Autoparts-remix.ru

Автомобильный журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Планетарная втулка на велосипед как работает

Что такое планетарная втулка?

Планетарная втулка (internal hub) — это сложная система переключения скоростей для велосипеда. Она более надежная и долговечная, нежели обычная втулка, но очень плохо реагирует на сверхнагрузки, поэтому их не использвуют в соревнованиях или экстремальном катании. Самые продвинутые модели (например некоторые Dutch байки) обладают 7и ступенчатыми планетарными втулками, а на упрощенные ситибайки (или складные) ставят 3х ступенчатые. В таких втулках механизм и звезды находятся в смазке под защитной оболочкой, а сама система напоминает коробку передач автомобиля.

Патент на планетарную втулку датируется 1880м годом. Впервые такие втулки использовали на трехколесных мотоциклах. 1895м американским инженером была изобретена компактная 2х скоростная планетарная втулка, так и не нашедшая успеха на рынке. Уже в начале 20го века количество скоростей увеличилось до 3 (автор — компания Sturmey-Archer). В 1930е годы рынок был полон планетарками, практически на каждом велосипеде стояла такая втулка (особенной популярности они пользовались в Великобритании, Голландии, Германии, Скандинавии). Позже появились переключатели скоростей и кассеты, устанавливаемые на втулки. Благодаря свое дешевизне и неприхотливостью такая система вскоре вытеснила планетарные втулки.

Компания Sturmey-Archer (одни из основных производителей планетарок, разработала 3- и 5- скоростные системы ещ в 1987, в то время как Shimano только закончили работу над 3х скоростными втулками. В последнее время они вновь начали обретать популярность и все больше компаний выпускают на рынок планетарные втулки. Основными из них являются Sturmey-Archer, Rohloff, Shimano, Sram (с купленной в 2001м Fichtel & Sachs), Bendix (выпускала втулки с 1950 по 1970 гг) . а также NuVinci с их уникальной системой «CVP» (прочесть про нее можно здесь … ).

Сравним достижения компаний:

  • Sturmey-Archer: 3,5 и 8 ступенчатые втулки
  • SRAM: 3, 5, 7 и 9
  • Shimano: 3, 7, 8 (и обещанная 11и)
  • Rohloff :14и скоростная

Несомнено в этой сфере лидирует компания Rohloff, про их вутлку мы уже писали, прочесть эту статью можно здесь …

Основные элементы:

  • Солнечная шестерня: находится в центре (зеленая на рисунке) — это и есть ось колеса.
  • Водило: жёстко фиксирует друг относительно друга оси нескольких планетарных шестерён (сателлитов) одинакового размера, находящихся в зацеплении с солнечной шестерней (синие).
  • Кольцевая шестерня (эпицикл): внешнее зубчатое колесо, имеющее внутреннее зацепление с планетарными шестернями (красная) — приводится в действие цепью.

Планетарная передача в режиме повышения скорости. Водило (синее) вращается внешним источником. Усилие снимается с солнечной шестерни (зеленая), в то время как кольцевая шестерня (красная) закреплена неподвижно. Красные метки показывают вращение входного вала на 45°.

Преимущества планетарных втулок:

  • Механизм переключения передач полностью спрятан внутри корпуса втулки заднего колеса, что позволяет защитить его от попадания грязи. За счет этого долговечность деталей существенно повышается.
  • Возможно переключение передач даже тогда, когда вы стоите на месте.
  • Используются цепи и звездочки обычной ширины (для односкоростных велосипедов). Цепь постоянно идет прямо. Используются звездочки с высоким профилем зубьев. Все это сказывается на увеличении ресурса цепей и звездочек.
  • Механизм переключения передач и встроенный тормоз в таких системах необслуживаемый, что упрощает эксплуатацию велосипеда.
  • Высокий ресурс втулок, детали которых работают в масляной ванне.

Недостатки:

  • Самый большой недостаток многоскоростных втулок с планетарным механизмом – это их большой вес: такие втулки в два-четыре раза тяжелее обычных задних втулок горного велосипеда. Правда, нужно отметить тот факт, что отпадает необходимость в ряде деталей трансмиссии, например переключателях передач, так что реальная разница в весе не столь велика.
  • Сложный шестеренный механизм имеет достаточно высокое трение, что обуславливает пониженный КПД. Эти свойства стали определяющими для отказа от использования таких втулок на спортивных велосипедах.
  • Планетарные втулки все же не предназначены для работы в экстремальных условиях и, к тому же, они почти неремонтопригодны нигде кроме специализированного велосервиса.

Комбинированные втулки:

Подобные эксперименты провела американская компания SRAM. SRAM DualDrive сочетает в себе внутренний и внешний приводы. Суть его состоит в том, что с трехскоростной планетарной втулкой комбинируется 8- или 9-скоростная кассета и обычный задний переключатель передач. Вся система управляется одной рукой при помощи комбинированной манетки: вращающаяся ручка (gripshift) управляет внешним переключением, а дополнительный рычаг внутренним.

В 2006 году подобная система появилась и у Shimano – Nexave Intego.


Соотношение передач на примере втулки Shimano Alfine:

8 1.615:1
7 1.419:1
6 1.223:1
5 1:1
4 0.851:1
3 0.748:1
2 0.644:1
1 0.527:1

Примерные цены:

  • Shimano Alfine 6000-8000 руб.
  • Shimano Nexus 5000-6000 руб.
  • SRAM i-Motion 15 000 — 20 000 руб.
  • SRAM Spectro 5000 — 6000 руб.
  • Sturmey Archer 2500 — 4000 руб.
  • Rohloff 40 000 — 50 000 руб.
  • NuVinci CVP 15 000 — 20 000 руб.
Читать еще:  Расшифровка популярных кодов ошибок авто renault: описание и фото

Планетарная втулка на велосипед как работает

Выбирая велосипед с несколькими скоростями, покупатель часто сталкивается с многообразием непонятных ему терминов. В этой статье мы попробуем разобраться с вопросами переключения скоростей и «планетарной втулкой».

В настоящее время существует два вида переключения передач: классическая схема с переключателями и планетарная втулка.

ПЛАНЕТАРНАЯ ВТУЛКА

Планетарная втулка — закрытая система переключения скоростей для велосипеда, весь механизм находится внутри задней втулки. Конструкция надёжная и долговечная. В простых планетарных втулках 3 скорости, самые продвинутые модели имеют до 14 передач.

Наибольшую популярность планетарные втулки получили в первой половине 20 века, практически на каждом велосипеде стояла такая втулка (особенной популярности они пользовались в Великобритании, Голландии, Германии, Скандинавии). Однако, появившиеся позже переключатели скоростей и кассеты, вытеснили планетарные втулки, благодаря своей дешевизне и неприхотливости.

У велосипеда с планетарной втулкой отсутствует внешний переключатель — весь механизм переключения спрятан внутри задней втулки, а снаружи лишь одна звезда и цепь. Это самое главное преимущество планетарных втулок — нет лишних деталей, которые так легко повредить при падении. Вся система переключения находится внутри корпуса втулки, надёжно защищена от грязи и внешнего воздействия. Переключения можно производить как под нагрузкой, так и без, поскольку цепь всё время стоит на одних передачах, то нет вероятности её повреждения при переключении. В отличие от классической системы переключения, планетарная втулка совместима с задним ножным тормозом.

Особенность планетарных втулок – более высокая стоимость и более низкая ремонтопригодность, чем у классической системы переключения. Сложный механизм переключения внутри втулки стоит дороже классической системы переключения.

Планетарная втулка надёжна, при правильной эксплуатации ресурс – десятки тысяч километров. В приводе используются толстые цепи и звездочки, их ресурс во много раз превышает срок службы аналогичных компонентов велосипедов с классическим переключателем. Планетарная трансмиссия не требует обслуживания, единственная регулировка – подтяжка тросика в процессе эксплуатации. Однако если что-то сломается в планетарной втулке, то ремонт может обойтись дорого и делать его придется в специализированной мастерской.

Несмотря на большое количество скоростей в самых продвинутых моделях, не для всех видов катания будет достаточно скоростей планетарных втулок. Такая система переключения скоростей подойдет для неспешного, комфортного катания по городу, лесу и паркам. Но если мы говорим про езду в стиле кросс-кантри или более экстремальное катание на велосипеде, то количество скоростей и диапазона передач будет недостаточно.

Стоит отметить и намного больший вес планетарной втулки, если сравнивать с классической системой передач, развесовка велосипеда будет смещена в сторону заднего колеса.

Плюсы

+ большой ресурс при правильной эксплуатации

+ механизм переключения передач полностью закрыт в корпусе втулки, что позволяет защитить его от попадания грязи

+ совместим, как с ручными тормозами, так и с задним ножным тормозом

Минусы

— больший вес по сравнению с классической системой переключения

— сложный ремонт, под силу только квалифицированным специалистам по планетарным втулкам

Если Вам необходим велосипед для спокойного катания по городу и паркам, Вы не гонитесь за количеством передач и хотите иметь надёжный велосипед без лишних деталей и простой в эксплуатации, то планетарная втулка именно то, что Вам надо.

Самый распространённый вариант — это классическая схема переключения с кассетой и переключателями. На задней втулке установлен набор звёздочек, называемых «кассетой», и внешний переключатель, крепящийся к раме через переходник именуемый «петух». В многоскоростных велосипедах (более 7 скоростей), есть также две или три звезды спереди и внешний передний переключатель.

Общее количество передач – это количество звёзд передней системы, умноженное на количество звёзд задней кассеты. Например: 3 передних и 9 задних передач в сумме дают 27 скоростей. Но на самом деле использовать все комбинации нельзя и даже противопоказанно, поскольку приведёт к преждевременному износу и поломке оборудования. Чтобы избежать перекосов цепи, исключив тем самым вероятность поломки, обычно рекомендуют использоваться такие сочетания как: 1х1,2,3, 2х2,3,4,5,6,7,8, 3х7,8,9.

Классическая схема с переключателями самая распространенная и доступная. Можно подобрать подходящую систему или отдельные запасные части. Главный плюс – ее легко ремонтировать при поломке или сделать апгрейд до более продвинутой. Но есть и несколько минусов: задний переключатель крепится с правой стороны рамы и его легко сломать, при неудачном падении велосипеда на правый бок. Также система требовательна к чистоте, поскольку все компоненты открыты, необходимо чистить компоненты и смазывать цепь, дабы исключить её преждевременный износ. Необходимо научиться правильно, переключать передачи – ни в коем случае нельзя переключаться под нагрузкой. Всегда необходимо переключать передачи заранее и в момент переключения необходимо давить на педали не сильно, чтобы избежать разрыва цепи. Данная система переключения не совместима с задним ножным тормозом.

Читать еще:  Каким должен быть хороший велосипед

Если соблюдать правила переключения, держать велосипед в чистоте и своевременно делать необходимое техническое обслуживание, то классическая система переключения будет вас радовать качественной и надёжной работой.

+ большое разнообразие деталей

+ отличная ремонтопригодность (в магазинах всегда большой выбор деталей и починить переключение не составит большого труда), ремонт смогут сделать в любом велосипедном сервисе

— возможно сломать при падении

— необходимость в чистке и уходе

— соблюдение правил переключения (использовать только определённые комбинации и переключение не под нагрузкой)

— несовместимость с задним ножным тормозом

Если Вы выбираете горный велосипед или Вам нужна отличная ремонтопригодность, то выбор один — классическая система переключения скоростей.

Планетарные втулки — что это такое?

Внутреннее переключение передач (многоскоростные планетарные втулки)

В настоящее время большая часть велосипедов оборудована многоскоростными трансмиссиями. Существует два принципиально различных типа механизмов переключения передач, используемых на велосипедах: внешнего и внутреннего переключения передач. Различия заключаются в расположении деталей механизма, которые могут находиться снаружи или внутри задней втулки велосипеда. Узлы внешнего переключения передач вполне привычны для нас. Это блоки ведущих и ведомых звездочек, цепь и переключатели передач, перекидывающих цепь между звездочками с разным количеством зубьев. В этой же статье речь пойдет о механизмах внутреннего переключения передач — internal gears hub, то есть многоскоростных втулках с планетарным механизмом, спрятанным внутри, и лишь оной цепной звездочкой.

Внутреннее переключение передач намного старше внешнего. Пионером в области создания многоскоростных втулок стала английская компания Sturmey-Archer (несколько лет назад она была куплена тайваньской корпорацией SunRace). Первые 2- и 3-скоростные втулки Sturmey-Archer выпустила в 1902 году. В настоящее время выпускаются 3-, 5-, 8-скоростные втулки. Всего на несколько лет отстала немецкая компания Sachs (ныне велосипедное производство продано компании SRAM), выпустившая подобные втулки в 1904 году. Сейчас в производстве находятся 3-, 5-, 7-скоростные втулки (SRAM Spectro). Третий крупный производитель подобной техники — корпорация Shimano с 3-, 7- и 8-скоростными втулками серии Nexus.

Максимальное количество передач, которое достигнуто во втулках с внутренним переключением передач, насколько мне известно — 14 во втулках Speedhub 500/14 фирмы Rohloff. При этом общий диапазон втулки составляет около 600% — показатель хорошего горного велосипеда.

Многоскоростные планетарные втулки часто комбинируются с роллерными или барабанными втулочными тормозами, но есть модификации и без тормозов, рассчитанные на использование с ободными тормозами. У Rohloff есть даже модификация для дисковых тормозов.

Еще один интересный факт — возможность замены цепного привода карданным, что возможно только для односкоростных велосипедов или велосипедов с планетарной втулкой. Несколько компаний уже производят байки с такими, фактически полностью закрытыми и необслуживаемыми, трансмиссиями. Правда, широкого применения они пока не получили.

Преимущества

К преимуществам планетарных втулок можно отнести следующие их свойства:

  • Механизм переключения передач полностью спрятан внутри корпуса втулки заднего колеса, что позволяет защитить его от попадания грязи. За счет этого долговечность деталей существенно повышается.
  • Возможно переключение передач даже тогда, когда вы стоите на месте.
  • Используются цепи и звездочки обычной ширины (для односкоростных велосипедов). Цепь постоянно идет прямо. Используются звездочки с высоким профилем зубьев. Все это сказывается на увеличении ресурса цепей и звездочек.
  • Механизм переключения передач и встроенный тормоз в таких системах необслуживаемый, что упрощает эксплуатацию велосипеда.
  • Высокий ресурс втулок, детали которых работают в масляной ванне.

Недостатки

  • Самый большой недостаток многоскоростных втулок с планетарным механизмом — это их большой вес: такие втулки в два-четыре раза тяжелее обычных задних втулок горного велосипеда. Правда, нужно отметить тот факт, что отпадает необходимость в ряде деталей трансмиссии, например переключателях передач, так что реальная разница в весе не столь велика.
  • Сложный шестеренный механизм имеет достаточно высокое трение, что обуславливает пониженный КПД. Эти свойства стали определяющими для отказа от использования таких втулок на спортивных велосипедах. Планетарные втулки все же не предназначены для работы в экстремальных условиях и, к тому же, они почти неремонтопригодны нигде кроме специализированного велосервиса.
Читать еще:  Замена передних стоек ниссан альмера классик

Комбинированный привод

Американская компания SRAM помимо оборудования внешнего переключения передач (группы 3.0-X.0 для горных велосипедов) и внутреннего (группы Spectro S7, P5, T3 для городских) выпускает и комбинированные приводы. SRAM DualDrive сочетает в себе внутренний и внешний приводы. Суть его состоит в том, что с трехскоростной планетарной втулкой комбинируется 8- или 9-скоростная кассета и обычный задний переключатель передач. Вся система управляется одной рукой при помощи комбинированной манетки: вращающаяся ручка (gripshift) управляет внешним переключением, а дополнительный рычаг внутренним. В 2006 году подобная система появилась и у Shimano — Nexave Intego.

Область применения

Многоскоростные втулки с внутренним переключением передач сейчас используются исключительно на городских (прогулочных) велосипедах, где не так важен малый вес, низкие потери и надежность привода при интенсивных нагрузках, но желательно простое и редкое обслуживание велосипеда. В Европе планетарные втулки очень популярны, так как велосипеды там активно используются, как транспортные средства для ежедневных поездок. В России количество велосипедов, оборудованных планетарными втулками очень незначительно. Сказывается высокая цена, невозможность ремонта в домашних условиях и даже во многих мастерских и, конечно же, нацеленность многих велосипедистов на модный ныне горный велосипед. Тем не менее, компания Rohloff позиционирует свою четырнадцатискоростную втулку Speedhub 500/14, как альтернатвный вариант трансмиссии для спортивных кросскантрийных велосипедов.

В настоящее время в каталоге Велодрайв есть модель складного велосипеда с планетарной втулкой Stels Pilot 770.

Как работает планетарная втулка велосипеда. Ее плюсы и недостатки

Планетарная втулка велосипеда: особенности работы, плюсы и минусы

В отличие от многоступенчатой кассетной трансмиссии планетарная втулка не имеет разновеликих звёздочек для переключения скоростей. Передачи переключаются при помощи шестерёнок, которые помещены в цилиндрический корпус. По его внутренней поверхности располагаются зубчатые колёса, называемые эпициклами, обращённые выступами к центру втулки. Далее следуют сателлиты, движущиеся вокруг центральных солнечных шестерён. Все три «слоя» имеют между собой надёжную сцепку без люфта, благодаря чему планетарная система служит долго без износа. Смазку для периодического ухода можно купить в нашем магазине, где продаётся все для велосипедов.

Ещё одно удобство планетарной втулки заключается в том, что переключение скоростей можно выполнять без прокручивания педалей: напротив, рекомендуется, чтобы цепь была неподвижна. Это очень напоминает коробку передач в автомобиле, когда перед смещением рычага на новую позицию нужно отпустить сцепление. При этом цепь не перескакивает между звёздами, что исключает вероятность того, что она слетит во время движения.

Как работает «планетарка»

Функционал трансмиссии работает посредством связи задней звёздочки с внешним зубчатым колесом или солнечным через втулку в зависимости от позиции переключателя. Повышение или понижение передачи, осуществляется через обойму сателлитов. Когда требуется понижение, звёздочка проворачивает эпицикл, который при сцеплении с планетарными шестернями заставляет их вращаться вокруг осевых. Для повышения, наоборот, обороты звезды через обойму передаются на внешнее зубчатое колесо.

Достоинства и недостатки планетарного механизма

Основной плюс подобных втулок в том, что они совершенно не боятся грязи и потому не нуждаются в том постоянном уходе, без которого не могут обойтись обычные кассеты из звёзд. Также поклонников данного вида передач привлекает то, что нет никаких лишних деталей — сама втулка, две звёздочки (на педалях и на заднем колесе), цепь и переключатель с гибким тросиком. То есть сломать такую систему будет значительно сложнее, чем кассетную.

Ещё один несомненный плюс — меньший износ цепи. Дело в том, что на стандартной многоступенчатой трансмиссии передача имеет четыре изгиба (вокруг звёздочек и через натяжитель), из-за чего увеличивается нагрузка на звенья. Кроме того, периодически цепь меняет своё положение в плоскости вращения, что также приводит к усиленному трению о зубья и износу. При установке планетарной втулки передача работает только вокруг двух звёздочек без дополнительных изгибов.

К недостаткам можно отнести довольно большой вес, добавляющийся на заднее колесо, хотя при переносе велосипеда через препятствие увеличение нагрузки останется незаметным. Лишняя масса скажется лишь при подъёме на крутой склон. Если привычный вам велосипед имеет большое соотношение каденса (частоты вращения педалей) к оборотам колеса, возможности планетарной системы могут показаться недостаточными. У звёздчатых кассет такое соотношение от самой малой передачи до самой большой даёт около 550%, что означает разницу в пройденном расстоянии. У втулки с сателлитными обоймами процент ниже — около 300 % для механизмов на 8-11 скоростей.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector
×
×