с верхней, так и с нижней тягой.

Задние переключатели выпускаются с разной длиной лапки: короткая, средняя и длинная. Короткая лапка предназначена в основном для работы с кассетами типа 11-26, в то время как кассеты 11-34 требуют длинную лапку, чтобы цепь можно было забросить на большую звезду в 34 зуба. Более короткая лапка, естественно, компактней, и при экстремальном применении переключателем труднее задеть ветку или камень.

Внутренняя конструкция

Мы взяли Pinion P1.18 как самую сложную коробку из всей линейки Pinion. В остальных коробках всё так же, только с меньшим количеством зубчатых шестерней.

Сравните P1.18 и P1.9

Как видно внутри банально уменьшили количество пар шестерней и изменили размеры некоторых из них для более ровного разброса между передачами.

Но перейдем ко внутренней конструкции. Вот вам небольшая схемка, благодаря которой будет гораздо проще ориентироваться в строении коробки:

• Зелёной стрелкой отмечен первичный вал, на него усилия передаются с ваших педалей.
• Красной стрелкой отмечен вторичный вал, внутри него творится вся магия.
• Зеленый прямоугольник показывает 6 зубчатых шестерней, жестко зафиксированных на первичном валу.
• Красный прямоугольник показывает 3 зубчатых шестерни, через которые насквозь проходит первичный вал. Никакой сцепки между ними и валом нет, а фиксируются они в самом корпусе коробки через промподшипник. С этими шестернями в жесткой сцепке находится ведущая звезда, передающая момент вращения на заднее колесо велосипеда (на схеме отсутствует).
• Фиолетовый прямоугольник указывает на 6 шестерней, благодаря которым вращение передаётся от первичного (зеленого) вала ко вторичному (красному) валу.
• Оранжевый прямоугольник указывает на 3 шестерни, через которые вращение от вторичного (красного) вала передаётся на 3 шестерни (выделены красным прямоугольником) и ведущую звезду соответственно.

Пока ещё выглядит мутно, но сейчас мы проясним картину. На вторичном (красном) валу у вас есть 3 оранжевых шестерни и 6 фиолетовых шестерней. Методика выбора передач примерно такая же, как и в классическом цепном приводе с кассетой. 3 оранжевых шестерни эквивалентны 3-м звёздам на шатунах спереди, а 6 фиолетовых шестерней эквивалентны 6-ти звёздам в кассете на заднем колесе. Дальше простая арифметика, 3*6 = 18 скоростей. Отличие лишь в том, что 2 соседние фиолетовые шестерни отвечают не за соседние передачи, как с кассетой, а оптимизированы по размеру, поэтому разбросаны по валу. Это сделано, чтобы добиться компактности механизма в целом.

И самой главной деталью, которая делает всю эту «магию» с выбором передачи внутри коробки Pinion является такой-себе «храповик» вторичного вала. На фото ниже вы видите вторичный вал в сборе, сам «храповик» в сборе и разобранный храповик с «собачками» и «распредвалом» (находятся не в фокусе).

В статье на Pinkbike.com, где у авторов Pinion брали интервью, по поводу устройства храповика пошутили, мол «Если вы понимаете, как он устроен, то возможно вам стоит обратиться к ребятам из Pinion и они возьмут вас к себе на работу».

Переключая передачи, внутри корпуса храповика вы вращаете небольшой «распредвал» (тот самый, что был не в фокусе), который выталкивает определенные собачки для фиксации определенных шестерней. На фото ниже видно 3 отверстия под собачки, а шестеренок у на валу нас 9, следовательно 9 собачек во всей тушке храповика. Собачки равномерно распределены по корпусу храповика, угол между двумя соседними собачками составляет 120 о .

Дальше принцип, как и в обычной втулке. Эти собачки дополнительно подпружинены, чтобы работал сам храповой механизм, а на шестернях вторичного (красного) вала присутствуют пазы для собачек, в которые собачки упираются, когда вы вращаете педали.

Переключая скорость, вы активируете 2 собачки. Одна из «оранжевой» группы, вторая из «фиолетовой». Остальные шестерни со вторичного вала свободно вращаются вокруг него, ничем не фиксируясь (если бы было иначе, то вращения бы не происходило). Вот в принципе и вся хитрость коробки передач.

Возможно, кому-то покажется, что одной собачки на 1 шестерню маловато, но размер у них приличный, да и нагрузки получаются не такими, как в классической конструкции с барабаном.

На видео работа выглядит весьма завораживающе, конечно в реальных условиях этого не видно, всё скрывает кожух:

Надеемся статья показалась вам полезной, интересной и познавательной, а также поможет вам чуть лучше разбираться в устройстве коробок Pinion. Если вам что-то интересно, то не стесняйтесь задавать вопросы в комментариях. А мы обещаем продолжать вас радовать подобными техническими статьями. До новых встреч!

Для читателей нашего блога действует скидка 10% по промокоду blog-BB30 на все товары , представленные в нашем магазине