Велосипедні колеса втулки. Які є втулки? Велосипедні втулки: пристрій, виробники, догляд Сучасні втулки на колесо велосипеда

Цією статтею я почну цикл описів під загальною назвою "Вибираємо". А вибиратимемо ми всі запчастини, що становлять наш велосипед. Часом, прийшовши в магазин, одне питання продавця може поставити вас у глухий кут. Щоб такого не сталося і ви точно знали, чого хочете написані ці статті. Здебільшого буду орієнтуватися на власників гірських велосипедів, т.к. у більшості саме такі.

Колеса

Будь-яке колесо складається з: втулки, спиць, обода, камери та покришки.

Колеса відрізняються:

1) Діаметром – 20, 24, 26, 28 дюймів. 20 – стандартне колесо для bmx, 28 – шосейні, для гірського велосипеда використовую 24 або 26 дюймові. Найпростіший спосіб дізнатися, яке у вас - подивитися на покришку. На ній буде написано цифри, наприклад 26x2.2 - діаметр і ширина покришки (а її діаметр = діаметру колеса), але і на око вони помітно менше.

2) Кількість спиць - це властивість відноситься безпосередньо до подальшого розгляду втулок. Існує два стандарти 32 і 36 (36 використовують для підвищення міцності, наприклад на bmx"ах). Найпростіший спосіб дізнатися скільки у вас - підрахувати.

У всіх магазинах можна купити вже зібране колесо, але якщо у вас зламалася втулка або погнутий обід, то немає сенсу міняти все.

Втулки

Англ. - Hubs

Втулка – основна частина колеса, на ній кріпляться спиці та за рахунок неї обертається колесо. Втулки для bmx"а відрізняються від втулок для mtb, так що будьте обережнішими.

Основні відмінності:

1) Передні та задні:

На верхній фотографії передня втулка, на нижньому відповідно задня. Основна відмінність – у барабані (циліндр із пазами праворуч), на який одягається касета (набір зірочок).

2) Кріплення під дискове гальмо - такі кріплення можуть мати і передні і задні втулки. На фотографіях обидві мають 6 отворів для болтів – кріплення таких гальм. Якщо у вас були звичайні гальма, то у разі заміни краще взяти з таким кріпленням, тоді якщо захочете поставити дискові не доведеться міняти втулку.

3) Кріплення втулки – ексцентрик (верхнє фото) та болти (нижнє). Тут вже на любителя і вся відмінність у тому, що ексцентрик набагато зручніше (для зняття колеса треба лише віджати ручку), але болтове кріплення міцніше (використовується в основному в екстримально катанні і для звичайного велосипеда кращий варіант).

4) Втулка під вісь - особливий вид втулок (знову ж використовуваний в екстримальному катанні підвищення міцності), які одягаються на вісь певного діаметра. Таку втулку легко впізнати великим наскрізним простором в центрі втулки.

Приклад передньої втулки під вісь, без кріплення під дискове гальмо:

5) Підшипники - поділяються на звичайні кулькові та промислові (закриті). І тут порада одна - тільки промислові, більшість втулок саме на таких, що позбавляє вас від мук із чищенням, встановленням та використанням втулки.

6) Кількість спиць - 32 і 36 (про це йшлося вище).

7) Кріплення касети (набору зірочок) – на другій фотографії показаний найпоширеніший вид кріплення – барабан, на який зверху одягається касета. У цьому випадку тріскачка є цільною частиною втулки. Грубо кажучи, тріскачка - це механізм, що дозволяє вам, крутячи педалі передавай момент на обертання колеса, але при припиненні забезпечувати вільний хід (при цьому лунає характерний звук тріскачки). Бувають втулки з різьбовим кріпленням:

На такі втулки тріскачка, з'єднана із зіркою (називається фрівіл). Використовуються вони переважно у тріалі.

Приклад фривілу:

Приклад касети:

Останнім часом в екстримальному катанні поширені втулки з уже вбудованою зіркою (у кількості однієї штуки – для створення "сингл-спіду"):

8) Ще одне з нововведень у світі втулок – це "фрикостер". Такі втулки мають особливий вид тріскачки, яка дозволяє колесу вільно обертатися у зворотному напрямку. На будь-яку втулку, коли ви їдете або везете велосипед назад педалі самі починають обертатися за колесом. Фрікостер прибирає таку властивість, відкриваю нові можливості в екстримальному катанні. Зовні такі втулки не дуже відрізняються.

При виборі байка багато велосипедистів-початківців найчастіше дивляться на задній перемикач, раму, наявність або відсутність амортизатора. При цьому такому важливому компоненту, як колісна втулка, приділяється недостатня увага.

Види велосипедних втулок та їх компоненти

Класифікація втулок

Існують два види втулок – передня та задня. Передня простіше влаштована і не зазнає таких навантажень, як задня, особливо якщо на велосипеді встановлена вилка з амортизатором. служить передачі обертаючого моменту від педалей до заднього колеса, від неї залежать динамічні характеристики байка, тому далі йтиметься про неї.

Розрізняються за матеріалом, з якого вони виготовлені, а також внутрішнім пристроєм. Зазвичай вони складаються з осі, маточини з фланцями, до яких кріпляться спиці, та підшипників. Розрізняють такі види втулок для заднього колеса:

Трещоточні, У яких набір зірочок поєднаний з храповим механізмом в єдине ціле. Такі втулки часто ставляться велосипеди нижнього цінового сегмента.
Касетні, В яких набір задніх зірок встановлюється на спеціальний барабан за допомогою шліцевого з'єднання.
Планетарніз внутрішнім перемиканням передач, у яких шестерні розташовані всередині корпусу самої втулки. Вони мають високу вагу та вартість, але надійні та практично не вимагають технічного обслуговування.

Втулка задня касетна Novatec d042sb-ss

Перші два типи набули найбільшого поширення, а планетарні залишаються скоріше екзотикою, хоча досить часто використовуються в сітібайках.

Втулки з тріскачкою дешевші, але менш надійні і вважаються застарілими, тому краще вибрати варіант з касетою.

Втулка задня JOY TECH 434 під тріщину

Підшипники

Важливим чинником, який слід звернути увагу під час виборів втулки, є тип підшипників, встановлених у них. Найбільш поширеним видом залишаються насипні шарикопідшипники, але надійніші в картриджах.

У першому випадку на осі велосипеда кріпляться конусні гайки, які притискають кульки до чашок, що конструктивно є частиною корпусу самої втулки. Вузли з такими підшипниками легко обслуговувати та ремонтувати, але вони швидко засмічуються.

Підшипник промисловий R8RS задньої втулки КТ-155

У виробах на промислових підшипниках кульки в касеті запресовані прямо в маточину. Вони відмінно підходять для спортивного велосипеда, тому що мають більший коефіцієнт корисної дії та кращий захист від бруду. Іншою перевагою втулок на промпідшипниках є те, що вони не вимагають регулювання осьового зазору та частого мастила, але розібрати їх досить важко.

Корпус втулки

Як правило, корпусом втулки є маточина колеса. Вона має фланці, на яких кріпляться спиці, причому через наявність на задньому колесі набору зірочок спиці мають з одного боку трохи меншу довжину. У втулок з насипними підшипниками внутрішня поверхня має доріжки, якими рухаються кульки.

Задня вісь

Задня вісь велосипеда є жорстко зафіксований в дропаутах стрижень з різьбленням, який не передає крутний момент, але при цьому несе основне навантаження при русі велосипеда. Вона зазвичай виготовляється зі сталі, титанового або алюмінієвого сплаву і є невід'ємним конструктивним елементом втулки.

Залежно від типу кріплення осі можуть бути порожнистими або цілісними. Порожнисті використовуються разом з ексцентриковими стяжками, що полегшують встановлення та демонтаж колеса. Такі осі мають більшу жорсткість та меншу вагу.

Ще одним способом кріплення колеса є фіксація осі в пір'ї рами спеціальними гайками. Для рами з горизонтальними дропаутами більше підійде вісь на гайках через надійніше і міцніше кріплення колеса.

Вісь втулки задня Quando KT-262R 175mm на гайках

У деяких моделях гірського велосипеда, а також байків для циклокросу, використовуються наскрізні осі (thru axle), один з кінців яких має різьблення. Такі осі є частиною конструкції рами і зазвичай постачаються разом із нею.

Товщина задньої осі залежить від типу велосипеда, а її довжина визначається відстанню між дропаутами пір'я рами. У деяких моделях втулок діаметр може змінюватись за допомогою спеціальних перехідників. Зазвичай застосовують такі осі (перше число – діаметр, а друге – довжина):

10x135 мм – використовуються у більшості сучасних велосипедів;
10x130 мм – встановлюються на шосейні велосипеди;
12x150 мм – велосипедні осі для даунхілла та фрі-райду;
10x170 мм – такі осі ставляться на фет-байки;
10x120 мм – підходить для швидкісного велосипеда.

На велосипедах для екстремального спорту High End рівня можуть використовуватися спеціальні осі збільшеної товщини, які мають підвищену міцність.

Розбирання та обслуговування задньої втулки

Механізм заднього колеса велосипеда потребує періодичного техобслуговування та ремонту, і часто у недосвідчених велосипедистів виникають проблеми при його розбиранні та складання. Однак це досить проста операція, і після невеликої практики вона перестає викликати труднощі. Головне - вибрати відповідний інструмент і запастися терпінням. Також слід проявити максимум акуратності, інакше маленька деталь або кулька, що закотилася кудись, може доставити серйозні проблеми, і правильно зібрати механізм буде неможливо. Якщо немає впевненості у своїх діях, то можна навіть записати процес на відео, щоб при зворотному складанні було зрозуміло, куди слід встановити той чи інший елемент.

Задня втулка та її складові частини

Всі звичайні втулки розраховані на розбирання з боку, протилежного до розміщення зірочок, тобто з лівої. Розглянемо послідовність дій при розбиранні виробу на насипних підшипниках, оскільки така конструкція є найпоширенішою:

Для початку потрібно відкрутити гайки та від'єднати колесо від рами. У випадку із затискачами на ексцентриках навіть не знадобляться інструменти. Після того, як колесо знято, можна розпочинати розбирання.
Тепер слід зняти зірочки, інакше отримати повний доступ до внутрішньої частини втулки буде неможливо. Якщо колесо має касету, то знадобиться інструмент під назвою хлист і знімач. Хлист накидається на велику зірку і утримує її, а витяг вставляється в касету і обертається проти годинникової стрілки. Після демонтажу касети потрібно зняти гальмівний диск з лівого боку втулки (якщо встановлені дискові гальма).
Для розбирання колеса з тріскачкою потрібен знімач і ключ із гарним важелем. Прийде докласти досить велике зусилля, тому що тріскачка закручувалося весь час, поки ви їздили на велосипеді. Тремтіння теж потрібно відкручувати проти годинникової стрілки.
Для подальшої роботи знадобляться два ключі. Спеціальний конусний ключ має невелику товщину, ним утримується конус втулки, а другим ключем потрібно розконтрувати ліву гайку, яка фіксує цей конус. Розконтрену гайку можна відкрутити, і тепер задня вісь велосипеда легко дістається з втулки, даючи доступ до підшипників та внутрішньої поверхні маточини колеса.
Кульки можуть прикриватися металевими пильовиками. І те, й інше потрібно акуратно витягти і скласти в якусь коробочку. Ось і все, втулка розібрана, тепер можна приступати до технічного обслуговування та ремонту.

Схема розбирання втулки на промпідшипниках навіть простіше, певну складність становить лише вилучення касет з кульками, оскільки вони досить щільно запресовані в маточину. Картридж доведеться діставати спеціальним інструментом або вибивати ударами молотка по осі, але це потрібно вкрай обережно, щоб не пошкодити фланець.

Іноді доводиться розбирати сам барабан, який кріпиться касета зі зірками. І тут знадобиться спеціальний знімач зі шлицами. Але така необхідність виникає вкрай рідко, і в цьому випадку все ж таки краще звернутися в майстерню.

Техобслуговування задніх втулок полягає у видаленні старого мастила, очищенні деталей від бруду, перевірки їх цілісності та нанесенні нового мастила. Потрібно ретельно промити не тільки підшипники та внутрішню поверхню маточини, але й різьблення на гайках та осі, так як у неї часто набивається пісок. При закручуванні він збирається на поверхні конуса, може спричинити хрускіт і навіть пошкодження кульок. Для цього зазвичай використовують бензин, розчинник або спеціальні миючі засоби. Після очищення потрібно нанести мастило на всі рухомі деталі.

Складання втулки відбувається у зворотному порядку. Якщо деталі не втрачені, все пройде без будь-яких труднощів.

При встановленні колеса в дропаути слід звернути увагу на один важливий момент: вісь із втулкою повинні входити в них досить щільно Якщо утворюється зазор, слід вставити проставочні шайби. В іншому випадку пір'я стягуватиметься і згинатиметься при фіксації колеса, що може призвести до виникнення постійних напруг у пір'ї і, зрештою, до руйнування конструкції.

Найчастіші проблеми та шляхи їх усунення

Люфт

Якщо контргайки втулки недостатньо сильно затягнуті, під час обертання колеса виникають биття задньої осі об підшипники. В результаті на доріжках конусів з'являються каверни, а деформуються кульки. Якщо люфт не усунути вчасно, то на конусах та внутрішній поверхні втулки утворюються сколи. В особливо запущених випадках кульки можуть навіть вискочити з доріжок і почати обертатися всередині втулки, сточуючи вісь і руйнуючи маточину, доведеться замінити весь вузол і переспицювати колесо.

Щоб уникнути люфту, необхідно правильно налаштувати конуси. Для цього потрібно поступово затягувати конусну гайку, намагаючись знайти такий стан, в якому колесо вільно обертається без биття. Коли знайдено правильну позицію, слід зафіксувати конус контргайкою. При законтриваніі конуса вісь часто починає обертатися, і правильне положення втрачається, тому можна затиснути правий кінець осі в лещата.

Перетяжка конуса

Ця ситуація обернена до попередньої: конусні гайки затягнуті занадто сильно, що викликає у втулці надмірне тертя, і колесо втрачає накат. У такому випадку також потрібне регулювання конусів, і всі дії аналогічні вищеописаним.

Поломка чи викривлення осі

Ще однією проблемою, що часто виникає, є викривлення осі або порушення її цілісності, викликані неякісними матеріалами, що застосовуються при їх виготовленні, або конструктивними особливостями самої втулки. Такі поломки властиві в основному втулкам з тріскачкою, так як у них опорні підшипники знаходяться далеко від точки кріплення осі в дропаутах пір'я рами. В результаті виникає занадто великий важіль, і при збільшенні навантаження вісь приходить у непридатність.

Зламана задня вісь велосипеда

На жаль, якщо вісь зламалася чи погнулась, то доведеться поставити нову, оскільки вони не піддаються відновленню. Хороша новинаполягає в тому, що осі коштують недорого, та їх легко замінити. Слід врахувати, що виробники використовують різне різьблення, а конуси можуть відрізнятися за розміром та повнотою. Тому під час походу в магазин краще захопити їх із собою, щоб не помилитися при покупці заміни та вибрати той виріб, який підходить саме до вашої втулки.

Хрускіт або шум усередині втулки

Шуми, скрип і хрускіт сигналізують про те, що вашій втулці настав час пройти техобслуговування. І зробити це слід якнайшвидше, інакше все може закінчитися дуже плачевно. Спочатку слід розібрати втулку, поміняти мастило і перевірити деталі на наявність дефектів. Зіпсовані компоненти потрібно замінити. Якщо після цього проблема залишилася, то варто проконсультуватися у фахівця. Можливо, що вона виникла через низьку якість самої втулки, і доведеться ставити нову.

Задня втулка велосипеда є дуже важливим і часто недооціненим елементом велосипеда, а її вісь піддається збільшеним навантаженням. Пісок, бруд, мікроскопічні уламки і пил мають абразивні властивості, що руйнують метал. Поломки механічної частини заднього колеса вимагають дорогого ремонту або навіть заміни всього вузла, тому своєчасне та правильне технічне обслуговуваннявтулки суттєво продовжить життя вашого байка і допоможе уникнути непотрібних витрат.

Чи це дорогий спортивний байк або простенький підлітковий. Від їх якості дуже суттєво залежить накатистість, а значить і коефіцієнт корисної дії велосипеда, що важливо – адже байкер при їзді витрачає не що-небудь, а свої власні сили. Недарма підшипники кочення вперше масово з'явилися саме на велосипедах, а вже пізніше поширилися на безліч інших машин і механізмів.

Загальні особливості конструкції

Втулки, призначені для різних велосипедів, відрізняються за такими параметрами, як наявність додаткових пристроїв, міцність та тип захисту від зовнішніх впливів. Відповідно, значно різняться і вага, і вартість. І якщо втулки гірського та шосейного велосипеда мають приблизно однакову будову, то втулки із вбудованими гальмами вже відрізняються дуже суттєво, а втулки з планетарним перемиканням швидкостей – кардинально.

Найпростіша конструкція – біля втулки переднього колеса звичайного велосипеда. Циліндричний корпус, по торцях якого розташовуються фланці з отворами для кріплення спиць. Усередині корпусу знаходяться вісь та підшипникові вузли, закриті пильовиками. Влаштування задньої втулки будь-якого велосипеда помітно складніше.

Задні втулки багатошвидкісних велосипедів, крім планетарних, може бути двох видів. Застарілі різьбові втулки, де тріскачка, т. е. блок зірок разом із храповим механізмом, нагвинчується на втулку чи сучасні - барабанні ( Freehub), де храповий механізм є частиною втулки, а касета є лише набір зірок. Крім втулок із традиційним храповим механізмом, зустрічаються так звані «ролерні» втулки, які набагато краще витримують ударні навантаження на механізм вільного ходу та із зіркоподібним механізмом, наприклад, у DT Hügi.

Втулки, призначені для коліс з радіальним набором спиці, мають зміцнені фланці, здатні витримувати радіальні навантаження. Осі втулок можуть бути сталевими, алюмінієвими чи титановими. У велосипедів, призначених для екстремальних дисциплін, з'явилися передні втулки з осями діаметром 20 мм та задні з осями 12 мм.

Втулки гірських велосипедів поділяються на «звичайні» та «дискові», тобто призначені для встановлення на них роторів дискових гальм. Наразі поширені два несумісні стандарти кріплення роторів: ISOна шести болтах і шліцеве зі стопорним кільцем, так званий Shimano Center Lock.

Колесо може кріпитися на рамі або вилці або гайками - тільки на недорогих велосипедах або за допомогою ексцентрикового механізму ( quick release). Зручність використання ексцентрикової стяжки полягає у можливості швидкого зняття та встановлення колеса без використання інструментів. Двадцятиміліметрові осі для DH кріпляться ексцентриком і болтовою стяжкою ніг вилки.

Сучасні втулки гірських велосипедів від середнього рівня мають подвійне контактне ущільнення. У дорогих втулках, наприклад DT Swiss, та втулках шосейних велосипедівзастосовується лабіринтне ущільнення, яке створює менший опір обертанню колеса, ніж контактне, але дещо гірше захищає від бруду та води.

Типи підшипників

Головні переваги підшипників цього типу ремонтопридатністьі можливість регулюванняу міру зношування. З недоліків - складність складання(багато деталей) та необхідність регулювання.

До переваг можна віднести менші втрати на тертя, простоту складаннявтулок; відсутність необхідності регулювання. З урахуванням легкої заміни підшипника ресурс втулки збільшується багаторазово. Але радіальні підшипники погано переносять осьові навантаження, іноді виникають у велосипедних колесах. Цікава особливістьдеяких подібних втулок високого класуполягає в тому, що вони знаються за допомогою лише одного шестигранного ключа.

Про заміну спиць

Для передньої втулки, що не має дискового гальма, заміна спиць, що лопнули, не становить жодної проблеми, так як спицю можна легко завести у фланець втулки збоку. Але цей варіант малозастосовний у випадку, якщо розглядається втулка з дисковим гальмом або задня втулка. Для встановлення спиці у фланець, доведеться знімати ротор гальма та касету, що сильно ускладнює роботу та вимагає застосування спеціальних інструментів.

Mavic використовує втулки із сегментованими фланцями під спеціальні прямі спиці. Замінити спицю у колесі, зібраному на таких втулках, дуже просто. Shimano пішли іншим шляхом, створивши нові безфланцеві втулки DDH(Directional design hub). Спиці традиційної форми (із загнутою розклепаною головкою) вставляються у спеціальні прорізи на корпусі.

Єдиний серйозний недолік - у процесі експлуатації прорізи на корпусі забиваються брудом і зняти спиці з колеса стає дуже проблематично. Мабуть, це і спричинило те, що DDH втулки так і не стали широко поширеними.

Друга очевидна причина полягає в тому, що компанія зайнялася виробництвом цілих коліс (вілсетів). Їх відмінними рисами стали використання невеликої кількості спиць, розміщених ніпелями до втулки (ступінчасті фланці) із закріпленням не по центру обода, як це буває зазвичай, а з його боків.

Виробники

Найбільшого поширення на Наразіотримали втулки Shimano На погляд багатьох велосипедистів, втулки Deore LX ($15 та $30 за передню та задню) вагою 205 та 426 гр. - найкращі втулки Shimano за співвідношенням ціна/якість для велосипеда середнього рівня. Для недорогих велосипедів можна вважати прийнятним вибір втулки Shimano Alivio ($10 і $15 відповідно).

До втулок високого рівняможна віднести і втулки Shimano XTR. Їхня вартість може становити від $100 до $300. А вага тих же дискових втулок American Classic складає всього 120 і 225 р.!

Підсумки

Насамкінець варто згадати, що якість роботи втулки дуже залежить від типу підшипників, якості їх обробки, а також якості ущільнень. М'якість та легкість обертання підшипників визначається точністю виготовлення деталей, типом полірування бігових доріжок та кульок підшипників, їх поверхневим зміцненням та дотриманням допусків. Але пам'ятайте, що, якого б високого рівня не були втулки на вашому велосипеді, все ж таки, не варто зайвий раз занурювати їх у воду, на користь це не піде.

Андрій Григор'єв

У цій статті міститься докладна інформація щодо одного з найважливіших елементів приводу велосипеда - звичайно ж, мова піде про “втулку”. До її різновидів можна віднести систему з планетарним механізмом здійснення перемикання передач. Цей різновид втулок отримав свою назву завдяки конструктивним особливостям.

І справді, цей складний механізм, до складу якого входить більше сорока деталей, говорячи барвистим мовою метафор, можна порівняти з Всесвітом, в якому планети Сонячної системи обертаються виключно за заданою траєкторією.

Ось уже кілька років лідируючі позиції у галузі виробництва таких втулок займає американський концерн SRAM, власністю якого з 1997 року стала і Sachs Bicycle Components – фірма, що користується колосальною популярністю серед автомобілістів та велосипедистів. Не відстає в цій галузі і японська корпорація SHIMANO, що виробляє чотири- та семишвидкісні втулки.

Як каже історія, перший привід, в якому було реалізовано внутрішня системаперемикання передач, був виготовлений фірмою SACHS далекого 1904 року, коли системи із зовнішнім перемиканням перебували у зародковому стані.

Вперше вони були реалізовані у 2-швидкісних моделях «Торпедо». Вже до 1914 року їх було реалізовано понад 833 тисяч. Нищівних збитків компанії завдала Друга Світова війна, коли більшість її виробничих площ просто була зруйнована. Концерну загрожувало банкрутство. Проте, вже 1945 року виробництво фактично налагодилося. Звичайно, фірму не оминули і численні структурні зміни, а в середині 1997 року нею було придбано концерн Sachs Bicycle Components, у розвиток якого було інвестовано понад 1 млн доларів.

То чому ж планетарні втулки користуються такою популярністю?В першу чергу, слід сказати, що компанія SRAM-SACHS зараз пропонує широку номенклатуру виробів, до якої належать втулки, в яких передбачені 3-, 5-, 7 передач і внутрішня гальмівна система . Також виробляються швидкісні втулки та з ролерним гальмом. Нещодавно підприємством було освоєно виробництво системи Dual-Drive 9х3, 7х3 і 8×3: комбінації планетарної втулки на три передачі 7/8/9-зіркової касети. На рамі встановлено зовнішній перемикач класичного зразка, яким здійснюється переміщення ланцюга по зірках касети. В результаті виходить 21, 24, 27 поєднань передач.

Тепер перейдемо до переваг систем планетарних передач.

По-перше, такі втулки мають досить широкий діапазон передавальних чисел . Наприклад, позашляховий велосипед із набором зірок 42-32-22 та касетою 11-30 має діапазон передавальних чисел цілих 520%. Що ж до семишвидкісної втулки, то для неї цей діапазон становить 303%. При цьому, якщо приймати 4-ту передачу як пряму (100%), то інші передачі щодо неї матимуть такі показники: на першу доводиться 75%, а на сьому – 174%. Говорячи простою мовою, велосипеди з такими передачами чудово розганяються на шосе і з успіхом долають навіть найкрутіші підйоми. У 5-, 3-швидкісних втулок діапазон передач дещо менший: 249% і 186%, але вони мають меншу вагу та приємнішу для споживача вартість.

По-друге, здійснюється точний та швидкий перехід між передачами. При цьому виконується чітка фіксація положення ручки перемикача. Для цих пристроїв можливе виконання цих дій стоячи на місці.

По-третє, що важливо, необхідне мінімальне обслуговування. В інструкції з експлуатації взагалі вказується, що втулка не потребує поточного обслуговування. До обмежень можна віднести лише одну умову: не слід спрямовувати на втулку прямі струмені води під великим тиском при миття велосипеда. Також, у процесі поточної експлуатації, може знадобитися невелике коригування приводу, тобто при розтягуванні троса, іноді слід регулювати його натяг.

По-четверте, у цих системах реалізовані найпростіші і міцні ланцюги, здатні працювати без будь-яких перекосів і переміщень зірками, як це часто буває із зовнішніми механізмами. Така перевага сприяє значному підвищенню ресурсу всіх компонентів приводу.

По-п'яте, можливість гальмування ногами також стає перевагою, якщо споживчий використовував звичайний дорожній велосипед. Адже за такої умови не потрібно витрачати час на адаптацію та переучування. До речі, гальмування за допомогою одного колеса завжди було менш ефективним, ніж за допомогою двох. У більшості випадків, на подібних моделях встановлюється переднє ручне гальмо, проте більшість велосипедистів все ж ним не користуються. Якщо ж говорити про гальмування за допомогою тільки заднього колеса, то такий метод є в корені невірним. Ну, уявіть собі лише звичайний автомобіль, у якого повністю відмовили гальма передніх коліс!

Одночасно з цим ефективність гальмування взагалі можна не брати до уваги, якщо планується спокійна їзда прямою трасою. А саме для цього випадку призначені велосипеди, в яких передбачається внутрішній привід і планетарна втулка.

Звісно, ніщо не буває бездоганним.І в цьому плані механізм із планетарною втулкою також не є винятком. Але недоліки такої системи є настільки незначними, що в окремих випадках ними просто можна знехтувати.

Насамперед, до недоліків можна віднести дещо більшу масу. Наприклад, система із семишвидкісної втулки у сумі з гальмом важитиме близько 1.7 кілограм. Також відносно великі показники має тертя кочення, що накладає обмеження на застосування даних систем у спортивних велосипедах.

Крім того, втулка має дуже складну конструкцію. Тому вкрай не рекомендується у цьому плані виявляти самодіяльність. У разі виявлення будь-яких несправностей швидше та дешевше буде звернутися до фахівця.

Однак із цього приводу хвилюватися особливо не варто. У внутрішньому механізмі несправності виникають дуже рідко, а ресурс самої втулки досить високий. Як показує практика, переважна більшість несправностей виникає саме через некваліфіковане втручання, що провокує поломки зовнішніх елементів. Вкрай не рекомендується навіть намагатися самостійно розібрати планетарну втулку, а перед зняттям коліс слід уважно прочитати інструкцію з експлуатації.

Як висновок варто відзначити, що велосипеди з такими приводами користуються досить високою популярністю в багатьох країнах Європи: Австрії, Німеччини, Франції, Фінляндії, Іспанії, Голландії і т.д. Цей факт пояснюється насамперед чудовими дорогами з якісним покриттям, поширенням велосипедів як доступний транспортний засіб, небажанням європейців возитися з більш складною транспортною технікою та їх високою купівельною спроможністю. Цими умовами і пояснюється той факт, що найбільші європейські виробники, такі як GAZELLE, PANTHER, ACCELL, STEVENS та інші вважають за краще використовувати у велосипедах виключно приводи із планетарною втулкою.

Звичайно, здійснюючи вибір велосипеда, слід грамотно розставити собі пріоритети. На моделях, оснащених планетарними втулками, все-таки краще буде здійснювати прогулянки по шосе, парку або путівці, тобто їздити там, де відсутні будь-які передумови для екстремальної експлуатації велосипеда. Завдяки конструктивним особливостям механізму втулки стає можливим забезпечити надійний захист від попадання пилу та вологи. Однак, все одно рясні грязьові ванни в даному випадку все ж таки є вкрай небажаними. Обслуговування даного типу приводу не вимагає складних маніпуляцій: все, що необхідно робити, так це здійснювати мастило ланцюга та тримати механізм у сухості та чистоті.

За умови, що покупець віддає перевагу комфорту при експлуатації, а не швидкісній їзді, приводи з планетарною втулкою є єдиним правильним вибором!

популярність: 32%

Велоспорт це дуже важке заняття, яке потребує вправності та великого терпіння. Однак цього мало. Дуже важливо, щоб комплектуючі цього засобу відповідали всім останнім вимогам техніки.

У зв'язку з цим багато виробників встановлюють на свої моделі планетарну втулку, яка забезпечує рівномірний рух і регулює швидкість під час їзди. Варто відзначити, що багато і поняття не мають, що це за елемент і що він собою представляє.

Планетарна втулка – важливий елемент приводної системи велосипедів. Пристрій цього пристосування полягає в складному механізмі шестерні змін передавального відношення. Регулювання взаємних розташувань та зачеплень шестерні відбувається за рахунок ручки перемикання швидкості, яка зазвичай розташована на кермі велосипеда.

Робота цього пристосування відбувається так:

При низькій передачі зубчасте колесо за допомогою задньої зірочки починає рухатися. Втулка за рахунок планетарної обойми переміщається та знижує передачу. За рахунок цього, колесо здійснює 3 обертання на кожні 4 обертання зірочки, під час цього відбувається зниження передачі на 25%;
При прямій передачі зірочка змушує рухатися зубчасте колесо, яке змушує переміщатися втулку. Завдяки цьому відбувається пряма передача;
При високій передачі зірочка передає зусилля на обойму, і вона у свою чергу змушує рухатися зубчасте колесо. Далі зубчасте колесо змушує рухатися втулку. За сет цього, на кожні три обороти зірочки колесо здійснює 4 обертання, під час цього передача підвищується на 33%.

Також варто звернути увагу на особливості планетарних втулок:

Сучасні пристрої можуть мати до 14 передач швидкостей, правда такі втулки велика рідкість і їх вартість досить висока;
На деяких пристроях є задня передача. Це дуже зручно для триколісних велосипедів;
Є можливість використовувати механізми з фіксованою подачею. Це дуже зручно для їзди взимку;
Разом із втулкою додатково встановлюється корпус захисту ланцюга. Завдяки цьому, багато підвищується тривалість використання цього пристосування.

Влаштування планетарної втулки

Робочий процес планетарної втулки такий самий, як і коробки передач у автомобілів – регулювання швидкісних режимів. Під час їзди не виникає труднощів та непередбачених проблем. За допомогою цього пристрою відбувається швидке і своєчасне перемикання режимів швидкості. На малюнку зображено повний пристрій механізму цього пристрою.

Елементи, що входять до складу пристрою планетарної втулки:

Сонячна шістка (жовтого кольору).Вона розташовується в центральній частині цього пристрою, і виконує функції осі заднього колеса;
Водило (синього кольору).Це група з кількох планетарних шестерні або сателітів, які дуже міцно закріплені на своїх осях і знаходяться в міцній фіксації з сонячною шестернею;
Кільцева шестірня (червоного кольору).Це зовнішня шестірня або епіцикл. Вона складається з внутрішньої зубчастої передачі. Ця передача забезпечує міцну зчіпку із сателітами.

Область застосування планетарних втулок

Планетарні втулки використовуються в основному на міських та прогулянкових велосипедах. У зв'язку з тим, що вони мають досить велику вагу, їх дуже незручно використовувати на спортивних велосипедах.

Спортивні велосипеди в основному застосовують для їзди на рельєфній місцевості, з безліччю вибоїн, і якщо на них буде встановлена планетарна втулка, це створить безліч незручностей та проблем.

Тому її краще встановлювати на велосипеди для міської їзди, тому що ці велосипеди не зустрічають сильних навантажень і їх використовують переважно для рівних доріг.

Оскільки міські байки використовують для щоденної їзди, на них найкраще встановлювати планетарні втулки на 3, 8 та 11 швидкостей. Це, звичайно, обійдеться дорожче, ніж звичайна класична втулка, але у планетарної набагато більше термін служби, вони не ламаються і за рахунок цього збільшується знос ланцюга.

Виробники втулок

Можна виділити основні фірми-виробники цих пристроїв:

SRAM;
Sturmey-Archer;
Rohloff

Фірма Rohloffзаймає перше місце за рівнем складності виготовленого пристрою. Моделі складаються із 14 планетарних складових.

Друге місце з виробництва займає фірма SRAM. Моделі цього виробника мають до 12 швидкісних передач. Діапазон передач вони досягає до 420 %.

Shimanoє популярним виробником запчастин та втулок для велосипедів. Асортимент цього виробника має втулки від 3 до 11 швидкостей.

Sturmey-Archerце виробник втулок із гібридними касетно-планетарними механізмами. Крім цього, ця фірма виробляє інші типи втулок зі швидкостями 3, 5 і 7.

Залежно від властивостей та функцій планетарних втулок можна виділити основні переваги цих пристроїв:

Висока міцність та життєстійкість. Механізм цього пристрою знаходиться під захисним корпусом. Крім цього, у ньому забезпечується повне змащування всіх елементів трансмісійною олією;
Швидке та точне перемикання передач швидкості. У зв'язку з тим, що перемикач розташований на кермі велосипеда можна перемикати швидкість, стоячи на місці;
Високий набір передавальних чисел. Наприклад, якщо велосипед має набір зірок 42-32-32 і касету 11-30, то передатне число може досягати до 520 %. Також варто відзначити, що у втулок із сімома швидкостями передавальний діапазон може досягати до 303%. Під час їзди йде рівномірний розподіл навантаження, і тому велосипеди з цими втулками можуть легко долати різні купини та вибоїни;
Наявність простих та міцних ланцюгів. Завдяки цим ланцюгам забезпечується безперебійна робота, не відбуваються перекоси та переміщень по зірках. Крім того, ці елементи значно підвищують зношування всієї системи приводу.

Недоліки планетарних втулок

Крім переваг, ці пристрої мають деякі недоліки:

Велика вага. На відміну від звичайних втулок, ці елементи досить важкі, наприклад, середня планетарна втулка з семишвидкісною передачею важить приблизно 1,7 кілограмів;
Неможливість використання на спортивних велосипедах. У зв'язку з тим, що ці втулки мають велике тертя кочення;
Складна конструкція. При виявленні яких-небудь поломок і несправностей не потрібно усувати їх самостійно, найкраще звернутися до фахівців;
Висока вартість;
Під час сильної та агресивної їзди підвищується ризик поломки шестерень.

Складні велосипеди з планетарною втулкою

Багато виробників складаних велосипедів комплектують планетарною втулкою. На цих зручно їздити, і є можливість рівномірного регулювання розподілу навантаження під час їзди. Крім цього, вони мають низку переваг. У зв'язку з цим слід розглянути найвідоміші моделі цих велосипедів.

Огляд та порівняння моделей

Велосипед FORWARD Enigma 154.Він дуже зручний та легкий. Він адаптований під будь-які дороги - його можна використовувати для їзди як на міських дорогах, так і на дорогах за містом. Завдяки встановленій на ньому планетарній втулці можна дуже перемикати передачі швидкості і підлаштовуватися під будь-які дороги, при рівномірному розподілі навантаження він відмінно долає купини, різні підйоми і спуски. Крім цього, його зручно перевозити в метро та в громадському транспорті. Щоправда, при цьому потрібна спеціальна сумка чохол;
Складаний велосипед Comanche Lago.Його дуже зручно використовувати у мегаполісах. Він чудово підлаштовується під будь-які дороги. Крім цього, у нього хороша маневреність при поворотах і відмінна швидкість. Ці велосипеди комплектуються планетарною втулкою Shimano Nexus Inter-3 sg-3c41 із трьома швидкостями. Крім цього, вони дуже компактні та легко складаються у спеціальні сумки для велосипедів. Тому їх можна легко перевозити в метро і в громадському транспорті;
Складний велосипед.Ці моделі призначені для повсякденного використання. Їх можна використовувати для їзди на дрогах з асфальтовим, ґрунтовим покриттям. Також дуже добре долають вибоїни, купини, спуски, підйоми, тому добре адаптовані для гірської місцевості. На цих транспортних засобах встановлено тришвидкісну планетарну втулку із заднім приводом. Цією втулкою дуже зручно користуватись і вона має дуже довгий термін служби. Крім цього, ці моделі велосипедів можна налаштовувати як для дорослих, так і для дітей;
Гірський складаний велосипед Volume Generator.Цей велосипед виготовлений з одношвидкісного байка та МТВ. Його в основному використовують для гірської місцевості, оскільки він відмінно долає великі спуски та підйоми, купи, великі вибоїни. На ньому встановлена втулка Shimano Alfine SG-S700 і два дискові гальма. Завдяки цьому, можна добре регулювати передачі швидкості і підлаштовуватися під будь-який рельєф місцевості.

Як правильно перемикати передачі під час руху на велосипеді з планетарною втулкою

Велосипедами з планетарною втулкою це дуже зручно керувати, і їзда з цими пристроями дуже спрощується, оскільки не виникає проблем із перемиканням швидкостей. Оскільки ці пристрої самі перемикають швидкість, коли це потрібно. Проте слід ознайомитися з певними принципами та правилами перемикання швидкостей:

Найкраще здійснювати перемикання передачею, коли тиск з ланцюга повністю знято, інакше можна просто не перемикатися і зламати весь механізм і порвати ланцюг;
Передачу потрібно підвищувати прямо перед горою, а чи не під час подолання її;
Не слід перемикатися одночасно на кілька передач. Все потрібно робити послідовно - спочатку потрібно перемикати першу передачу і трохи розігнатися, потім другу за таким самим принципом слід переходити на третю і так далі. Весь принцип роботи такий самий, як і в автомобільної коробки передач;
Необхідно уникати всіх можливих перекосів ланцюга.

Процес перемикання:

У всіх сучасних велосипедах, у передній частині розташовані 2-3 зірки, а в задній 8-10 зірок;
Нумерація зірок від 1 до 3 відбувається у бік збільшення зірок, а нумерація задніх зірок від 1 до 6 у бік зменшення зірок.

Для того, щоб цей процес став зрозумілим, можна розглянути на прикладі велосипеда з приводом 3х8:

Велику передню зірку потрібно використовувати під час руху на рівному асфальтовому покритті. Спільно із цією зіркою необхідно використовувати задні зірки з номерами 8 до 4;
Середню передню зірку застосовують під час руху на ґрунтовій дорозі, з поганим асфальтовим покриттям. З нею використовуються задні зірки з 6 по 2;
Маленьку передню зірку використовують при їзді на крутих підйомах і спусках, по вибоїнах і купинах. З нею використовують задні зірки з 5 до 1.

Ремонт та обслуговування планетарної втулки

Планетарні втулки дуже рідко ламаються. Вони мають дуже довгий термін служби та дуже зносостійкі. Звичайно, при не дотриманні правил використання, іноді у цих пристосувань може вийти з ладу механізм, тоді краще звернутися до фахівців для усунення несправностей.

Не варто ремонтувати ці елементи самостійно, оскільки можна істотно пошкодити весь пристрій механізму, і втулка стане не придатною для подальшої експлуатації.

Основна ідея даного приладу – зібрати в одному компактному корпусі всі механізми для перемикання передач, закривши таким чином їх від бруду та можливого фізичного пошкодження.

Ви скажете - так є вже планетарні втулки, але інженерів Pinion не влаштовувало, що розважування в такому випадку зсунуто назад, а при використанні коробки передач, яка встановлюється між шатунів у спеціально обладнаному каретковому вузлі - вага розташована ідеально в центрі велосипеда. Ось так це виглядає:

Я не вірю в комерційний успіх даного винаходу, по-перше, через вагу - коробка важить 2.35кг, і по-друге - потрібна особлива рама, здатна розмістити в собі пристрій, що описується.

Як на мене, купити такий байк може тільки дуже забезпечений гік, річ виходить сильно залежною від надійності коробки - виробник, швидше за все, вилетить у трубу і у разі поломки в брухт піде весь велосипед. Поняття не маю, скільки коштує байк у зборі, але впевнений, що ціна вражає.

Не знаю, як ви, але я впевнений, що найближчими роками, а може й десятиліття, ніякі коробки та планетарні втулки не зможуть скласти конкуренцію звичайним індексним перемикачам.

І в чому я ще впевнений, так це в тому, що електронні системи перемикання, зараз досить дорогі і рідкісні, рано чи пізно стануть стандартним обладнанням на моделях велосипедів середнього цінового рівня.

І як наслідок – не за горами повноцінне автоматичне перемикання передач, працювати це може так: вимірювач потужності в педалях заміряє силу натискання та каденс, а комп'ютер клацає передачі, намагаючись утримати цю силу у заданому інтервалі. Також можуть бути підключені будь-які гіроскопи та акселерометри, щоб адекватніше оцінювати ландшафт. Все це налаштовується під конкретну людину через смартфон. При цьому можна перейти на ручний режим.

На питання «а на хрін потрібне автоматичне перемикання на велосипеді», я відповім – це зручно. Якщо це буде чітко і надійно працювати і коштуватиме прийнятних грошей, багато хто захоче їздити на «автоматі».

Ось вам приклад з мотоциклетної тематики - спроби зробити автоматичну коробку там робляться періодично, але поширення це не знаходить, начебто через цей горезвісний «на хрін треба». Насправді справа не йде в народ, бо автомат багато важить, дорого коштує, ненадійний, неадекватно перемикає.

Як тільки з'явився реальний продукт - людям стали цікаві мотоцикли з автоматичним перемиканням. Хонда зробила роботизовану коробку передач з двома зчепленнями DCT, яка важить майже так само, як і звичайна, коштує розумних грошей, і найголовніше - перемикає чітко та своєчасно. Тож знайдеться попит і на велосипедний «автомат».

Розкажіть, що ви думаєте з приводу всіх цих польотів фантазії, як моїх, так і винахідників Pinion, і чи взагалі щось нове потрібно в налагодженій системі перемикання.

Перемикання швидкостей застосовується на велосипедах майже всіх видів. Цей механізм розташований на задньому колесі. Один із таких видів – це планетарна втулка для велосипеда. Як вона влаштована та чи варто її використовувати?

Важливо! Головна відмінність планетарної трансмісії від зіркової, яку можна легко, полягає в тому, що механізм захований усередині втулки, а не розташовується біля колеса - це захищає його елементи від зовнішніх впливів, робить його більш надійним та довговічним.

Планетарна втулка для велосипеда складається з набору шестерень. За пристроєм вона досить складна, тому що працює за принципом автомобільної коробки передач.

Механізм включає такі елементи:

сонячна шестерня, жорстко зчеплена з віссю колеса;
планетарні шестерні, або сателіти;
водило - з'єднує та фіксує сателіти;
епіцикл – кільцева шестірня.

Зовні корпусу трансмісії розташована єдина зірочка, з'єднана з механізмом за допомогою шліцевого приводу. При перемиканні передачі ручкою на кермі він змінює швидкість обертання водила щодо епіциклу.

У втулки найпростішого типу є три передачі, які працюють таким чином:

Знижена- епіцикл зачіпляється за сателіти, що обертають сонячну шестерню. На кожні 4 обороти зірочки колесо здійснює 3 обороти.
Пряма- епіцикл з'єднаний із сонячною шестернею безпосередньо, минаючи передавальні шестерні, завдяки чому досягається співвідношення обертань колеса та зірочки 1:1.
Підвищена. При її включенні механізм працює навпаки – зірочка передає зусилля на планетарні шестерні, які обертають епіцикл, момент якого передається на сонячну шестерню. Завдяки цьому передача підвищується на 33–36%.

Залежно кількості сателітів передач може бути від 3 до 14, але найбільш поширені планетарні втулки велосипеда, пристрій яких забезпечує наявність 5 чи 7 швидкостей.

Але якщо ви тільки зібралися купувати велосипед, перед вами буде складне завдання: який вибрати. Можете віддати перевагу одній або спробувати підібрати, якщо ви вже знаходитесь в почесному віці.

Переваги і недоліки

Планетарна коробка має такі переваги:

низький знос ланцюга та зірок;
висока надійність і довговічність механізму за рахунок захисту від зовнішніх впливів та постійного змащення трансмісійною олією;
відсутність необхідності у регулюванні;
зручність перемикання передач - робити це можна як у ході, і стоячи дома;
відсутність ризику пошкодження передавального механізму під час падіння велосипеда на бік;
можливість встановлення ножного гальма;
знижена ймовірність того, що ланцюг злетить із зірочок;
велика різноманітність передавальних чисел – до 520%.

До недоліків механізму можна віднести:

велику масу, Що досягає 3 кг. До того ж вага нерівномірно розподіляється між переднім та заднім колесами;
складність ремонту та встановленняпланетарні втулки на велосипед; монтаж на існуючий велосипед зовсім неможливий, навіть якщо ви використовуєте спеціальний інструмент і, щоб спростити роботу. При поломці доведеться або купувати нову втулку, або новий мотоцикл. Тому встановлення планетарної втулки на велосипед своїми руками – складний чи практично неможливий процес;
низький ККД редукторапов'язаний з підвищеним коефіцієнтом тертя шестерень Через це такі трансмісії не використовуються на спортивних велосипедах;
обмежений крутний момент. Хоча діапазон підвищених передач широкий, досить низьку передачу для в'їзду на дуже круту гору не вийде включити;
висока вартість.

Таким чином, планетарка стане гарним вибором для прогулянкових, міських та інших для повільної та комфортної їзди. Якщо ж велосипед використовується для гонок, їзди по пересіченій місцевості або даунхілла, такий механізм швидше стане обтяженням, ніж покращенням.

Виробники

У цій таблиці представлені чотири основні виробники.

Ціна

Ціна планетарної втулки для велосипеда є досить високою. Залежить вона від складності механізму. Так, 14-швидкісна втулка Rohloff коштує від 53 до 89 тис. руб.залежно від моделі. Значно доступніше трансмісії Shimano - від 2700 руб.за 3-швидкісний пристрій до 21 тис. руб.за модель із 11 передачами. Ціни на механізми SRAM починаються від 5000 руб. Продукція Sturmey-Archer коштуватиме 4700–10500 руб.

Оптимальна ефективність руху, частота педалювання, швидкість та навантаження на велосипед регулюються за допомогою механізму. На відміну від синглспіду, велосипед з кількома режимами передачі моменту, що крутить, здатний підлаштовуватися під конкретні умови пересування. «Швидкісну» систему використовують практично на всіх типах великів: від міських та трюкових до гоночних та маунті-байків.

До поширеного типу трансмісії велосипеда належить планетарна втулка, усередині якої розташований шестерний механізм зміни передавального відношення. Взаємне розташування та зачеплення шестерень регулюється перемикачем швидкостей, який, у свою чергу, наводиться ручкою на кермі. Принципова відмінність від «зіркової» трансмісії дозволило такій системі перемикання передач непогано зміцнитись у велосипедному середовищі.

З чого складається і як працює планетарна втулка

Пристрій планетарних втулок є досить складним і нагадує механізм автомобільної коробки передач. Для наочності покажемо стандартну схемудля всієї планетарної передачі:

Компоненти шестерного відсіку швидкісної втулки: 1 – сонячна шестерня, 2 – сателіти, 3 – водило, 4 – епіцикл

Жовтим кольором зображено сонячну шестерню. "Сонечко" жорстко закріплено на осі заднього колеса велосипеда. Саме з нею зачіплюються позначені синім кольором планетарні шестерні. Для їхньої фіксації використовується «водило» (зелений колір). Ця деталь не дозволяє сателітам – так інакше можна називати планетарні шестерні – роз'їжджатися та зчіплюватись один з одним, а також визначає їх напрямок руху.

Довершує механізм епіциклічна шестерня, що обертається за рахунок педалювання. На малюнку вона показана червоним кольором.

Зірочка сполучається з механізмом втулки за допомогою шліцевого приводу, виконавчого механізму втулки. При зміні передачі він змінює швидкість обертання водила щодо кільцевої шестерні, завдяки чому досягається підстроювання велосипеда під кут напрямку дороги і регулюється його швидкість.

Цікава особливість такого типу механізму – це робота як редуктор. Сонячна шестерня грає роль нерухомого елемента, епіцикл - веденого елемента ланцюга, що замикається на корпус втулки. Наприклад розглянемо, як працює механізм планетарної передачі на простій тришвидкісній планетарці:

Знижена передача. Кільцева шестерня випереджає водило за рахунок його зачеплення корпусу планетарної втулки. Передатне відношення менше одиниці та становить 0.733.
Головна передача Крутний момент із епіциклу передається на втулку за рахунок зачеплення її з планетаркою. Інакше висловлюючись, з втулкою з'єднане не водило, як у першої передачі, а зіркова шестерня. Що при цьому відбувається? Втулка обертається швидше за водила, а для досягнення максимальної швидкості знадобиться більше зусильпроти зниженою передачею.
Передатне число підвищеної, або третьої, передачі більше одиниці, і для швидкісних велосипедів воно становить 1.364. Напрямок руху водила та втулки протилежні, завдяки чому досягається її прискорення порівняно з головною передачею.
Для планетарних втулок із 5, 7 і т.д. швидкостями діапазон передавальних відносин вищий, ніж у тришвидкісної за рахунок більшої кількості шестерних механізмів. Принцип роботи багатошвидкісних та простих втулок буде однаковим. Різниця тільки в тому, що у кожної планетарної складової будуть свої фіксовані (як у 3-ступінчастої планетарки) значення відносин передач, а загалом у механізму їх буде в кілька разів більше.

Виробники втулок: плюси та мінуси

Виготовленням планетарних втулок на велосипеди займається кілька виробників:

Shimano,
SRAM,
Sturmey-Archer,
Rohloff.

Останній займає лідируючу позицію за складністю винайденого механізму. Втулка цього виробника включає 14 планетарних складових. Велика кількість передавальних відносин та висока ефективність сміливо конкурують із аналогічними показниками просунутих зіркових систем перемикання швидкостей.

Швидкісний агрегат від Rohloff у розрізі

Друге місце займає SRAM - його планетарка має 12 швидкостей, а передавальний діапазон перевищує 400%. Shimano – найвідоміший виробник велозапчастин та швидкісних втулок. Його добре зарекомендовані втулки з 3, 4, 7 та 8-планетарними механізмами доповнені оновленою версією – 11-швидкісною системою перемикання швидкостей. Sturmey може похвалитися гібридними касетно-планетарними механізмами, а також іншими типами стандартних втулок із трьома, п'ятьма та сімома швидкостями.

Переваги використання планетарних втулок

Прямий хід ланцюга та низький знос провідної та веденої зірок. Зовні трансмісія виглядає як у звичайного сигнлспіду.
Прихований від зовнішніх впливів механізм перемикання передач відрізняється високою довговічністю порівняно з касетами та тріскачками. Можуть бути задіяні всі співвідношення передач. Про це сміливо скажуть відгуки від велосипедистів, які перейшли зі «стандартних» швидкісних велосипедів на планетарні.
Немає необхідності постійно обслуговувати пристрій, його складно ненароком пошкодити.

Як і у всього на світі, у втулок із планетарними передачами є свої «але»:

Неможливість використання у велосипедному гоночному спорті через високе тертя та чутливість шестерень.
Відчутна прибавка до ваги: лише деякі тришвидкісні втулки важать трохи менше за кілограм. У русі приріст на заднє колесо дається взнаки.
Ремонт таких механізмів майже неможливий у домашніх умовах та й сервіс, де ремонтують планетарні втулки, нечасто можна зустріти. Одноразовість планетарок не дозволяє їх вигідно привести в робочий стан, найкращим варіантомбуде встановлення нової.
Надмірна вартість. Звичайно, вона цілком виправдана, проте ставити редуктор з нуля на сігнлспід немає сенсу. Набагато простіше купити готовий велосипед із нею.

Як правильно перемикати передачі під час руху на велосипеді

Завдати шкоди механізму велосипедного редуктора складно, але можливо якщо систематично неправильно його використовувати. При русі велосипедом з планетаркою є просте правило: здійснювати перемикання передач без педалювання.

Дивно? Анітрохи. Планетарний механізм має схожість з механічною КПП машини, а там теж при переході з однієї передачі на іншу газ відпускається. А «газ» для велосипедиста – це крутіння педалей.

Переходити з однієї передачі на іншу потрібно трохи заздалегідь, і робиться так:

Велосипед рухається накатом, зусилля на педалі мінімальні.
За допомогою ручки перемикається передача.
Через кілька обертів коліс (близько 2 секунд) можна педалювати.

Їзда в гору супроводжується переходом на знижену передачу, тобто передатне відношення має бути меншим, ніж до переходу. На тришвидкісних планетарках це просто: перейти на першу передачу. З іншими варіантами цілком нормальним буде переключитися, наприклад, з третьої на другу.

На підвищення потрібно йти послідовно, тобто спочатку перша, потім друга і таке інше. При скиданні швидкостей можна переступати. В однакових умовах, де не можна розвинути швидкість (тротуар з пішоходами, наприклад), краще застосовувати лише головну передачу без перемикань.

Велосипеди з планетарними втулками здатні долати значні відстані без великої кількості спусків та підйомів, тому їх часто можна зустріти у великих містах із розвиненою мережею доріг та населених пунктах на рівній місцевості. Такий варіант трансмісії ідеально підійде тим, хто не хоче постійно возитися з касетами та ланцюгами і при цьому часто їздять містом, заміськими селищами та рівнинними трасами.

Планетарна каретка.

Це щось схоже на планетарну втулку, що тільки знаходиться в каретці

Є багато детальної інформаціїпро розвиток планетарних кареток з точними датами та числами. Грузить себе і Вас цією інформацією ми не бажаємо, тому розповімо найцікавіше.

Головною метою планетарної каретки були компактність та підвищуючий коефіцієнт. Вага розробок коливалася від 1200 грам до 2000 грамразом із шатунами. Були розробки компанії Микола, в яких був магнітний привід перемикання передач.

Основним мінусом всіх розробок була несумісність розмірів планетарних кареток з стандартними розмірамикареток. Але й плюси також помітні. По-перше, щоб переключити передачу не обов'язково крутити педалі, по-друге, мала передня зірка дозволяє встановити задній супорт з короткою лапкою. Відомо, що такі супорти більш стійкі до ударів та зносів. По-третє, таке явище, як перекіс ланцюга, практично зникає, а значить збільшується термін служби самого ланцюга.

Все-таки планетарна каретка - це цікава розробка, але більшого успіху здобула саме планетарна втулка, про що ми і опишемо нижче.

Планетарні втулки.

Історія свідчить, що перша планетарна втулка сучасного типу з'явилася світ ще 1898 року, уявляєте? Особисто нам важко це уявити. Втулка мала вбудований гальмівний механізм та кілька передач. Далі пішли розробки вгору і з'являлися втулки вже з трьома передачами. Більш швидкісні та успішні втулки почали з'являтися вже ближче до початку ХХ століття. Один із найвідоміших виробників – Sachs Bicycle Component, зараз ця фірма входить до складу корпорації SRAM. Саме виробництво планетарних втулок перевернуло трохи веломир та виключило виробництво та розробку інших типів внутрішнього перемикання передач.

Зараз існують планетарні втулки 3, 5 і 7 передач. Якщо років 5 тому були тільки звичайні втулки, то останнім часом вже широко облаштувались на ринку планетарні втулки з дисковим гальмом і з вбудованим гальмом. І ще одна відмінність старих втулок від нових – сумісність із переднім перемикачем передач. А останнім часом – і із встановленням касети на заднє колесо. Тобто, у Вас звичайні передачі 3х8 і ще й планетарка в 3 швидкості. І ще для порівняння. Діапазон передавальних числа стандартної системи перемикання 3х7 близько 500%, а деякі втулки на 14 передач фірми Rohloff мають цілих 600%. Круто, чи не так?

Короткі переваги планетарних втулок:

Великий діапазон передавальних чисел, що ми писали вище.

Легкість та плавність у перемиканні передач.

Висока швидкість перемикання.

Простота в обслуговуванні та виключенні потреби в постійному ТО.

А також кілька мінусів:

Ремонт рідкісний, але влучний.

Своє призначення планетарні втулки знайшли переважно у міських велосипедах. Це зручно та просто.
Карданний привід передачі моменту, що крутить.

Переваги карданного валу перед ланцюгом величезні і дуже дивно, що зараз такий тип не використовується. Основні переваги:

Захист від зовнішніх дій.

Велика надійність.

Не забруднює одяг і не чіпляє штанину.

ККД показник не вищий, але незалежний від кількості бруду та болота на кардані.

А мінуси ось:

Вартість на порядок вища.

Вага також вища.

Ламався кардан мало, але, як і планетарки, вимагав окремих знань у ремонті.

Неможливість встановлення перемикання передач.

Складність зняття заднього колеса.

Сучасні розробки змогли усунути ряд вищеописаних мінусів, особливо проблема з перемиканням передач - установка планетарної втулки давала можливість переключати передачі.

Ремінний привід.

Ремінний привід застосовували дуже давно і згодом перестали, тому що найголовніший мінус – недостатня міцність та прослизання. Але знов-таки, наука та інженерія не стоїть на місці і на сьогоднішній день з'являється явна конкуренція між ремінним та ланцюговим приводом. Головним недоліком ременя є цілісність, неможливість встановлення перемикачів передач та складність у ремонті та заміні комплектуючих.

варіатори.

Перевага варіатора – це безступінчасте перемикання передач та можливість великого діапазону передач. Але мінуси, на жаль, значні. Найголовніше - це мала ефективність, через прослизання в самому варіаторі. До мінусів також віднесемо і втрату потужності, вартість.

Зараз варіатори починають повертати популярність через розвиток технологій та завдяки безсонним ночам інженерів. Вага втулок раніше становила близько 5-ти кілограм, а зараз стрімкість опускається до 3. Подивимося, що з цього вийде через кілька років, поки що зрозуміло тільки одне – майбутнє варіаторів буде.

А тепер спробуємо зрозуміти, чому всі ці розробки не прижилися? Стільки нового, стільки цікавого, але все залишається: ланцюг та передачі. А чи знаєте чому? А тому, що все геніальне просто. Велосипед люблять усі за його простоту. І не треба нічого ускладнювати. Два колеса, рама, гальма та кермо, що ще треба? Саме тому перед тим як модернізувати свій велосипед, подумайте добре, чи Вам це потрібно, і чи принесе це користь у велопоході.

Андрій Григор'єв

Втулки - одні з найважливіших і, часто, дорогих вузлів велосипеда, будь то дорогий спортивний мотоцикл або простенький підлітковий. Від їхньої якості дуже суттєво залежить накатистість, а значить і коефіцієнт корисної дії велосипеда, що важливо – адже байкер при їзді витрачає свої власні сили. Недарма підшипники кочення вперше масово з'явилися саме на велосипедах, а вже пізніше поширилися на безліч інших машин і механізмів.

Загальні особливості конструкції

Втулки, призначені для велосипедів, відрізняються за такими параметрами, як наявність додаткових пристроїв, міцність та тип захисту від зовнішніх впливів. Відповідно, значно різняться і вага, і вартість. І якщо втулки гірського та шосейного велосипеда мають приблизно однакову будову, то втулки з вбудованими гальмами вже відрізняються дуже суттєво, а втулки з внутрішнім перемиканням передач – кардинально.

Задні втулки багатошвидкісних велосипедів, крім планетарних, може бути двох видів. Застарілі різьбові втулки, де тріскачка, т. е. блок зірок разом із храповим механізмом, нагвинчується на втулку чи сучасні – барабанні ( Freehub), де храповий механізм є частиною втулки, а касета є лише набір зірок. Крім втулок із традиційним храповим механізмом, зустрічаються так звані «ролерні» втулки, які набагато краще витримують ударні навантаження на механізм вільного ходу та із зіркоподібним механізмом, наприклад, у DT Hügi.

Корпуси сучасних втулок можуть бути литими, точеними або штампованими, виготовленими з алюмінієвих сплавів і частково сплавів титану. Зараз найбільш поширені точені та штамповані алюмінієві втулки. Втулки, призначені для коліс з радіальним набором спиці, мають зміцнені фланці, здатні витримувати радіальні навантаження. Осі втулок можуть бути сталевими, алюмінієвими чи титановими. У середині 2000-х з'явилися передні втулки з наскрізними осями діаметром 15 або 20 мм та задні з осями 12 мм.

Колесо може кріпитися на рамі чи вилці або гайками – тільки на недорогих велосипедах, або за допомогою ексцентрикового механізму ( quick release). Зручність використання ексцентрикової стяжки полягає у можливості швидкого зняття та встановлення колеса без використання інструментів. Двадцятиміліметрові осі для DH кріпляться ексцентриком і болтовою стяжкою ніг вилки.

Сучасні втулки гірських велосипедів від середнього рівня мають подвійне контактне ущільнення. У дорогих втулках, наприклад DT Swiss, та втулках шосейних велосипедів застосовується лабіринтне ущільнення, яке створює менший опір обертанню колеса, ніж контактне, але дещо гірше захищає від бруду та води.

Типи підшипників

На даний момент найбільшого поширення набули втулки з радіально-упорними конуснимипідшипниками кочення. Наприклад, усі втулки Shimano використовують саме такі підшипники. Підшипники складаються із зовнішньої та внутрішньої обойми, набору кульок і, іноді, сепаратора. Як внутрішній обойми виступає конус, що нагвинчується на вісь втулки, а зовнішня обойма впресована в корпус втулки. Головні переваги підшипників цього – ремонтопридатністьі можливість регулюванняу міру зношування. З недоліків - складність складання(багато деталей) та необхідність регулювання.

Інший тип підшипників, що зустрічався раніше лише у втулках шосейних велосипедів, це радіальніобоймові (промислові) підшипники. Наразі вони поширилися і серед втулок для гірських велосипедів. До переваг можна віднести менші втрати на тертя, простоту складаннявтулок; відсутність необхідності регулювання. З урахуванням легкої заміни підшипника ресурс втулки збільшується багаторазово. Але радіальні підшипники погано переносять осьові навантаження, що іноді виникають у велосипедних колесах. Цікава особливість деяких подібних втулок високого класу полягає в тому, що вони розуміються лише одним шестигранним ключем.

Про заміну спиць

Для передньої втулки, що не має дискового гальма, заміна спиць, що лопнули, не становить жодної проблеми, так як спицю можна легко завести у фланець втулки збоку. Але цей варіант малозастосовний у разі, якщо розглядається втулка з дисковим гальмом або задня втулка. Для встановлення спиці у фланець, доведеться знімати ротор гальма та касету, що сильно ускладнює роботу та вимагає застосування спеціальних інструментів. Для спрощення цих операцій Mavic розробили втулки із нетрадиційним способом кріплення спиць.

Mavic використовує втулки із сегментованими фланцями під спеціальні прямі спиці. Замінити спицю у колесі, зібраному на таких втулках, дуже просто. Shimano пробували піти іншим шляхом, створивши безфланцеві втулки DDH(Directional design hub) і втулки з невеликою кількістю спиць, розміщених ніпелями до втулки (ступінчасті фланці) із закріпленням не по центру обода, як це буває зазвичай, а з його боків. Зараз, щоправда, вони пішли шляхом Mavic.

Виробники

Найбільшого поширення на даний момент набули втулки Shimano. На недорогих велосипедах – різних китайських виробників, які постачають їх лише на конвеєри складальні.

Дорогі та якісні втулки випускають такі компанії, як DT Swiss, Hope, Hayes, American Classic, Tune, Chris King та деякі інші. До втулок високого рівня можна віднести і Shimano XTR. Їхня вартість може становити від $100 до $300.