Переключатель

Эта статья о системе передач велосипеда. Чтобы узнать о железнодорожном сходе с рельсов, см. Сход с рельсов . О самом акте схода с рельсов см. Сход с рельсов .

Передний переключатель Shimano 600 (1980 г.)

Переключатель ​ ( Французское произношение: [deʁajœʁ] с переменным передаточным числом, ) — велосипедная система передач состоящая из цепи , нескольких звездочек разного размера и механизма для перемещения цепи с одной звездочки на другую.

Современные передние и задние переключатели обычно состоят из подвижной направляющей цепи, которая управляется дистанционно с помощью троса Боудена, прикрепленного к переключателю, установленному на нижней трубе , выносе руля или руле . Когда гонщик управляет рычагом во время вращения педалей, изменение натяжения троса перемещает направляющую цепи из стороны в сторону, «сводя» цепь с рельсов на разные звездочки.

Этимология

Dérailleur ( [ d e ʁ a j œ ʁ ] ) — французское слово, произошло в результате схода поезда с рельсов. Его первое зарегистрированное использование было в 1930 году.

История

Современная трансмиссия шоссейного велосипеда с передним и задним переключателями передач.

В конце 19 века были спроектированы и изготовлены различные системы переключения передач. Одним из примеров является двухскоростной переключатель Protean, доступный на безопасном велосипеде Whippet . Французский в велосипедный турист, писатель и промоутер велоспорта Поль де Виви (1853–1930), писавший под псевдонимом Велосио , в 1905 году изобрел двухскоростной задний переключатель, который он использовал во время набегов Альпы . В некоторых ранних конструкциях использовались стержни для перемещения цепи на различные шестерни. В 1928 году было представлено «Суперчемпионское снаряжение» (или «Osgear»). от компании, основанной чемпионом-велосипедистом Оскаром Эггом , а также Vittoria Margherita* использовали «лопасти», установленные на нижних перьях, и однорычажные натяжители цепи, установленные рядом или на нижней трубе. Однако эти системы вместе со стержневым приводом Campagnolo Cambio Corsa в конечном итоге были заменены параллелограммными переключателями .

была представлена ​​система переключения передач В 1937 году на Тур де Франс , позволяющая гонщикам переключать передачи, не снимая колеса. Раньше гонщикам приходилось спешиваться, чтобы переключить колесо из режима спуска в гору. Переключатели не стали обычным оборудованием для шоссейных гонок до 1938 года, когда Simplex представила переключатель с тросовым переключением.

В 1949 году Campagnolo представила Gran Sport, более усовершенствованную версию уже существующих, но менее коммерчески успешных задних параллелограммных переключателей с тросовым приводом.

В 1964 году компания Suntour изобрела задний переключатель с наклонно-параллелограммной формой , который позволял нажимному шкиву сохранять более постоянное расстояние от звездочек разного размера, что облегчало переключение передач. Когда срок действия патентов истек, другие производители переняли эту конструкцию, по крайней мере, в своих лучших моделях. а «наклонный параллелограмм» остается нынешней схемой заднего переключателя.

До 1990-х годов многие производители производили переключатели, в том числе Simplex , Huret , Galli, Mavic , Gipiemme, Zeus, Suntour и Shimano . Однако успешное внедрение и продвижение индексированного переключения передач компанией Shimano в 1985 году потребовало совместимой системы рычагов переключения передач, переключателя передач, звездочек, звездочек, цепи, троса переключения передач и корпуса переключения передач.

Основными нововведениями с 1990-х годов стали переход от фрикционного к индексированному переключению и постепенное увеличение количества передач. При фрикционном переключении рычаг напрямую управляет бесступенчатым положением переключателя. Чтобы переключить передачу, водитель сначала перемещает рычаг настолько, чтобы цепь перешла на следующую звездочку, а затем немного регулирует рычаг, чтобы центрировать цепь на этой звездочке. Индексированный переключатель имеет стопорный или храповой механизм, который останавливает рычаг переключения передач, а, следовательно, трос и переключатель, после перемещения на определенное расстояние при каждом нажатии или тяге. Индексированные переключатели требуют повторной калибровки, когда тросы растягиваются, а детали повреждаются или заменяются местами. На гоночных велосипедах с 10 передачами задние кассеты появились в 2000 году, а кассеты с 11 передачами появились в 2009 году. Большинство современных горных велосипедов имеют и то, и другое. Многие современные высококлассные горные велосипеды начали использовать трансмиссии с одной цепью, при этом индустрия постоянно увеличивает количество задних звездочек, как показывают групповые наборы SRAM Eagle (1 на 12) и недавний привод Rotor 1 на 13. тренироваться. Большинство дорожных велосипедов имеют две звезды, а туристические велосипеды обычно имеют три.

Электронная система переключения передач позволяет водителю переключаться с помощью электронных переключателей вместо использования традиционных рычагов управления. Переключатели подключаются проводным или беспроводным способом к аккумуляторной батарее и небольшому электродвигателю, который приводит в движение переключатель. Несмотря на свою дороговизну, электронная система может сэкономить время велосипедиста при переключении передач.

Тремя основными производителями переключателей являются Shimano (Япония), SRAM (США) и Campagnolo (Италия).

Задние переключатели

Задний переключатель Campagnolo Super Record (1983 г.)

Shimano Задний переключатель XT на горном велосипеде

Шкивы для заднего переключателя

Задний переключатель выполняет две функции: он перемещает цепь между задними звездочками, компенсируя провисание цепи, вызванное перемещением передней звезды на меньшую звездочку сзади или на меньшую переднюю звезду. Для выполнения этой второй задачи его располагают на пути нижней, провисшей части цепи. Иногда задние переключатели используются в качестве натяжителей цепи для односкоростных велосипедов , которые не могут регулировать натяжение цепи другим методом.

Хотя существуют вариации, большинство задних переключателей имеют несколько общих компонентов. У них есть клетка, в которой закреплены два шкива , направляющие цепь по S -образной схеме. Шкивы известны как нажимной или направляющий шкив (вверху) и натяжной шкив (внизу). Клетка вращается в своей плоскости и подпружинена для компенсации провисания цепи. Клетка располагается под нужной звездочкой с помощью рычага, который может качаться вперед и назад под звездочками. Рычаг обычно имеет параллелограммный механизм, позволяющий удерживать клетку на одном уровне с цепью при ее качании вперед и назад. Другой конец рычага крепится к точке поворота, прикрепленной к раме велосипеда . Рычаг поворачивается вокруг этой точки, поддерживая клетку на почти постоянном расстоянии от звездочек разного размера. Может быть один или несколько регулировочных винтов, которые контролируют величину допустимого бокового перемещения и натяжение пружины.

Компоненты могут быть изготовлены из алюминиевого сплава , стали , пластика или из углеродного волокна композита . Точками поворота могут быть втулки или шарикоподшипники . Они потребуют умеренной смазки.

Расслабленное положение

Задние переключатели High Normal или Top Normal возвращают цепь на наименьшую звездочку кассеты, когда трос не натянут. Это стандартная схема, используемая на большинстве горных, всех шоссейных переключателях Shimano и всех переключателях SRAM и Campagnolo. В этом состоянии давление пружины облегчает замену звездочек на меньшие. В шоссейных гонках на спринте до финиша требуется самое быстрое переключение передач. Поэтому предпочтением остаются высоконормальные типы, позволяющие быстро переключаться на более высокую передачу.

Задние переключатели с низким нормальным или быстрым подъемом возвращают цепь на самую большую звездочку кассеты, когда трос не натянут. Хотя когда-то это была обычная конструкция задних переключателей, сейчас она стала относительно редкой. При езде на горных велосипедах и велоспорте по бездорожью наиболее важные переключения передач происходят на подъемах, где гонщикам приходится преодолевать препятствия и сложные повороты, крутя педали под большой нагрузкой. Этот тип переключателя обеспечивает преимущество перед обычными переключателями с высоким уровнем, поскольку переключение на более низкие передачи происходит в направлении нагруженной пружины, что облегчает эти переключения при вращении педалей с высокой нагрузкой.

Длина клетки

Расстояние между верхним и нижним шкивами заднего переключателя называется длиной клетки. Длина клетки в сочетании с размером шкива определяет способность переключателя компенсировать провисание цепи. Длина клетки определяет общую мощность переключателя, то есть разницу в размерах между самой большой и самой маленькой звездочками, а также разницу в размерах между самой большой и самой маленькой звездочками на звездочке, сложенными вместе. Большая сумма требует большей длины клетки. В типичных горных велосипедах для беговых лыж с тремя передними звездами используется задний переключатель с длинной клеткой. Дорожный велосипед только с двумя передними звездами и звездочками с близким передаточным числом может работать как с короткой, так и с длинной клеткой, но лучше будет работать с короткой клеткой.

Заявленные производителем возможности переключателя следующие:

• Shimano: длинный = 45 зуб.*, средний = 33 зуб.
• SRAM: длинный = 43T*, средний = 37T*, короткий = 30T

Преимущества более короткой длины клетки:

• более позитивное переключение передач из-за меньшего изгиба параллелограмма
• лучшее переключение передач с хорошим рычагом троса
• лучшее устранение препятствий
• меньшая опасность зацепления спиц.
• небольшая экономия веса.

Расположение клетки

Задние переключатели используют как минимум два метода для поддержания соответствующего зазора между верхним опорным колесом и задними звездочками, когда переключатель перемещается между большими звездочками и малыми звездочками. Один из методов, используемый Shimano, — использовать натяжение цепи для поворота клетки. Преимущество этого метода заключается в том, что он работает с большинством комплектов звездочек, если цепь имеет подходящую длину. Недостатком является то, что быстрое переключение с маленьких звездочек на большие на нескольких звездочках одновременно может привести к удару клетки по звездочкам до того, как цепь перейдет на большие звездочки и повернет клетку по мере необходимости. Другой метод, используемый SRAM, заключается в проектировании расстояния в параллелограммном механизме самого переключателя. Преимущество состоит в том, что никакое быстрое переключение нескольких звездочек не может привести к удару клетки о звездочки. Недостаток заключается в том, что существуют ограниченные варианты размеров звездочек, которые можно использовать с конкретным переключателем.

Передаточные числа срабатывания и переключения передач

Коэффициент срабатывания представляет собой соотношение между длиной троса переключения передач и величиной поперечного хода переключателя, который он создает. Передаточное отношение является обратной величиной передаточного числа, и его легче выразить для переключателей, чем для срабатывания. В настоящее время используется несколько стандартов, и в каждом из них произведение передаточного отношения переключателя и длины натянутого троса должно равняться шагу задних звездочек. Существуют следующие стандарты.

• Семейство переключателей, совместимых с Shimano, имеет передаточное число два к одному (2:1), а поскольку SRAM производит два семейства компонентов, этот термин получил широкое распространение, чтобы отличить его от собственного переключателя SRAM « один к одному». одно семейство переключателей с передаточным числом (1:1). Обратите внимание, что эти названия семейств не указывают точные передаточные числа: передаточное число 2:1 на самом деле составляет около 1,7 (или 1,9 в серии Dura Ace до 7400), а не 2, а собственное передаточное число SRAM составляет около 1,1. Некоторые названия семейств этих стандартов поменяны местами в обозначении передаточного отношения, в отличие от более распространенного передаточного числа. Таким образом, в системах Shimano смещение троса вызывает примерно в два раза большее перемещение переключателя.
• Стандартное соглашение SRAM называется «один к одному» (1:1). Они имеют фактическое передаточное число 1,1. Трос, втянутый в переключатель, вызывает примерно такое же движение переключателя. В SRAM утверждают, что стандарт делает их системы более надежными: более устойчивыми к воздействию загрязнений. Некоторые переключатели SRAM совместимы с Shimano 2:1, но они явно не будут работать с переключателями SRAM 1:1.
• Съезд Кампаньоло . Передаточные числа современных агрегатов составляют 1,5, но их старые агрегаты имели передаточное число 1,4.
• Конференция Suntour .

Переключатели, использующие один стандарт, обычно несовместимы с переключателями, использующими другой, хотя существуют исключения: и адаптеры имеются.

Переключатель SLX со снятой передней пластиной, благодаря чему виден узел сцепления.

Схватить

Некоторые задние переключатели, особенно для горных велосипедов, оснащены сцеплением, которое удерживает нижнюю часть цепи в достаточном натяжении, чтобы предотвратить удар цепи о нижнюю часть пера : это называется ударом цепи и может повредить перо. Сцепления также помогают предотвратить сход цепи с кольца в системах без переднего переключателя.

Передние переключатели

Передний переключатель Shimano XT (верхнее тяговое усилие, нижнее качание, тройная клетка)

Передний переключатель Shimano E-типа (верхнее натяжение, верхнее качание, тройная клетка)

Передний переключатель SRAM Red Black Edition с зажимом

Переднему переключателю нужно только перемещать цепь из стороны в сторону между передними звездами, но делать это он должен с помощью верхней, натянутой части цепи. Он также должен учитывать большие различия в размерах звездочек: от 53 до 20 зубьев.

Как и задний переключатель, передний переключатель имеет клетку, через которую проходит цепь. На правильно отрегулированном переключателе цепь будет касаться клетки только во время переключения. Клетка удерживается на месте подвижным рычагом, который обычно снабжен параллелограммным механизмом, обеспечивающим правильное выравнивание клетки с цепью при ее качании вперед и назад. Обычно имеется два регулировочных винта, контролирующих допустимые пределы бокового перемещения. Компоненты могут быть изготовлены из алюминиевого сплава, стали, пластика или композита из углеродного волокна. Точки поворота обычно представляют собой втулки, требующие смазки.

Типы тяги кабеля

• Нижнее натяжение: этот тип переключателя, обычно используемый на шоссейных и туристических велосипедах, приводится в действие тросом, тянущим вниз. Трос часто прокладывается через верхнюю или нижнюю часть корпуса каретки на направляющей для троса , которая перенаправляет трос вверх по нижнему краю нижней трубы рамы. Горные велосипеды с полной подвеской часто имеют нижнюю тяговую прокладку, поскольку задняя подвеска предотвращает прохождение через верхнюю трубу.
• Верхняя тяга: этот тип чаще встречается на горных велосипедах без задней подвески. Переключатель приводится в действие тросом, тянущим вверх, который обычно прокладывается вдоль верхней трубы рамы, с использованием упоров троса и короткого корпуса для изменения направления троса. Такое расположение удерживает трос вдали от нижней части каретки/нижней трубы, которая забивается грязью при движении по бездорожью.
• Двойное натяжение: доступны некоторые переключатели, которые имеют возможности как для верхнего, так и для нижнего натяжения и могут использоваться в любом случае.

Типы клеток

• Двойные (стандартные): предназначены для использования с шатунами, имеющими две звезды. Если смотреть сбоку велосипеда, внутренняя и внешняя пластины клетки имеют примерно одинаковый профиль.
• Тройной (Alpine): переключатели, предназначенные для использования с шатунами, имеющими три звезды или с двумя звездами, которые сильно различаются по размеру. Если смотреть сбоку на велосипед, внутренняя пластина клетки простирается дальше к центру вращения каретки, чем внешняя пластина клетки. Это сделано для того, чтобы было легче переместить цепь с самого маленького кольца на среднее.

Типы качелей

• Нижнее качание: клетка переключателя передач прикреплена к нижней части четырехрычажного рычага , который ее несет. Это наиболее распространенный тип переключателя.
• Верхнее качание: клетка переключателя передач крепится к верхней части четырехрычажного рычага, который ее несет. Это альтернативное расположение было создано для того, чтобы приблизить зажим рамы переключателя передач к каретке, чтобы можно было освободить более крупные компоненты подвески и обеспечить возможность использования различных форм рамы. Компактная конструкция переключателя с верхним поворотом может сделать его менее прочным, чем его аналог с нижним поворотом. Переключатели с верхним поворотом обычно используются только в тех случаях, когда переключатель с нижним поворотом не подходит. Альтернативным решением может быть использование переднего переключателя передач E-типа, который вообще не зажимает подседельную трубу.

Типы крепления

• Зажим: до недавнего времени большинство передних переключателей крепились к раме с помощью зажима вокруг подседельной трубы рамы, и этот тип до сих пор является стандартом для горных велосипедов и распространен на шоссейных велосипедах. Переключатели доступны с зажимами разных диаметров, предназначенными для разных типов трубок рамы. В последнее время появилась тенденция изготавливать переключатели с зажимом только одного диаметра, в комплект которого входит несколько наборов прокладок, чтобы уменьшить зажим до соответствующего размера.
• Припайка: Альтернативой зажиму является припаянная подвеска переключателя, при которой переключатель крепится путем привинчивания язычка на переключателе к соответствующему язычку на подседельной трубе рамы. Это позволяет избежать проблем с размером зажима, но требует либо рамы с соответствующей припайкой, либо переходного зажима, имитирующего припаянный язычок переключателя скоростей. Они стали обычным явлением на новых шоссейных велосипедах, поскольку карбоновые рамы больше не имеют круглой подседельной трубы. Их редко можно увидеть на горных велосипедах.
• Тип E: передние переключатели этого типа не зажимаются вокруг подседельной трубы рамы, а вместо этого крепятся к раме с помощью пластины, установленной под чашкой каретки со стороны привода, и винта, ввинченного в бобышку на подседельной трубе. Эти переключатели обычно встречаются на горных велосипедах с компонентами задней подвески, которые не позволяют зажиму обычного переключателя проходить вокруг подседельной трубы.
• DMD: Переключатель с прямым креплением. Этот тип переключателя, разработанный компанией Specialized Bicycles, крепится болтами непосредственно к выступам на нижнем перьях велосипеда. Они в основном используются на горных велосипедах с двойной подвеской, где движение подвески приводит к изменению угла наклона цепи при ее входе в клетку переднего переключателя. Благодаря использованию системы DMD цепь и переключатель движутся вместе, обеспечивая лучшее переключение передач при активной подвеске. Переключатель DMD не следует путать с переключателем Shimano Direct Mount, в котором используется другая система крепления. Однако передние переключатели прямого монтажа SRAM совместимы с DMD, а некоторые переключатели Shimano типа E можно использовать с DMD, если снять пластину электронного типа.

Из-за возможности смещения цепи мимо самой маленькой внутренней звезды, особенно когда внутренняя звезда очень маленькая, даже на велосипедах, отрегулированных профессиональными гоночными механиками, и проблем, которые могут вызвать такие смещения, небольшой вторичный рынок дополнительных продуктов , называемые дефлекторами цепи, существуют для предотвращения их возникновения. Некоторые зажимы вокруг подседельной трубы под передним переключателем, и по крайней мере один крепится к креплению переднего переключателя.

Использовать

Переключателям требуется, чтобы цепь находилась в движении, чтобы переключаться с одного кольца или звездочки на другое. Обычно для этого требуется, чтобы гонщик крутил педали, но некоторые системы были разработаны с механизмом свободного хода в шатуне, так что цепь движется, даже когда гонщик не крутит педали. Shimano FFS (передняя система свободного хода) примерно в 1980 году была самой распространенной такой системой.

Системы цепного привода, такие как системы переключения передач, работают лучше всего, если цепь выровнена по плоскости звездочки, особенно избегая того, чтобы самая большая ведущая звездочка работала с самой большой ведомой звездочкой (или самая маленькая с самой маленькой). Диагональное движение цепи, полученное с помощью этих методов, менее эффективно и сокращает срок службы всех компонентов, при этом не получается никакого преимущества от среднего соотношения диапазона.

Переключатели обычно имеют КПД около 95%, что на несколько процентных пунктов выше, чем у других типов передач.

См. также

• Системы трансмиссии велосипеда
• Шестерня, дюймы
• Ступичная передача

Дальнейшее чтение

• Берто, Фрэнк Дж.; и др. (2016) [2000]. Танцующая цепь: история и развитие велосипеда с переключателем передач (5-е изд.). Сан-Франциско, Калифорния: Публикации Ван дер Пласа/Публикации цикла. ISBN  978-1-892495-77-8 . Проверено 30 мая 2017 г.

Внешние ссылки

• Форестер, Джон . «Краткая история переключателя передач» . probicycle.com . Проверено 1 июня 2010 г.
• Хэдленд, Тони. «Эволюция ранних британских переключателей» . Великобритания. Архивировано из оригинала 4 марта 2011 года . Проверено 1 июня 2010 г. Также охватывает ряд небританских дизайнов.
• Свитман, Майкл (2008). «Шестерни Дизраэли — коллекция переключателей» . Великобритания . Проверено 1 июня 2010 г. На этом сайте рассказывается о задних переключателях... RD по периоду, производителю и т. д. Множество фотографий и отсканированных документов.
• Майк Свитман (7 июня 2018 г.). «10 странных и замечательных переключателей – и как они изменили езду на велосипеде» . Хранитель . Список начинается с переключателя скоростей Le Chemineau 1912 года от Velocio.
• Герритсен, М.С. (2009). «Старая технология» (на голландском языке) . Проверено 1 июня 2010 г. Фотографии нескольких старых механизмов переключения передач.