Autoparts-remix.ru

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

Велосипед с задней планетарной втулкой

Велосипед с задней планетарной втулкой

Передний переключатель, задний переключатель, «петух», кассета. Человека, решившего купить себе велосипед, обилие новых терминов, порой, вгоняет в ступор. А уж если «продвинутый» продавец в веломагазине раскроет перед обалдевшим покупателем страшную тайну постоянного обслуживания многоскоростного велосипеда – настроек переключателей, мойки и смазки цепи, замены изношенных деталей привода – то бедолага, поразмыслив, может вообще отказаться от покупки столь сложного агрегата, либо предпочесть ему старый добрый дорожный лисапед с одной-единственной передачей…

Между тем, есть решение, сочетающее в себе удобство многоскоростного велосипеда с простотой обслуживания односкоростного. Это – планетарная втулка. Суть ее в том, что в самом корпусе втулки заднего велосипедного колеса помещается планетарный шестеренный механизм переключения передач.

ВЕЛОСИПЕД С ПЛАНЕТАРНОЙ ВТУЛКОЙ ВЫГЛЯДИТ КАК ОДНОСКОРОСТНОЙ, НО…

Кстати, этот механизм ставится на велосипеды с начала ХХ века (первые 2-скоростные планетарные втулки были произведены фирмой Sturmey-Archer в 1902 году). С тех пор «планетарки» пользуются большой популярностью в Европе – большинство велосипедов класса «комфорт», продающихся в европейских странах, оснащены именно планетарными втулками.

На сегодняшний день самыми распространенными являются планетарные втулки гигантов велоиндустрии SHIMANO (3-, 7- и 8-скоростные) и SRAM (3-, 5-, 7- и 9-скоростные). «Рекордсменом» по числу передач – 14 – является втулка, выпускаемая немецкой компанией ROHLOFF, правда, стоит она одна, как хороший велосипед.

Планетарные втулки выпускаются как под ободные тормоза, так и под дисковые/роллерные. Кроме того, существуют втулки со встроенным ножным тормозом – таким, как на односкоростных дорожных велосипедах – где торможение осуществляется вращением педалей назад.

ВТУЛКА SHIMANO NEXUS INTER 8 СО ВСТРОЕННЫМ НОЖНЫМ ТОРМОЗОМ

Какие же преимущества у планетарного механизма перед традиционным ныне параллелограммным переключателем, и какие недостатки?

ПРЕИМУЩЕСТВА:
1. Планетарная трансмиссия – практически необслуживаемая, единственная регулировка – подтяжка тросика в процессе эксплуатации;
2. Ресурс планетарных втулок огромен – при правильной эксплуатации это десятки тысяч километров. Кроме того, в приводе используются толстые цепи и звездочки (как в односкоростных велосипедах). Их ресурс также во много раз превышает срок службы аналогичных компонентов велосипедов с параллелограммным переключателем;
3. В планетарной втулке передачи можно переключать, стоя на месте, и с любой на любую (не обязательно на соседнюю). Это очень важно при езде в городе, где переключаться приходится часто, и не всегда удается переключиться заблаговременно.

НЕДОСТАТКИ:
1. Большая, по сравнению с обычными втулками, масса. Для спорта это, безусловно, критично. Для прогулочного катания и туризма – не столь существенно;
2. Большее, опять же по сравнению с обычными втулками, внутреннее трение – все-таки шестеренная передача. Но, как и в п. 1, это будет заметно лишь на гоночных трассах, где решают доли секунды…
3. Ремонт «планетарок», в случае поломки (что, правда, бывает крайне редко), может осуществить только квалифицированный специалист.

Многие, кто приценивался к велосипедам с планетарной трансмиссией, записали бы в недостатки их высокую стоимость. Однако, с этим можно поспорить. По сравнению с дешевыми китайскими «творениями», цена таких велосипедов высока. Если же рассматривать велосипеды, на которых можно кататься, не опасаясь, что у него вдруг что-то отвалится, то окажется, что стоимость велосипедов с планетарной втулкой вполне конкурентна. Не стоит забывать и о том, что планетарные механизмы изготавливаются только уважаемыми фирмами с многолетней историей; «на коленке», на маленьком китайском заводике такое произвести просто не в состоянии…

ПЛАНЕТАРНАЯ ВТУЛКА SRAM i-MOTION 9 «НА ПРОСВЕТ» – ПРОДУКТ «ВЫСОКИХ ТЕХНОЛОГИЙ»

Второй вопрос, который волнует потенциальных покупателей планетарных втулок – о количестве передач: «А почему это их так мало? Вот у «обычных» велосипедов – 21, 24, 27. Тут же – 7, 8… да и 14 маловато…»

Постараюсь объяснить: У велосипеда с «обычными» параллелограммными переключателями (передним и задним) общее количество передач – это количество звезд «системы» (передних), умноженное на количество звезд кассеты (задних). Например: 3 передних Х 9 задних = 27. На деле же используются далеко не все эти комбинации. Чтобы избежать перекосов цепи, обычно пользуются только следующими: 1х1,2,3, 2х2,3,4,5,6,7,8, 3х7,8,9, итого – 13 передач. Если же учесть, что некоторые передачи имеют очень близкие друг к другу передаточные отношение (практически дублируют друг друга, т. н. «двойные» передачи), то эффективное количество передач получается и того меньше. В планетарном же механизме все заявленные передачи – эффективные, т. е. реально работающие.

В России велосипедов с планетарными втулками гораздо меньше, чем в Европе. На мой взгляд, причина тут, скорее, историческая – в СССР планетарные втулки не выпускались никогда. И вот почему:
– «планетарки» очень сложны как в изготовлении, так и в ремонте. Вряд ли Госплан дал бы какому-либо заводу добро на строительство дорогущего цеха по выпуску планетарных механизмов для нужд любителей покататься с комфортом. Да и при том, мягко выражаясь, посредственном качестве производства велосипедов, которое сполна ощутили владельцы «Туристов» и «Спутников», хозяева велосипедов с планетарными втулками просто замучились бы с их ремонтом…
– в СССР во главу угла всегда ставился большой спорт, и велосипедизм тут – не исключение. А в велоспорте планетарные втулки не прижились в силу их большой массы…

В наше же время многие велоторговые фирмы просто боятся ввозить из-за рубежа в общем-то не дешевые велосипеды, рассчитанные не на «профи», готовых выложить «кругленькую» сумму за гоночный болид, а на любителей. Последние же, не задумываясь о последствиях приобретения заведомо некачественной вещи, часто покупают «пародию на велосипед» в ближайшем супермаркете…

Читать еще:  Консультация по совершенному дтп

Но времена меняются, все больше любителей велосипеда понимают, что к выбору «двухколесного друга» надо подходить серьезно, что настоящее удовольствие от катания принесет только надежная, простая в эксплуатации и неприхотливая техника – и количество велосипедов с планетарными втулками на наших дорогах постоянно растет.

Преимущества и недостатки планетарных втулок — все за и против

Давайте в этой статье рассмотрим все за и против касательно использования планетарных втулок, собрав отдельно все преимущества и недоставки в сравнении с классическими переключателями скоростей.

Преимущества планетарной втулки:

    Из-за герметичности системы планетарная втулка требует меньше обслуживания. Для лучшего понимания этого вопроса давайте разделим всю трансмиссию на две главных части. К первой части отнесём саму планетарную втулку, а ко второй — привод, состоящий из цепи, передней звёздочки и задней звёздочки, установленной с правой стороны планетарной втулки. В планетарной втулке находятся шестерни, хорошо изолированные от воды и пыли. Изоляция достигается благодаря конструкции планетарного механизма и оболочки втулки. Вторую важную часть трансмиссии, привод, при желании можно обернуть защитой цепи (например, Hebie Chainglider), которая защитит от грязи цепь, заднюю и переднюю звёздочки. Защиту цепи невозможно установить на обычные переключатели скоростей из-за изменения лини цепи при переключении между передними и задними звёздочками.
    Из-за прямой линии цепи, более широких и крепких цепи и звёздочках в сравнении с маленькими 7, 8, 9 или 10 скоростными цепями в отличии от обычной трансмиссии на поддержание планетарной требуется меньше обслуживания и затрат. Широкие и крепкие цепи планетарной трансмиссии созданы для передачи усилий, а не для обеспечения гибкости, такой важной на обычных переключателях скоростей. Другой значительной особенностью, влияющей на обслуживание и эффективность планетарной передачи, является путь прохождения цепи. На планетарной передаче у цепи только два изгиба: вокруг передней и задней звёздочек. На классическом переключателе скоростей цепь изгибается чаще, из-за наличия двух роликовых колёсиков переключателя передач. На этих маленьких колёсиках цепь изгибаться по маленькому радиусу, что создаёт значительное дополнительное трение в цепи, так как трение в цепи обратно пропорционально размеру звёздочки. Это означает, что чем меньше звёздочка, тем выше трение в цепи. С целью сведения технического обслуживания к минимуму трансмиссию можно сделать абсолютно закрытой (например, купить полную защиту цепи Hebie Chaingl />

Фото велосипеда с планетарной втулкой.

Недостатки планетарной втулки:

  • Маленькое общее передаточное отношение. У классических переключателей скоростей общее передаточное отношение в среднем 550%. То есть за один оборот педалей на самой высокой передаче вы проезжаете расстояние в 5,5 раз длиннее, чем на самой низкой передаче. У втулки Shimano Inter 8 общее передаточное отношение составляет 306%, что слишком мало для горной местности. С этой втулкой вам будет не хватать передач для крутых подъёмов или быстрых даунхиллов. Альтернативным вариантом может стать дорогая планетарная втулка Rohloff Speedhub с общим передаточным отношением 526%.
  • Планетарные втулки тяжелее классических переключателей скоростей высокого класса. Это очень важно для спортивных соревнований!
  • Планетарные втулки намного дороже классических переключателей, если сравнивать системы сопоставимого качества. В общем соотношение цены к количеству передач лучше у классических переключателей скоростей. Это существенный минус, если вам приходится часто оставлять велосипед на парковках, где существует риск кражи.
  • Планетарные втулки сложнее классических переключателей скоростей. Обычному человеку трудно разобраться во внутреннем механизме, но обычно нет необходимости разбирать планетарную втулку.
  • По сравнению с обычными переключателями скоростей теряется до 8% эффективности (за исключением Rohloff Speedhub). Эффективность планетарных втулок составляет 92% по сравнению с 98% для обычных переключателей скоростей. Однако эти значения верны для новых или хорошо обслуживаемых переключателей! Внутри трансмиссии велосипеда с планетарной втулкой существует три источника потерь на трение:
    1. Внутри планетарной втулки находятся планетарные шестерёнки, которые одновременно соприкасаются с солнечными шестерёнками и зубчатым колесом. Они отвечает за 4% потерь на трение
    2. Также источником потерь на трение качения служат подшипники планетарных механизмов.
    3. Наконец потери на трение возникают в цепи, но эта также относится и к обычным переключателям скоростей.

    Это самый важный недостаток планетарных втулок, мешающий их спортивному применению. Но если сравнивать потери в планетарных втулках с потерями системы велосипедист плюс велосипед на сопротивление воздуха, то эти потери не заслуживают внимания!

  • Неоднородное распределение веса между передним и задним колесом, что может быть важно для некоторых спортивных применений планетарных втулок (например, в маунтинбайкинге, фрирайде, даунхилле).
  • По сравнению с классическими переключателями скоростей сложнее настроить передаточные числа. Шаги передач обусловлены общим передаточным отношением и их нельзя изменить. Все передачи можно повысить или понизить заменой задней и передней звездочек. Опять же это важный недостаток планетарных втулок для их спортивного применения.
  • Трудоёмкая процедура снятия и установки колеса (за исключением новых втулок i-Motion Sram), связанная с необходимостью обеспечения правильного натяжение цепи. На обычных переключателях скоростей такой проблемы нет.
  • Ограниченный максимальный вращательный момент. Это означает, что на планетарных втулках (за исключением Rohloff Speedhub) нельзя добиться низких передаточных отношений. А значит вам не удастся покорить многие подъёмы.

Классическая система переключения передач.

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.

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.

Планетарная втулка для велосипеда

7 минут Автор: Михаил Скворцов 412

Оптимальная эффективность движения, частота педалирования, скорость и нагрузки на велосипед регулируются при помощи механизма скоростного переключения. В отличие от синглспида, велосипед с несколькими режимами передачи крутящего момента способен подстраиваться под конкретные условия передвижения. «Скоростную» систему используют практически на все типах великов: от городских и трюковых до гоночных и маунти-байков.

К распространенному типу трансмиссии велосипеда относится планетарная втулка, внутри которой расположен шестеренчатый механизм изменения передаточного отношения. Взаимное расположение и зацепление шестерней регулируется переключателем скоростей, который, в свою очередь, приводится ручкой на руле. Принципиальное отличие от «звездочной» трансмиссии позволило такой системе переключения передач неплохо укрепиться в велосипедной среде.

Из чего состоит и как работает планетарная втулка

Устройство планетарных втулок достаточно сложное и напоминает механизм автомобильной коробки передач. Для наглядности покажем стандартную схему для всей планетарной передачи:

Желтым цветом изображена солнечная шестерня. «Солнышко» жестко закреплено на оси заднего колеса велосипеда. Именно с ней зацепляются обозначенные синим цветом планетарные шестеренки. Для их фиксации используется «водило» (зеленый цвет). Эта деталь не позволяет сателлитам – так иначе можно называть планетарные шестерни – разъезжаться и сцепляться друг с другом, а также определяет их направление движения.

Довершает механизм эпициклическая шестерня, которая вращается за счет педалирования. На рисунке она показана красным цветом.

Звездочка сопрягается с механизмом втулки с помощью шлицевого привода, исполнительного механизма втулки. При изменении передачи он изменяет скорость вращения водила относительно кольцевой шестерни, благодаря чему и достигается подстройка велосипеда под угол направления дороги и регулируется его скорость.

Интересная особенность такого типа механизма – это работа в качестве редуктора. Солнечная шестерня играет роль неподвижного элемента, эпицикл – ведомого элемента цепи, водило замыкается на корпус втулки. Для примера рассмотрим, как работает механизм планетарной передачи на простой трехскоростной планетарке:

  • Пониженная передача. Кольцевая шестерня опережает водило за счет его зацепления корпуса планетарной втулки. Передаточное отношение меньше единицы и составляет 0.733.
  • Главная передача. Крутящий момент с эпицикла передается на втулку за счет зацепления ее с планетаркой. Иначе говоря, со втулкой соединено не водило, как на первой передаче, а звездочная шестерня. Что происходит при этом? Втулка вращается быстрее водила, а для достижения максимальной скорости понадобится больше усилий по сравнению с пониженной передачей.
  • Передаточное число повышенной, или третьей, передачи больше единицы, и для трехскоростных велосипедов оно составляет 1.364. Направление движения водила и втулки противоположны, благодаря чему достигается ее ускорение по сравнению с главной передачей.
  • Для планетарных втулок с 5, 7 и т.д. скоростями диапазон передаточных отношений выше, чем у трехскоростной за счет большего количества шестеренчатых механизмов. Принцип работы многоскоростных и простых втулок будет одинаковым. Разница только в том, что у каждой планетарной составляющей будут свои фиксированные (как у 3-х ступенчатой планетарки) значения отношений передач, а в целом у механизма их будет в несколько раз больше.

Производители втулок: плюсы и минусы

Изготовлением планетарных втулок на велосипеды занимается несколько производителей:

Последний занимает лидирующее положение по сложности изобретенного механизма. Втулка этого производителя включает 14 планетарных составляющих. Большое количество передаточных отношений и высокая эффективность смело конкурируют с аналогичными показателями продвинутых звездочных систем переключения скоростей.

Второе место занимает SRAM – его планетарка имеет 12 скоростей, а передаточный диапазон превышает 400%. Shimano – известнейший производитель велозапчастей и скоростных втулок. Его хорошо зарекомендованные втулки с 3, 4, 7 и 8-планетарными механизмами дополнены обновленной версией – 11-скоростной системой переключения скоростей. Sturmey может похвастаться гибридными кассетно-планетарными механизмами, а также другими типами стандартных втулок с тремя, пятью и семью скоростями.

Преимущества использования планетарных втулок

  1. Прямой ход цепи и низкий износ ведущей и ведомой звезд. Снаружи трансмиссия выглядит как у обычного сигнлспида.
  2. Скрытый от внешних воздействий механизм переключения передач отличается высокой долговечностью по сравнению с кассетами и трещотками. Могут быть задействованы все соотношения передач. Об этом смело скажут отзывы от велосипедистов, перешедших со «стандартных» скоростных велосипедов на планетарные.
  3. Нет необходимости постоянно обслуживать устройство, также его сложно нечаянно повредить.

Как и у всего на свете, у втулок с планетарными передачами есть свои «но»:

  1. Невозможность использования в велосипедном гоночном спорте из-за высокого трения и чувствительности шестерней.
  2. Ощутимая прибавка к весу: только некоторые трехскоростные втулки весят чуть меньше килограмма. В движении привес на заднее колесо дает о себе знать.
  3. Ремонт таких механизмов почти невозможен в домашних условиях, да и сервис, где ремонтируют планетарные втулки, нечасто можно встретить. Одноразовость планетарок не позволяет их выгодно привести в рабочее состояние, лучшим вариантом будет установка новой.
  4. Запредельная стоимость. Конечно, она вполне оправдана, однако ставить редуктор с нуля на сигнлспид нет смысла. Гораздо проще купить готовый велосипед с ней.

Как правильно переключать передачи при движении на велосипеде

Нанести вред механизму велосипедного редуктора сложно, но возможно, если систематически неправильно его использовать. При движении на велосипеде с планетаркой есть простое правило: осуществлять переключение передач без педалирования.

Странно? Ничуть. Планетарный механизм имеет сходство с механической КПП машины, а там ведь тоже при переходе с одной передачи на другую газ отпускается. А «газ» для велосипедиста – это кручение педалей.

Переходить с одной передачи на другую нужно немного заранее, и делается это так:

  • Велосипед движется накатом, усилия на педали минимальны.
  • С помощью ручки переключается передача.
  • Через несколько оборотов колес (около 2 секунд) можно педалировать.

Езда в гору сопровождается переходом на пониженную передачу, то есть передаточное отношение должно быть меньше, чем до перехода. На трехскоростных планетарках это просто: перейти на первую передачу. С другими вариантами вполне нормальным будет переключиться, например, с третьей на вторую.

На повышение нужно идти последовательно, то есть сначала первая, затем вторая и так далее. При сбросе скоростей можно перешагивать. В однообразных условиях, где нельзя развить скорость (тротуар с пешеходами, например), лучше применять только главную передачу без переключений.

Велосипеды с планетарными втулками способны преодолевать значительные расстояния без большого количества спусков и подъемов, поэтому их часто можно встретить в больших городах с развитой сетью дорог и населенных пунктах на ровной местности. Такой вариант трансмиссии идеально подойдет тем, кто не хочет постоянно возиться с кассетами и цепями и при этом часто ездят по городу, загородным поселкам и равнинным трассам.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector