Изобретение колеса – очень старое, но колёса для велосипеда в современном виде появились чуть больше ста лет назад. Узнаем, какие бывают типы, из каких частей состоят модели, какие стандарты существуют для их размеров и компоновок.
Колёса, рама и руль – это составные части самого первого велосипеда, появившегося двести лет назад. Тогда это были деревянные круги де-факто без втулки, но уже через пятьдесят лет мир увидел модели с практически современными спицами и сложными подшипниками. Сейчас колёса велосипедов – это несколько типов высокотехнологичных устройств, разработка которых находится на уровне лучших автомобильных и авиационных концернов.
Конструкция колеса
В первую очередь, рассмотрим саму конструкцию. На самом деле, ничего сложного в них нет:
- втулка – самый сложный механизм, единственный движущийся элемент в колесе;
- спицы – не все колёса созданы используют спицы, но большинство из них. Лёгкие и прочные, хорошо передающие усилие, но и компенсирующие серьёзные деформации;
- обод – силовая основа, от крепости обода зависит устойчивость всей конструкции к нагрузке;
- резина – покрышка и камера, иногда только покрышка – внешняя часть, которая отвечает за сцепление с дорогой или треком. Конфигурация резины – залог динамики велосипеда.
Каждый элемент колеса важен и в современной индустрии поставляется несколько их типов. Разберём их подробнее.
Втулки
Самый технологически сложный элемент колеса – втулка. Даже стандартная втулка горного велосипеда достаточно сложна, а существует несколько типов втулок, содержащих элементы трансмиссии:
- обыкновенные втулки;
- втулки с креплением для тормозного диска (ротора);
- с внутренним переключением передач (обычно – планетарная втулка);
- с тормозным механизмом (обычно – барабанные тормоза).
К передним втулкам предъявляется меньше требований, потому они обычно самые простые, и максимальная «надстройка» – это дополнительный барабан для тормозного ротора дисковых тормозов.
Простая втулка с эксцентриком
Втулки изготавливаются из стали, алюминия и титана. Качественными считаются точёные и штампованные изделия, недорогие модели изготавливаются литьём. Конструктивно колесо закрепляется к раме заведением в перья концов втулки и закреплением их болтами или эксцентриком. Эксцентрики – неоднозначное крепление, с одной стороны, это простота установки и снятия колеса, а с другой, возможность злоумышленника быстро разобрать велосипед.
Отдельное внимание следует уделить подшипникам. Обычно их разделяют на наборные, лёгкие в замене и обслуживании, и промышленные, запрессованные и отлаженные на производстве, более лёгкие и надёжные, но неремонтопригодные.
Сложные втулки
Устройство заднего колеса несколько сложнее. На некоторых моделях устанавливается барабанная втулка – и вся система передачи через в виде набора шестерёнок и валов упаковывается внутрь втулки по аналогии с автомобильными системами передач. Такие втулки очень удобны в использовании, но обладают низким КПД, «съедая» от 8% нагрузки, а также обладают большим весом и серьёзной ценой.
Также многим знакомы тормозные втулки. Они устанавливались на советские велосипеды и сейчас часто встречаются в сверхбюджетных моделях. Внутрь втулки помещается блокирующий или тормозной механизм, который срабатывает от обратного усилия цепи.
Планетарная велосипедная втулка
Спицы
Какие бывают зимние велосипедные шины?Обеспечивая небольшую амортизацию, спицы, в первую очередь, это основа жесткости, прочности и лёгкости колеса. Амортизационный момент важен для равномерного распределения нагрузки по ободу, так как абсолютно жесткая конструкция очень уязвима против неровностей. Сама спица – это длинный стержень, с одной стороны загнутый, для крепления на барабан втулки, а с другой заканчивающийся резьбой под ниппель-гайку, которая закрепляет спицу к ободу.
Выделяют несколько типов устройств по их спицеванию:
- стандартные спицованные колёса (в качестве материалов используется нержавеющая сталь, обычная сталь с цинковым напылением или титан);
- дисковые карбоновые варианты;
- моноблочные велосипедные колёса, роль спиц в которых выполняют углепластовые лопасти.
Требования к качеству спиц очень велики. В стандартном наборе обычно 32 или 36 спиц, на некоторых спортивных моделях устанавливаются комплекты из 24 и 28 спиц в целях облегчения конструкции, а на тяжёлых – трюковых, грузовых и иных велосипедах – число спиц может достигать 40 и даже 48 штук.
Наборы спиц различаются по длине, и обычно на одном велосипеде их три типа: для переднего колеса, для заднего колеса справа и слева. Спицовка – достаточно сложная наука, и об этом – отдельная статья.
Обод
Обод – это круглая рама со сложным профилем, которая с одной стороны крепится спицами к втулке колеса, а с другой – предоставляет пространство для закрепления камеры и покрышки. Покрышки закрепляются на ободе либо специальным пазом (стандартная компоновка) – такое крепление называется коробчатое, либо вклейкой (узкие шоссейные колёса на велосипед).
Ранее практически все выпускаемые обода были П-образными, т.е. профиль был недостаточно жестким. Сейчас в моде «двойные» обода. Два дополнительных ребра жесткости делают профиль максимально прочным. Для экстремальных дисциплин существуют трёх-, четырёх- и даже пятикамерные профили ободов, но за подобную крепость придётся расплачиваться как высокой стоимостью, так и большим весом. А чем больше вес, тем сложнее раскручивать и поворачивать такое устройство. Особая U-образная конструкция обода характерна для шоссейных велосипедов.
Обода изготавливаются обычно из алюминия и его сплавов, которые пришли на смену стальным конструкциям. Спортивные обода иногда изготавливаются из углепластика – максимальное облегчение и замена спиц на цельные «лопасти» компенсируются огромной ценой и высокой хрупкостью, которая блокирует использование такими ободами на сложных дорогах и бездорожье.
Резина
Внешняя часть колеса – это покрышка. Выбор покрышки зависит от типа катания. Всего выделяют четыре типа протекторов:
- All terrain – универсальная покрышка, со средней глубиной протектора и боковыми перьями;
- слик и полуслик – покрышки с минимальным протектором, ориентированные на катание по асфальту и трассам на скоростных велосипедах;
- грязевый протектор – широкая покрышка со сложным рисунком и большой глубиной, предназначенная для передвижения в сложных условиях;
- зимний протектор – к сложному узору добавляются металлические шипы, которые позволяют передвигаться по льду и снегу. Рисунок с редкими шипами позволяет передвигаться по рыхлому снегу и позволяет колёсам самоочищаться. Особенно это важно для заднего колеса.
Покрышки обладают двумя определяющими параметрами:
- Посадочный диаметр – подходящий для резины размер обода – от 20 до 62 см;
- Ширина резины – от 3 до 5 см.
Стандартные размеры
После конструкции определяющим для модели велосипеда становится его размер, который маркируют как диаметр или длину окружности. Какие бывают размеры? Каждый размер подбирается под задачи и по росту велосипедиста, но есть стандарты отрасли:
- 26 дюймов – де-факто заводской стандарт для горных и городских велосипедов. Хотя в последнее время все больше набирает популярность размер 27.5 дюймов;
- 28 дюймов – дорожные велосипеды и гибриды;
- 29 дюймов – набирающие популярность «найнеры» – MTB для скоростных задач.
Размеры велосипедных колёс заложены в стандарте ISO, хотя различные производители и маркируют свои изделия по-разному. Далее - таблица размеров, согласно ISO стандарта, по которой легко можно узнать диаметр вашего обода.
Размеры колёс в ISO стандарте
Заключение
Знания о колёсах для велосипедов очень важны для велосипедистов, и пусть не каждый может спицевать их или выбрать абсолютно подходящую под его стиль катания покрышку, но представлять, какие части велосипедного колеса есть, и за что они отвечают, вполне возможно, просто прочитав эту статью.
