Строение втулки велосипеда. Планетарная втулка для велосипеда. Велосипедные втулки: устройство

Почему именно так? Все просто, как можно разбирать, обслуживать и ремонтировать какой-то узел велосипеда, не зная его конструкции, свойств и механизма действия?! Нет, конечно, есть такие, кто ремонтирует все наугад, правда, по нормальному, починить получается только половину, ну да ладно 🙂 Дабы быть в курсе всех новых статей и обзоров советуем подписаться на рассылку, в которой Вы будете оповещены о новых статьях.

Кто читает нашу статью не первый раз, уже хорошо ознакомлен с принципом изложения информации, а кто читаем впервые, напомним, все делаем по порядку.

Из этой статьи вы узнаете:

1. Мифы о втулке.

2. Какую втулку купить.

3. Минусы резьбовых соединений втулки.

4. Плюсы втулки со шлицевым соединением.

5. Грязевая защита втулки.

6. Экс-центрик Maxle.

7. Правила выбора втулки.

Как то историю втулок мы рассматривали в статье о , поэтому повторятся не будем.

Втулка с колесом – это рычаг и точка опоры. Все мы знаем, что чем больше колесо, то есть сам рычаг, тем лучше накат, а чем лучше скольжение и качение во втулке – тем легче крутится колесо, получается, тот же накат. Существует миф, что во втулках теряется часть энергии, или, так называемой, мощности от педалирования. Хотим заметить, что научно доказано противоположное. В книге Успенского «Теория велосипеда» указаны числа, которые доказывают, что потери во втулках настолько малы, что ими можно пренебречь. Оказывается, что потеря в кареточном узле с цепью составляет 4,5%, переднее колесо тратит 7,4% потерь, а заднее колесо – 18% обще энергии. А теперь, внимание. Потери во втулках колес составляют всего 0,47% энергии!!! Так что, если хотите улучшить накат – поменяйте резину и цепной привод. Почему такой малый процент потери энергии объясняет сама конструкция втулки: шарики крутятся вокруг своей оси, а также вокруг оси колеса, плюс, все это находится в смазке. Поэтому не стоит экономить на смазке во время обслуживания втулок, вложите ее туда столько, как будто она не ваша 🙂 В скором времени мы сделаем обзор разных смазок, перелопатим множество форумов и напишем статью о лучших смазках подшипников для разных компонентов велосипеда и разных условиях езды.

Многие люди нам пишут, что купили новые втулки, и довольны хорошим накатом. Когда спрашиваешь о том, сколько велосипеду лет – отвечают «Около 5 лет». Становиться откровенно смешно, ведь это пустая трата денег. Есть всего немногое количество людей, которые в сезон наезжают свыше 5 тысяч километров и вынуждены через 5-6 лет работы велосипеда заменять втулки, и то, такое бывает не очень часто. Да и втулки менять целиком не всегда обязательно. У многих качественных производителей вело-компонентов, и вело-втулок, посадочное гнездо под подшипник легко заменяется на новое. Стоимость таких гнезд не велика, качество, конечно, на порядок ниже заводского, но это уже намного лучше, чем попросту выбрасывать целую втулку. Например, у меня и у Саши велосипеды 96-ого и 2005-ого года выпуска, соответственно, и они ездят еще на родных втулках. Я б сказал, не просто ездят, а летают, потому что накат – сумасшедший. Да что все о нас, да о , читаем дальше о втулках!

Новая втулка всегда будет крутиться на порядок хуже, чем та, что уже была в работе. Захотите узнать больше информации – изучайте трибологию, науку об износе. А простыми словами мы скажем, что новая втулка должна немного приработаться, износится, и тогда накат будет лучше. Не верите? Поставите новую втулку, сделайте толчок, посчитайте количество оборотов. Проедите 100-150 км, повторите эксперимент. Гарантируем, что количество оборотов колеса при одинаковой силе толчка будет больше, чем в первый раз. И еще, если не хотите проблем с втулками, не поскупитесь, и купите втулку высокого уровня, это рациональное капиталовложение.

Когда пришло время выбора втулки, задается вопрос «Какую втулку купить?». И понеслась…. Половина говорит, что только на пром-подшипниках, а половина говорит, что только конусные, или, так называемые, насыпные подшипники. Команда будет золотой серединой, которая объективно расскажет о преимуществах и недостатков разных втулок.

Сначала был шарик. Потом был насыпной подшипник. Потом был промышленный подшипник. Вот и вся история 🙂 На теории – промышленные подшипники, это относительно новая разработка, а значит лучше. На практике вело-туризма – чем проще узел, тем он лучше. Обычные насыпные подшипники – это немножко, откровенно сказать, геморрой, но который лечится, а пром-подшипники – это сладкая вата, которая нам принесет неизлечимую болезнь, диабет. А теперь четко – для езды по городу и на расстояние до 200 км за день, или 500 за поход, промышленные подшипники – самое то! Они очень удобные, не требуют регулировки, хорошо защищены от воздействия внешней среды. Что касается длительных походов с большими нагрузками – тогда выбор за насыпными подшипниками. Все просто, катятся что те, что другие подшипники очень легко, но промышленные подшипники гораздо сложнее в установке, а насыпные требуют простой, но тонкой регулировки. В условиях похода заменить промышленный подшипник просто нереально, или иными словами, очень затратно. Тем более, мы никогда не знаем, когда выйдет тот, или иной подшипник из строя. Если разломается шарик в насыпных подшипниках – заменить его, это 10 минут, от остановки, до полного сбора колеса, а вот пром-подшипник потребует выпрессовки и запрессовки назад уже нового, в сборе, подшипника.

Решать Вам, а мы сказали свое мнение.

Втулки бывают задние и передние. Отличи от первых – наличие посадочного места для задних звезд. Раньше, задние звезды были цельны, и накручивались на резьбу. Теперь все по-другому, и такая конструкция уходит в историю.

Дело в том, что резьбовое соединение втулки и трещотки имеет много минусов:

— Вероятность сорвать резьбу во время установки.

— Неравномерный износ трещоточного механизма и самых звезд.

— Недостаточная прочность и жесткость.

— Большие потери энергии в узле.

Правда, такие задние звезды до сих пор устанавливаются на велосипедах благодаря их дешевизне и взаимозаменяемости.

Именно поэтому на смену трещоткам пришли кассеты. Благодаря шлицевому соединению втулки с кассетой удалось достигнуть больших успехов!

А именно:

— Меньший вес.

— Храповых механизм удалось установить внутрь шлицевого барабана, а значит, уменьшилась потеря энергии, на вращении в подшипниках.

— Расстояние между подшипниками стало больше, а значить и жесткость втулки стала выше.

— Надежность крепления благодаря шлицам стала намного выше, и сорвать кассету со шлицев не реально.

— Легкость в установке, благодаря шлицевому соединению.

— Появилась возможность заменять отдельные звезды, а не всю кассету.

Материалом для втулок служила сталь, сейчас используют алюминиевые сплавы, и, очень редко, титановые сплавы, как у серии Shimano XTR.

Мы выше писали о храповом механизме, многие не знают, как он действует, но все знают, что это, так называемая, трещотка. Но, это не правильное название. Давайте мы расскажем о храповом механизме и его принципе работы.

Храповой механизм – это движущая часть задней втулки. Его конструкция проста – это храповик и собачки (от 2 до 6). Собачки подпружинены и цепляются за зубцы храповика, тем самым передают крутящий момент от звезд к колесу. Когда звездочки не движутся, собачки прижаты и не соприкасаются с храповиком, который в свое время свободно вращается. Быстрее всего из строя выходят собачки и их пружинки, которые можно легко заменить в барабанных втулках, и очень тяжело в трещотках.

Но, некоторые компании, а именно CRISS, KING и т.д., разработали механизм, который попросту вечен. Это два стальных зубчатых кольца и пружина. Во время качения, зубчатые кольца не соприкасаются с колесом, а во время педалирования пружина вжимает кольца во втулку, тем самым устанавливая соединение колец с колесом. Просто и надежно.

Еще один вид втулок – это роллерные. Если передние роллерные втулки – это тормозные, то задние – это обратные тормозные втулки. О таких втулках подробнее опишем в другой статье.

Грязевая защита втулки – это хорошо, только в меру. Обычные пыльники, улучшенные пыльники — это самый ходовой вариант, а контактные и лабиринтные уплотнители – это сложные приспособление, которые увеличивают сопротивление качению во втулке. Но, пыльники, это те же презервативы, не гарантирующие 100% защиты 🙂 Лучший вариант предохранения от пыли – перебрать вовремя втулку, особенно после проезда глубокого брода или купании в соленой воде.

Мы рассмотрели классификацию втулок по типу крепления задних звезд. Пришло время рассмотреть втулки по виду крепления к раме велосипеда.

Что мы знаем о таком креплении? Это то, что можно закрепить с помощью болта, или с помощью экс-центрика. Все, больше информации 90% населения просто не знает, а мы расскажем!

Мы не будем рассказывать о стандартных длинах осей, о силе зажима и тому подобное, мы расскажем о новых прибамбасах, для быстрого фиксирования колеса в дропаутах вилки или в задних перьях рамы.

Материалом для осей втулок служат сталь, алюминиевые и титановые сплавы.

Как всем известно, экс-центрики плохо держат колеса у велосипедов экстремального стиля езды. Для этого был придумано экс-центрик MAXLE и MAXLE Lite. Его суть очень проста – отсутствие зажимной гайки с одной стороны. Вместо этого на оси расположена резьба, и, соответственно, резьбовое отверстие на дропауте вилки. Порядок установки прост. Сначала эксцентрик продевается через безрезьбовое отверстие, дальше ось закручивается в резьбовое отверстие и вся ось зажимается экс-центриком. Но и сам эксцентрик не простой, а особенный. Трубка-корпус рассечена на четыре лепестка, и по время зажима она прочно фиксируется в дропауте вилки. Особенность – использование только с дисковыми тормозами. Версия Lite – отличается только весом и использованным материалом. Вес легче примерно в два раза. Есть деньги, агрессивно катаете, поломали уже не одну ось? Тогда Maxle создан для Вас! И не подумайте, что это реклама, другие фирмы потом также начали производство подобных втулок, и весьма успешно.

Это самые основные и самые успешные разработки креплений колес в раме. История помнит многих «кулибинов», которые пытались изобрести что-то новое, но ничего путного у них не получилось.

А и еще, стоит обратить внимание на одну интересную вещь – это амортизационную втулку.

Смешно, но это правда! Конструкция втулки очень сложная. Да и вес втулки большой, да и толку с той втулки не особо много. Если в двух словах описать суть действия амортизации, то все просто. Сама втулка ходит по оси по направляющей скобе. Дабы ход втулки не был просто шатом, свободное пространство заполнено упругим элементом. Вот и все понты. Именно поэтому никто о ней не знает, но она существует – амортизационная втулка. Теперь Вы можете с легкостью спорить со своим другом о существовании амортизационной втулки на бутылку пива. Стоп, не пива, конечно же, а сока. Что-то наша команда сегодня разошлась на шутки 🙂 Пора уже заканчивать описания втулок, и в конце подведем небольшой итог о втулках и о правильном выборе втулок.

Как правильно сделать выбор втулки:

— если есть свободные деньги – лучше купить втулку уровня повыше;

— гнаться за советами маркетологов и вестись на скупые цифры не нужно, а лучше спросить у товарищей отзывы;

— насыпные или пром-подшипники – решать только Вам путем сравнения условий использований подшипников (об это мы писали выше) со своими условиями езды;

— при выборе втулки стоит обратить внимание на тип задних звезд. Лучше брать кассету, чем трещотку;
— трещотка – это резьбовое соединение на втулке, кассета – шлицевое;

— если условия езды и свободные средства позволяют – стоит обратить внимание на выборе динамо-втулки. О них читайте у нас на сайте;

— планетарная втулка, кажется дороже, но она включает в себя три компонента – втулку, набор задних звезд, суппорт и дорогую цепь.

Если у Вас есть дополнения – пишите комментарии, с радостью ответим, обсудим и дополним! Есть вопросы – задавайте! Не стесняйтесь общаться и расширять круг своих знаний. Для того чтобы быть всегда в курсе событий, подписывайтесь на рассылку.

Посмотрите полезное видео, о том как обслуживать втулки. Приятного просмотра!

Желаем все удачи на дорогах и хорошей работы компонентов! До новых встреч:).

С уважением, команда

Велосипед – простой или сложный механизм? Все зависит от того, с какой стороны посмотреть и какой конкретно велик у нас перед глазами. Например, устройство МТБ можно назвать сложным по сравнению с сити-байком, но простым относительно автомобиля. Тем не менее даже самая заурядная модель – система взаимосвязанных узлов. Выделить какой-то один из них не получится – эксплуатацию обеспечивает слаженная работа всех механизмов. Как раз к таким относятся колесные втулки.

Велосипедные втулки отвечают за распределение круговых и радиальных нагрузок, равномерность вращения колеса, накатистость, а в некоторых случаях – за переключение передач и остановку велосипеда. Исходя из этого, понимаем, что состояние втулок напрямую влияет на качество езды. А раз так, остановимся на этом механизме подробнее: как он устроен, чем различаются между собой втулки, как обслуживать этот узел.

Устройство велосипедных втулок

Механизмы такого типа впервые появились именно на велосипедах. В основе работы втулки лежат подшипники качения – шариковые детали для передачи крутящего момента от оси на корпус втулки и вращения колеса. Распространение получили три основных типа подшипников качения – шариковая насыпь, сепараторные и закрытые (промышленные).

Классическим и универсальным устройством обладает передняя втулка:

• ось колеса с креплениями к дропаутам;
• подшипники;
• защитные вставки – пыльники;
• корпус;
• наружные крепления под спицы.

Конструкция идентична на велосипедах любого типа, начиная от стандартных дорожных моделей и заканчивая скоростными велосипедами специального назначения. Разумеется, что при схожести общего строения втулки будут различаться между собой по материалу, весу, прочности, степени защиты и ходовому ресурсу.

Втулки на передние колеса легче и проще, чем на задние. Это связано с меньшей динамической нагрузкой на переднюю часть велосипеда. Кроме этого, сложность заднего механизма по сравнению с передним связана с наличием свободного хода. Он устанавливается на всех велосипедах, кроме fix-байков. Также перед легче перебирать своими руками.

Стандартное устройство осевого колесного узла

Какими бывают корпуса втулок велосипеда? По типу производства они разделяются на:

• литые,
• штампованные,
• точеные.

По сравнению с точеными и штампованными (прокатными), литые втулки обладают низким запасом прочности, а также чуть уступают им по весу. Однако при грамотной эксплуатации и своевременном обслуживании они также могут прослужить достаточно долго без расспицовки колес. Применяемые материалы – алюминиевые сплавы для литья и точки, сталь используют в штамповке. Ось изготавливается из стали, алюминия и реже – из титана.

На большинство втулок велосипедов устанавливают конусные подшипники с радиальным упором. Деталь крепится таким образом:

1. На ось навинчивается конус.
2. Сверху на корпус насаживается подшипник.
3. Внешняя часть плотно прилегает к корпусу втулки.

Подшипники такого типа получили распространение благодаря высокому ходовому ресурсу возможности перебрать и отрегулировать по мере износа.
Некоторые модели горных и шоссейных велосипедов оснащаются радиальными пром-подшипниками. В сравнении с классическими открытыми шариковыми системами прома не требуют разборки и просты в установке. За счет меньшего сопротивления качению и более высокого КПД эти подшипники значительно увеличивают ходовой ресурс втулки.

Задние втулки – разновидности и принципиальные отличия

Устройство осевых узлов для задних колес сложнее, чем для передних – выше уже упомянули о встроенном механизме свободного хода. Кроме этого, втулки снабжаются специальными вставками под кассету, трещотку, тормозные диски. На моделях с планетарным переключением передач – это сложные шестеренчатые системы.

И конечно, на классических советских велосипедах и современных сити-байках они оснащены тормозным механизмом:

Схема задней втулки с барабанным тормозом

По конструкции задние велосипедные втулки разделяются на виды:

• классическая, без тормозов, с креплением под кассету и/или диск;
• тормозная с внутренним барабанно-колодочным механизмом;
• планетарная;
• червячная;
• flip-flop;
• без свободного хода.

Классические узкие втулки по внешнему виду схожи с передними. Устанавливаются на скоростные модели, имеют встроенный механизм свободного хода. Принцип работы заключается только в прямой передаче усилий от педалей через трансмиссию на ось. Фиксацию втулки обеспечивают собачки, которые в отсутствие приложенных усилий удерживают корпус, за счет чего колесо крутится самостоятельно по инерции.

Отличия передней и задней втулок горного велосипеда

Планетарка – модель, которая вызывает живой интерес у велосипедистов. Вся многоступенчатая трансмиссия скрыта в корпусе втулки, благодаря чему ей не требуется регулировка, она на 100% защищена от вредных погодных условий и обладает очень высоким ходовым ресурсом.

Классическая система планетарки – три передачи: стандартная, повышенная и пониженная. На картинке показана модель с ножным тормозном, как на советских сити-байках, но существуют и бестормозные планетарки. Высокоскоростные трансмиссии оснащаются пятью, семью и восемью передачами. По числу передаточных отношений они сопоставимы с 24-ступенчатыми кассетными системами.

Ремонт планетарок не предусмотрен, они служат один раз. Сложности могут возникнуть с обслуживанием осевого узла и подшипников, если они износятся раньше механизма переключения скоростей. Также есть и пара других недостатков – высокий вес и относительно низкая ударная прочность. Планетарки ставятся на городские модели, так как в агрессивных условиях быстро изнашиваются.

Червячная и барабанная тормозные втулки устанавливаются на задние колеса односкоростных велосипедов. Торможение происходит при движении педалями назад. Механизм работает по следующему алгоритму:

1. При движении ведомой звезды назад активируется механизм свободного хода. На всех ножных тормозных системах есть некоторый запас, когда звезда может провернуться назад на 1/8 оборота. Это, в свою очередь, снижает эффективность торможения.
2. Остановка корпуса.
3. Вращение барабана и раздвижка тормозных колодок, остановка колеса.
4. При отсутствии приложенных усилий на педали пружина барабана должна мгновенно отскакивать. Если этого не происходит (говорит об износе механизма), колесо необходимо растормозить, прокрутив педали вперед.

Червячный тормозной механизм отличается от барабанного тем, что к внутренней стенке корпуса при вращении звезды в обратном направлении прикладывается резьбовой шнек. Преимущества тормозных втулок:

• не требуется частое обслуживание – этому способствует герметичный корпус и большое количество смазки;
• по необходимости легко извлечь и смазать подшипниково-осевую часть, не задевая тормоза;
• относительно небольшой вес, хорошая прочность.

Flip-flop, или двухзвездочная втулка, – система, которая позволяет развернуть колесо на 180 градусов. По обоим концам расположены две звезды разного диаметра, в зависимости от предполагаемых условий езды колесо повернуть большой или маленькой звездочкой.

Велосипед на flip-flop можно считать двухскоростным

Двухзвездочная модель не имеет встроенного тормозного механизма и даже свободного хода. Задняя втулка без свободного хода передает усилия в обоих направлениях – от педалей к колесу и от колес к педалям. Благодаря этому, динамика велосипеда заметно увеличивается по сравнению с моделями на свободном ходу.

Амортизационные втулки – сравнительно новая и малоизвестная разновидность. Устанавливается на передней оси и служит гасителем колебаний колеса. При движении велосипеда совершает возвратно-поступательное движение вверх-вниз по направляющей скобе. Для достижения амортизационного эффекта снаружи окаймлена упругими эластичными вставками.

Типы креплений на раму велосипеда

Рассмотрим, какие крепления бывают на колесные оси. Традиционно представлены тремя типами:

• гайковые – на бюджетных дорожных и скоростных моделях, ось закреплена на дропауты двумя гайками;
• шлицевые – имеют аналогию с гайками, вместо них на ось накладываются плоские шлицевые накладки;
• эксцентрики – распространенное крепление на скоростных велосипедах, пружина фиксируется зажимной гайкой и рычагом.

С позиции удобства эксцентрики лучше гаек и шлицев – колеса снимаются и ставятся за полминуты, механизм простой и относительно долговечный. Однако сила закрепления не соответствует агрессивным условиям езды – слишком высокие нагрузки на крепления.

Специально для этих целей были придуманы гибридные крепления «эксцентрик-гайка». С правой стороны ось крепится к дропауту через обычную гайку, а с левой зажимается рычагом. Установка такого выглядит таким образом:

1. Ось продевается через рычажное крепление через весь корпус втулки.
2. Резьба накручивается на дропаут вилки или заднего пера.
3. Сверху накидывается гайка.
4. Зафиксированный с правой стороны эксцентрик зажимается обычным рычагом.

Рычажно-резьбовой эксцентрик Maxle

Таким образом, колесо не ослабнет на высокой скорости по бездорожью. Если обычный эксцентрик уже не спасает, есть смысл выбрать именно такой тип крепления.

Переборка втулки – просто, быстро, качественно

Рано или поздно необходимость залезть в осевую систему колеса и отремонтировать ее возникает у любого велосипедиста, даже владельца стандартного сити-бийка. Со временем смазка стареет, подшипники истираются, могут поломаться шайбы, да и ось невечная.

Неисправности втулок определяются очень просто:

• ухудшение наката, снижается средняя скорость велосипеда;
• хруст подшипников;
• люфт;
• подтекание смазки;
• трещина в корпусе.

Для устранения последней проблемы потребуется разборка колеса, в остальных случаях можно обойтись без расспицовки. Вообще операцию по снятию корпуса лучше доверить мастеру – спицы снять получится легко, а вот надеть обратно и правильно настроить получится не всегда.

Порядок действий, как разобрать втулки самостоятельно:

1. Снять колеса с дропаутов.
2. При помощи гаечных ключей подходящего размера ослабить крепежные гайки на оси. С заднего колеса необходимо с помощью съемника.
3. Подшипники могут быть застопорены колечками. Тонкой отверткой аккуратно поддеваем их.
4. Теперь мы получили доступ к подшипникам. Извлекаем их наружу и аккуратно откладываем в сторону. Нежелательно, чтобы шарики рассыпались.
5. Вытащить ось из полости корпуса.
6. Протереть внутреннее пространство и детали от застаревшей смазки. Аккуратно сложить запчасти на чистую тряпочку.

Разобранный червячный осевой узел заднего колеса

При профилактической переборке детали и корпус смазываются, и далее узел собирается в обратном порядке. Как видно, сделать переборку очень просто, полчаса от силы.

Примечание: для втулок лучше приобрести специальный смазочный состав, а отдельно на подшипники можно нанести густую смазку.

А что делать, если требуется замена подшипников, оси, шайбочек, а то и всей втулки? За заменой всего узла лучше обратиться в мастерскую. Если быть точнее, то необходима переспицовка колеса. В остальном же самостоятельно починить внутренний механизм не составит труда:

1. Подбираем подшипники по типоразмерам. На одну сторону они устанавливаются внешней, на другую – внутренней стороной, главное, не перепутать.
2. После разборки все детали лучше сложить в том порядке, в каком они были установлены на втулку – так легче потом собрать.
3. Смазывать необходимо сначала внутреннюю полость, потом ось и только в последнюю очередь подшипники.
4. После того как сборка завершена, устанавливаем колеса на велосипед и проверяем работу втулок. Люфт, затормаживания, вытекания смазки – все это признаки неправильной переборки.

Крепежные гайки должны быть затянуты, но не должны мешать вращению оси. Слабая затяжка вызовет люфт, а слишком сильная – дополнительную нагрузку на подшипники и затрудненное вращение. Разобрать и собрать втулку просто, с задней все осложняется съемом кассеты, тормозного диска. Кроме того, ее устройство за счет встроенного механизма свободного хода (как минимум) сложнее, чем у передней, поэтому перебирать следует с особой аккуратностью. 

– центральная часть колеса, упирающаяся на неподвижную ось, которая в свою очередь крепится к дропаутам вилки и рамы велосипеда. Качественная втулка призвана обеспечить минимальное трение при вращении колеса, улучшая таким образом накат велосипеда. Кроме того, чем лучше втулка, тем дольше ее ресурс и меньше проблем возникает после эксплуатации велосипеда в мокрую погоду и в болоте.

Втулки обладают рядом отличительных характеристик, в перипетиях которых мы с вами будем разбираться.

Расположение

В первую очередь, втулки делятся на передние и задние. Передняя в своем устройстве несколько проще, ведь она ответственна только за крепление колеса и его вращение. Задняя же втулка, кроме данных функций, еще несет на себе трещотку или кассету. Здесь подробнее.

Что трещотка, что кассета – это набор звездочек, необходимых для переключения передач. В первом случае они представляют между собой монолитную неразборную конструкцию, как правило, из 5-7 звездочек. Во втором случае отдельные звезды могут быть заменены при необходимости. Например, когда себя изнашивает более ходовая звезда. Кассеты состоят чаще всего из 8-11 звезд. Кассета является более предпочтительным вариантом для покупки. Втулка, рассчитанная под кассету, всегда будет надежнее трещоточной и выдержит больший вес ездока.

Отдельно отметим планетарные задние втулки типа Shimano SG-3C41 . В их внутренности заключен механизм переключения передач (3-5). Переключаться можно даже стоя на месте.

Фиксация

Существует 2 способа фиксации втулки к велосипеду. Более простой и дешевый вариант – двумя гайками под ключ на 16. Более удобный и дорогой – эксцентриком . В данном случае для снятия колеса понадобится лишь отжать ручку эксцентрика. Этот процесс занимает считанные секунды. На всех качественных велосипедах в обязательном порядке будут установлены втулки под эксцентрик.

Тормоза

Кроме крепления колес, втулки еще ответственны и за тормоза. Таким образом, втулки делятся на те, которые работают лишь с тормозами типа V-brake (например, втулка задняя Novatec 802SB 36H QR white), и которые рассчитаны также под дисковые тормоза (Novatec D882SB-SS 36H QR10 black). Следует понимать, что при этом любая втулка подойдет под V-brake. Есть также втулки под барабанные тормоза, но это в наше время редкость и встречаются такие лишь на редких городских велосипедах.

Материал изготовления

Здесь все просто. Стальные втулки – дешевые, но тяжелые и подвержены коррозии; алюминиевые – дороже, но легче и не ржавеет.

Количество спиц

2 наиболее распространенных стандарта – втулки на 32 и на 36 спиц. Разумеется, чем меньше спиц, тем колесо легче, но при этом менее прочное, и наоборот. Важно, чтобы и втулка, и обод колеса были рассчитаны под одно количество спиц.

Размер

Есть разные стандарты осей втулок. Они отличаются по диаметру – чем он больше, тем надежнее втулка, но при этом и весит она будет также больше. Для обычного горного и кроссового велосипеда характерен диаметр 9-10 мм, более экстремального – 14-15 мм.

Оси втулки отличаются по длине. Передние, как правило, равны 108-110 мм, а задние более длинные – 135-146 мм.

Интересный вариант – втулка задняя Novatec D882SB-SS 36H QR10 , у которой диаметр оси может меняться с помощью переходников.

Тип подшипников

Втулки делаются на промподшипниках (они неразборные) и насыпных (их можно обслуживать и регулировать). Плюс промподшипников в том, что до поры до времени можно не обращать внимание на неприятный звук и другие проблемы, а затем просто заменить подшипники, не меняя всей втулки. Важная черта подшипников – их грязезащита. Так, у насыпных на втулках нижнего и среднего ценового диапазона защита от грязи будет лучше. На одинаково дорогих втулках разницы между насыпными и промподшипниками не будет.

Купив один раз хорошую втулку, о ее замене можно будет забыть на 10000 км.

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

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

Из чего состоит и как работает планетарная втулка

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

Компоненты шестерного отсека скоростной втулки: 1 – солнечная шестерня, 2 – сателлиты, 3 – водило, 4 – эпицикл

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

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

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

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

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

Производители втулок: плюсы и минусы

Изготовлением планетарных втулок на велосипеды занимается несколько производителей:

• Shimano,
• SRAM,
• Sturmey-Archer,
• Rohloff.

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

Скоростной агрегат от Rohloff в разрезе

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

Преимущества использования планетарных втулок

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

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

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

Как правильно переключать передачи при движении на велосипеде

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

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

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

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

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

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

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