Правильная геометрия велосипеда (байка), собираем байк вместе. Определение геометрии велосипеда Эффект величины рулевого угла

Геометрия велосипеда — углы и размеры — определяет очень многое в поведении велосипеда. От неё зависит устойчивость, управляемость, проходимость (в хорошем смысле), динамика разгона, эффективное торможение, спуск с горы и подъём на оную, прохождение крутых виражей и возможность заниматься крутым экстримом. В стародавние времена геометрия велосипеда жестко и однозначно определялось геометрией рамы. Сейчас это уже не так. Появились подвески, передняя и задняя. А, значит, геометрия велосипеда и поведение байка зависят от характеристик подвесок (ход, жесткость, демпфирование), и от их настройки. Дабы не углубляться в дебри, а просто, окинуть, густой лес, небрежным взглядом знатока, рассмотрим основные моменты.

1. Геометрия велосипеда и угол наклона подседельной трубы

Во многом задаёт посадку байкера и удобство вращения педалей, — если труба торчит вертикально и каретка находится точно под седлом, то педалировать неудобно, некуда девать бедра. А так же определяет развесовку байка, то есть распределение нагрузки, на переднее и на заднее колёсо. Чем меньше угол наклона (он отсчитывается от горизонтали) и чем выше байкер, тем больше нагрузка на заднее колесо и, естественно, меньше на переднее. На крутом подъёме, если байкер сидит в седле, переднее колесо может полностью разгрузиться и потерять контакт с дорогой. И байкер рискует опрокинуться на спину. А на крутых спусках, все с точностью наоборот. Переднее колесо загружается, и чем дальше назад смещён байкер, тем устойчивее велосипед и тем меньше вероятность падения через руль. Считается, что угол наклона подседельной трубы, равный 73° (плюс, минус 1°…2°) обеспечивает правильную, удобную посадку и распределение нагрузки. Этот угол точно подобран для идеального байкера с длиной бедра 32 дюйма (813мм). Для дополнительной корректировки этого угла и подгонки байка к реальным габаритам рейдера (рост, длина рук и ног, …) можно заменить прямой подседельный штырь на изогнутый (Thomson). И, что ещё проще, можно сдвигать седло вперед или назад. При правильно установленном седле, нога в нижнем положении практически полностью распрямляется.

2. Высота каретки

Определяет клиренс велосипеда — зазор между педалью и дорогой, когда шатун опущен вертикально вниз. Слишком малый клиренс не позволяет сильно наклонять байк, при скоростном прохождении поворота — можно зацепиться педалью за камень, кочку, корень, ускоряясь на выходе из виража. Или задеть звездами системы за кочку. Поэтому, байки для разных стилей катания имеют разную высоту каретки над землёй, — для DH и фрирайда каретку поднимают повыше, до 34…36см. В качестве конкретного материала, имеется таблица №1, которую любезно предоставил Алексей Маджуга и, где, на примере велосипедов KONA показано как меняются размеры от назначения байка и стиля катания.

Примечание. В связи с явным прогрессом в устройстве и работе амортизационных вилок и задних амортизаторов и созданием «стабильных платформ», ход амортизаторов увеличился в последние годы и, вполне возможно, увеличится ещё больше.

Кроме того, чем выше расположена каретка, тем выше надо поднимать седло и, тем больше становится высота велосипеда и выше располагается центр тяжести системы байк + байкер. Что, несомненно, влияет на устойчивость и управляемость. На высоком байке проще сохранять равновесие, а при входе в вираж, угол наклона, необходимый для того, что бы скомпенсировать силой тяжести, силу центробежную, возникающую от движения по кругу (радиусу) будет МЕНЬШЕ, чем у низкого байка. Что следует из самой элементарной геометрии. Следовательно, на высоком велосипеде проще гонять по узким лесным синглтрекам и легче его «укладывать» в крутые виражи. То есть, ещё раз, для прохождения виража на данной скорости и по данному радиусу, высокий байк надо наклонять вбок на меньший угол, чем низкий. Но при торможении и спуске, картина получается обратной. На крутых подъёмах, спусках и при резком торможении передним тормозом, высокий велосипед имеет больше шансов потерять равновесие — опрокинутся назад или перевернуться через руль. Что бы уменьшить этот вредный эффект увеличивают базу велосипеда — расстояние между осями колёс. Заодно получают большую мягкость и плавность хода, байк меньше подпрыгивает на колдобинах, корнях и кочках. Но длиннобазный байк обладает большей курсовой устойчивостью и хуже вписывается в крутые виражи, что опять таки, следует из простой геометрии. Для улучшения управляемости и маневренности приходится «играть» с углом наклона рулевой трубы и уменьшать Trail (выкат переднего колеса).

3. Угол наклона рулевой трубы (отсчитывается от горизонтали)

Отметим только следующее. Чем больше этот угол, чем ближе к вертикали стоят перья вилки, тем быстрее разгоняется велосипед и тем лучше вилка отрабатывает мелкие торчки и неровности на дороге. И, наоборот, если угол меньше, а перья вилки расположены более полого (острее) к поверхности, тем хуже динамика и управляемость, но зато вилка легче проглатывает крупные колдобины и кочки и они меньше влияют на движение байка. В кросс-кантри угол рулевой обычно 71…69 градусов, а длина колесной базы — 100…107 см, то в DH — 64…65 градусов и 110…117 см. Смотри таблицу №1. Малый угол наклона передней вилки в сочетании с большой длиной перьев, что характерно для велочопперов, приводит к ухудшению маневренности — эффективности (остроты) управления: увеличению минимального радиуса виража и необходимости поворачивать руль на больший угол.

4. Геометрия велосипеда и передней вилки и Trail (выкат переднего колеса)

Маленький эксперимент. Если поставить правильный велосипед вертикально на оба колеса, держа за раму и наклонить в сторону, то и руль сам повернется в ту же сторону. Причина такого поведения кроется в конструкции передней вилки и рулевой колонки. Именно они определяют взаимное расположение двух важных точек. Точки А — места контакта переднего колеса с дорогой и точки В — пересечения оси рулевой колонки с той же дорогой. Взаимное положение этих точек задает не только направление куда повернётся руль при наклоне велосипеда, но и его курсовую устойчивость, управляемость, строгость управления, стабильность на виражах и многое другое. Все велосипедыможно разделить на два типа: ВА и АВ. Тип АВ — у которого точка контакта переднего колеса с дорогой расположена впереди точки В (рис.№2а). Тип ВА — Точка А лежит позади точки В (рис.№2б).

При наклоне велосипеда типа АВ в одну сторону, его руль будет поворачиваться в другую сторону и по очень ясной причине — точка приложения силы трения А лежит впереди оси вращения колеса В. Велосипед, при повороте «без рук», будет складываться пополам как ширма и с грохотом сыпаться на землю. Совсем иначе реагирует на наклон руль и переднее колесо велосипеда типа ВА, — они будут поворачиваться в сторону наклона велосипеда сами, и безо всяких рук. А при правильных размерах и углах, велосипед будет стремиться вернуться в вертикальное положение точно так, как будто его руль повернули руками — рулю надо только немного помочь, направить его в нужном направлении, и все будет ОК! По этой причине велосипеды типа АВ в магазинах не сыскать.

Теперь о форме передней вилки.

Варианты, изображенные на рис.№3, а) и б), дают нам слишком большое расстояние между точками В и А, что приводит к «сверх устойчивости» велосипеда. Чем больше расстояние между этими точками, тем больше момент силы, поворачивающий переднее колесо и, само собой, руль в сторону наклона велосипеда. Результат понятен, курсовая и вертикальная устойчивость очень хорошая, а управляемость «ниже плинтуса». Поэтому, для уменьшения расстояния между этими точками, вилку на велосипедах изгибают вперед, рис.№3, в). Но, даже если вилка прямая, то меняют её наклон, относительно оси рулевой колонки, или петухи, в которых крепится переднее колесо, смещают вперед. Рис.№4.

Расстояние между осью рулевой колонки и осью втулки переднего колеса, называют по разному, и Rake и Fork Offset, а у нас можно столкнуться с выбегом, смещением или вылетом вилки. Величина вылета вилки R обычно находится в пределах от 30 до 50мм. Зная вылет вилки, угол наклона оси рулевой колонки и реальный диаметр (с учетом толщины и деформации шины) колеса, легко можно подсчитать расстояние между точками А и В. Это расстояние называется Trail или выкат (выбег) переднего колеса, иногда его можно найти в каталогах. Итак, зная Trail, считается коэффициент устойчивости (управляемости) (Ку), который равен: Trail (Т), деленный на сумму, состоящую из длины базы велосипеда (G) плюс Trail (Т), результат деления умножается на 100%. Теперь формула: Ку=(Т/)100% (1), все очень просто. У современных велосипедов Ку лежит в диапазоне от 5% до 7,5% и выбирается обычно значение близкое к границе устойчивости, по весьма прозрачной причине — таким велосипедом легче управлять.

5. Геометрия велосипеда меняется при работе амортизации

В момент торможения, когда байк «клюёт носом» при сжатии амортизационной вилки, база уменьшается, но Trail уменьшается ещё больше, а, следовательно, уменьшается и Ку. Выходит, что при торможении байк становится более управляемым, но и менее устойчивым. То же самое происходит при педалировании стоя, когда байкер приближает корпус к рулю и при спуске со склона, особенно если переднее колесо интенсивно притормаживается.

Если теперь нагрузить тяжелым грузом (симпатичной девушкой) багажник или уменьшить ход задней подвески (поставить более короткий амортизатор) у двухподвеса, то ситуация поменяется прямо на противоположную. Trail увеличится, Ку возрастет, байк станет более устойчивым, но им будет труднее управлять. Это наверняка знакомо многим вело туристам. С хорошо нагруженным багажником, байк прет как танк, особенно если хорошо разогнаться. Но повернуть или проехать по извилистой тропинке на малой скорости, ой как нелегко. Сейчас многие байки для экстрима имеют длинные дропауты задних перьев, которые позволяют сдвигать заднюю ось в широких пределах или ставить колесо меньшего диаметра, не 26, а 24 дюйма. Не удивительно, что при этом меняется устойчивость и управляемость велосипеда. Появились уже первые трейловые байки, геометрию которых можно изменять прямо на ходу в широких пределах. Например, новинка сезона, байк BIONICON EDISON. С помощью промышленного клапана который применяют в устройствах пневмо автоматики и пневмо линий геометрию рамы можно менять на 6 градусов! Угол наклона рулевой трубы 67,5°…73.5°. Угол наклона подседельной трубы 71°…77°. Ход вилки 69мм…147мм, ход задней подвески 142мм при колёсной базе 1056мм. На одном и том же байке теперь можно и катить в кросс-кантрийном стиле и эффектно спускаться с крутого склона.

6. Апгрейд

Замена амортизационной вилки и заднего амортизатора на более длинные или короткие влияет на устойчивость и управляемость байка. Это следует обязательно учитывать.

7. Длина верхней трубы

Длина верхней трубы определяется, как расстояние от оси рулевой трубы до оси подседельного штыря. Это расстояние, вместе с длиной выноса, во многом определяет посадку велосипедиста. И, кроме того, она так же влияет на развесовку велосипеда. Длинная труба способствует разгрузке переднего колеса, — могут начаться проскальзывания при поворотах. Более короткая, — может привести к тому, что колени станут задевать руль при педалировании способом «танцовщица». Любители кросс-кантри выбирают длинную трубу и длинный вынос (100…130мм) для получения низкой, растянутой посадки. Это усложняет прохождение поворота и преодоление сложных участков, но главная борьба, обычно происходит на подъемах. Для скоростного спуска и фрирайда сочетают слегка укороченную верхнюю трубу с коротким выносом. Поэтому на склоне, рейдер сдвигается далеко назад и обеспечивает правильное распределение нагрузки между колёсами. Кроме того, дополнительная загрузка переднего колеса, когда рейдер слегка перемещается вперёд, помогает проходить техничные участки.

8. Наклон верхней трубы

Задает, прежде всего, высоту стендовера — безопасное расстояние от жизненно важных органов байкера до верхней трубы рамы. Это очень важно в экстремальных видах спорта. Кроме того, уменьшается строительная высота рамы и, как следствие, возрастает её жёсткость и прочность, что играет роль в прыжковых дисциплинах и жестком фрирайде. В последнее время заниженная верхняя труба используется в шоссейных и кроссовых велосипедах. Это позволяет уменьшить количество размеров выпускаемых рам и их вес.

9. Длина нижних перьев

Она определяется по линии, параллельной земле, от оси каретки до оси задней втулки. Длина нижних перьев влияет на развесовку и динамику байка. И, неважно, сидит байкер в седле или стоит на педалях, в этом отличие влияния длины перьев на развесовку, от наклона подседельной трубы. Ведь, когда байкер встает с седла, наклон подседельной трубы уже не влияет на распределение нагрузки между колёсами. Короткие перья нагружают заднее колесо и увеличивают его сцепление с грунтом, а также делают задний треугольник более компактным, поджатым и жестким. Байк легче взбирается в гору, быстрее проходит, повороты и разгоняется. У прогулочных велосипедов и турингов база обычно увеличена и задний треугольник растянут. Это ухудшает динамику и требует большей затраты энергии для того, что бы забраться в гору. Но на это приходится идти, что бы разместить на багажнике большой и объемный вело рюкзак (штаны) и не задевать его пятками при вращении педалей.

И ещё пару слов о том, какая геометрия велосипеда подходит для разных стилей катания.
Чем острее байк «заточен» под скоростной спуск и жесткий фрирайд, тем длиннее ход его амортизаторов, острее угол рулевой трубы, больше колесная база и выше кареточный узел. Байк для дерта, имеет укороченную подседельную трубу, заниженный стендовер (расстояние от земли до середины подседельной трубы) и короткий вынос. Это полезно для безопасности и удобства рейдера при выполнении прыжков и трюков и для большей прочности рамы.

06.11.2005 г. Юрий Разин. Геометрия велосипеда.

PS. Выражаю благодарность Алексею Маджуге за ценные советы и рекомендации по особенностям геометрии современных байков

© «Федерация Путешественников» — Геометрия велосипеда

Геометрия рамы велосипеда – параметр, от которого зависит поведение вашего двухколесного байка, его суть, характер, уровень соответствия с вашим ростом и собственными возможностями. Геометрия велосипедных рам складывается из углов, под которыми сварены трубки рамы и длины этих трубок. В своем сочетании они образуют различную высоту кареточного узла (если очень грубо, то высоту ваших ног от земли), могут варьировать распределение массы райдера по осям велосипеда, создают различные углы наклона рулевой колонки, меняя остроту и особенности управления, создают разные длины базы, переднего и заднего треугольника, варьируют высоту велосипеда.

Каждый из перечисленных параметров оказывает непосредственное влияние на все, и выбирая себе велосипед, райдеры часто озадачиваются тем, какую геометрию рамы им следует выбрать. Мы обобщим основные геометрические характеристики велорам, попытаемся рассказать то, на что и как оказывает непосредственное влияние каждая особенность геометрии, и объясним – почему универсальный велосипед с идеальными характеристиками невозможно построить.

Составляющие геометрии рамы

Ростовка рамы привязана к длине трубы подседельного штыря. Размеры M, L, XL, 17, 19, 21 дюйм – все это исходит от ее размера, но если производитель байка серьезный и с умом подходит к проектированию геометрии, то изменение ростовки будет влиять и на другие геометрические характеристики. В хорошей раме плотно взаимосвязана между собой каждая деталь.
На что влияет ростовка? Если велосипед вам велик, то вы упретесь промежностью в верхнюю трубу в месте стэндовера рамы (см.схему), если ростовка мала, то вам придется излишне вытаскивать подседельный штырь, и рама, зачастую, окажется еще и короткой (коленями вы будете задевать руль).

Но этим все не ограничивается. Малая ростовка делает байк более комфортным для исполнения множества трюков, а случае с триалом, минимальный размер подседельной трубы позволяет осуществлять максимально возможные поджатия байка под себя с последующим запрыгиванием на препятствия.

Суть ростовки триальной геометрии в одном кадре

Эффективная длина рамы - величина, зависимая от длины переднего треугольника и наклона подседельного штыря, измеряется от макушки рулевого стакана до подседельного штыря (в горизонтальной плоскости). Если эта величина мала, то велосипед будет хорошо ощущаться на техничных извилистых тропах. Часто такая геометрия соотносится с короткими перьями и в итоге перерастает в очень интересного «коротыша» для техничного катания с максимальной степенью свободы в движениях. Длинные байки, если это достигнуто не смещением массы райдера назад, а увеличением длины верхней трубы переднего треугольника делают посадку удобной для поддержания высоких скоростей и для преодоления апхилл-участков.

Короткая рама для дертджампинга

Угол наклона рулевой колонки - один из явных классификаторов предназначения современного велосипеда.

На велосипедах для даунхилла и лютого фрирайда угол часто заваливается – вилка, словно челюсть бульдога, начинает выпирать вперед относительно рамы. Рулевое управление теряет свою остроту, благодаря чему рулежка становится более стабильной и склонной к прямым траекториям. А это важно при скоростном спуске. Также при заваленном угле рулевой колонки вилка получается повернутой подвижной частью амортизатора в сторону встречающихся препятствий, и как результат, амортизатор начинает эффективно отрабатывать всякие встречающиеся неровности. А обратная сторона медали – потеря остроты управляемости и гасящее КПД размещение вилки. Последнее особенно серьезно чувствуется на подъеме – байк словно упирается колесом в каждый встречающийся камень.

На шоссейных байках наклон вилки минимален (рулевая колонка практически не завалена), чуть больше наклон рулевой на циклокроссовых велосипедах. В кросс-кантрийных геометриях наклон по-прежнему незначителен, но позволяет гармонично сочетать достойный накат и удобство штурма вершин с хоть каким-то контролем велосипеда на спусках. Геометрия AllMountain имеет больший завал рулевой колонки, что делает байк более интересным на спусках с потерей скорости на ровных участках и на проездах апхилл-участков дистанции, на велосипедах для DH подъем в гору потребует огромных растрат энергии впустую, но на самих спусках контроль будет на высоте. В триальных геометриях завал рулевой позволяет получить более длинную базу для удобства продерга на препятствия, но трюки через переднее колесо, ровно как и общий контроль велосипеда уменьшатся.

Угла наклона рулевой колонки не всегда хватает велосипеду для кросс-кантри, превращая спуск в полную зависимость от точного просчета траектории вниз, что видно на этом фото.

Угол наклона подседельного штыря - важный элемент размещения массы райдера по осям велосипеда. Заваленный назад подседельный штырь уводит за собой массу тела, частично разгружая переднее колесо. Как результат, в сочетании с короткой базой это позволяет получить прямую посадку уровня «комфорт», и в сочетании практически со всем остальным – улучшить простоту выдергивания велосипеда. Последнее важно в экстремальных дисциплинах велосипедного спорта.

Если угол подседельного штыря не завален, то масса распределяется по осям байка более равномерно, и как бонусом, райдер получает оптимальное размещение тела относительно кареточного узла (долго работать педалями становится проще).

Высота каретки - это не просто клиренс вашего велосипеда, а высота центра тяжести, влияющего на контроль над конем. Практически везде, кроме триала, производители стремятся каретку занизить (в триале высокая каретка улучшает стабильность велосипеда в стойке на заднем колесе и упрощает процесс исполнения большинства трюков).

У фрирайдных велосипедов высота каретки относительно осей часто стремится к нулю, на кантрийных байках высота отрицательная. Низко расположенные педали проще крутить в гору, тогда как нулевая высота относительно оси дает запас хода прожимающейся на препятствиях вилки.

В велосипедах для стрита и парка ситуация с кареткой неоднозначна. Низкая каретка улучшает стабильность полета, и в целом, имеет право на жизнь в катании на дертах и на парковых AIR-фигурах. С другой же стороны, на низкой каретке невозможно использовать пеги и выполнять некоторые стритовые трюки. Нулевая каретка – популярный вариант в стрите.

Высокая каретка прибавляет устойчивости в триале при стойке на заднем колесе.

Длина задних перьев - важнейший параметр геометрии рамы велосипеда. Чрезмерно короткие перья усложняют подъем на велосипеде в гору и прочность всей конструкции (больше нагрузок в итоге идет на рулевой стакан), но зато дают неплохую управляемость и свободу в исполнении множества трюков. Длинные и умеренно длинные перья открывают производителями невиданное поле для сложнейшей велосипедной инженерии. В них можно заложить моменты качения байка при обработке препятствий, снизить негативную жесткость рамы, улучшив ее показатели комфорта и накатистости. Никогда у хорошего XC-велосипеда не будет слишком коротких перьев, ровно как и у серьезного велосипеда для даунхилла. И никогда у современного велосипеда для фан-райдинга и трюков не будет длинных перьев рамы.

Перья - сложнейший компонент велосипеда. Хорошо спроектированный задний треугольник можно встретить только у достойного уровня рам.

Но я все равно хочу универсальный велосипед!

Золотая середина велосипедного мира – это велосипеды All Mountain. Их геометрии наиболее сбалансированы и такие велосипеды, при должных навыках, позволяют получать удовольствие от катания практически в любых ситуациях. Но следует понимать, что All Mountain уступит во всем более специализированным вариантам.

Универсальные геометрии рам велосипедов существуют, но идеального решения для всех дисциплин найти не получится.

Данный просвет определяется исключительно конструкцией рамы. Хорошо спроектированная рама предполагает установку покрышек определённой ширины(в зависимости от предназначения рамы) и, разумеется, подразумевает наличие некоторого расстояния до крыла во избежание трения.

Исторически все трековые велосипеды изготавливались с минимальными зазорами, поскольку в этом случае используются максимально гладкие и узкие слики . В 1980−х годах шоссейные велосипеды начали заимствовать основные принципы конструкции трековых велосипедов, и в связи с этим впоследствии большинство« гоночных» велосипедов оказались с неоправданно небольшим просветом. Причиной этому являлось всего лишь слепое стремление к стилизации. В своё время, когда подобная дизайнерская болезнь достигла своего пика, велоиндустрия в целом начала приобретать болезненную тенденцию к производству довольно странных велосипедов и деталей. На велосипед с минимальным просветом можно установить клещевой тормоз только с самыми короткими рычагами. В связи с этим многие производители тормозных систем полностью переключились на производство короткорычажных тормозов, и нормальные тормозные системы просто исчезли из продажи. Производители рам и вилок, в свою очередь, подхватили тенденцию и продолжили выпуск продукции с минимальным клиренсом.

Единственный человек, работавший в компании Rivendell, Грант Питерсен(Grant Petersen), заметив нездоровую тенденцию, смог повлиять на возвращение в производство тормозных систем с более длинными рычагами.

Раму с минимальным просветом починить невозможно. Как-то попытаться решить проблему можно лишь установив колёса меньшего диаметра.

Расстояние до педали в повороте

В тот момент, когда велосипедист входит в поворот и совершает наклон в сторону, есть высокая доля вероятности зацепиться педалью за дорожное покрытие. Этот зазор зависит от нескольких параметров:

• Высота каретки
• Длина шатунов Crank length
• Длина педалей

Сочетание всех указанных значений определяет, насколько сильным может быть наклон в повороте, не исключая при этом возможности кручения педалей.

Особенно важным это расстояние является для велосипедов с фиксированным приводом, поскольку подобные системы не имеют свободного хода, и педали крутятся постоянно. Кроме того, при ударе педалью о землю на фиксе, заднее колесо моментально подскакивает вверх, что может привести к падению.

Расстояние от мыска

Есть ещё один важный зазор на велосипеде — от мыска ноги велосипедиста до переднего колеса или крыла.

От геометрии велосипеда (байка) - от размеров и углов - зависят многие параметры поведения велосипеда. Зависит управляемость, устойчивость, динамика разгона, проходимость (в положительном смысле), эффективность торможения, подъём на гору и спуск с горы, возможность заниматься экстремальной ездой и проходить крутые виражи. С давних времен геометрия велосипеда однозначно и жестко определялась геометрией рамы.

На сегодняшний день, это уже не соответствует истине. Появились подвески, задняя и передняя. А, следовательно, геометрия и поведение велосипеда во многом зависят от характеристик подвески (демпфирование, жесткость, ход) и от их настроек. Чтобы не углубляться в дебри, а, всего лишь, окинуть небрежным взором знатока, этот густой лес, перейдем к рассмотрению основных моментов.

КАКИЕ ДОЛЖНЫ БЫТЬ НАКЛОНЫ И УГЛЫ БАЙКА, ВЫБИРАЕМ ПРАВИЛЬНУЮ ГЕОМЕТРИЮ ВЕЛОСИПЕДА

По большей части, задаёт посадку велосипедиста и определяет удобство педалирования. Если труба расположена вертикально и каретка расположена непосредственно под седлом, то осуществлять педалирование неудобно, бедра некуда девать. Еще одним параметром, определяемым наклоном подседельной трубы, является развесовка байка, говоря проще, распределение нагрузки между задним и передним колёсом. Чем угол наклона меньше (его отсчет производится от линии горизонта) и чем выше расположение велосипедиста, тем меньшая нагрузка ложится на переднее колесо и большая на заднее.

При крутом подъёме в гору, если велосипедист сидит в седле, нагрузка на переднее колесо велосипеда может полностью исчезнуть и произойдет потеря контакта с дорогой. А велосипедист, в это время, рискует упасть на спину. При крутых спусках, процесс происходит в обратном порядке. Происходит загрузка переднего колеса, и чем больше велосипедист смещен назад, тем более устойчивое положение занимает велосипед, и, тем самым, уменьшается вероятность упасть через руль.

Принято считать, что если угол, с которым наклонена подседельная труба, равен 73° (с погрешностью 1°…2°), велосипедисту обеспечивается правильная, удобная посадка и правильно распределяется его вес. Это утверждение действительно для идеального велосипедиста, длина бедра которого составляет 813мм (32 дюйма). Чтобы произвести дополнительную корректировку этого угла и подгонку велосипеда к реальным габаритам велосипедиста (длина ног и рук, рост…), можно произвести замену прямого подседельного штыря на выгнутый (Thomson). Или можно сдвинуть седло назад или вперед, что ещё проще. Если седло установлено правильно, в крайнем нижнем положении педали нога должна практически полностью распрямится.

КАКАЯ ДОЛЖНА БЫТЬ ВЫСОТА КАРЕТКИ ВЕЛИКА

Данный параметр определяет клиренс байка - расстояние между дорогой и педалью в тот момент, когда она находится в крайнем нижнем положении. Если клиренс слишком мал, то это не позволит вам сильно наклонить велосипед, тогда во время скоростного прохождения поворота велика вероятность того, что вы зацепитесь педалью за корень, кочку, камень, совершая ускорение при выходе из виража.

По этой причине, у велосипедов, предназначенных для разных способов катания, высота каретки над землёй имеет разную величину. К примеру, для фрирайда и DH каретку поднимают намного выше, чем в дорожниках (примерно 34…36 см). Как наглядный пример, приводитсяТаблица №1 (которую для данной статьи любезно предоставил Маджуга Алексей) в которой, на примере байков KONA, продемонстрировано изменение геометрических размеров в зависимости от стиля катания и назначения байка.

Примечание.По той причине, что в устройстве и работе задних амортизаторов, амортизационных вилок, а так же создании стабильных платформ наблюдается явный прогресс, ход амортизаторов в последние годы существенно увеличился и, велика вероятность того, что, со временем, он увеличится ещё больше.
Помимо этого, если каретка расположена высоко, выше нужно поднимать и седло, соответственно, высота велосипеда увеличивается и центр тяжести подвижной системы «велосипед + велосипедист», поднимается вверх. Нет никаких сомнений в том, что это влияет на управляемость и устойчивость. На высоком велосипеде проще держать равновесие, а при исполнении виража, угол наклона, который призван скомпенсировать при помощи силы тяжести возникающую при круговом движении (по радиусу) центробежную силу, будетБолее малым, чем у велосипеда с низкой кареткой.

Это следует из школьного курса геометрии. Соответственно, на велосипеде с высокой посадкой гораздо легче ездить по лесным синглтрекам и проще укладываться в резкие повороты. Это означает, ещё раз, чтобы пройти вираж с заданной скоростью и по фиксированному радиусу, низкий велосипед нужно наклонить вбок на более чем высокий угол. Однако, при спуске и торможении, все выглядит совершенно наоборот. Во время крутых подъёмов, спусков и при моментальном торможении с помощью переднего тормоза, на велосипеде с высокой посадкой вероятность потери равновесия, падения назад или кувырка через руль, намного увеличивается. Чтобы свести к минимуму этот неприятный эффект, стараются увеличить колесную базу байка - длину от оси переднего колеса до оси заднего.

Одновременно с этим достигается большая плавность и мягкость хода, велосипед меньше подпрыгивает на кочках, колдобинах и корнях. Но велосипед с большой колесной базой имеет большую курсовую устойчивость и хуже входит в крутые виражи, что, опять же, можно понять благодаря школьному курсу геометрии. Чтобы повысить показатели маневренности и управляемости, приходится «крутить» угол наклона рулевой трубы и делать Trail (вынос переднего колеса) меньше.

КАК ИЗМЕНИТСЯ ГЕОМЕТРИЯ БАЙКА ПРИ ЗАМЕНЕ ВИЛКИ

Стоит отметить следующий момент. Чем больше значение этого угла, тем ближе к вертикальной плоскости находятся перья вилки, тем выше скорость разгона велосипеда, и тем более качественно вилка отрабатывает всевозможные мелкие неровности и кочки на дороге. И, соответственно, если угол будет уменьшаться, перья вилки будут становиться более пологими по отношению к поверхности (острее), в следствии, ухудшается управляемость и динамика, но, одновременно с этим, вилка начинает легче переносить крупные кочки и колдобины, и они, в меньшей степени, влияют на движение велосипеда.

Для кросс-кантрийных велосипедов угол рулевой чаще всего от 71 до 69 градусов, а расстояние между осями колес – от 100 до 107 см, а в DH угол равен примерно 64…65 градусов, а длина колесной базы составляет 110…117 см (См. табл. №1). Невысокий наклон передней вилки в паре с длинными перьями, что довольно часто используется в велочопперах, приводит к значительному ухудшению маневренности велосипеда, остроты (эффективности) управления, увеличению минимально-возможного радиуса виража и заставляет поворачивать руль на более высокий угол.

TRAIL (ВЫНОС ПЕРЕДНЕГО КОЛЕСА) И ПАРАМЕТРЫ ПЕРЕДНЕЙ ВИЛКИ ВЕЛОСИПЕДА

Небольшой эксперимент. Если уставить велосипед правильной конфигурации вертикально на два колеса, взять за раму и произвести наклон в сторону, то в ту же сторону должен сам повернуться и руль. Причина этого явления кроется в геометрии рулевой колонки и передней вилки. Именно эти детали определяют расположение пары важных точек между собой. Точки А - точки контакта дороги и переднего колеса, и точки В – точки пересечения оси, проходящей через рулевую колонку, и дороги. Взаимное расположение этих точек определяет не только направление поворота руля во время наклона велосипеда, но и его управляемость, курсовую устойчивость, стабильность при виражах, строгость управления и многое другое. Байки можно условно разделить на два вида: АВ и ВА. Велосипед АВ-типа, это тот, в котором точка касания переднего колеса и дороги располагается впереди точки В(рисунок №2а). Велосипед ВА-типа - тот, в котором точка А находиться позади точки В(рисунок №2б).

Если наклонить велосипед АВ-типа в одну сторону, то руль повернется в противоположную сторону и, по вполне понятной причине, точка А, в которой прикладывается сила трения, будет находиться ближе, чем ось рулевой трубы (точка В). Велосипед, если осуществлять поворот без рук, сложится пополам, как книжка, и со стуком упадет на землю. Совершенно по-другому реагирует на наклон велосипеда переднее колесо и руль велосипеда ВА-типа - они будут клониться в сторону наклона байка сами и без помощи рук.

А при сбалансированных углах и размерах, велосипед будет возвращаться в вертикальное положение именно так, как если бы его руль поворачивали руками, рулю только нужно немного помочь, подправить его в правильном направлении, и все получится просто великолепно! По данной причине байков АВ-типа в магазинах не найти.

ТЕПЕРЬ НЕМНОГО О ГЕОМЕТРИИ ПЕРЕДНЕЙ ВИЛКИ.

Исполнения, которые изображены наРисунке №3, а) и б), дадут нам чрезмерно большое расстояние от точки А до точки В, что вызывает эффект сверх устойчивости байка. Чем длиннее расстояние от одной из этих точек до другой, тем более высокий момент силы, осуществляющей поворот переднего колеса и, естественно, руля в ту же сторону, в которую наклонен велосипед. Результат понятен, вертикальная и курсовая устойчивость достаточно хороши, а управляемость хуже некуда. По этой причине, чтобы уменьшить расстояние между этих точек, вилку на байках изгибают вперед,Рисунок №3, в).

Однако, даже если велосипед оснащен прямой вилкой, то меняется её наклон, по отношению к оси, проходящей сквозь рулевую колонку, или петухи, к которым монтируется переднее колесо, сдвигают вперед.Рисунок №4. Расстояние от оси, проходящей сквозь втулку переднего колеса, до оси рулевой колонки, имеет разные названия, и Fork Offset, и Rake, а у нас иногда можно наткнуться на выбег, смещение или вылет вилки. Значение величины вылета вилки R, чаще всего, укладывается в значение от 30 до 50 миллиметров.

Если вылет вилки, угол оси, проходящей сквозь рулевую колонку, и реальный диаметр (если учитывать толщину и деформацию шины) колеса известны, то с легкостью можно произвести расчет расстояния между точками В и А. Данное расстояние называют Trail-ом или выкатом (выбегом) переднего колеса, случается, что его можно отыскать в каталогах. В итоге, при известном Trail-е, можно рассчитать коэффициент управляемости (устойчивости) (Ку), который равняется: Trail-у (Т), деленному на сумму того же Trail-а и длины колесной базы велосипеда (G), результат проведенных операций умножается на 100%. Посмотрим на формулу: Ку=(Т/)*100%(1), нет ничего сложного. У современных моделей велосипедов Ку находиться в пределах 5 … 7,5 %, и обычно выбирается значение, наиболее приближенное к границе устойчивости. Причина этого достаточно проста - велосипед такой конструкции легче в управлении.

КАК МЕНЯЕТСЯ ГЕОМЕТРИЯ ВЕЛОСИПЕДА ВО ВРЕМЯ РАБОТЫ АМОРТИЗАТОРОВ

В момент, когда происходит торможение и велосипед клюёт носом во время сжатия амортизационной вилки, колесная база уменьшается, но, в то же время, Trail ещё больше уменьшается, а следовательно, становиться меньше и Ку. Получается, что во время торможения, управляемость велосипедов становится больше, но падает устойчивость. Та же ситуация наблюдается и при педалировании стоя, в момент, когда велосипедист приближает корпус ближе к рулю и во время спуска с горки, особенно, если осуществляется интенсивное притормаживание передним колесом.

Теперь, если нагрузить багажник тяжелым грузом (красивой девушкой) или сделать меньше ход заднего амортизатора (установить менее длинный амортизатор) у двухподвеса, то положение изменится на прямо противоположное. Trail станет больше, Ку повысится, велосипед будет более устойчив, но управлять им станет труднее. Это, без сомнений, знакомо большинству вело-туристов. С плотно нагруженным багажником, велосипед едет уверенно, как танк, в особенности, если набран хороший разгон. Но осуществить поворот или проезд по извилистой тропинке с невысокой скоростью, ой как непросто.

Сегодня многие байки, предназначенные для экстрима, оснащены длинными дропаутами задних перьев, дающими возможность в широких пределах сдвинуть заднюю ось или установить колесо, имеющее меньший диаметр, вместо 26-ти - 24 дюйма. Никого не удивит тот факт, что во время этого изменяется управляемость и устойчивость велосипеда.

В продаже уже есть первые трейловые велосипеды, геометрия которых изменяется прямо во время езды, причем в широких пределах. К примеру, новинка сезона, велосипед BIONICON EDISON. При помощи промышленного клапана, применяемого в устройствах пневмолиний и пневмоавтоматики, можно изменить геометрию рамы на 6 градусов! Наклон рулевой трубы – от 67,5° до 73.5°. Наклон подседельной трубы от 71°до 77°. Ход переднего амортизатора от 69 до 147 мм, ход заднего амортизатора 142 мм при учете колёсной базы в 1056 мм. Теперь, на одном велосипеде можно и эффектно съезжать с крутого склона, и катить в стиле кросс-кантри.

Тюнинг байка или как улучшить ездовые качества велосипеда Замена заднего амортизатора и передней амортизационной вилки на более короткие или длинные влияет на управляемость и устойчивость велосипеда. Это обязательно нужно учесть.

Продолжительность верхней трубы - это расстояние от оси подседельного штыря до оси рулевой трубы. Данное расстояние, совместно с длиной выноса, по большей части, определяет посадку велосипедиста. Помимо этого, размер верхней трубы существенно влияет на развесовку байка. Труба большой длины позволяет разгрузить переднее колесо, из-за чего могут возникнуть проскальзывания во время поворотов. Более короткая верхняя труба может стать причиной того, что колени будут цепляться за руль во время педалирования способом танцовщица. Люди, которые предпочитают ездить в стиле кросс-кантри, обычно выбирают трубу подлиннее, с длинным выносом (от 100 до 130мм), чтобы получить низкую, растянутую посадку.

Это затрудняет прохождение крутых поворотов и преодоление затрудненных участков, однако, основная борьба, чаще всего, происходит во время подъемов. Для фрирайда и скоростного спуска используют сочетание слегка укороченной верхней трубы и короткого выноса. Благодаря этому, на склоне велосипедист переносит свой вес далеко назад, тем самым, обеспечивая верное распределение нагрузки на каждое колесо. Помимо этого, дополнительная загруженность переднего колеса, при перемещении велосипедиста слегка вперёд, поможет преодолевать технически сложные участки.

УГОЛ НАКЛОНА ВЕРХНЕЙ ТРУБЫ БАЙКА

Прежде всего, определяет высоту стендовера - расстояние от верхней трубы велосипедной рамы до жизненно необходимых органов велосипедиста. Этот параметр очень важен для экстремальных видов спорта.

Помимо этого, становится меньше строительная высота велосипедной рамы, вследствие чего, еще больше её прочность и жёсткость, что важно для прыжковых дисциплин и жесткого фрирайда. В последнее время стало модным использовать заниженную верхнюю трубу в кроссовых и шоссейных велосипедах. Это дает возможность произвести уменьшение размеров производимых рам и их массы.

ДЛИНА НИЖНИХ ВЕЛОСИПЕДНЫХ ПЕРЬЕВ

Длина нижних перьев определяется по параллельной горизонту линии, от оси задней втулки до оси каретки, длина которых оказывает влияние на динамику велосипеда и его развесовку. Причем, неважно, находится велосипедист в сидячем или стоячем положении, этим и отличается влияние длины нижних перьев на развесовку и влияние, оказываемое наклоном подседельной трубы. Потому что, когда велосипедист встает с седла, угол наклона подседельной трубы перестает влиять на распределение тяжести между колёсами.

Перья небольшой длины повышают нагрузку на заднее колесо и способствуют увеличению его сцепления с дорогой, и, одновременно, делают более компактным, жестким и поджатым задний треугольник. Велосипед легче едет в гору, более быстро преодолевает повороты и шустрее разгоняется. Для турингов и прогулочных велосипедов база, чаще всего, увеличена и растянут задний треугольник. Это делает хуже динамику и заставляет прикладывать больше энергии, чтобы подняться в гору. Но на эти жертвы приходится идти для того, что бы на багажнике разместить объемный и тяжелый вело рюкзак и не цепляться за него пятками во время вращения педалей.

И ещё несколько слов по поводу различия в геометрии велосипедов в соответствии с разными стилями катания.
Чем больше велосипед заточен для скоростного спуска и жесткого фрирайда, тем более длинным будет ход амортизаторов, более острым наклон рулевой трубы, более высоким расположение кареточного узла и длиннее колесная база. Велосипед для дерта выделяется укороченной подседельной трубой, заниженным стендовером (расстоянием от центра подседельной трубы до земли) и коротким выносом. Это обеспечивает безопасность и удобство велосипедиста во время выполнения трюков и прыжков, и более высокую прочность рамы велосипеда.

Благодаря «маркетинговым войнам», за последние несколько лет на рынок вылилось большущее количество различных стандартов кареток. Благо, в основном это касается только дорогих велосипедов, а в бюджетном и среднем ценовом диапазоне всё более-менее ясно.

Алгоритм выбора каретки

Алгоритм выбора любой каретки выглядить прмерно так:

1. Первым делом при выборе каретки вам нужно разобраться с типом крепления шатуна. Совместимость здесь бывает только в рамках одного стандарта.

Cotter Pin - знакомый нам стандарт из советского прошлого. Такая каретка была стандартом для кареток на велосипедах времён СССР. Фиксация шатуна на каретке происходила непосредственно при помощи пина (у нас его называли «пальцем»), который продевался сквозь шатун и проходил через вырез в оси каретки, отсюда и название. Из-за динамических нагрузок пины вечно раскручивались, и шатуны изрядно болтались.

SQR - квадрат (от Англ. square). Наиболее распространенный стандарт для бюджетных решений в данный момент. Раньше во время расцвета МТВ являлся основным стандартом для кареток. Убить шатуны на такой каретке становится слегка труднее, чем предыдущий вариант, однако раскрутившийся кареточный болт может это быстро «исправить».

Octalink - шлицевой стандарт исключительно для шатунов Shimano. Чтобы потребителям не показалось мало существовал в двух версиях Octalink v1 и Octalink v2 с 5мм и 9мм шлицами соответственно.

ISIS Drive - (от Англ. International Spline Interface Standard или Международный Стандарт Интерфейса Шатунов) за счёт больших шлицов и большого диаметра оси каретки увеличивается площадь контакта шатуна с осью, это делает каретку практически не убиваемой. Сама ось полая внутри, что позволяет экономить вес. Стандарт был предложен ещё в 1999 году и был весьма прорывным на тот момент. Его использовали Truvativ, Chris King, Race Face и FSA.

Howitzer - шлицевой стандарт от Truvativ (ныне SRAM), последовавший за ISIS. Первый стандарт, у которого ради увеличения размеров подшипников их сделали «выносными». Встречались каретки и привычном варианте с подшипниками внутри каретки.

Hollowtech II - самый свежий стандарт от Shimano для шатунов с встроенной 24-миллиметровой осью. Сама каретка представляет из себя просто чашки с подшипниками. На такую каретку можно установить любые шатуны с осью 24мм.

Giga X Pipe ( GXP) - аналог Hollowtech II и развитие ISIS Drive теперь уже от SRAM. Отличия лишь в пыльнике ведомой (левой) чашки, который, несмотря на одинаковый диаметр оси в шатунах (24мм), не позволит вам установить эту каретку не любые другие шатуны не от SRAM.

2. С типом крепления каретки в раме дела обстоят чуть проще. Если у вас МТВ, то с большой вероятностью можно сказать, что у вас BSA стандарт. Однако, узнать точно можно будет после демонтажа каретки.

Резьбовые каретки - это каретки, которые вкручиваются непосредственно в раму. Все каретки, приведенные выше являются резьбовыми. Называется стандарт ISO/English/BSC или BSA . Посадочный диаметр 34.6 - 34.9мм. Будьте внимательны! В МТВ используется English версия, где ведущая (правая) чашка имеет левую резьбу . Вариант с одинаковой резьбой называется Italian и используется в ВМХ .

Press- Fit каретки - не имеют резьбы и запрессовываются в раму. Логичным выглядит этот стандарт в карбоновых рамах, где в кареточных узлах нет металлической «вклейки» с резьбой.

Однако, благодаря добрым дядям-маркетологам эти каретки появлялись и на алюминиевых рамах. Например, алюминиевый Specialized Demo 2011 года оснащался данным кареточным узлом. Причём самих кареток на момент выпуска не было, и рама оснащалась пластиковым (!) переходником под каретки BSA . И если владельцев комплитов наличие пластикового переходника между кареткой и рамой волновало чисто теоретически, то покупателям рам такой переходник вручали в довесок. Нужно ли говорить, что переходник требует точной центровки и запрессовывается при помощи специального инструмента и не подлежит перепрессовке?

Самих стандартов кареток для запрессовки целых 8 штук и в них сам черт ногу сломит. BB90/BB95, PF86/92, BB30, BB30A, PF30, BBright, BB386 EVO и T47. Последний стандарт, кстати, использует посадочное место каретки стандарта PF30, но прессуется во время установки сам, благодаря резьбе внутри каретки. Вопрос «Зачем» и Press-Fit идут бок о бок вместе.

Благо, все они в МТВ встречаются достаточно редко, поэтому не будем заострять на них своё внимание.

3. Подходящую ширину каретки определить просто. Измерьте ширину кареточного узла на вашей раме.

Каретки шириной 68/73мм - устанавливаются на большинство МТВ велосипедов. Сами каретки не отличаются абсолютно ничем. Для использования каретки шириной 73мм на раме с кареточным узлом 68мм обычно вам необходимо установить 3 проставочных кольца (если в инструкции каретки не указано другое), 2 на ведущей стороне и 1 на ведомой . 73мм каретка устанавливается с одним проставочным кольцом на ведущей стороне.

Каретки шириной 83мм - обычно устанавливаются в велосипеды для скоростного спуска и фрирайда, то есть там, где нужна большая жесткость конструкции. 83-миллиметровая каретка не совместима с 68/73мм рамами.

4 . Самые простые каретки стандарта Cotter Pin и SQR нередко отличаются по длине вала каретки. Они бывают 110 мм, 113 мм, 118,5 мм, 122,5 мм и 128 мм. Чтобы не прогадать с размером - просто измерьте длину кареточного вала на вашем велосипеде.

5. Даже если у вас стояла каретка на насыпных подшипниках, лучше сменить её не на такую же, а на каретку с промподшипниками. Они не прихотливы и позволят вам не заморачиваться по поводу состояния кареточного узла.

Насыпные подшипники - используются в самых бюджетных каретках. По совместительству самые проблемные, так как требуют постоянной проверки и обслуживания. В противном случае быстро начинают люфтить и разваливаться. Обычно это каретки от ноунейм производителей. Делаются для стандартов Cotter Pin и SQR .

Картриджные подшипники - набор из двух и более промподшипников. Живут долго и крайне неприхотливы в использовании. Производятся всеми, кому не лень, начиная от Neco и заканчивая Shimano. Делаются для стандартов SQR , Octalink и ISIS Drive .

Выносные подшипники - промподшипник увеличенного диаметра, спрятанный внутри выносной чашки каретки. Делаются для стандартов Howitzer, Hollowtech II , и Giga X Pipe ( GXP) . В данный момент это самый распространённый стандарт.

Совместимость

Обратите внимание, что в 99.9% случаев, кроме стандартов Cotter Pin и SQR , даже не смотря на внешнюю схожесть шлицов различные шатуны абсолютно не совместимы между собой. Если хотите заменить один испортившийся шатун, то делайте это в рамках подходящего стандарта, а лучше замените оба .

Итоги

Ввиду засилья патентных войн и битв маркетологов на рынке появилось целая куча стандартов. Старайтесь использовать каретки на промышленных подшипниках, они гораздо живучее и легко устанавливаются. Приобретайте только каретки совместимые с вашим кареточным узлом. Надеюсь наша статья позволит вам разобраться со своей кареткой и не прогадать во время покупки новых железок!