Лента новостей | Тренировки | Мат. часть | Обзоры экипировки | Питание и Медицина | Отчеты и интервью

01.01.2012 0:00:00

Каретки и системы


Каретки

Каретка – предназначена для свободного вращения системы передних звезд относительно рамы велосипеда. Для крепления каретки на раме любого велосипеда предусмотрен кареточный стакан. Кареточные стаканы стандартизованы и бывают 68 мм. или 73 мм. для МТБ рам и 68 мм. или 70мм. для рам шоссейных велосипедов. В настоящее время наиболее распространённым является 68-миллиметровый стакан как для шоссейных так и МТБ рам. На современных МТБ рамах стакан приварен не симметрично: на 2,5 мм. смещён в левую сторону (противоположную от звёзд системы) это сделано для возможности крепления переднего переключателя E-type. Резьба в кареточном стакане бывает двух типов: BSA (B.C. 1.37" x 24T) и Italy (M36 x 24T). Последний встречается крайне редко, как правило на старых шоссейных рамах. Стаканы длиной 70 мм. имеют итальянскую резьбу.

Картриджная каретка подбирается по длине корпуса, длине вала и типу резьбы. Есть несколько стандартов длины вала, определяющейся используемой системой и шириной кареточного стакана, 108 мм., 110 мм., 113 мм., 115 мм., 118 мм., 122.5 мм., 127.5 мм. 133 мм. 148 мм. для МТБ и 102 мм., 111 мм., 115,5 мм., 113 мм., ,118 мм., 121 мм., 126 мм. для шоссейных систем. Подходящую длину вала можно определить по спецификациям производителя системы, либо промерять штангенциркулем старую ось от среза до среза и округлить до ближайшего стандартного значения.


Картриджная каретка состоит из двух чашек, двух подшипников, корпуса, оси и системы уплотнителей. Картриджная каретка имеет не разборную конструкцию и эксплуатируется по принципу сносил и выкинул. Исключение составляют каретки Shimano Dura-Ace которые можно разобрать, почистить и заменить смазку.

Рассмотрим устройство и работу наиболее распространённых стандартов кареток и систем, применяемых в современных велосипедах:

 



Квадрат - Самый первый стандарт картриджных кареток, вполне надежный и простой в эксплуатации. Имеет собственный стандарт болта, крепящего шатун. Квадраты разных производителей могут немного отличаться. Так например фирма Campagnolo до сегодняшнего дня использует квадрат как единственный стандарт для картриджных кареток. Кстати квадрат Campagnolo совместим только с родными системами Campagnolo. У остальных производителей каретки стандартные. Под квадрат могут различаться системы: отверстие по разному сориентировано относительно шатуна.













Octalink - относительно новый стандарт, разработанный фирмой Shimano. Существует в двух вариантах: MTB и Road, отличие в длине шлицевой части. Собственный стандарт болта, крепящего шатун. По сравнению с квадратом обеспечивает более высокую жесткость и меньший вес вала каретки. Хотя формально шлицы присутствуют, но на деле они не работают - шатуны все равно садятся на конус. Шатуны под каретки Octalink выпускают Shimano, FSA, Ritchey, Black Spire, Roox и др. Каретки под Octalink выпускает только Shimano.











ISIS - создан Race Face в противовес шимановскому окталинку. Это действительно шлицевой крепеж, придающий высочайшую прочность соединению шатуна и вала каретки. По весу незначительно отличается от Octalink. Стандарт поддерживает также Truvativ, FSA. Собственный стандарт болта, крепящего шатун. ISIS это открытый промышленный стандарт, то есть производители систем и кареток не делают отчислений с каждой единицы продукции держателю патента. Каретки и системы под стандарт ISIS выпускают Controltech, FSA, Gusset, RaceFace, Truvativ, Middleburn и др.











Стандарты ISIS и Octalink между собой никак не совместимы. Шатуны под Octalink нельзя поставить ни на квадрат, ни на ISIS, и наоборот.

Интегрированные каретки/системы

В настоящее время все ведущие производители систем имеют в модельном ряду системы с интегрированной кареткой. Усовершенствования здесь следующие: ось больше не является частью каретки, а наглухо запрессована в левый, либо правый шатун. Подшипники каретки вынесены из кареточного стакана и размещены с наружи, в специальных чашках, вкручиваемых в кареточный стакан. В результате ось увеличенного диаметра d получилась легче и жестче, крепление к шатуну исключает возникновение люфтов, шарикоподшипники (на рисунке изображены перечеркнутыми прямоугольниками) увеличенного диаметра D расположены ближе к точкам приложения нагрузки, уменьшено плече приложения нагрузки A от подшипника до точки приложения силы шатуном. Все это благоприятным образом сказывается на долговечности подшипников. Поскольку для такого типа каретки/системы открытый стандарт не разработан каждый производитель использует свой стандарт. В результате каретки/системы между производителями практически не взаимозаменяемы. Но это не представляет большой проблемы, так как каретка как правило поставляется вместе с системой. Для адаптации кареток по ширине к кареточному стакану в комплект поставки входят регулировочные кольца.


С устройством интегрированной системы можно познакомиться на примере четырех наиболее известных у нас брендов:

Shimano Hollotech II

 

Первыми осмелились на создание серийной интегрированной системы японцы. Ось неразъемно соединена с правым шатуном. Левый шатун надевается на ось двумя фиксациями: пластиковая винт-шайба поджимает шатун в осевом направлении, а два небольших винта стягивают разрезную конструкцию шатуна на оси. Эта система чрезвычайно чувствительна к значению крутящего момента на обоих посадках. Конструктивно ось системы проходит сквозь подшипники через промежуточное звено, выполненное из высокопрочной пластмассы.

FSA Mega EXO

Конструкция от FSA использует два типа крепления шатуна. Первый - аналогичный Шимановскому: разрезной шатун подтягивается торцевым винтом, после чего фиксируется на шлицах двумя стяжными винтиками. Второй метод крепления работает иначе. Здесь монолитный шатун и нет стяжных винтов, фиксация на оси производится путем законтривания натяжного винта специальным стопорящим винтом. Полученная посадка организует самозатягивающую размерную цепь, и, по идее, должна намертво удерживать шатун на оси. Принципиально такая конструкция более безопасна, чем со стяжными винтами, так как нет угрозы их ослабления, разжатия шатуна и проворачивания его на шлицах.

RaceFace X-Type

Интегрированные системы от RaceFace получили название X-Type. X-Type в целом повторяет второй вариант интерфейса от FSA. Отличие лишь в том, что ось запрессована в левый шатун.

Truvativ GXP

 

Система в целом повторяет таковую на RaceFace и FSA (второй вариант). С той лишь разницей, что Truvativ используют шлицы, очень уж похожие на ISIS.

ВВ30

Но даже конструкция интегрированных систем оказалась не идеальной. Стандарт устранил все детские проблемы ISIS и Octalink, был прост в установке и обслуживании, но имеет один серьезный недостаток. Q-фактор, расстояние между точками крепления педалей к шатунам неприлично высок (175-180 мм. для систем с тремя звёздами), на что поступают жалобы от профессиональных спортсменов, испытывающих боли в коленях. Как следствие внешних чашек, изменилась и линия цепи, что создало определенные проблемы при замене и апгрейде старых велосипедов. Инженерами Cannondale был разработан открытый стандарт каретки ВВ 30, который был поддержан многими производителями.



В новом стандарте система шатунов остаётся практически без изменений, за исключением увеличенной до 30 мм. оси, которая вставляется сквозь подшипники и затягивается вторым шатуном. Большие изменения коснулись кареточного стакана: теперь он должен обладать внутренним диаметром под подшипники 41.96 мм. и в нём больше нет резьбы. В него впрессовываются два промышленных подшипника, аналогично тем, что установлены в рулевых колонках. Подобная конструкция чрезвычайно выгодна производителям рам, так как появляется возможность значительно увеличить диаметр у оснований нижней и подседельной труб и нижних перьев, повысив тем самым жесткость конструкции. Также появляются и другие достоинства: универсальность, низкий вес, простота изготовления и обслуживания, и конечно же сниженный Q-фактор.




Типы подшипников

В интегрированных каретках, каретках стандарта ВВ30 и ISIS могут применяться металлические и гибридные керамико-металлические подшипники. Керамико-металлические подшипники отличаются от металлических, тем, что содержат тела качения (шарики), изготовленные из керамических материалов. Главное преимущество керамико-металлических подшипников в том, что они существенно легче, что заметно отражается на конечном весе изделия. Но при этом они существенно дороже. Ресурс каретки как правило не зависит от типа подшипников, а зависит от качества уплотнителей и условий эксплуатации.

Системы

Система предназначена для передачи усилия от педалей к цепи через ведущую звезду.
Конструктивно система для современного МТБ или шоссейного велосипеда состоит из левого и правого шатунов, паука и звёзд, в состав интегрированной системы также входит ось.



 

Шатуны системы могут быть изготовлены из стали, высокопрочного алюминия методом холодной ковки или фрезерованием, либо карбона. Ранее предпринимались попытки изготовления шатунов из титана, но широкого распространения как материал для изготовления систем титан не получил.

Чаще всего профиль шатуна напоминает швеллер, RaceFace изготавливает шатуны с профилем двутавра, Shimano выполняет шатуны пустотелыми. На конце шатуна имеется отверстие с резьбой для крепления педали. 9/16" x 20, причём на правом шатуне — обычная правосторонняя резьба, а на левом - левосторонняя или «обратная». На другом конце шатуна отверстие для крепления на вал каретки либо ось системы.

Длина шатуна измеряется как расстояние от центра оси педали до центра оси системы (каретки). Длина шатуна стандартизована и может быть от 160 мм. до 190 мм. с шагом 5 мм. или 2,5 мм. в середине диапазона, и выбирается под антропометрические данные велосипедиста и стиль езды.

Для передачи усилия от шатуна к звёздам в системе предусмотрен паук. Паук может быть съемным, несъёмным, либо выполнен заодно с шатуном. В системах Middleburn функцию паука может выполнять первая звезда системы. Некоторые производители выпускают системы с функцией измерения мощности, в пауке таких систем располагается датчик измерителя мощности.

В зависимости от конструкции паук может иметь 3, 4 или 5 лапок. И вмещать на себя 1, 2, 3 или даже 4 ведущих звезды. В современных системах для МТБ и шоссейных велосипедов как правило используются 3 или 2 звезды.

Звёзды к системе могут крепиться через специальные болты - бонки – в этом случае при желании звёзды можно поменять, либо неразъемно - звёзды можно поменять только вместе с системой. Сами бонки могут быть выполнены из алюминия или высокопрочной стали. Для крепления ведущих звёзд паук как правило имеет отверстия кратное количеству лапок.

Отверстия для крепления звёзд находятся на окружности определённого диаметра – этот параметра называется BCD и стандартизован.



Для крепления самой маленькой звезды у МТБ систем с количеством зубьев от 20 до 28 отверстия выполнены глухими и с резьбой, BCD составляет 64 мм.

Для крепления средней и внешней звёзд у МТБ систем с количеством зубьев от 30 BCD может составлять 94 мм. или 104 мм. Для Shimano XTR этот параметр составляет 102 или 112 мм. У шоссейных систем BCD для маленькой звезды 74 мм. для крепления звёзд с количеством зубьев 29 м более BCD может быть 94 мм., 110 мм., 130 мм., 144 мм.

 

Ведущие звёзды могут быть изготовлены из алюминия, стали, титана или композитного материала. Наиболее износостойкие это стальные и титановые. Для повышения срока службы и качества работы на зубцы звёзд могут наноситься напыления из низкофрикционных материалов. Для повышения жесткости звёзд Shimano в верхних группах изготавливает внешнюю звезду полой.

Для более равномерного кругового приложения сил ведущие звёзды системы могут выполняться не круглыми, а овальными (т.е. расстояние от центра оси до зубьев звезды переменное). Чаще всего такая звезда на системе только одна так как у овальных звёзд затруднено переключение. Параметры овальных звёзд подбираются под конкретного спортсмена - под его манеру педалирования.


При непреднамеренном сходе цепи с внешней ведущей звезды наружу цепь может заклинить между шатуном и звездой. Такая аварийная ситуация чревата падением, травмами, поломкой элементов трансмиссии велосипеда. Для предотвращения этой довольно неприятной ситуации на внешней звезде предусмотрен предохранительный пин.

Звезды под пятилапый паук могут быть двух типов: А или Б, отличаются взаимным расположением предохранительного пина либо метки и одного из крепёжных отверстий. В одном варианте крепёжное отверстие располагается под шатуном, в другом все крепёжные отверстия открыты.

Типы звёзд А и Б между собой не совместимы.

Для правильного взаимного ориентирования на звёздах системы предусмотрены специальные метки. При установке звёзд их следует совмещать на одной линии и располагать за шатуном.




Для улучшения качества и скорости закидывания цепи с меньшей звезды на большую с внутренней стороны ведущих звёзд предусмотрены специальные выемки и проточки, а также вклёпаны небольшие пины. Для облегчения схода цепи с большей звезды на меньшую зубья звёзд также могут иметь небольшие проточки, развод или пониженный профиль (высоту). Звёзды односкоростных систем, не предназначенных для переключения имеют полный профиль зубьев и не имеют никаких приспособлений для облегчения переключений.









Наборы звёзд для современных МТБ систем в своём большинстве подбираются таким образом, чтобы разница в количестве зубьев между соседними звёздами не превышала 12. Если разница в количестве зубьев между соседними звёздами будет больше 12, то возможна нестабильная работа, соскакивание и закусывание цепи, затрудненное переключение. Для шоссейных систем этот параметр равен 14 зубьев.

С каждым годом всё больше и больше набирают обороты ременные трансмиссии. В случае с ременной трансмиссией на паук вместо ведущих звезд крепится ведущий зубчатый шкив.





Немаловажный параметр систем это Q-фактор (Q-factor):

Q – фактор - расстояние между плоскостями вращения головок шатунов, влияет на нормальную работу суставов и эффективность педалирования. В идеальном случае все три сустава ноги должны работать в плоскости, параллельной плоскости переднего треугольника рамы. На Q - фактор влияет длина оси каретки и форма шатунов. Плюс, если использовать контактные педали, то положение шипа на обуви.

Ещё один немаловажный параметр систем это чейнлайн (Chain Line).
Чейнлайн - расстояние от продольной оси байка до средней звезды системы (для тройных систем) или до усреднного положения звёзд (для двойных систем). Для шоссейных систем чейнлайн составляет 43,5 мм. для двойных систем или 45 мм. для тройных. Для МТБ систем чейнлайн составляет 45,5 мм. для двойных систем или 47,5 мм. для тройных систем, у интегрированных систем чейнлайн равен 50мм. Суть чейнлайна заключается в том, что цепь при работе между звездой спереди и звездой сзади чаще всего имеет перекос, и диапазон этих перекосов должен быть наименьшим, иначе возможно плохое переключение, и износ цепи, звезд, закусывание.




 

Чтобы перекос был минимальным, нужно чтобы центр передних звёзд и центр задних звёзд были на одной линии. Например, если трансмиссия имеет 3 звезды спереди и 9 сзади, то передняя центральная и задняя 5 звезда должны быль на одной линии и при работе 2 х 5 перекос оставит 0мм.

источник

Чтобы оставлять комментарии, Вам необходимо Войти или Зарегистрироваться