Как устроено колесо велосипеда: полезно знать каждому гонщику
Главная » Устройство велосипеда » Как устроено колесо велосипеда: полезно знать каждому гонщику
Для того, чтобы механизм работал без перебоев, важна каждая его деталь. Но есть среди них те, на которые приходятся самые большие нагрузки при эксплуатации. Из всех составных частей велосипеда больше всего достается, разумеется, колесам – им приходится принимать на себя и основную часть веса велосипедиста, и ударные воздействия, без которых не обойтись на неровной дороге.
Какие бывают колеса?
Прежде чем узнать, что включает в себя стандартная схема колеса велосипеда, стоит ознакомиться с общей информацией об этой важнейшей детали.
Колеса различаются по диаметру:
Устройство велосипедного колеса: о каждой детали в подробностях
Велосипедные прогулки, особенно по бездорожью, сопряжены с опасностью поломки. Поэтому для того, чтобы разобраться с причиной неисправности, не лишним будет знать, из чего состоит велосипедное колесо. Оно включает в себя не слишком много деталей, перечень которых легко запомнит даже новичок: втулка, обод, спицы и шина. В этой статье вы сможете найти развернутое описание каждой детали колеса велосипеда.
Втулка – небольшая составная часть, выполняющая очень важную миссию. Крепеж колеса велосипеда к раме выполняется именно с ее помощью. Втулка состоит из оси и пары подшипников, соединяется с ободом благодаря спицам.
Втулки бывают самые разнообразные в зависимости от положения, крепления, материала, из которого они изготовлены и особенностей строения самого велосипеда.
Устройство колеса велосипеда не обходится без такой важной детали, как обод.
Именно его форма определяет то, как выглядит колесо в целом. Обод – это наружная часть колеса, защищенная с внешней стороны шиной.
Ободы делают из стали, алюминия, магния. Самый предпочтительный вариант – обод из алюминия: этот материал легкий, прочный и устойчивый к коррозии. Сталь более ей подвержена, а магний не такой прочный.
В зависимости от того, какие тормоза предусматривает конструкция велосипедного колеса, на ободе может наличествовать или отсутствовать плоскость для прижима тормозных колодок. Она нужна в том случае, если используется тормозная система V-brake.
Высокий обод лучше защищен от искривления наружу или внутрь от центра (такая неисправность называется “яйцо”), а широкий – от искривления вправо или влево от направления движения (неполадка с названием “восьмерка”).
По прочности обод может быть одинарный, двойной, тройной, усиленный. Если позволяет бюджет – выбирайте как минимум двойной обод!
Для того, чтобы при ударе спица не воткнулась в камеру, существует специальная защита – ободная лента. Деталь стоимостью всего двести-триста рублей поможет избежать более существенных затрат на ремонт.
Спицы – важный элемент механизма как заднего, так и переднего колеса велосипеда. Они выполняют сразу несколько функций: обеспечивают крепление втулки на ободе, центрируют колесо, равномерно распределяя нагрузки, и влияют на амортизацию. Спицы бывают стальные, алюминиевые, бронзовые, титановые.
По разновидностям делятся на катаные, тянутые и плоские. Первый вариант – самый простой и дешевый, оптимальный для новичков, второй обойдется дороже по причине превосходства в легкости, а третий – самый дорогой благодаря отличным аэродинамическим характеристикам.
Устройство переднего колеса велосипеда, так же, как и заднего, обязательно включает в себя шину. Она состоит из камеры и покрышки.
Камера необходима для того, чтобы мелкие неровности на дороге стали незаметны. Она состоит из резиновой трубки в форме кольца и ниппеля, через который ее наполняют воздухом.
Покрышка нужна для защиты камеры от острых предметов, которые могут встретиться на дороге, и сцепления колеса с ее поверхностью.
Выбирая рисунок протектора покрышки, ориентируйтесь на условия, в которых предстоит кататься: для грязи, песка, снега подходит “зубастый” протектор, для ровной дороги предпочтительнее гладкий.
втулка, обод, ободная лента, спицы, шина
Вот основные детали, наличие которых предусматривает схема заднего и переднего колес велосипеда. Хоть в целом она одинакова для каждого из них, различия между колесами все-таки существуют. Какие же?
Как устроено заднее колесо скоростного велосипеда: сравниваем с передним
Переднее велосипедное колесо и заднее отличаются друг от друга не только особенностями конструкции, но и нагрузкой, которую каждое из них принимает. Большая часть – свыше половины веса велосипедиста – приходится на заднее колесо. Поэтому конструкция заднего колеса велосипеда предусматривает все эти нюансы: например, втулка, которая крепит его к раме, намного прочнее своей напарницы спереди.
Функции у этих одинаковых, на первый взгляд, деталей тоже разные: устойчивость обеспечивается благодаря переднему колесу, а тяга – заднему.
А отличается ли устройство заднего колеса скоростного велосипеда (дорожного, горного, детского, Стелс) от обычного? Основные детали (шина, спицы, втулка и обод) в наличии у любой из этих разновидностей нашего железного друга, поэтому общая схема заднего колеса скоростного велосипеда ничем не отличается от остальных. А вот каждый конкретный узел уже может иметь какие-то различия в зависимости от выбранного вида.
Вариантов всех этих деталей существует множество, и рассказать о каждом из них в одной статье невозможно. Поэтому, приобретая те или иные запасные детали заднего колеса велосипеда, ориентируйтесь на его модель и характеристики.
Велосипедные обода
Отредактировано: 10.04.2017
В этой статье мы рассмотрим основную часть велосипедного колеса – обод. На рисунке с поперечным сечением колеса это 1. Так же упомянем и об ободной ленте (номер 2 на рисунке), для чего она нужна.
Что такое обод? Согласно Википедии – это наружная часть колеса в виде круга, которая крепится к ступице колеса (втулке) на натянутых спицах.
Обод – это основа колеса и поэтому он должен быть:
Прочность и жесткость.
Обе эти характеристики определяются материалом, из которого сделан обод и формой профиля. Причем профиль даже более важен, чем материал.
Легкость
Насчет легкости. Это важно не только с точки зрение переноса байка велосипедистом, но и с точки зрения езды на нем. Чем легче велосипед – тем проще его разогнать. Причем есть закономерность – грамм веса в колесе требует в два раза больше энергии, чем тот же грамм в раме или других элементах. Это нужно обязательно учитывать.
Из чего изготавливают обода
Обода изготавливают в основном из следующих материалов:
Обода из стали производят уже десятки лет. Процесс давно отлажен, достаточно дешев. Стальные обода имеют плюсы: дешевые, прочные, на них проще исправить «восьмерку» или «яйцо». В тоже время есть и минусы: они тяжелее алюминиевых, более подвержены коррозии. Стальные обода отлично подходят для односкоростных велосипедов, использующих ножные тормоза, но их нельзя использовать для моделей с V-brake тормозами.
Сегодня большинство колес собирают на основе ободов изготовленных из алюминиевых сплавов. Колеса ни их основе легче стальных, а благодаря специальной форме профиля их жесткость даже выше. Для повышения прочности алюминиевые обода проходят еще и термическую обработку, так называемую закалку, а после этого анодирование и покраску, что делает их еще более устойчивыми к коррозии. При всех плюсах и у них есть минус. Алюминиевые колеса – все же дороже стальных.
Изготавливают современные обода методом экструзии. Это когда полу расплавленный металл выдавливают через отверстие, определяющее поперечное сечение обода. Затем полученный профиль изгибается в ровное кольцо и скрепляется при помощи сварки.
Карбоновые обода очень легкие и прочные, но уж очень дороги. Их изготавливают вместе со спицами. На рисунке выше как раз образец такого обода с пятью спицами.
Тип и профиль обода
Как было описано обода в основном изготавливают из стали и алюминия. Жесткость и прочность обода во многом зависит не только от материала, но и от вида профиля, из которого его изготовляют.
Обода бывают одинарные, двойные, тройные.
Одинарные
Одинарные обода изготавливают, в основном, из стали. Это самый простой и дешевый вариант. Их используют на городских велосипедах, не испытывающих сильных ударных нагрузок и предназначенных для спокойной езды или детских моделях. Причем это всегда модели с ножными барабанными тормозами.
Двойные
Двойными они называются потому, что кроме нижней стенки, к которой крепятся спицы, есть еще и вторая перегородка. Именно за счет второй перегородки такие обода имеют высокую прочность и жесткость. Двойные обода устанавливают на большинство байков среднего и высокого класса. Изготавливают их из алюминиевых сплавов, что обеспечивает малый вес и высокие антикоррозийные свойства.
Тройные
Это наиболее прочные, но, в тоже время, и самые тяжелые обода. Встречаются довольно редко. Дополнительная перемычка предназначена для повышения боковой прочности при использовании мощных ободных тормозов. Однако на сегодняшний день такие тормоза все более вытесняются дисковыми тормозами, а для них такие мощные обода не нужны, так как для торможения используется тормозной диск (ротор), а не сдавливание обода. С точки зрения жесткости, такие обода применяются только в экстремальных видах велоспорта, так что они не очень сильно распространены.
Обода для бескамерных покрышек
Существуют еще и специальные обода для бескамерных покрышек.
Первая технология: UST (Universal System Tubeless) универсальная бескамерная система, разработанный в 1999 году французской компанией Mavic.
Высота обода
Если необходим обод с большей прочностью, то применяется высокий профиль. Это значительно повышает его жесткость и прочность «на складывание». Такому колесу менее страшны кочки и ямы на дороге или гоночной трассе.
Чем выше профиль обода, тем лучше он держит фронтальные удары, чем шире обод, тем больше его торсионная жесткость.
Обо да для стрита и фрирайда имеют довольно высокий профиль и ширину. здесь хватает ударов со всех сторон. В стрите и триале чаще используют обода с коробчатым профилем.
Зависимость от типа тормоза
Как Вы уже поняли, тип используемого обода во многом определяется еще и типом тормоза, установленного на велосипеде.
На байках с тормозами типа V-brake ставят алюминиевые обода с ровной боковой стенкой. Причем на дорогих и качественных ободах протачивают специальную канавку, предназначенную для контроля износа боковых стенок. Как только ее не будет видно – обод нужно менять. Например на рисунке изображены высокие двойные алюминиевые обода.
При использовании дисковых тормозов широкие боковые стенки использовать не обязательно, поэтому их делают более узкими. Естественно, обода, предназначенные для использования на велосипедах с дисковыми тормозами, из-за отсутствия тормозных дорожек, не могут использоваться с ободными тормозами, а наоборот можно.
Керамические обода
Плюсы керамических ободов:
Минусы керамических тормозных дорожек:
Сам обод значительно мягче керамического покрытия и постоянно испытывает деформации от нагрузок при катании и перепадов температур. Жесткой керамике такое выдержать сложно и уже через 2-3 года она начинает трескаться и отслаиваться.
Причем, самое обидное, что обод целый и крепкий, а нормально тормозить уже нельзя. Особенно это заметно при частых ударах по колесу и при появлении «восьмерок».
Лучше всего их использовать на асфальте и ровном грунте. Горные каменистые склоны и лесные тропинки керамика может не выдержать.
Пистонирование ободов
Смысл этого термина в следующем. В колесе спицы натягиваются между ободом и втулкой. При этом они работают на натяжение. В месте крепления спицы к ободу накапливается усталость металла, он может трескаться, что приведет к вырыванию спицы.
Для того, чтобы избежать этого используют пистонирование. Каждую спицу устанавливают в специальный стакан в ободе – пистон, который распределяет нагрузку, увеличивая ресурс колеса. Бывают еще и резьбовые пистоны, которые вкручиваются во внешнюю стенку обода, а внутренняя стенка не сверлится вообще.
Правда иногда никакое пистонирование не помогает. На фотографии видно к чему приводит сильное перетягивание спиц и слишком агрессивная езда.
Ободная лента
Ободная лента это резиновая или полимерная лента, защищающая камеру от проколов со стороны обода спицами или острыми концами отверстий для спиц. Так же она позволяет герметизировать обод.
Более подробно о ней можно почитать в соответствующей статье на нашем сайте.
Какую покрышку выбрать на велосипед
Сегодня мы поговорим о такой важной детали велосипеда как покрышка. Правильный ее выбор во многом определяет, как хорошо будет ездить Ваш байк.
На сегодняшний день существуют сотни различных вариантов, предназначенных для езды как по ровному городскому асфальту, так по грязи, горным тропам, льду и снегу.
Каждый тип покрышек разрабатывался и должен применяться для своих дорог. Поэтому основной выбор зависит от типа выбранного велосипеда и по каким дорогам Вы собираетесь ездить.
Рассмотрим сначала строение велосипедной покрышки.
Она состоит из нескольких основных частей:
Покрышки обычно изготовляют из:
Компаунды могут иметь различную жесткость и, как следствие, сцепление с дорогой и износостойкость. Более подробно о жесткости компаундов можно почитать в отдельной статье «Что такое компаунд и жесткость велосипедных покрышек».
Как проверить качество материала, из которого изготовлена покрышка.
Есть простые и надежные методы.
Нужно провести пальцем или ногтем по борту – если на покрышке остался заметный след, значит, она будет быстро изнашиваться при езде по дороге.
На новой резине всегда есть усики. Если за них потянуть, и Вы увидите, что они растянулись хотя-бы в 2 раза (а еще лучше, если в 3-4) и только потом оторвались – значит это хорошая покрышка.
Ну что же, общие понятия о покрышке мы получили. Теперь рассмотрим, какие они бывают, как правильно выбирать и на что она влияет при поездке.
Типы покрышек
Нужно понять одну простую истину – каждый тип предназначен для езды по предназначенной для нее поверхности. И делятся они по типу протектора.
Слики
Название идет от английского Slick, что в переводе означает гладкий, скользкий. На них совсем нет рисунка протектора или он минимален. Предназначены для поездок по ровным городским, шоссейным и хорошо укатанным сухим грунтовым дорогам. На таких дорогах не стоит принципиальный вопрос о сцеплении с поверхностью – оно всегда есть. А вот преимуществом будет то, что слики
Никакие шипы не тормозят покрышку при качении, не тратится дополнительная энергия велосипедиста на преодоление сопротивления трению шипов о поверхность дороги, как на других видах покрышек. Рисунок на них предназначен для отвода воды. Иногда производителя добавляют краситель и получают разноцветные изделия, что придает таким велосипедам дополнительную изюминку.
Учтите, что на сликах будет очень плохо ездить по мягкому грунту и грязи.
Полуслики
Как видно из названия на этих покрышках только половина – слика. Имеют невысокий и «ровный» протектор, а по бокам небольшие шипы. Протектор, равномерно выступая над кордом по всей поверхности покрышки контактирующей с дорогой, обеспечивает хороший накат, а боковые шипы сцепление с мягким грунтом и не дают шине провалиться в него. Предназначены как для езды по сухому и мокрому асфальту, шоссе, укатанной грунтовке, так и по рыхлому, вязкому грунту. Для большинства велосипедистов полуслики – идеальное решение, позволяющее ездить практически везде. Обладают хорошим накатом и сцеплением на сухих и мокрых грунтах и асфальте. Происходит это в связи с тем, что вода выдавливается из контактной площади в пустоты протектора, что делает саму контактную площадь более сухой и цепкой.
При езде на полусликах нужно учитывать, что при резких поворотах уменьшается площадь поверхности колеса, контактирующая с грунтом (колесо как бы приподнимается на боковых шипах) и уменьшается сцепление, увеличивая риск падения. Обычно начинающие велосипедисты довольно быстро начинают «чувствовать поворот».
Для этих покрышек важно правильно подобранное давление. При низком давлении теряются все преимущества. Правильно накаченный полуслик должен по твердой поверхности катиться гладкой частью протектора и только на мягком грунте начинают работать боковые грунтозацепы. При низком давлении покрышка будет расплющена и цеплять за твердую поверхность боковыми грунтозацепами, создавая дополнительное сопротивление и быстрее изнашиваясь. Вообще по поводу того какое давление должно быть в покрышках можно почитать в отдельной статье.
Грязевые
Покрышки с высоким протектором. Сюда обычно объединяют все покрышки с высотой резиновых шипов на протекторе до 10 мм. Грунтозацепы твердые и плотно расположенные. Накат у них плохой, особенно по асфальту, но сцепление с грунтом гораздо лучше, чем на полусликах.
Предназначены для поездок по:
Поездка по асфальту на таких колесах возможна, но не очень удобна. Они шумят, скорость особо не разовьешь, управляемость слабовата.
Зимние или покрышки с высоким грязевым протектором
Их можно разделить на
1. Покрышки с высокими зубьями протектора, но без металлических шипов.
Это покрышки с высотой шипов более 10 мм.
При этом сами шипы расположены не так часто как на предыдущих, что не позволяет сильной грязи и снегу застревать между шипами. Идеальны для поездок по большой грязи, глубокому снегу, проходимым болотам. По асфальту и обычным дорогам – не поездка, а сплошное издевательство над организмом. Ни какого наката, скорости и сцепления. Из-за высоких шипов контактная площадь резко уменьшается, ухудшая еще и управляемость байка. Кстати, кататься на них по льду то же не получиться, для этого нужна шипованная резина. Часто как раз полуслики будут лучше себя чувствовать на льду, так как у них больше контактная поверхность. В общем, это покрышки для «гурманов».
2. Протекторы с металлическими шипами.
Такой протектор самый лучший вариант для поездок по льду, очень плотному снежному насту на укатанных машинами дорогах и при постоянных колебаниях температур в районе нуля. То «плюс», то «минус». При такой температуре дождь или выпадающий снег постоянно подтаивает и подмерзает, образуя ледяную корку на дороге. В некоторых регионах нашей страны это даже достаточно долгий период в течении года.
Сами шипы делают в основном из победитовых сплавов и они бывают заостренные или тупые. Шипы с заостренной верхней частью имеют хорошее сцепление со льдом, а с плоской верхней частью – для езды по грязи.
При поездках по асфальту и плоские и заостренные шипы со временем становятся полукруглые.
Сами шипы ставят на резину в 2, 3 и более рядов.
Для оптимального использования всех плюсов шипованной резины нужно более внимательно подобрать давление в колесах.
Более подробно о сцеплении покрышек с дорогой зимой можно почитать в статье «Как увеличить сцепление колес велосипеда с дорогой зимой на снегу».
Размер и ширина покрышки
Что касается размера покрышки – то тут все понятно. Она берется по размеру обода. А вот на ширине остановимся поподробнее.
От нее зависит накат, сцепление с дорогой и управление на поворотах. 
Чем больше ширина – тем лучше сцепление с дорогой и управление на поворотах, но хуже накат. Обычно полуслики производят с шириной 1,95 дюйма, а у зубастых – ширина начинается чаще всего от 2,1 дюйма. Производители выпускают покрышки разных размеров, и Вы сами должны определяться, что важнее – накат или управляемость.
Учтите так же, что чем шире покрышка, тем она устойчивей, но также и медленней.
На шоссейных моделях ставят узкие покрышки: 18-27 мм или 1 дюйм и уже.
Ширина покрышки указывается производителем сбоку на корде, обычно там же где и диаметр. Например: 26”x2.1” – диаметр 26 дюймов, а ширина – 2,1 дюйма.
Маркировка так же может указываться и в миллиметрах. Например: 700×23 – диаметр 700 мм, а ширина 23 мм.
Более подробно о типах маркировки, размерах и таблице взаимозаменяемости покрышек разных размеров и производителей рассказано в статье «Велосипедные покрышки: размеры, типы маркировки и взаимозаменяемость». О принципах подбора ширины резины в зависимости от ширины обода описано здесь)
Хочется остановиться еще на нескольких моментах
Можно ли ставить разные покрышки на разные колеса?
Вообще-то переднее колесо при управлении велосипедом играет большую роль, чем заднее. Если занос заднего колеса можно компенсировать, хотя бы быстрой опорой на ногу, то при заносе переднего – точно будет падение. У переднего колеса хуже сцепление с дорогой – на него меньше давление веса велосипедиста.
Исходя из вышесказанного, на переднее колесо можно ставить более зубастую резину, чем на заднее. Но это имеет смысл только при поездках на грунте.
Если у Вас городской велосипед или Ваши поездки ограничиваются только обычными дорогами, то это вообще не имеет никакого смысла.
Симметричные и несимметричные протекторы.
Рисунки на протекторе чаще всего бывают симметричными. Но иногда встречаются и специально спроектированными под определенное направление движения. При этом на покрышке обязательно будет указано направление движения колеса. Если такую покрышку неправильно установить, то вместо гребущего эффекта – получится скользящий.
Например, на фотографии ниже показана такая покрышка с указанием стрелкой напрвления вращения колеса после установки на велосипед.
О том как на покрышке указывается направление движения колеса, что еще производитель пишет на велопокрышках, а так же что обозначают другие цифры на ней есть отдельная статья на нашем сайте.
Износ покрышек
Какую камеру выбрать.
Они различаются:
Камеру выбирают однозначно под размер покрышки и диаметр отверстия в ободе для нипеля. Более подробно вопросы, касающиеся велосипедной камеры освещены в отдельной статье на нашем сайте.
Давление в покрышках.
Мы уже немного останавливались на вопросе правильного выбора давления чуть выше при описании полусликов. Хочется отметить, что давление не самый простой и однозначный вопрос. По этой теме на сайте есть отдельная статья «Давление в велосипедных шинах».
Если очень коротко – то можно сказать следующее:
При езде на горном велосипеде по городу и укатанной грунтовке это 3-3,5 атмосферы, при движении по грунту – 2,5-3 атмосферы.
При этом, если Ваш вес более 80-100 кг, смело добавляйте еще 0,5 атмосферы в колеса, следя, чтобы не выйти за максимальное давление, указанное на покрышке.
На дорожном велосипеде – смело накачивайте 3,5-4 атмосферы, опять же, глядя на предельные значения.
Помните, оптимальное давление для себя Вы сможете подобрать, только покатавшись на велосипеде какое-то время. У каждого велосипедиста свой вес и стиль езды. При этом одно и то же давление для одного будет оптимальным, а для кого-то слишком низким или высоким.
Заключение
Исходя из приведенного выше описания типов протекторов, становиться понятно, что основной тип используемых большинством велосипедистов покрышек для езды по городским и грунтовым дорогам – это полуслики и слики. Именно они и стоят на всех типах велосипедов, продаваемых у нас в магазине.