система ведущих звезд для велосипеда

Велосипедные звездочки

9 минут Автор: Михаил Скворцов 2450

Звезды – узлы трансмиссии для осуществления цепной передачи усилий от ног велосипедиста на заднее колесо. Звездочки для велосипеда играют первостепенную роль – без них он просто не поедет. Односкоростные модели снабжаются парой – ведущей и ведомой звездами. Велосипеды с многоступенчатой трансмиссией оснащаются скоростными наборами спереди (система) и сзади – трещотка или кассета.

Количество и размеры звезд определяют гибкость велосипеда в различных дорожных условиях. Благодаря правильному передаточному отношению, можно существенно снизить энергозатраты на поездку и перемещаться с комфортной скоростью. Долговечность деталей зависит от качества материала, стиля катания и качества обслуживания – при должном уходе даже «начальные» звезды прокатают дольше профессиональных, но запущенных.

Передаточное отношение ведущих и ведомых звезд

Звезды на скоростных велосипедах располагаются на правом шатуне (ведущие) и втулке заднего колеса (ведомые). Через цепь идет передача усилий от передних шестерней к задним. Интересно, что заднее колесо, наоборот, ведущее, а переднее – ведомое.

Передаточное отношение – разница между размерами и количеством зубьев на звездах. Данный параметр напрямую влияет на скорость передвижения и мощность передачи. Высокое передаточное отношение обеспечивают большая ведущая и малая ведомая шестеренки, низкое – наоборот, малая передняя и большая задняя звездочка. Соответственно, передачи на классической трансмиссии в первом случае 3 х 8, а во втором 1 х 1.

Чем больше передняя звезда, тем выше скорость. Например, спереди имеется 44 зуба для зацепления цепи, сзади – 11 зубьев. За один оборот педалей задняя шестерня и проделают 4 оборота. Если взять передачу 22 на 11, то здесь за один оборот педалей будет сделано только 2 оборота колеса. На низких передачах наблюдается обратная ситуация: спереди цепь стоит на 22-зубчатой шестерне, а сзади на 32. Передаточное отношение меньше 1, то есть за 1 оборот педалей колеса не успевают прокрутиться полностью.

Высокие передачи предназначены для быстрого передвижения по ровной дороге. На подъемах, при встречном ветре и в плохих дорожных условиях используются пониженные передачи – скорость велосипеда ниже, зато выше мощность и меньше энергозатраты. Зачастую используются передачи со средним соотношением звезд, например, 2 х 5 и 2 х 6.

На каждую звезду системы приходится свой диапазон на кассете. Он может «плавать», то есть одна и та же задняя передача относится к двум звездам системы сразу, но, в принципе, закономерность такая:

Что имеем для односкоростных велосипедов? Здесь всего пара шестеренок, классическое передаточное отношение 2. Соответствует средним показателям на скоростных моделях, предназначено для передвижения по асфальту, укатанным грунтам, условно приемлемо на коротких подъемах.

Увеличить скорость велосипеда-синглспида самостоятельно можно, если поставить вперед звезду большего диаметра. Для частого преодоления горок актуальнее будет увеличить размеры задней шестерни.

И напоследок о том, как нумеруются передачи. В системе звездочки располагаются в порядке убывания, на кассетах – по возрастанию. Крайние внешние шестеренки – высшие передачи, внутренние – низшие. Меньшая передняя звезда соответствует первой, в кассете – последней передаче. По числу звезд спереди и сзади определяется ступенчатость трансмиссии, для этого множим цифры:

И так далее. Нужно ли такое количество «скоростей» на практике? Все зависит от стиля катания и области использования велосипеда. Однако важно правильно подбирать звезды – так они и цепь будут меньше подвергаться износу, а поездки будут более комфортными. И если трансмиссия позволяет с максимальной точностью подобрать передачу, то так и надо делать.

Овальные звезды, отличия от круглых

Овальная звезда – новинка или ретро-всплеск? Можно сказать, и то, и другое. Экспериментировать с формой шестерней на цепную передачу (а именно, придавать ей сплюснутую форму) начали еще в позапрошлом столетии. Далее это как-то забылось, а в последние годы вернулось и активно внедрилось в современную веложизнь.

Эксцентриситет звездочки немногим больше нуля, поэтому форма близка к кругу, по аналогии с орбитой Земли. Максимальная сдавленность может достигать 30 %. Популярности в наше время не имеют, выпуск больше направлен на гоночные модели.

Вращающийся вокруг оси эллипс по-своему перераспределяет нагрузки и меняет эффективность передаточного момента.

Рассмотрим, в чем особенности эллипсоидных шестеренок:

В соответствии с этим разберем плюсы и минусы таких звезд в сравнении с круглыми:

Эллипсная трансмиссия оправдывает себя в случаях, когда приходится педалировать с низким каденсом. По сравнению с круглым аналогом, он дает некоторое преимущество в разгоне велосипеда с места. Также наблюдается изменение передаточного отношения без переключения.

Комбинации положений звезд трасмиссии:

Таким образом, овальные система и кассета накладывают на велосипед отпечатки принципиальных отличий: как на внешности, так и на качестве езды.

Виды закрепления звезд на кассете

Вернемся к классическим круглым кассетам. В отличие от трещоток они различаются между собой по типу закрепления на барабанах. Велосипедные кассеты бывают:

Первый тип кассеты самый простой – все звезды устанавливаются на единый шлицевой барабан. Между собой разделены перегородками – спейсерами. К недостатку относится постоянная нагрузка на барабан. Зато неоспоримое преимущество в том, что их легко разобрать и поменять одну звездочку. Их легко почистить, но при этом компоненты чаще загрязняются.

Паук – лайт-вариант разборной кассеты. Нагрузка на барабан не такая большая – здесь она поступает не от каждой звезды, а только от шлицевого крепления паука. Эти кассеты легче, реже загрязняются.

Конструкция на нескольких пауках включает в себя несколько пар плюс отдельно закрепленные на барабане маленькие звезды. Модель очень удобна тем, что новый блок легко подобрать и, в отличие от разборного аналога, не надо долго возиться со спейсерами и раскладывать всю кассету. Разработка этой штуки принадлежит японскому производителю запчастей Shimano.

Open Glide – цельный набор, который насаживается на самую большую шестерню. Неприхотливая модель: благодаря высококачественному материалу меньше износ, долгий срок службы, небольшой вес. Правда, чистить сильно загрязненную кассету проблемно.

Аналогичной конструкцией представлена система X-Dome. Здесь с барабаном контактируют и большая, и маленькая звезды. На них насаживается цельнофрезерованный блок из 7–8 звезд. И Open-Glide, и X-Dome принадлежат фирме SRAM.

Как почистить и смазать звездочки

Трущиеся механизмы требуют периодической смазки и чистки от грязи. Это позволит улучшить качество поездок и удлинит срок эксплуатации трансмиссии. В комплект классических односкоростных моделей зачастую входит защита цепи. Рекомендуется оставить ее. Она также предохраняет от лишней грязи переднюю звезду.

Уже после нескольких покатушек по лесам, пересеченке и бездорожью горный велосипед обрастает грязью. И если на колесах и раме ее хорошо видно, то в механизмах не всегда. Поэтому чаще нужно осматривать своего двухколесного коня и вовремя принимать меры.

Чистка велосипедной кассеты:
1. Разжать ободной тормоз (снять калипер на дисковом тормозе), снять заднее колесо.

2. Осмотреть на грязь. Если все очень плохо, придется снимать и разбирать кассету. При незначительных загрязнениях можно чистить прямо на колесе.

3. Для очистки лучше используются специальные узкие щетки. Они позволяют залезть в глубокие промежутки между шестернями и найти там много интересного. Да и гораздо удобнее, чем залезать в зазоры тряпкой.

4. Очистить зубчики можно при помощи старой зубной щетки или же стереть абразив мягкой салфеткой.

5. После этого протереть поверхности керосином, дать высохнуть и нанести смазку на зубчики и ямки. Одновременно с кассетой чистить и смазывать рекомендуется и цепь. Только так будет достигнут нужный результат.

Чистка системы делается по аналогии. Здесь все проще: колесо снимать не нужно, всего несколько звезд. Правда, работать нужно аккуратно, чтобы не повредить и не расстроить переключатель.

Звездочки – важнейшие составляющие трансмиссии, без которых движение невозможно в принципе. Правильный подбор передач, периодическая очистка и своевременная замена изношенных компонентов позволят избежать неприятных сюрпризов на дороге, а скоростной велосипед, действительно, будет скоростным, а не ехать только на одной передаче.

Источник

Передние звезды на велосипед

Принцип работы велосипеда понятен каждому, кто хоть раз пробовал на нем ездить или же видел как это делают другие. Передняя звезда – ведущий механизм преобразования энергии выжима педалей и передачи ее на заднюю (ведомую) звезду, приводящую в движение колесо. Другими словами, от исправной работы этого узла зависит, будет ли вообще велосипед передвигаться. Но как и во всем, со звездами следует «познакомиться» поближе, чтобы понять принципы работы, а главное правила выбора.

Прежде всего, следует классифицировать звезды на два типа: начальные и профессиональные. Первые распространены больше, так как их стоимость ниже, а функциональных особенностей меньше. Увы, с качеством материала та же история: на дешевых моделях передних (как собственно и задних) звезд часто выходят из строя зубья. Это не удивительно, ведь нагрузка, требуемая для приведения в движение заднего колеса не малая, а дешевый металл или сплав либо мягкий (тогда зубья деформируются, а звездочка гнется), либо хрупкий. Рассмотрим принцип работы и передачи энергии с передней звезды на заднюю.

Передаточное отношение передней и задней звезд

Каждый человек неоднократно видел, где расположены звезды на велосипеде: передняя на шатуне справа, задняя – на втулке колеса. Ведущем считается передняя звездочка, так как именно через приведение ее в действие, происходит подача энергии на ведомую. Интересный факт: заднее колесо по тому же принципу становится ведущим, по отношению к переднему. Это обусловлено тем, что переднее колесо, по сути, выполняет лишь пассивное преобразование полученной энергии, а усилия приходятся именно на заднее.

Под передаточным отношением следует понимать различие, прослеживаемое по таким параметрам как размер, количество зубьев. Передняя звездочка большого диаметра в сочетании с малой окружностью задней повышает передаточное отношение. Если задняя звезда большого диаметра, а передняя меньше – тогда и передаточное отношение будет ниже. Количество усилий велосипедиста при разных сочетаниях этих важных элементов тоже будет различным. Так, чем больше задняя звездочка, тем меньше нагрузки на ноги в движении и наоборот. Потому, любителям скорости необходимо устанавливать большую ведущую и маленькую, ведомую звезды.

Как выглядит на практике

Чем больше диаметр – тем большее количество зубьев на звездочке. Примером высокого передаточного отношения (больше усилий, но выше скорость) можно привести следующее соотношение: спереди 44 зуба, сзади 11. При такой комбинации достаточно сложно крутить педали, но скорость передвижения будет высокой. Это особенно актуально в движении, т.е. при переключении скоростей уже разогнавшись. Набирать разгон при 44Х11 достаточно сложно, а потому начинают езду как правило при комбинации 22 спереди 32 зубья сзади. При таком раскладе крутить педали будет достаточно просто, но эффективность каждого оборота значительно ниже. Комбинации по сути определяют передачи: повышенный – ровная дорога и высокая скорость, пониженные – при езде против ветра, на бугорок, прогулочным темпом по неровному дорожному полотну.

На рисунке выше условно обозначено оптимальное соотношение передач, для разных режимов езды. Так, слева на право в порядке понижения скоростного режима. Если упомянуть о том, что существуют не только много, но еще и односкоростные модели (которых не мало), то следует обозначить характерный для них режим (посредине рисунка). Такой режим считается среднеоборотным, а другими словами – универсальным. При такой передачи, усилия равномерно соотносятся с оборотами колеса и набором скорости.

Естественно, достаточно сложно передвигаться на односкоростном велосипеде на подъемах. Ведь по сути, они предназначены для езды по укатанным грунтовым дорогам, трассам с ровной поверхностью. При подъеме на бугорки (особенно большие), достаточно сложно крутить педали, затрачивается много энергии. Но есть выход из этой ситуации: самостоятельный подбор задней и передней звезд. Т.е. выбираем большую ведомую и малую ведущую модели и путешествовать можно даже по горам.

Нумерация передач

В системе звездочки располагаются в порядке убывания, на кассетах – по возрастанию. При необходимости перехода в скоростной режим, необходимо перевести цепь в положение крайних внешних звезд. Максимально пониженное положение – ведущая наиболее меньшая, а ведомая – максимально большая. Правило подсчета ступеней трансмиссии выглядят следующим образом:

Т.е. попросту перемножаем число задних звезд, на количество передних и результатом будет число ступеней трансмиссии (то количество комбинаций скоростей, которые вам доступны). Важность способности трансмиссии точно подобрать необходимую в той или иной ситуации скорость, переоценить сложно. Поэтому, чем больше скоростей, тем меньшая нагрузка на цепь, и тем более долговечно прослужат зубья и сами звездочки.

Чем овальные звезды отличаются от круглых

Едва велосипеды приобрели популярность, начались эксперименты с комплектующими. Не стала исключением и форма звезд. Более сотни лет тому назад, впервые предали овальной формы звездочке. Идея хоть и была заманчивой, но с течением времени канула в небытие, и покрылась пылью. Сейчас же мода на приплюснутые шестерни стала возвращаться вновь, раскрывая новые секреты практичности в эксплуатации. Такие изделия все можно встретить на велосипедах, предназначенных для гонок. Ниже на фото предлагается пример овальной звездочки.

Эллипс, вращаясь по оси, иначе распределяет нагрузку, чем вызывает изменения в передаточном моменте. Хотя с виду может и не понятен принцип работы, но отличия от круга все же имеются, и вот некоторые из них:

На сравнительной таблице приведены недостатки и преимущества эллипс образных звезд для велосипеда.

Как видите, отличия между овальной и круглой формами имеются. Важно понимать цель установки того или иного типа звездочки. Ведь ведомые шестерни тоже могут быть приплюснутой формы, а это сулит определенные возможности для профессиональных велосипедистов. С формами разобрались, самое время пролить свет на способы крепления.

Виды фиксации звезд на кассете

Возвращаясь к стандартным, круглым кассетам, следует отметить их отличие от трещоток, заключающееся в том, что по разному могут крепиться на барабанах. Таким образом, можно условно разделить велосипедные кассеты на такие виды как:

От типа крепления во многом зависит удобство обслуживания. Так, можно сделать вывод, что самый простой вариант все же первый. Да, барабан в разборном типе крепления страдает от повышенной нагрузки, но в то же время, при умеренной езде, он вполне долго эксплуатируется, а замена деталей – элементарная.

Чистка и смазка звездочек

Передняя, как и задняя звезды подвергаются загрязнению. Смазка, используемая для цепи, оставляет свой след, а пыль скапливается в местах стыка зубьев и звеньев. Таким образом, если длительное время не проводить очистку, звездочки загрязняются наслоениями пыли и масла. От части, этот процесс замедляется на односкоростных велосипедах, где предусмотрена защита цепи. Она представлена в виде кожуха из пластика, металла, сплавов. Ее использование рекомендуется не только для того, чтобы уберечь от загрязнений цепь, но и предотвратить появление налета на звездочке.

Для очистки звездочки, рекомендуется снять ее (или их, если речь идет о кассете). Тщательно очистите поверхность с помощью мелкозернистой наждачной бумаги, а затем смажьте профильным маслом (многие используют солидол, Литол и так далее). Установите звездочки обратно и продолжайте наслаждаться поездками по любимым местам!

Источник

Одна звезда спереди. Все за и против!

В магазинах все больше велосипедов с одной звездой впереди (вместо двух или трех), но с привычной стопкой из многих звезд сзади. Кое-кому из покупателей это не очень нравится, а кто-то ищет как раз такие модели: они ведь модные, их все хотят, их очень активно рекламируют.

В чем отличия одной звезды спереди от набора из двух или трех

Вдруг кто не знает: на вид все велосипеды 1x почти обыкновенны, но сразу заметно, что у них нет переднего переключателя, а также левой манетки (ответственной за передний переключатель) и «лишних» звезд впереди. Это понятно: единственная передняя звезда не требует этого самого переднего переключателя с манеткой, тросиком и рубашкой.

Чтобы цепь при тряске не слетала со звезды, зубья такой звезды сделаны высокими. В этом их главное отличие от зубьев под переключение: те всегда специально делают пониже, чтобы переключатель мог стащить с них цепь или, наоборот, затащить.

Одна передняя звезда на горных велосипедах, преимущества и недостатки

В самом распространенном сегменте велорынка, сегменте горных велосипедов (МБТ), единственная звезда оправданна прежде всего в кросскантри (cross country). Поэтому для начала давайте уточним, что же это такое. Обычно считают, что это любое катание по грунту. Однако по грунту с большим успехом можно ездить и на комфорт-байке, на гибриде, грэвеле (гравийнике), циклокроссере, фэтбайке, туринге, а также на дедушкиной «Украине». Застукать людей за подобным занятием нетрудно: достаточно выкатиться за город.

Итак, ты в повороте. Проезжаешь его с предельной (насколько он позволит) скоростью и закатываешься по инерции на начало подъема. А дальше что? Дальше нужно, крутя изо всех сил, раз за разом переключаться синхронно со снижением скорости в подъеме, пока не перейдешь на самую «легкую» комбинацию звезд.

Что у нас получается при трех передних звездах?

А что не здорово?

Проще говоря, при одном полном 360-градусном обороте педалей заднее колесо делает 0,69 полного оборота, то есть проворачивается не на 360 градусов, а заметно меньше. Значит, скорость очень маленькая, зато тяга очень большая. Допустим, в нынешнем году вы перешли на трансмиссию с единственной 32-зубой звездой: выкинули манетку с переключателем и тремя звездами, а вместо – поставили 32-зубую «неспадайку». Какая нужна кассета, чтобы добиться примерно такого же передаточного отношения, как в прошлом году?

Стало быть, x = 32 : 0,69 = 46

За один оборот шатунов заднее колесо сделает 2,91 оборота.

А вот раньше, при звездах 22-32-44, максимальная передача была намного эффектнее:

На один оборот шатунов – аж 4 оборота заднего колеса.

Значит, на гладком асфальте (с попутным ветром и хорошим настроением) наш новый агрегат поедет слегка медленнее, чем прошлогодний. По выражению опытных велосипедистов, вы просто заболтаетесь: будете молотить ногами с большой частотой, но педали останутся «пустыми», а скорость – далекой от прошлогодней максималки.

Еще раз. Кросскантрийный МТБ – для катания поперек оврагов, не только вниз, но и вверх. В версии 1x он может плохо подходить для быстрой асфальтовой езды просто потому, что передняя звезда всего одна и она небольшая.

Технику для экстремальных дисциплин (фрирайд, байкеркросс, даунхилл и т. д.) с набором звезд 1x мы сегодня рассматривать не будем, ибо это отдельная очень обширная тема. Ну, а трейловые байки (а также близкие к ним эндуро и оллмаунтин) имеют трансмиссию, близкую к кантрийным и по передаточным отношениям, и по условиям катания (большая передаваемая мощность и не очень большие прыжки). Поэтому для них справедливо все сказанное о кантри. Кстати, это же относится и к фэтбайкам. В конце концов, как фэтбайк ни назови, он прежде всего кантрийник.

Одна звезда спереди на шоссейных велосипедах

Шоссейник традиционно, десятилетиями, с незапамятных времен несет две звезды, и вроде бы не видно серьезных резонов что-либо менять. В самом деле, бездорожья в шоссейном велоспорте почти нет, зато спусков (на которых чем больше звезда, тем лучше) – хоть отбавляй, а подъемов (где звезда как раз нужна некрупная) – еще больше. Зачем искать новое? Однако в последние двадцать с небольшим лет число звезд в кассетах росло весьма быстро и предсказуемо: 9, 10, 11, 12. Больше звезд – больше диапазон передаточных отношений в кассете. При 9-скоростных кассетах на топовых шоссейниках их звезды были размером от 11 до 19 зубьев. При 12-скростных кассетах зубьев уже от 11 до 22. Диапазон вырос. Именно это натолкнуло конструкторов на мысль попробовать 1х в шоссейных велосипедах. И они пробуют.

Надо сказать, в последние десять лет аэродинамику шоссейных велосипедов действительно улучшили. Это относится и к технике с лежаками для гонок с раздельным стартом (TT road), и к триатлонным байкам, и к технике для групповых гонок с традиционным рулем-«бараном» (дропбаром, говоря на иностранный манер). В третьей группе даже появилась отдельная подгруппа – aero road, – велосипеды с обтекаемыми профилями труб, руля, подседельного штыря, фляг, а также со скрытой проводкой тросов (тоже для обтекаемости). В гонках наподобие «Тур де Франс» их применяют на равнинных этапах, и эффект вполне ощутим: средняя скорость пелотона становится больше примерно на 0,7-1,3 км/ч. У спуртующего гонщика, который разгоняется чуть ли не до 70 км/ч, прибавка к скорости намного существеннее.

Итак, мораль для шоссейников очень проста. Чем быстрее вы ездите, тем более оправдан переход на одну звезду. Ведь с ростом скорости аэродинамическое сопротивление растет, так сказать, опережающими темпами, поскольку оно пропорционально квадрату скорости. Иначе говоря, при 45 км/ч на аэродинамику уходит в 2,25 раза больше ватт, чем при 30 км/ч. Ведь вы едете быстрее в полтора раза:

А сопротивление выросло как квадрат скорости:

Сингл на циклокроссах и грэвел (гравийниках) байках

Эти байки созданы для очень быстрой езды по сравнительно плоским грунтам, зато нередко с большой грязью. У циклокроссов и гравийников руль-«баран», однако зубастая резина и приличные грязевые просветы.

Пока гонщики (и простой народ вместе с ними) примерялись и прикидывали, некоторые конструкторы принялись проектировать рамы исключительно под 1x. Туда не поставить передний переключатель, на их шатуны не влезет больше одной звезды.

Что это значит? Зачем это нужно?

А для гравийников и их рам нашлась еще одна выгода 1x. Поскольку эти байки напрямую происходят от циклокроссовых, а те от шоссейных (циклокросс когда-то был единственным зимним занятием шоссейных гонщиков), у них у всех есть такое очень приятное свойство, как узкий Q-фактор.

Выкинув лишние звезды спереди вместе с передним переключателем, мы получим больше места для перьев и не тронем Q-фактор. А это прекрасно. Шире резина – больше скорость на неровных грунтах.

Источник