Шатуны

Шатуны Shimano 105 с двумя звездами на шоссейном велосипеде.

Правая шатунная система Shimano . Deore: шатун, крестовина, три передние звезды и защита передней звезды

Шатун с ременным приводом на Trek District

Шатуны во вращательное движение, используемое (в США) или цепная передача (в Великобритании) — это компонент трансмиссии велосипеда , который преобразует возвратно-поступательное движение велосипедиста ног для приведения в движение цепи или ремня , которые, в свою очередь, приводят в движение заднее колесо . Он состоит из одной или нескольких звездочек , также называемых цепочками. или звездочки прикреплены к шатунам , рычагам , или шатуны к которому крепятся педали. Он соединяется с водителем посредством педалей , с рамой велосипеда посредством каретки и с задней звездочкой, кассетой или обгонной муфтой посредством цепи.

Части

Шатуны

Два кривошипа , по одному с каждой стороны и обычно установленные под углом 180° друг от друга, соединяют ось каретки с педалями.

Длина

Левый кривошип прикреплен шплинтом .

Велосипедные шатуны могут различаться по длине, чтобы подходить велосипедистам разного роста и разным типам езды на велосипеде. Длина шатуна измеряется от центра оси педали до центра оси или оси каретки. Крупные производители велосипедных компонентов обычно предлагают длину шатунов для взрослых гонщиков от 165 до 180 мм (от 6,5 до 7,1 дюйма) с шагом 2,5 мм (0,098 дюйма), причем наиболее распространенным размером являются шатуны 170 мм (6,7 дюйма). Несколько мелких специализированных производителей производят велосипедные шатуны размером менее 165 мм (6,5 дюйма) и длиннее 180 мм (7,1 дюйма). Некоторые производители также производят велосипедные шатуны, длину которых можно регулировать. Хотя логика подсказывает, что при прочих равных условиях гонщикам с более короткими ногами следует использовать пропорционально более короткие шатуны, а тем, у кого более длинные ноги, следует использовать пропорционально более длинные шатуны, это не является общепринятым. Однако очень немногие научные исследования окончательно изучили влияние длины шатуна на устойчивую езду на велосипеде, и результаты исследований были неоднозначными. Длину шатуна велосипеда нелегко изучить с научной точки зрения по ряду причин, главная из которых заключается в том, что велосипедисты способны физиологически адаптироваться к разной длине шатунов. Велосипедисты, как правило, более эффективно крутят педали, с которыми у них прошел период адаптации. Существует несколько различных формул для расчета длины шатуна, подходящей для разных гонщиков. Помимо роста гонщика, еще одним фактором, влияющим на выбор длины шатуна, является велосипедная специализация гонщика и тип велосипедного соревнования. Исторически сложилось так, что велосипедисты обычно выбирали пропорционально более короткие шатуны для езды на велосипеде с более высокой частотой вращения педалей, например, для критериальных и трековых гонок, в то время как гонщики выбирали пропорционально более длинные шатуны для езды на велосипеде с более низкой частотой, например, для гонок на время и катания на горных велосипедах. Однако эволюция очень низкого положения туловища гонщика для уменьшения аэродинамического сопротивления в гонках на время и велотриатлоне также может повлиять на выбор шатунов для таких соревнований. Некоторые предполагают, что пропорционально более короткие шатуны могут иметь небольшое преимущество для гонщика с очень низким положением туловища и острым углом бедра, особенно когда гонщик крутит педали вблизи положения верхней мертвой точки хода педали. Шатуны можно укоротить по медицинским показаниям с помощью укорачивающих устройств, таких как Ortho Pedal.

Шатуны одноколесных велосипедов различаются по длине, чтобы соответствовать разным размерам колес одноколесных велосипедов и различным дисциплинам одноколесного велосипеда. Поскольку почти все моноциклы не имеют передачи, длина кривошипа является основным фактором, определяющим, какая сила передается на колесо. Колеса большего диаметра, например от 660 до 910 мм (от 26 до 36 дюймов), требуют более длинных шатунов, как и такие дисциплины, как горный моноцикл, триал, стрит и флэтленд. В этих моноциклах и дисциплинах обычно используются шатуны длиной более 125 мм (4,9 дюйма). При езде на моноцикле в помещении, такой как фристайл или хоккей, более короткие шатуны обеспечивают более плавное движение педалей и позволяют делать более крутые повороты без удара педали об пол. Обычно длина шатунов составляет 100 мм (3,9 дюйма), хотя некоторые гонщики используют шатуны длиной всего 79 мм (3,1 дюйма).

Поскольку на одноколесном велосипеде нет звездочки, правый и левый шатуны идентичны, за исключением резьбы для крепления педали на левом шатуне, которая имеет обратную резьбу.

Материалы

Шатуны изготавливаются из алюминиевого сплава , титана , углеродного волокна , хромистой стали или какой-либо менее дорогой стали . Трубчатые стальные шатуны (такие как Revolver Tioga) могут быть легкими и очень прочными, обычно встречаются на велосипедах BMX и постепенно находят свое применение в горных велосипедах (прыжки по грязи и городские штурмы). Алюминиевые шатуны могут быть литыми, горячими или холодными («холодная» в данном контексте означает, что заготовка, из которой должен быть изготовлен кривошип, нагрета до определенной температуры, значительно ниже точки плавления, а не до комнатной температуры). Холодная ковка придает металлу дополнительную прочность, поэтому шатуны можно сделать легче, не увеличивая при этом риск поломки. Алюминиевые шатуны Shimano «Hollowtech» изготавливаются путем ковки основных рычагов вокруг вставки из твердой стали, которая затем вынимается, оставляя внутреннюю пустоту для экономии веса. Затем их сваривают перед окончательной обработкой.

Вложения

К нижнему кронштейну

Цельный кривошип («Аштабула»), вид с правой стороны.

Существует множество методов крепления шатунов к шпинделю (или оси) каретки.

• В старых шатунах используется клиновидный штифт, называемый шплинтом , для крепления к шпинделю каретки.
• Новые шатуны скользят
  • квадратный конический шпиндель. Конус составляет 2 градуса относительно центральной линии. Существует как минимум два невзаимозаменяемых размера (например, Shimano и Campagnolo используют конкурирующие стандарты с квадратным конусом, а именно JIS и ISO соответственно, где шпиндель ISO длиннее, а его конус немного меньше. Большинство деталей, изготовленных европейскими производителями, должны соответствовать стандарт ISO, а большинство азиатских производителей используют стандарт JIS (Shimano) и две ориентации: ромб и горизонтальный квадрат. Отверстие в кривошипе, в которое ввинчивается съемник кривошипа, почти всегда имеет диаметр 22 мм (0,87 дюйма), хотя для некоторых старых французских шатунов (Stonglight и TA) требуется другой съемник.
  • шестиугольный конический шпиндель (примером являются шатуны компонентов Tune)
  • Шлицевой шпиндель каретки с двумя выдающимися характеристиками и множеством необычных. Сплайн ISIS , возможно, является наиболее распространенным стандартом шлицев, поскольку он был принят и поддерживается несколькими компаниями. Shimano Octalink — это общий запатентованный стандарт, который существует в двух формах: первая версия для XTR, 105, Ultegra и Dura Ace; и вторая версия для всех остальных групп, таких как XT, LX и Deore. Truvativ и DMR также имеют собственные стандарты сплайнового интерфейса. Шпиндель с 48 шлицами, например, от Profile Racing, Demolition и Eighth Inch, в основном используется для BMX , унициклов и фристайла с фиксированной передачей .

Шатуны прижимаются к месту и предотвращаются от выкручивания из-за истирания с помощью болта или гайки, установленных на шпинделе каретки или на нем. Головка болта или гайки находится внутри расточенного отверстия , которое также имеет резьбу для установки инструмента для съемника кривошипа. Цековка часто закрывается пылезащитной крышкой.

Одним из решений проблемы истирания является использование противозадирной смазки на металлической основе между сопрягаемыми деталями. Состоящая из различных смесей порошков алюминия, меди, графита и никеля на консистентной основе, такая смазка позволяет осуществлять повторную сборку и разборку без износа и исключить фреттинг-коррозию во время эксплуатации.

• Даже в более новых конструкциях ось каретки, как правило, полая и большего диаметра, чем это возможно для кареток с подшипниками, удерживаемыми внутри корпуса каретки рамы велосипеда, для уменьшения веса и повышения жесткости, постоянно прикреплена к правому шатуну (Shimano и другие). ) или левый шатун (Race Face). Левый шатун надевается на шлиец и затягивается одним или несколькими стяжными болтами (Shimano) или прижимается к шлицу болтом на оси каретки (Race Face).
• В последней модели Campagnolo , называемой Ultra-Torque , каждый кривошип постоянно прикреплен к одной половине шпинделя (называемой полуосями), которые затем соединяются в середине каретки с помощью шарнира Хирта и болта.
• Некоторые компании, такие как Cannondale (открытый стандарт BB30, представленный в 2000 году), разработали свои собственные уникальные стандарты каретки, требующие внесения изменений в корпус каретки рамы велосипеда, чтобы соответствовать конструкции каретки/шатуна. Открытый стандарт BB30 набирает популярность у производителей велосипедов и комплектующих высокого класса (Zipp, Specialized, FSA).
• Наконец, многие детские велосипеды, а также более старые или менее дорогие велосипеды имеют цельные шатуны («Аштабула»), в которых два шатуна и ось каретки откованы как один кусок стали (см. фотографию выше).

Более подробную информацию см. в статье о нижнем кронштейне .

К педалям

Перелом алюминиевого кривошипа. Яркий: хрупкий излом. Темный: усталостный перелом.

Шатуны имеют резьбовое отверстие (или «ушко») на внешнем конце для размещения шпинделя педали. Взрослые или составные шатуны имеют отверстие диаметром 9/16 дюйма и число витков на дюйм 20 (комбинация, которая кажется уникальной для этого применения). В цельных или детских шатунах используется отверстие диаметром 1/2 дюйма. Некоторые шатуны на детских велосипедах имеют более одного отверстия для педали, поэтому педаль можно перемещать в зависимости от роста.

Правое отверстие (обычно со стороны цепи) имеет правую резьбу, а левое отверстие имеет левую (обратную) резьбу, чтобы предотвратить его раскручивание из-за эффекта, называемого прецессией .

Шпиндели педалей изготовлены из твердой стали и постепенно разрушают шатун в месте их соединения. В конечном итоге это может стать причиной поломки кривошипа, которая обычно происходит в районе проушины педали. Некоторые производители советуют использовать тонкую стальную шайбу между педалью и шатуном, но это неэффективно, поскольку вместо этого жесткая шайба воздействует на шатун. Решение, предложенное Джобстом Брандтом , состоит в использовании конуса 45 градусов на поверхности, где встречаются кривошип и педаль, поскольку это устранит истирание и ослабление, вызванное прецессией ( это уже сделано для большинства автомобильных гаек по последней причине ). Однако это потребует от производителей изменения устоявшегося стандарта, который в настоящее время позволяет устанавливать большинство педалей на большинство шатунов.

Решение для решения проблемы фреттинга следует использовать противозадирную смазку на металлической основе; состоит из различных смесей порошков алюминия, меди, графита и никеля на смазочной основе, что позволяет выполнять повторную сборку и разборку без износа и исключить фреттинг-коррозию во время эксплуатации.

Паук

В старых моделях крестовина — многорычажная деталь, соединяющая переднюю звезду с осью каретки — была отдельной деталью от шатуна. Наиболее распространенные современные шатуны имеют встроенную крестовину на шатуне со стороны привода. Однако компании Middleburn, TA и Surly в настоящее время производят шатуны с отдельными съемными крестовинами, что позволяет использовать с одними и теми же шатунами самые разные модели звездочек.

У пауков обычно 4 или 5 рук, хотя у некоторых моделей было от 3 до 10 рук, причем в прошлом было популярным 6.

Диаметр окружности болта (BCD)

Гайка и болт передней звезды. Болты изготавливаются различной длины как для соединения колец, так и для крепления узла к крестовине кривошипа. В то время как некоторые имеют утопленные шестигранные фитинги как на винте, так и на гайке, некоторые, подобные этому, имеют шлицевую гайку, для которой требуется использование специального инструмента.

Многие современные велосипеды имеют съемные передние звезды, которые можно заменить при износе или изменить передаточное число (хотя изменение ограничено).

Отверстия на рычагах крестовины, используемые для крепления передней звезды, могут иметь различные расстояния, называемые диаметром окружности болта , обычно сокращенно BCD. Это измерение иногда называют диаметром делительной окружности (PCD). Шатуны, предназначенные для установки одной или двух звездочек, почти всегда используют один диаметр окружности болтов. Шатуны, рассчитанные на установку трех звездочек, почти всегда используют два разных диаметра окружности болтов; больший для установки двух больших внешних колец и меньший для установки меньшего внутреннего кольца. В большинстве современных шатунов с двумя звездами используется диаметр окружности болтов 110 или 130 мм (4,3 или 5,1 дюйма).

Диаметры окружностей болтов обычных шатунов:

винтажный сингл

151 БКД

винтажный двойной

144 до н. э.

Одинокий

130, 135 или 144 BCD

Дорога двойная

130 BCD (Shimano и другие), 135 (Кампаньоло) или 122 (другие)

Дорожная тройка

130/74 BCD (Shimano и другие) или 135/74 BCD (Кампаньоло)

Велокросс /компактный/туристический двухместный

110 BCD или (углерод Кампаньоло 4×110/1×113 BCD)

Горный велосипед (5 рычагов)/компактный/туристический тройной

110/74 БКД

Горный велосипед (4 руки)

104/64 БКД

Горный велосипед (компактный с 5 руками)

94/58 до н.э.

Одинарный, двойной или тройной (3-плечевой)

70 BCD (Велосипеды René Herse/Compass)

Звездочка

«Цепочка» перенаправляется сюда. О цепных кольцах по математике см. Последовательный модуль .

Использованная передняя звезда Shimano, снятая с правого шатуна.

Звездочки (также называемые «цепочками», «цепные колеса» или «звездочки», хотя звездочки используются таким образом в основном в BMX . сообществе ) включите цепь , чтобы передать мощность на (обычно заднее) колесо . Зубья у них обычно расположены так, чтобы задействовать каждое звено цепи при ее прохождении; однако в прошлом в некоторых конструкциях (так называемых пропущенных зубьях или дюймовых шагах) на каждое второе звено цепи приходилось по одному зубцу.

Размеры

По соглашению самая большая передняя звезда находится снаружи, а самая маленькая - внутри. Размер звездочек варьируется от 20 до 60 и, возможно, больше.

Звездочки также бывают нескольких номинальных размеров:

• 3/16 дюйма (4,76 мм) для старых велосипедов (особенно со скиповым зубом или дюймовым шагом), тяжелых BMX, Worksman и велотренажеров.
• 1/8 дюйма (3,18 мм) для трековых, BMX, круизных велосипедов, односкоростных, трехскоростных и редких старых велосипедов с 3 или 4 скоростями переключения передач.
• 3/32 дюйма (2,38 мм) для шоссейных, гибридных, горных велосипедов, односкоростных, 5-, 6-, 7- и 8-скоростных обгонных колес или кассет.
• 5/64 дюйма (1,98 мм) для любого велосипеда с 9- или 10-скоростными кассетами.

Материалы

Звездочки изготовлены из алюминиевого сплава, титана, стали или углеродного волокна.

Строительство

В более дешевых шатунах звездочки могут быть приварены или приклепаны непосредственно к шатуну или крестовине. В более дорогих комплектах звездочки прикручены болтами, чтобы их можно было заменить в случае износа или повреждения, или чтобы обеспечить другую передачу.

Запасные передние звезды следует выбирать с таким количеством отверстий для болтов и расстоянием, которое соответствует звездочке.

Звездочки, предназначенные для использования с шатунами с несколькими звездами, могут иметь наклоны или штифты для облегчения переключения. Средняя передняя звезда в случае тройной системы шатунов обычно имеет наибольшую форму, способствующую переключению вверх и вниз. Самая маленькая передняя звезда обычно имеет наименьшую форму, если вообще имеет ее.

Вариации

Тандемные шатуны

На велосипедах-тандемах педалирование обоих гонщиков часто комбинируется и координируется шатунами. Может быть второй набор звездочек, часто на противоположной стороне от обычной трансмиссии, по одной на каждом кривошипе и соединенных отдельной цепью. В наиболее распространенной реализации оба велосипедиста крутят педали с одинаковой скоростью и обычно в фазе, хотя можно настроить систему для вращения педалей в противофазе.

Наиболее распространенная тандемная система шатунов представляет собой набор из четырех шатунов. Оба левых шатуна имеют крестовины и передние звезды, которые соединяются цепью привода ГРМ , и только один из правых шатунов имеет крестовину для приводной цепи.

Доступны тандемные шатуны, называемые шатунами с независимой системой педалирования, которые позволяют каждому велосипедисту крутить педали или нет в своем собственном темпе.

Защита цепи

Некоторые передние звезды могут быть оснащены защитой цепи — пластиковым или металлическим кольцом, диаметром немного большим, чем передняя звезда. Его цель в основном состоит в том, чтобы предотвратить соприкосновение или зацепление цепи с одеждой. Защитный кожух цепи обычно устанавливается на внешней стороне передней звезды или, в случае многозвездной звезды, на внешней стороне наибольшей передней звезды. Звездочки с одной звездочкой могут иметь защитные кожухи как с внутренней, так и с внешней стороны, помогая удерживать цепь на звездочке; это часто встречается на многоскоростных детских велосипедах.

Велосипеды, которые будут использоваться в тяжелых условиях, таких как фрирайд и BMX , часто имеют очень прочную защиту цепи, предназначенную для защиты звездочек от физических повреждений, вызванных ударом о неподвижные предметы; Их также называют «башгардами», они обычно заменяют третью (большую) переднюю звезду.

Направляющие цепи

Некоторые шатуны, используемые для фрирайда и скоростного спуска на горных велосипедах, имеют установленную направляющую цепи. Направляющая цепи — это металлический или пластиковый корпус, который удерживает цепь на передних звездах при движении по пересеченной местности и во время технической езды. Большинство направляющих рассчитаны только на одну переднюю звезду, но есть несколько направляющих с двумя кольцами, например E13 DRS и MRP LRP. Направляющие цепи включают в себя канал в верхней части передней звезды, удерживающий цепь на одной линии (для моделей, рассчитанных на одну переднюю звезду), и ролик или звездочку внизу, помогающие удерживать цепь в зацеплении с передней звездой. Они почти всегда используются вместе с башгардами. Существуют исключения, в том числе E.thirteen LG-1 и MRP G2 (а теперь и G2 SL), в которых используются встроенные защитные пластины, снимающие ударные силы с крестовины кривошипа и передающие их на раму.

Шатуны свободного хода

Были произведены некоторые шатуны с храповым механизмом, обеспечивающим движение накатом. В этом случае цепь продолжает вращаться вместе с задним колесом, когда гонщик прекращает крутить педали. Конечная цель шатунов свободного хода — позволить гонщику переключать цепь во время движения накатом. ) от Shimano Снятая с производства система FF ( Front Freewheeling является одним из наиболее часто встречающихся примеров.

Левосторонний привод

Эта конфигурация состоит из левого шатуна с крестовиной и передней звездой и правого шатуна без крестовины, что является противоположностью нормальной конфигурации. При использовании с навинчивающейся муфтой свободного хода необходимо использовать специальную ступицу с левой резьбой для специальной муфты свободного хода, которая также имеет левую резьбу и храповик в направлении, противоположном нормальному механизму свободного хода. Если бы муфта свободного хода и ступица имели правую резьбу, крутящий момент, приложенный при вращении педалей, ослабил бы муфту свободного хода и открутил ее от ступицы.

Левосторонний привод иногда осуществляется с трансмиссией с фиксированной передачей . Поскольку стопорное кольцо предотвращает отвинчивание звездочки, его можно использовать для левостороннего привода без необходимости использования специальных деталей с левой резьбой.

Обратите внимание: если обычную шатуны с правосторонним приводом установить задом наперед, чтобы создать велосипед с левосторонним приводом, резьбовые отверстия для педалей на концах шатунов будут перепутаны. В этой конфигурации прецессия со временем может ослабить педали, что приведет к их отсоединению и/или повреждению резьбы педалей в шатунах. Передняя шатунная система, предназначенная для использования в тандеме, является коммерчески доступным вариантом, поскольку она имеет звездочку для цепи привода ГРМ с левой стороны, хотя выбор размеров звездочек может быть ограничен.

Независимые шатуны

По крайней мере, один производитель предлагает шатуны, в которых шатуны могут вращаться независимо. Предполагается, что это поможет в тренировке, требуя от каждой ноги совершать полный круг своей педалью. Одно независимое исследование показало, что тренировки с этими шатунами могут повысить эффективность езды на велосипеде. Производитель также утверждает, что это изменение также может быть полезно для улучшения бега, предотвращения травм у бегунов, улучшения развития силы корпуса и полезно для реабилитации травм нижних конечностей, особенно у спортсменов. Производитель утверждает, что эти шатуны использовались в качестве тренировочного инструмента несколькими чемпионами мира и Олимпийских игр по велоспорту и триатлону, а также несколькими профессиональными спортивными командами, включая команды MLB и NFL, а также в других целях.

Некруглые звезды

Шатуны ротора Cervelo с некруглыми передними звездами Osymetric.

выпустил на рынок первый продукт После того, как в конце 1970-х Эдмонд Полхлопек , несколько производителей попробовали некруглые передние звезды, такие как Shimano's Biopace , Rotor's Q-Rings, Ridea's PowerRing и Osymetric 's Harmonic Ring. Они разработаны для обеспечения различного механического преимущества в разных точках хода педали, эффективно изменяя передаточное число при разных углах поворота с целью повышения эргономичности. Некруглые передние звезды иногда могут вызывать проблемы при переключении передней передачи. Хотя преимущества овальных звезд до сих пор оспариваются в прессе и среди производителей, одно исследование заявил о значительных преимуществах, а именно о том, что гонщик получит дополнительные 8 Вт мощности.

Их популярность в конце восьмидесятых – начале девяностых годов лучше всего отражается в их широком использовании профессиональными велосипедистами того времени. Тем не менее, одним из них остался команды CSC Saxo Bank ветеран Бобби Юлих , и еще несколько профессиональных гонщиков использовали их даже в 2011 году. В частности, Брэдли Виггинс из Team Sky , Дэвид Миллар из Team Garmin Transitions и Agritubel из Джеффри Лекуареал , катающийся на бренде Osymetric, а также Team CSC Saxo Bank из Карлос Састре с Q-Rings Rotor из своей родной Испании. Састре выиграл Тур де Франс 2008 года с Q-образными кольцами. Брэдли Виггинс использует эллиптические звезды Osymetric как минимум с 2009 года. в том числе в его победе на Тур де Франс 2012 года. На Джиро д'Италия 2010 года Дэвид Миллар использовал их в своей победе в финальном TT Джиро 2011 года в 2011 году. Несколько команд Про-Тура использовали эллиптические звезды Osymetric и Q-Rings для шоссейных гонок и гонок на время. На Туре 2013 года Крис Фрум привлек внимание своей овальной цепочкой производства Osymetric.

Компактная система шатунов

В контексте катания на горных велосипедах термин «компактная система шатунов» или «микропривод » относится к меньшим тройным системам шатунов, что дает небольшой выигрыш в весе за счет повышенного износа, а также дает велосипеду лучший зазор при преодолении препятствий. Типичные соотношения составляют 22/32/44 зуба, а не 28/38/48 или 24/36/46 зубов. Они будут использоваться с кассетами меньшего размера (обычно кассеты доступны с минимальным размером шестерни 11 зубьев для компактных цепных передач, в то время как стандартные цепные передачи были разработаны для кассет с верхней шестерней с 13 или 14 зубьями), что дает то же общее передаточное число. Компактные передние звезды были доминирующим стандартом для шатунов горных велосипедов с середины девяностых годов.

В контексте шоссейного велоспорта под компактной трансмиссией обычно понимаются двойные шатуны с меньшим (обычно 110 мм (4,3 дюйма)) диаметром окружности болтов, чем стандартные 130 мм (5,1 дюйма) или 135 мм (5,3 дюйма) Campagnolo. По состоянию на 2006 год все основные производители компонентов, такие как Shimano и Campagnolo, предлагают компактные шатуны в своих линейках продуктов среднего и высокого класса. Компактная система представляет собой компромисс между стандартной двойной системой для шоссейных дорог (с звездами с зубьями 39/52 или 39/53) и тройной системой для шоссейных дорог (с звездами с зубьями 30/42/52 или 30/39/53). Компактная шатунная система имеет две передние звезды и типичные передаточные числа: 34/48, 34/50 и 36/50. Это обеспечивает почти те же более низкие передаточные числа, что и тройная, но без необходимости в третьей звезде, тройном переднем переключателе и заднем переключателе с длинной клеткой. И Shimano, и Campagnolo рекомендуют и продают передние переключатели, специально разработанные для компактных шатунов и заявляющие о лучшем переключении передач.

Компактная передача не обязательно ниже стандартной, если используются кассеты с меньшими звездочками (например, 11–23). Высокая передача 50×11 на компактной приводной цепи на самом деле немного выше, чем 53×12 стандартного комплекта.

Компактная передача обычно имеет большой процентный перепад между двумя звездами. В балансе он также может допускать небольшие скачки сзади, позволяя использовать кассету с более близким передаточным числом, за исключением скачка 9% на верхнем конце между звездочками с 11 и 12 зубьями.

Погнутые шатуны

Непрямые шатуны, продаваемые и известные под разными названиями (Z-шатуны, PMP и т. д.), появлялись на рынке несколько раз. Однако «пока расстояние от оси кривошипа до педали фиксировано, при использовании изогнутых шатунов нет никакого преимущества при педалировании». Возможные недостатки сопоставимых прямых шатунов включают больший вес и большую гибкость.

Система роторной коробки

Крупный план нижнего кронштейна велосипеда Rotor Box

Ротор — торговое название кривошипа, используемого в трансмиссионной системе велосипеда. Кривошип ротора был разработан студентами Школы авиационной инженерии в Мадриде, Испания, в 1995 году и позже был коммерциализирован. В то время как Rotor Box пользуется успехом у любителей шоссейных и горных велосипедистов, многие велосипедисты, участвующие в соревнованиях, продолжают использовать традиционную фиксированную систему, предлагаемую, среди прочего, крупными производителями Campagnolo и Shimano . Одним из основных факторов является вес: система Rotor Box на 50–75% тяжелее, чем у большинства конкурирующих шатунов. Другие отрицательные факторы включают более высокую стоимость покупки, чем у других качественных шатунов, а также повышенное техническое обслуживание из-за сложности системы. Эти шатуны больше не производятся, и доступность некоторых деталей проблематична. Однако подшипники являются стандартными деталями. Некоторые части, например ссылки, все еще распространяются.Эта система возникла как внутренний механизм с зубчатым приводом внутри каретки специально построенного велосипеда. В этой первой конструкции «ROTOR Box» кривошип со стороны привода имел смещенную крестовину передней звезды с круглыми кольцами. Передаточное число кривошипа приводной стороны менялось во время цикла педалирования за счет перемещения круглой передней звезды вверх и вниз относительно оси кривошипа. Кривошип неприводной стороны ускорялся и замедлялся с помощью зубчатого механизма внутри каретки, чтобы имитировать изменение передаточного числа, через которое проходил кривошип ведущей стороны, с точным сдвигом фазы на 180 градусов. Несмотря на высокую механическую эффективность, эти велосипеды были дорогими, а значительное движение передней звезды делало проблематичным качество переключения передач.

крупный план шатуна ROTOR System RS4X

Шатун ротора с Q-образными кольцами

Кривошипы системы ROTOR более позднего поколения переместили механизм в орбитальную звездочку с фиксированной осью вращения. Эти шатуны ROTOR System подходят к классическим велосипедным рамам BSA и ITA. В отличие от стандартной пары шатунов, которые всегда остаются под углом 180 градусов относительно друг друга, система РОТОР изменяет этот угол по кругу движения. Левый и правый шатуны ускоряются и замедляются независимо относительно звездочек во время цикла педалирования. Механизм, вызывающий это, спроектирован путем смещения оси вращения кривошипного шпинделя и крестовины с последующим соединением крестовины с отдельными шатунами через два независимых звена.

По мере вращения кривошипа расстояние между осью и крестовиной меняется. Размещая точку поворота на шатуне и крестовине и соединяя их с помощью рычажных механизмов, изменяющееся расстояние от оси до крестовины поворачивает рычажные механизмы вверх и вниз, толкая шатуны вперед и тянуя их назад относительно передних звезд во время вращения. Это увеличивает и уменьшает эффективную передачу, которую толкают две ноги велосипедиста при вращении шатуна. Эффект этих движений устраняет мертвую зону (где вырабатывается мало мощности) в верхней и нижней части цикла педалирования и снижает нагрузку на колени. Производитель утверждает, что, помимо других заявленных преимуществ, увеличивается выходная мощность по отношению к частоте сердечных сокращений.

Требуется пара недель регулярного использования, чтобы привыкнуть к необычному ощущению шатунов роторного механизма. Привыкнув к этому, большинство гонщиков предпочитают именно его. Тем не менее, нет никаких трудностей в переключении между обычными шатунами и шатунами с роторной рычажной системой. Как только гонщик научится использовать шатуны с роторным соединением, адаптация при переключении между типами шатунов займет всего минуту или две.

Многие велосипедисты, участвующие в соревнованиях, в том числе команда Cervélo TestTeam , используют Q-образные кольца Rotor. которые имитируют колебания размера шестерни без дополнительного веса. Однако Q-образные кольца ротора и другие кольца некруглой формы не могут дублировать движения шатуна, которые позволяют передавать мощность через мертвые зоны цикла педалирования. Некруглые кольца также усложняют настройку переднего переключателя, в то время как шатуны с роторным рычажным механизмом не представляют в этом отношении дополнительных сложностей.

Планетарный привод

Шатун с планетарной передачей обеспечивает два различных передаточных числа при использовании всего одной передней звезды. Это может иметь как минимум два преимущества: переключение передач без вращения педалей и меньшая вероятность того, что цепь соскочит с передней звезды. Примерами являются Mountain Drive & Speed-Drive от Schlumpf Innovations и Hammerschmidt.

Узкая широкая передняя звезда

Узкая широкая передняя звезда имеет зубцы, форма каждого из которых разная. Они такие же, если смотреть сбоку велосипеда, но спереди или сзади один зуб широкий, а другой узкий. Узор продолжается: узкий, широкий, узкий, широкий, отсюда и название. Цель состоит в том, чтобы предотвратить соскакивание цепи с передней звезды. Это во многом эффективно. Узкие и широкие звезды теперь входят в стандартную комплектацию горных велосипедов премиум-класса, которые имеют одну звезду и широкую кассету до 50 зубьев.

Недостатком является то, что они несовместимы с двойными или тройными звездами.

См. также

• Велосипедная передача
• Педаль велосипеда
• Биопространство
• Нижний кронштейн
• Коробка передач велосипеда

Ссылки

• Барнетт, Джон (2003). Руководство Барнетта: анализ и процедуры велосипедной механики (5-е изд.). Боулдер, Колорадо: VeloPress. ISBN  1-931382-29-8 .