Отдел продаж
8 (499) 755-89-57
Лодки, запчасти
8 (499) 755-89-57

Как поправить восьмерку на колесе велосипеда


Как выровнять восьмерку на велосипеде (исправить, убрать деформацию)

Время чтения: ~7 минут Автор: Михаил Скворцов 375

Среди всех составных элементов велосипеда самым консервативным можно назвать спицевое колесо. Такой тип колес устанавливается на большинство байков и представлен простой конструкцией: центральная втулка, обод и спицы, которые соединяют обод с осью вращения. В процессе эксплуатации велосипеда колесо подвержено статическим, динамическим и ударным нагрузкам, в результате чего нередко могут возникнуть изменения его формы.

Деформация типа «восьмерка» – что это

Искривления велосипедных колес связаны с нарушением конфигурации ободьев. Иными словами, колесо перестает быть круглым. Распространенным вариантом является так называемая восьмерка, когда наблюдается отклонение части (или нескольких частей) обода от плоскости вращения. При вращении эти области описывают траектории в виде восьмерок вокруг центральной оси вращения. При езде на велосипеде этот дефект выражается в биениях или виляниях на ходу.

Ездить с восьмерками можно, но вряд ли это доставит удовольствие. Кроме того, деформированные колеса менее стойки к нагрузкам, что повлечет за собой дальнейшее искривление и полную непригодность обода. Можно ли самостоятельно исправить восьмерку на колесе велосипеда? Да, и это совсем несложно. О том, как это делается, читайте далее в статье.

Определение искривлений на колесах

Итак, есть подозрение на возникновение деформации колеса, и осталось точно определить, в каком конкретном месте она образовалась. Переворачиваем велосипед вверх колесами и четко фиксируем его.

Первый метод определения – визуальный, позволяющий найти место расположения крупных и средних дефектов. Колеса необходимо сильно раскрутить, так как на малых скоростях восьмерки, даже самые грубые, проявляются плохо. Заднее колесо можно вообще крутануть педалями.
Искривленные участки уходят от плоскости вращения в сторону. На максимальном отклонении колеса надо быстро схватить в этом месте. Сделать это на высоких скоростях непросто, да и рука может соскользнуть, поэтому лучше прибегнуть к следующему способу.

Второй метод – контактный, заключается в отметке поврежденной области. В качестве индикатора можно взять маркер, а лучше обычный мелок. Крутим колесо и медленно подводим мелок к ободу. Первым делом он чиркнет по краю выпуклости восьмерки. После того, как «вершина» определена, колесо необходимо раскрутить еще сильнее и продолжить приближать мелок. Так определяется вся область искривления. Как только мелок «пробежит» по всему ободу, испытания можно считать законченными. Очаг восьмерки четко выделится жирной линией на фоне бледной полосы по всей окружности.


Так фиксируется искривление обода

Устранение дефектов велосипедного колеса

Когда область искривления колеса найдена, пора приступать к его выпрямлению. Сделать это своими руками под силу каждому владельцу двухколесного транспорта, тем более что подобные проблемы могут возникать с завидной регулярностью. Существует два способа самостоятельного устранения восьмерки:

  1. Силовое выпрямление, или «коленом», как говорят велосипедисты.
  2. Метод подтяжки и ослабления спиц колеса.

Силовое выпрямление

Чтобы убрать изгиб таким способом, потребуется снять колесо с рамы. Покрышку с камерой в этом случае снимать не нужно. Поворачиваем выпуклостью к себе и хватаемся за обод и шину с обеих сторон. При средних деформациях оптимальный захват колеса – положение «10» и «2», то есть по 60 градусов в обе стороны от очага восьмерки. Приставляем колено к самой выпуклой области и с силой давим от себя.

Какое положение колеса позволит лучше всего выровнять обод? Если сил в ноге достаточно, то давить можно и на весу. Альтернативный вариант – поставить колесо вертикально дефектным участком вверх. Здесь понадобится помощь напарника. Он должен крепко прижимать колесо к полу. После выправления колесо надевается на раму и снова проверяется методом вращения.

Назвать этот метод эффективным нельзя по нескольким причинам:

  1. Невозможно выгнуть мелкие изгибы.
  2. Обод может перегнуться в другую сторону.
  3. Неудобно.
  4. Низкая точность.
  5. Не каждый обод так просто может подвергаться простому силовому воздействию.

Относительно неплохо данный способ работает где-нибудь в дороге, когда восьмерка образовалась внезапно из-за наскока на крупное препятствие и ее необходимо срочно выправить, чтобы доехать до пункта назначения.

Регулировка колесных спиц

Переходим ко второму варианту устранения кривизны обода. Регулирование спиц заключается в их поочередном ослаблении и подтягивании. Для работы с ними нам понадобится специальный инструмент – спицевой ключ. Это незатейливое приспособление представляет собой кругляш с квадратными отверстиями сбоку под разные размеры спиц. Купить ключ без проблем можно в любом веломагазине.

Внимание! Изменять натяжение спиц следует только спицевым ключом, и ни в коем случае не плоскогубцами или разводными гаечными ключами!

Чтобы выровнять восьмерку на колесе велосипеда, понадобится терпение, особенно тем, кто делает это в первый раз. Шины необходимо полностью снять.

Сначала следует проверить натяжение всех спиц. Зачастую обод искривляется из-за их общего ослабления. Проверить это просто: когда спицы явно болтаются и «слушаются» пальцев как струны на гитаре, то необходима их подтяжка примерно на 1 оборот по всему колесу. Если такой проблемы не наблюдается, то ничего трогать не надо: так можно только усугубить восьмерку.

Отмечаем дефектную область и приступаем к «центральной» спице – той, которая расположена у выпуклости. Поворот спицы осуществляется в сторону, противоположную направлению выпуклости. Спицы по бокам от нее ослабляются. При восьмерке на три спицы схема выпрямления следующая:

  • Затяжка центральной на четверть оборота ключа.
  • Ослабление крайних спиц на восьмую часть оборота: сила ослабления вдвое меньше силы натяжения по центру.

Устранение маленькой восьмерки

При восьмерке на 7 спиц ремонт колеса делается так:

  • Натягивается центр на пол-оборота.
  • Ослабляются две спицы (вторая и третья) по бокам на ¼ оборота ключа.
  • На 1/8 затягиваются четвертая и пятая спицы.
  • Ослабляются шестая и седьмая (крайние) спицы на 1/8 оборота.

Выпрямление большой восьмерки

Чередование натяжения и растягивания проводится таким образом, чтобы крайние спицы на восьмерке были ослаблены. Для проверки результата колесо вешается на велосипед и тестируется на остаточную кривизну. Если восьмерка выгнулась в обратную сторону, следует убрать все натяжение и усилить момент затяжки на ослабляемых спицах и снова повторить процедуру, но уже с меньшими силами затягивания и ослабления.

Несмотря на то, что придется изрядно повозиться, можно добиться идеального результата – выпрямления колеса до ровного круга. И если в первый раз работа может затянуться слишком долго, то при последующем возникновении восьмерки ремонт пойдет куда быстрее. Теперь при появлении дефекта на колесе можно не откладывать байк в сторону, а быстро подрегулировать спицы самостоятельно и возобновить поездки.

загрузка...

Как починить велосипедное колесо с пряжкой |

Автор: Найджел Уорд

Написано: 14 июля 2020 г.

Удар о бордюр иногда приводит к короблению колеса. Как правило, пряжка возникает на переднем колесе, поскольку это колесо имеет тенденцию с наибольшей силой удариться о бордюр. Вы можете заметить гнущееся колесо, когда оно трется о тормоза во время езды на велосипеде. Исправление изгиба часто называют «регулировкой колеса.

». Процесс относительно прост, и вам понадобится всего два инструмента, чтобы устранить проблему.

Переверните велосипед так, чтобы руль и сиденье касались пола. Положите мел рядом с шиной, не касаясь ее.

  • Наезд на бордюр иногда приводит к короблению колеса.
  • Прямоугольник обычно возникает на переднем колесе, так как это колесо имеет тенденцию с наибольшей силой удариться о бордюр.

Начните вращать переднее колесо, одновременно перемещая мел ближе к ободу велосипеда. Прекратите вращать колесо, когда мел коснется обода.Мелом будет отмечено место перекоса колеса.

Повторите шаги 1 и 2 для другой стороны колеса.

Используйте гаечный ключ для спиц, чтобы повернуть гайку на конце спицы на один полный оборот, ближайший к отметке, нанесенной мелом, в направлении справа налево, чтобы ослабить спицу.

Используйте ключ для спиц, чтобы затянуть гайку на спице на противоположной стороне колеса, повернув гайку на спице на пол-оборота в направлении слева направо.

Повторите шаги 1, 2, 4 и 5, чтобы зафиксировать другие спицы, пока пряжка не будет отремонтирована.

  • Начните вращать переднее колесо, одновременно перемещая мел ближе к ободу велосипеда.
  • Используйте ключ для спиц, чтобы повернуть гайку на конце спицы на один полный оборот, ближайший к отметке, сделанной мелом, в направлении справа налево, чтобы ослабить спицу.

Проверьте и исправьте любую пряжку на заднем колесе, повторив тот же процесс.

.

Полное руководство по велосипедным передачам и переключениям для начинающих велосипедистов

Переход с односкоростного велосипеда на велосипед с несколькими передачами - большой шаг. Вам нужно не только научиться переключать передачи, вы также должны узнать, какие передачи использовать, и выяснить, когда переключаться на какую передачу!

Я напомнил об этом, когда получил просьбу о помощи…

У меня 28 скоростей, и то, что я знаю, когда переключить и на какую передачу, сводит меня с ума! Мне нужен идиотский гид по переключению передач! Помогите!!!

Ну вот и понятно! Вот «Руководство полного идиота по велосипедным передачам и переключениям» , чтобы объяснить все, что нужно знать новичку об использовании многоскоростного велосипеда.

Введение в механизмы и терминологию

С тех пор, как велосипеды поставлялись с более чем одной звездочкой спереди и сзади, их обычно называли количеством предлагаемых комбинаций передач. Например, шоссейный велосипед с двумя передними звездочками и пятиступенчатой ​​муфтой свободного хода сзади имел «10 скоростей», поскольку пять задних звездочек можно было согласовать с любой из двух передних звезд. (2 × 5 = 10, это простая математика.)

Но как только вы узнаете больше о передаче, вы увидите, что это действительно запутанный способ описания вещей.Итак, для начала давайте разберемся с терминологией:

Передние звездочки, прикрепленные к шатуну, называются звездочками . Если у вас две звезды (большая и маленькая), такая установка называется «двойной». Если у вас три звезды (большая, средняя и маленькая), у вас тройная установка.

Блок шестерен на заднем колесе представляет собой обгонную муфту или кассету. Если у вашего велосипеда пять передач сзади, вероятно, у него есть обгонное колесо .Если у вашего велосипеда восемь-десять передач сзади, у него есть кассета . Каждое кольцо на кассете обозначается как cog . (В этой статье нет разницы между муфтой свободного хода и кассетой, так что не беспокойтесь об этом.)

В этой статье в качестве примера будет взят современный горный велосипед с тремя передними звездами и 8-скоростной кассетой. Некоторые люди назвали бы это «24-скоростной», но большинство заядлых велосипедистов и веломехаников называют это просто «8-скоростной».”

Узнайте, как работают переключатели и переключатели передач

Наличие передач не принесет вам никакой пользы, если вы не поймете, как работает переключение, так что вот посмотрите на это…

Переключение передач начинается с рычагов переключения передач , которые обычно расположены на руле рядом с ручками. Когда вы перемещаете один из рычагов переключения передач, трос тянет или отпускает один из переключателей , который перемещает цепь с одной передачи на другую.

В типичных установках левый переключатель согласован с передним переключателем (таким образом, он переключается между звездочками.) Правый переключатель согласован с задним переключателем (который переключается между зубьями на кассете).

Давайте сначала поговорим о рычагах переключения («манетки»)…

На каждом переключателе будут цифры, указывающие, на какой передаче вы находитесь (это индикатор передачи ). В этом примере наш левый переключатель показывает числа 1-3, а наш правый переключатель показывает 1-8.

Чем меньше число, тем легче будет передача. Итак, если оба индикатора передач показывают «1», значит, вы находитесь на самой легкой передаче, которую предлагает велосипед.Если левый переключатель находится в положении 3, а правый - в положении 8, то вы находитесь на самой тяжелой передаче на байке.

На левом переключателе вы увидите числа, обозначающие, на какой передаче вы находитесь - 1, 2 или 3. Номер 1 соответствует маленькому кольцу, 2 - среднему кольцу, а 3 - большому кольцу. Для передних звездочек большие звезды равны более жесткой передаче .

На правом переключателе все цифры 1-8. Номер 1 соответствует самому большому винту, а номер 8 - самому маленькому зубцу.Когда дело доходит до кассеты, зубцы большего размера равны более легкой передаче .

Не забываем о переключателях ...

Это простая часть, потому что как только вы переключаете рычаги, трос переключения передач будет передавать ваши инструкции переключателю.

При переключении передач клетка переключателя (через которую проходит цепь) перемещается в любую сторону. Допустим, вы переключили передний переключатель на более легкую передачу. Передний переключатель сместится влево, тем самым «сбив» цепь с цепи на меньшую звезду.Пока переключатели настроены правильно, они будут выполнять свою работу точно так же, и вы можете сосредоточиться на переключении!

Типы переключателей

Прежде чем перейти к переключению передач и выбору передач, давайте кратко рассмотрим различные типы переключателей. (Мы сконцентрируемся на трех типах, которые наиболее распространены на современных велосипедах.)

Первая, рычаг переключения . При этом типе переключения рычагов нет. Вы переключаетесь, поворачивая часть рукоятки вперед или назад, в зависимости от того, хотите ли вы более сложную или легкую передачу.Освоить его очень просто, поэтому он продается на большинстве горных велосипедов в ценовом диапазоне от 100 до 300 долларов.

Примечание. На изображениях в этой статье изображены рычаги переключения передач.

Второй, триггерные манетки . Они также очень распространены на горных велосипедах, но также и на шоссейных велосипедах в другой форме. (Обычно их называют Shimano RapidFire или Shimano STI.)

В этом случае у вас будет два «спусковых крючка» рядом с каждой рукояткой руля. На каждом переключателе есть два триггера, потому что триггеры движутся только в одном направлении.

На левом триггерном переключателе маленький триггер переключается на меньшую звезду для облегчения переключения. Более крупный рычаг переключения передач переключится на большую переднюю звезду для более жесткой передачи.

На правом триггерном переключателе маленький триггер переключается на меньшую шестеренку, что дает вам более жесткую передачу. Более крупный рычаг переключения передач переключается на более крупную шестерню, что облегчает передачу.

(Триггерные манетки звучат сложно, но они не проблема, если немного потренироваться с ними.)

Основные принципы выбора передач

Теперь вы знакомы с основами работы переключателей и переключателей, так что давайте перейдем к выбору передач.

Самое главное здесь то, что не существует такого понятия, как «правильная» передача . Выбор снаряжения зависит от множества факторов, не в последнюю очередь от комфорта. На самом деле, передача - это личное предпочтение , поэтому вы и ваши друзья, вероятно, будете ездить на разных передачах, даже если вы едете с одинаковой скоростью по одной и той же дороге.

Тем не менее, одна вещь, которую следует учитывать, - это ваша частота вращения . Каденс - это другое слово, обозначающее скорость вращения педалей (в основном, скорость вращения ног по кругу). Она измеряется в оборотах в минуту, или «оборотах в минуту».

Cadence важен, потому что он напрямую влияет на ваш уровень комфорта. Медленное вращение педалей обычно означает, что вы используете слишком жесткую передачу, и мышцы ног быстро устают. Это также может повредить ваши колени. Хорошее практическое правило - поддерживать достаточно высокую частоту вращения педалей, обычно в диапазоне 75-90 об / мин.(Вот как считать свою частоту вращения педалей.)

Но помимо комфорта и частоты вращения педалей, середина вашего диапазона передач - хорошая отправная точка . Предположим, вы начинаете движение по ровной дороге в легком или умеренном темпе (на «24-скоростном» велосипеде). Вы должны быть на среднем кольце (2) впереди и примерно четвертой по величине зубчатой ​​передаче (4) на сзади.

(Слева изображена хорошая умеренная передача.)

Чтобы внести небольшие изменения в вашу скорость, вам нужно будет переключить задний переключатель.Если вам нужно двигаться немного быстрее, переключитесь на меньшую шестерню (5, 6 или 7.) Если вы хотите замедлить темп, перейдите на большую шестерню (1, 2 или 3.)

Но если вы придете к крутому подъему на холм или длинному спуску, вам нужно будет сделать большой прыжок на на вашей передаче. Поэтому вместо переключения заднего переключателя вы сначала переключаете передний переключатель.

Пример правильного переключения передач

Вот пример того, как можно переключать передачи во время поездки на велосипеде.В начале вы находитесь в среднем кольце и одной из средних шестеренок. Затем…

Допустим, вы поднимаетесь на крутой холм. Вы переключитесь на малую переднюю звезду (1). Если эта передача не достаточно проста, , затем , вы переключите задний переключатель на большую шестерню (1, 2 или 3.)

Как только вы достигнете вершины холма и дорога станет ровной, вы можете перейти вперед и снова переключить задний переключатель на шестерню немного меньшего размера, переходя к цифре 3 или 4. Затем пришло время переключить передний переключатель обратно на среднее кольцо. (2.) Если дорога остается ровной, вы можете остаться на этой передаче или снова переключить задний переключатель, переключившись на 5 или даже 6.

Но затем, когда вы спускаетесь на спуск, вам нужно сильно переключить передачи, поэтому вы переместите передний переключатель на большое кольцо (3.). Это должно дать вам хорошую передачу. Если вам нужна более жесткая передача, вы можете переключить задний переключатель на самые маленькие шестерни, 7 и 8.

По мере изменения дороги повторяйте этот процесс.

Просто помните: Переключение левого переключателя имеет большое значение , а переключение правого переключателя - это точная настройка выбора передачи. .Вы будете переключать правый переключатель (для заднего переключателя) гораздо чаще, чем левый переключатель.

На что обращать внимание

Если вы проследили процесс постепенного переключения передач , вы могли заметить, что мы использовали только около 12 различных комбинаций передач, тогда как на самом деле байк предлагает 24. Почему?

Что ж, ваш «24-скоростной» велосипед не предназначен для использования всех передач. Некоторые комбинации передач очень грубые и иногда опасные.

Видите ли, вам нужно, чтобы ваша цепь двигалась по прямой , чтобы велосипед ехал плавно. Вы делаете это, используя определенные комбинации передач и избегая других. (Прямая цепная линия изображена в предыдущем разделе.)

Например, если вы используете малую переднюю звезду, вы захотите использовать четыре самых больших зубца, номера 1-4. Когда вы находитесь на средней передней звезде, вы можете использовать большинство шестеренок, но я бы остановился на числах 1-6. Когда вы используете большую переднюю звезду, вы должны использовать самые маленькие шестерни, 6-8.Благодаря этому ваша цепочка будет ровной.

Если вы используете экстремальные комбинации шестерен, такие как маленькое кольцо и наименьший зубец или большое кольцо и наибольший зубец, это называется перекрестной цепью . Из-за этого цепь находится под слишком большим углом, что приводит к ее быстрому износу. (Обычно при этом вы слышите какой-то скрежет, исходящий от цепи.) Это также увеличивает вероятность того, что цепь упадет с велосипеда.

Когда переходить (еще несколько указателей)

Чтобы переключать передачи плавно и легко, а также поддерживать постоянную комфортную частоту вращения педалей, вы должны предвидеть ваши смены .Это похоже на приведенный выше пример.

Если вы приближаетесь к крутому подъему на холм, вы хотите переключиться на более легкую передачу. до вам нужно. Чем круче холм, тем больше передач вы захотите переключить вниз.

Если вы подождете, пока вы с трудом сможете крутить педали, прежде чем переключаться вниз, у вас будет чертовски болезненное время, пытаясь подняться на холм!

Аналогичным образом, если вы спускаетесь под гору, постепенно увеличивайте скорость по мере увеличения скорости. Не ждите, пока ваши ноги закружатся как сумасшедшие!

Еще одна вещь, которую следует ожидать, - это запуск после остановки.Если вы едете на большой передаче, вам захочется переключиться на более низкую передачу, когда вы замедлитесь и остановитесь. Если вы остановитесь, пока еще работаете на большой передаче, будет очень сложно начать снова!

Но если вы предвидите это и переключитесь на низшую передачу перед остановкой, вы сможете легко начать движение.

Техника правильного переключения передач

Переключение - это нечто большее, чем просто поворачивание рычагов. Сдвиг требует точной координации между руками и ногами; чем лучше вы координируете свои движения, тем плавнее будут ваши смены.

Основной принцип здесь заключается в том, что вы должны крутить педали, чтобы велосипед сместил . Цепь должна двигаться вперед, чтобы переключатели могли выполнять свою работу, поэтому всегда нажимайте педаль при переключении.

Но есть небольшая хитрость. Для плавного переключения передач нужно крутить педали легко и мягко. . Это называется «мягкое педалирование».

Если вы нажимаете педали слишком сильно, сила вашей ноги будет преобладать над переключателями, и переключения не будет, только скрежет! (Подумайте об этом, ваши ноги большие и мускулистые, а переключатели и цепь - просто маленькие кусочки металла.)

Итак, вот как сменить:

При перемещении переключателя рукой одновременно ослабьте нажатие педали на один ход. Вы должны услышать и почувствовать плавное переключение. Затем вы можете возобновить вращение педалей с полной силой. Не волнуйтесь, вы расслабляетесь только на секунду, поэтому вы не потеряете скорость только из-за мягкого нажатия педалей.

Вот и все. Большинство людей, у которых возникают проблемы с переключением передач, просто должны попробовать мягко крутить педали. Распространенное заблуждение, что вам нужно крутить педали резко и быстро, чтобы переключить передачу.Правильное переключение передач на самом деле требует противоположного подхода!

Просто иди и попрактикуйся…

Начало работы (Практика ведет к совершенству)

Теперь, когда вы знаете, что делать, пора это сделать. Но сначала не помешает сделать несколько пробежек!

Первое, что я бы сделал, это вручную перебрал шестерни. Просто подпереть велосипед так, чтобы заднее колесо не касалось земли (если у вас нет ремонтной стойки, просто повесьте велосипед на ветке дерева или что-то в этом роде), а затем переключайте передачи, одновременно крутя педали другой рукой.

Как только вы увидите его в действии, отправляйтесь на пустую парковку и катайтесь по кругу. Вы просто хотите «почувствовать» переключение, чтобы оно стало вашей второй натурой. Вы хотите иметь возможность кататься и обращать внимание на то, что вас окружает, без необходимости смотреть на переключателей.

Не расстраивайтесь, если это займет время, мы все были там в один прекрасный момент! Нелегко перейти с одной скорости на 24 или 27!

(Думайте об этом, как о вождении автомобиля с механической коробкой передач - большинство людей не знают, как это сделать!)

Леви Блум - опытный спортсмен на выносливость, который тренируется и участвует в соревнованиях более 17 лет.Бывший гонщик на шоссейных и горных велосипедах категории 1 (профессиональный класс на региональной трассе), теперь он является тренером по велоспорту (сертифицирован в США, уровень 3) и тренером по спортивному питанию (сертифицирован по программе Precision Nutrition, уровень 1).

Возможно вам понравится
Тренер Леви, 25 сентября 2008 г. / Навыки велоспорта, навыки горного велосипеда, Статьи о шоссейном велосипеде .

РЕШЕНИЕ: Как выпрямить погнутый обод колеса? - Велосипед

Как правильно выпрямить обод велосипеда, отчасти зависит от того, как обод был согнут. Был ли обод погнут в результате какого-либо удара или из-за рычага,

вам потребуются некоторые базовые инструменты для начала работы.

Брусок

Молоток обыкновенный

Резиновый молоток

Набор обычных или велосипедных инструментов

Гриль или мусорный бак

  1. предположим, что ваш двухъядерный обод был погнут в результате удара: -

Изгиб от удара обычно вызывается ударами по чему-либо или резким приземлением после прыжка.

Если колесо неровное или неправильное, скорее всего, это произошло из-за удара. Колесо, которое погнулось в результате удара, можно также исправить с помощью удара.

Сначала проверьте, нет ли погнутых или ослабленных спиц. Если спицы погнуты, вероятно, повреждение произошло от рычага, а не от удара. Если какие-либо спицы ослабли, затяните их.

Затем снимите шину и камеру. Установите колесо на решетку или мусорное ведро так, чтобы обод лежал прямо на верхнем крае.

Затем поместите деревянный брусок по центру.Повернув колесо высокой стороной вверх, ударьте по деревянному бруску молотком.

Возможно, вам придется несколько раз ударить по дереву, чтобы колесо стало почти нормальным. Соблюдайте осторожность, так как колесо будет подпрыгивать, как будто оно подпружинено.

.

Велосипедная наука - как работают велосипеды и лежащая в их основе физика

Криса Вудфорда. Последнее изменение: 18 августа 2019 г.

Если вам нужно было выбрать лучшую машину за все время, что бы вы сказали? Если бы мы говорили о машинах, которые помогли распространять знания и обучать людей, вы, вероятно, выберете печатная пресса. Если мы имели в виду изобретения, которые позволяют людям обрабатывать землю и кормить свои семьи, вы могли бы заплатить за плуг или трактор. Если вы считаете, что транспорт действительно важен, вы можете выбрать автомобильный двигатель, паровой двигатель или реактивный двигатель самолета.Но для его чистоты простота, думаю, я бы выбрал велосипед . Это прекрасный пример того, как чисто, научные идеи можно использовать в очень практичном технология. Давайте посмотрим на науку о циклах - и просто что делает их такими замечательными!

На фото: велосипед - гениально простая форма транспорт, в какой бы точке мира вы ни находились. Что-то вроде 130 миллионов новых велосипедов производятся во всем мире каждый год, и в настоящее время более 90 процентов из них производится в Китае.Фото Роджера С. Дункана любезно предоставлено ВМС США.

Что такого хорошего в велосипедах?

Диаграмма: Сравнение эффективности повседневных машин (приблизительные, ориентировочные значения, выраженные в процентах). За исключением велосипеда, новые технологии (например, дизельные двигатели) обычно более эффективны, чем старые технологии (например, паровые двигатели).

Что так хорошо, так это то, что они быстро доставят вас в места, не потребляя ископаемое топливо, такое как бензин, дизельное топливо и уголь, или загрязнение.Они делают это, потому что очень эффективно преобразуют энергию, производимую нашим телом, в кинетической энергии (энергии движения). Фактически, как вы можете видеть из диаграммы напротив, это самые эффективные транспортные средства, разработанные людьми. Используя силу ваших мышц удивительно эффективным способом, велосипед может преобразовать около 90 процентов энергии, которую вы подаете на педали, в кинетическую энергию, которая движет вас вперед. Сравните это с автомобильным двигателем, который преобразует лишь около четверти энергии бензина в полезную мощность - и при этом производит все виды загрязнения.

Посмотрите на это так: если вы ведете машину, куда бы вы ни пошли, вы тащите кусок металла, который, вероятно, весит в 10–20 раз больше, чем вы (типичный компактный автомобиль весит более 1000 кг или 2000 фунтов). Какая трата энергии! Езжайте на велосипеде, и металл, который вам нужно перемещать с собой, больше равен 6–9 кг (14–20 фунтов) для легкого гоночного велосипеда или 11–20 кг (25–45 фунтов) для горного велосипеда или туриста, что составляет или вашего собственного веса.

Более высокая эффективность означает, что вы можете ехать дальше на том же количестве топлива, что является еще одним большим преимуществом велосипедов, хотя его сложно измерить количественно.Согласно классической книге «Велосипедная наука» Дэвида Гордона Уилсона и др .: «Гоночный велосипедист на скорости 32 км / ч (20 миль в час) мог бы проехать более 574 километров на литр (1350 миль на галлон США), если бы существовала жидкая пища с таким высоким содержанием энергии. бензина ". Как ни крути, байки просто потрясающие!

Куда уходит ваша энергия?

Мы описали велосипед как машину, и с научной точки зрения это именно то, что это: устройство, которое может увеличивать силу (облегчая идти в гору) или скорость.Это также машина в том смысле, что она преобразует энергию из одной формы (все, что вы ели) в другой (кинетическая энергия вашего тела и велосипеда, когда они едут). Вы, наверное, слышали о законе физики, называемом сохранение энергии, которое говорит, что вы не можете создать энергию из воздуха или заставить ее бесследно исчезнуть: все, что вы можете сделать - это преобразовать его из одного в другое. Так где же энергия вы на велосипеде ездите на самом деле? В научных терминах мы говорим, что это означает «выполнение работы» - но что это означает на практике?

Езда на велосипеде иногда может казаться тяжелой работой, особенно если вы едете в гору.В науке о велоспорте «тяжелая работа» означает, что вам иногда приходится использовать довольно много силы крутить педали на любом расстоянии. Если вы идете в гору, вам нужно работать против сила тяжести . Если вы идете быстро, вы работаете против силы сопротивление воздуха (сопротивление) давит на ваше тело. Иногда бывают неровностей; на дороге, по которой нужно проехать; это требует больше силы и использует энергия тоже (неровности уменьшают вашу кинетическую энергию, уменьшая вашу скорость).

Фото: Велосипеды так хорошо работают с человеческим телом, потому что они используют силу наших больших и очень мощных мышц ног. Лежачие велосипеды (на которых вы ездите лежа) могут выглядеть ультрасовременными и немного странными, но им уже не менее 100 лет. Они быстрее, чем обычные велосипеды, потому что их водители принимают гораздо более аэродинамическую позу, напоминающую трубу, которая сводит к минимуму сопротивление. Поскольку педали находятся выше над землей, шатуны могут быть длиннее, поэтому вы получаете больше рычагов, ваши мышцы могут дольше работать с высокой мощностью и делать это более эффективно.Фото Робина Хиллер-Майлза любезно предоставлено ВМС США.

Но идете ли вы в гору или под гору, быстро или медленно, по гладкой дороге или ухабистый, есть другая работа, которую всегда нужно делать просто чтобы ваши колеса вращались. Когда колесо опирается на землю, выдерживая нагрузку, например, велосипедиста, шина, обернутая вокруг него, оказывается в одних местах раздавлены, в других выпячиваются. По мере того, как вы едете по кругу, разные части шины сжимаются и выпирают, а резина, из которой они сделаны, тянется и толкается во всех направлениях.Многократно сдавливать шину таким способом немного похоже на замешивание хлеба: для этого требуется энергия - и эта энергия известна как сопротивление качению . Чем больше нагрузка на шину (чем вы тяжелее или больше несете), тем выше сопротивление качению.

Для гоночного велосипеда, который едет быстро, около 80 процентов работы велосипедиста уходит на преодоление сопротивления воздуха, а остальная часть - на борьбу с сопротивлением качению; для маунтинбайкера намного медленнее на пересеченной местности, 80 процентов их энергии уходит на сопротивление качению и только 20 процентов теряется на перетаскивание.

Диаграмма: Медленные горные велосипеды тратят большую часть энергии из-за сопротивления качению; более быстрые гоночные велосипеды тратят больше из-за сопротивления воздуха.

О каком количестве энергии мы на самом деле говорим? В Тур де Франс, по мнению увлекательный Анализ, проведенный Training Peaks, показал, что лучшие райдеры имеют в среднем около 300–400 Вт мощности, что составляет примерно 3–4 старомодных 100-ваттных лампы или около 15% мощности, необходимой для работы электрического чайника. Для сравнения, вы можете генерировать около 10 Вт с помощью ручного генератора электроэнергии, хотя Вы не можете использовать один из них очень долго, не уставая.Что это говорит нам? Намного легче генерировать большое количество энергии в течение длительного времени, используя большие мышцы ног, чем используя руками и руками. Вот почему велосипеды такие умные: в них используются самые мощные мышцы нашего тела.

Как работает рама велосипеда

Предполагая, что вес взрослого составляет 60–80 кг (130–180 фунтов), рама велосипеда должна быть достаточно жесткой, если она не собирается защелкните или пристегните в тот момент, когда всадник поднимается на борт. Обыкновенный велосипеды имеют рамы из прочной, недорогой трубчатой ​​стали (буквально, полые стальные трубы, содержащие только воздух) или более легкие сплавы на основе стали или алюминия.Гоночные велосипеды, скорее всего, будут сделаны из композитов с углеродным волокном, которые дороже, но прочнее, легче и устойчивы к ржавчине.

Фото: перевернутая А-образная рама велосипеда - это невероятно прочная структура, помогающая распределять ваш вес между передними и задними колесами. Это помогает наклониться вперед или даже встать, когда вы идете в гору, поэтому вы можете применить максимум нажимайте на педали и сохраняйте равновесие.

Вы могли подумать, что рама велосипеда из алюминиевых трубок будет намного слабее. чем тот, что сделан из стали, но только если трубы аналогичны по размеру.На практике каждый велосипед должен быть достаточно прочным, чтобы выдерживать вес гонщика. и нагрузки, которые могут возникнуть при различных видах обращения. Таким образом, алюминиевый велосипед будет использовать трубки с большим диаметром и / или более толстыми стенками. чем велосипед из стальных труб.

Оправа не просто поддерживает вас: ее треугольная форма (часто два треугольника соединяются вместе, образуя ромб) тщательно разработан для распространять твой вес. Хотя седло расположено гораздо ближе к спине руль, вы наклоняетесь вперед, чтобы держаться за руль.Угловой планки в раме предназначены для более или менее разделять ваш вес равномерно между передними и задними колесами. Если вы думаете об этом, это действительно важно. Если весь ваш вес переместился через спину колесо, и вы пытались крутить педали в гору, вы опрокидывались назад; так же, если бы на переднее колесо было слишком много веса, вы бы свалились каблуки каждый раз, когда ты спускался с горы!

Рамы не рассчитаны на стопроцентную жесткость: это сделает езду гораздо менее комфортной. Практически все велосипедные рамы немного изгибаются и изгибаются, поэтому они поглощают некоторые удары. езды, хотя другие факторы (например, седло и шины) имеют гораздо большее влияние по комфорту езды.Также стоит помнить, что человеческое тело само по себе замечательно эффективная система подвески; катаясь на горном велосипеде по пересеченной местности, вы очень быстро станете знать, как ваши руки могут работать как амортизаторы! Действительно, может быть весьма поучительно посмотреть на тело как продолжение (или дополнение) базовой рамы велосипеда, сбалансированное на ней.

Как работают велосипедные колеса

Фото: Как и автомобильное колесо, велосипедное колесо - это умножитель скорости.В педали и шестерни поворачивают ось по центру. Ось поворачивается только небольшое расстояние, но рычаг колеса означает внешний обод поворачивается намного дальше за то же время. Вот как колесо помогает идти быстрее.

Если вы читали нашу статью о том, как работают колеса, вы знаете, что колесо и ось, которую оно вращает, - это пример того, что ученые называют простым машина: она будет увеличивать силу или скорость в зависимости от того, как вы ее поворачиваете. Велосипед колеса обычно имеют диаметр более 50 см (20 дюймов), что составляет выше, чем у большинства автомобильных колес.Чем выше колеса, тем больше они умножьте свою скорость, когда вы поворачиваете их на оси. Вот почему у гоночных велосипедов самые высокие колеса (обычно диаметром около 70 см или 27,5 дюймов).

Колеса в конечном итоге выдерживают весь ваш вес, но очень интересным образом. Если бы колеса были твердыми, они бы сжались (сжались), когда вы сели на сиденье, и отталкивается, чтобы поддержать вас Однако колеса у большинства мотоциклов на самом деле состоит из прочной ступицы, тонкого обода и примерно 24 спиц с высоким натяжением.Велосипеды имеют колеса со спицами, а не цельнометаллические, чтобы сделать их прочными и легкими, а также уменьшить сопротивление. (некоторые райдеры используют плоские «лопастные» спицы или спицы овальной формы вместо традиционных округлых спиц в попытке чтобы сократить сопротивление еще больше).

Важно не только количество спиц, но и способ их подключения между ободом и его ступицей. Как нити паутины или свисающие веревки подвесного моста, колесо велосипеда находится в напряжении - спицы натянуты.Так как спицы перекрещиваются с обода на противоположной стороне ступицы колесо не такое плоское и хлипкое, как кажется, но на самом деле удивительно прочная трехмерная структура. Когда вы садитесь на велосипед, ваш вес давит на ступицы, которые растягивают одни спицы немного больше, а другие - немного меньше. Если вы весите 60 кг (130 фунтов), вам придется толкать около 30 кг (130 фунтов). вниз на каждое колесо (не считая собственного веса велосипеда), а спицы - это то, что предотвращает коробление колес.

Фото: Несмотря на внешний вид, велосипедное колесо не является ни плоским, ни слабым.Ступица намного шире шины, спицы натянуты и перекрещиваются, соединяясь со ступицей по касательной. Все это создает жесткую трехмерную структуру, которая может противостоять скручиванию, короблению и изгибу. Фото Дэвида Даналса любезно предоставлено ВМС США.

Поскольку каждое колесо имеет пару дюжин спиц, вы можете подумать, что каждая спица должна выдерживать только часть общего веса - может быть, всего 1-2 кг (2,2-4,4 фунта), если спиц 30, что может сделать легко. На самом деле, спицы несут нагрузку неравномерно: несколько спиц, которые находятся рядом с вертикалью, несут гораздо большую нагрузку, чем другие.(Среди велосипедистов до сих пор ведутся споры о том, как на самом деле воспринимается нагрузка, и лучше ли представить себе велосипед, висящий на спицах вверху или давящий на спицы внизу.) Как колесо вращается. другие спицы перемещаются ближе к вертикали и начинают нести большую часть нагрузки. Нагрузка на каждую спицу резко возрастает и падает во время каждого вращения колеса, поэтому, в конце концов, после многих тысяч циклов повторяющихся напряжений и деформаций, во время которых каждая спица быстро растягивается и расслабляется, одна из спиц (или ее соединение с колесо или ступица) может выйти из строя из-за усталости металла.Это мгновенно и резко увеличивает нагрузку на оставшиеся спицы, повышая вероятность их выхода из строя и вызывая своего рода эффект «домино», из-за которого колесо прогибается.

Как работают велосипедные передачи

Фото: Шестерня - это пара колес с зубья, которые сцепляются друг с другом для увеличения мощности или скорости. В велосипеде пара шестерен не приводится в движение напрямую, а связана цепь. На одном конце цепь постоянно обвивается вокруг главной шестерни. (между педалями).С другой стороны, он переключается между серией больших или меньших зубчатые колеса при переключении передач.

Типичный велосипед имеет от трех до тридцать различных шестерен - колеса с зубьями, связаны цепью, что ускоряет работу машины (по прямой) или легче крутить педали (идти в гору). Колеса большего размера также помогают ехать быстрее по прямой, но это большой недостаток, когда дело касается холмов. Это одна из причин, почему горные велосипеды и велосипеды BMX имеют меньшие колеса, чем гоночные велосипеды.Не только шестерни на велосипеде помогают увеличьте мощность педалирования, когда вы идете в гору: педали крепится к главной шестерне парой шатуны: два коротких рычага которые также увеличивают силу, которую вы можете приложить ногами.

Шестерни могут существенно повлиять на вашу скорость. На типичном гоночный велосипед, например, передаточное число (количество зубьев на педальном колесе, разделенном на количество зубцов на тыльной стороне колеса) может составлять 5: 1, поэтому одно нажатие педалей приводит в движение Вы примерно в 10 метрах вниз по улице.Предполагая, что вы можете перемещать только ноги так быстро, вы можете видеть, что шестерни эффективно заставляют вас двигаться быстрее, помогая вам продвигаться дальше при каждом повороте педалей.

Подробнее читайте в нашей основной статье о шестеренках.

Изображение: Велосипеды до передач: Ранние велосипеды, подобные этим (известные как «Пенни Фартингс» или «Высокие колеса») у него было огромное переднее колесо, которое эффективно увеличивало вашу скорость и позволяло очень быстро ехать по прямой. Шестерен не было: переднее колесо крутилось один раз, когда ноги толкали вверх-вниз на рукоятках (педалях).Спускаться под гору было довольно сложно (если не снимать ногу с шатунов), а в гору - практически невозможно! Фрагмент оригинальной картины Генри «Хай» Сэндхэма 1887 года, любезно предоставлено Библиотекой Конгресса США.

Как работают велосипедные тормоза

Фото: Ободные тормоза: Резиновые колодки (колодки) тормозов этого велосипеда зажимают металлический обод колеса, чтобы замедлить вас. Когда вы теряете скорость, вы теряете энергию. Куда уходит энергия? Он превращается в тепло: тормозные колодки могут быть невероятно горячими!

Как бы быстро вы ни двигались, наступает время, когда Вы должны остановить.Тормоза на велосипеде работают с использованием трения ( сила трения между двумя предметами, которые скользят друг мимо друга, пока они трогают). Хотя некоторые велосипеды теперь имеют дисковые тормоза (аналогичные те, что используются в автомобилях), с отдельными тормозными дисками, прикрепленными к колесам, многие до сих пор используют традиционные ободные тормоза с суппортом и колодки.

При нажатии на тормозные рычаги пара резиновых туфли (иногда называемые блоками) прижимаются к металлическому внутреннему ободу спереди и сзади колеса. Поскольку тормозные колодки плотно трутся о колеса, они поворачиваются. ваша кинетическая энергия (энергия, которую вы имеете потому что ты идешь вместе) в тепло, что замедляет вас.Подробнее об этом читайте в нашей основной статье о тормозах.

Ободные тормоза в сравнении с дисковыми тормозами

Ободные тормоза с приводом от суппорта нажимают на внешний край колеса, где оно вращается быстрее всего, но с наименьшей силой. Это означает, что им требуется относительно небольшое тормозное усилие, чтобы замедлить движение. колеса (поэтому они могут быть маленькими и легкими), хотя вам все равно придется сильно нажимать, и вам придется прикладывать эту силу дольше, чтобы заставить себя и свой велосипед остановиться. Одним из больших недостатков ободных тормозов является то, что они полностью подвергаются воздействию дождя сверху и сбоку и брызг с колес; если тормозные колодки и колеса мокрые и грязные, есть значительная смазка, трение между тормозами и колесами может быть до десяти раз меньше, чем в засушливых условиях (по данным Дэвида Гордона Уилсона Велосипедная наука), и ваш тормозной путь будет намного больше.

Дисковые тормоза работают ближе к ступице, поэтому им необходимо применять большее тормозное усилие, которое может вызвать нагрузку на вилки и спицы, и они оба тяжелее (что может повлиять на управляемость велосипеда) и механически сложнее, но они имеют тенденцию к быть более эффективным в сырую погоду и грязь.

Просмотрите интернет-форумы о велосипедах, и вы найдете самые разные мнения о том, какой тип тормозов лучше всего подходит для разных типов велосипедов, местности и погодных условий. Некоторым людям нравятся дисковые тормоза, потому что они делают мотоцикл лучше; другим нравятся ободные тормоза, потому что они такие простые и понятные.

Рисунок: Тормоза дисковые (упрощенные). Когда вы нажимаете на рычаг тормоза, трос или гидравлическая линия (желтый) воздействуют на суппорты (синие), которые прижимают тормозные колодки к диску, который называется ротором (красный), прикрепленным к колесу. Поскольку суппорты прикреплены к одной из вилок (серый), а тормозное усилие должно проходить через спицы (черные), чтобы остановить колесо, дисковые тормоза подвергают вилки и спицы гораздо большей нагрузке, чем ободные тормоза.

Как работают велосипедные шины

Трение между резиновыми шинами также работает в ваших интересах и дорога, по которой вы едете: это дает вам сцепление, которое делает ваш велосипед легче контролировать, особенно во влажные дни.

Как и автомобильные шины, велосипедные шины не сделаны из цельной резины: они имеют внутренняя трубка заполнена сжатым (сжатым) воздухом. Это означает, что они легче и более упругий, что обеспечивает более комфортную езду. Пневматические шины, как их называют, были запатентованы в 1888 году шотландской изобретатель Джон Бойд Данлоп.

У разных видов велосипедов разные шины. Гоночные велосипеды имеют узкие гладкие шины, рассчитанные на максимальную скорость. (хотя их "тонкий" профиль дает им более высокое сопротивление качению), а у горных велосипедов есть более толстые и прочные шины с более глубоким протектором, большим контактом резины с дорогой и лучшим сцеплением (хотя, будучи шире, они создают большее сопротивление воздуха).

Почему одежда имеет значение

Трение - отличная вещь в тормозах и шинах, но это менее приветствуется в другой форме: как сопротивление воздуха, которое замедляет вас. Чем быстрее вы идете, тем больше сопротивление становится проблема. На высоких скоростях гонка на велосипеде похожа на плавание через воду: вы действительно можете почувствовать, как воздух толкает вас и (как мы уже видели) вы тратите около 80 процентов своей энергии на преодоление сопротивления. Теперь велосипед хорош тонкий и обтекаемый, но тело велосипедиста намного толще и шире.На практике тело велосипедиста создает вдвое больше сопротивления, чем их велосипед. Вот почему велосипедисты носят обтягивающую одежду из неопрена и заостренные шлемы для оптимизации и минимизации потерь энергии.

Фото: Гоночные велосипеды имеют два комплекта руля. Внутренний руль позвольте всадникам уменьшить сопротивление воздуха, прижав локти ближе друг к другу. Фото Бена А. Гонсалеса любезно предоставлено ВМС США.

Вы могли не заметить, но рули велосипеда - это рычаги. тоже: более длинный руль обеспечивает рычаг, облегчающий поворот переднее колесо.Но чем шире вы расставляете руки, тем большее сопротивление воздуха вы создаете. Вот почему у гоночных велосипедов есть два набора рулей, чтобы велосипедист занимает лучшую, наиболее обтекаемую позу. Есть обычные, внешний руль для рулевого управления и внутренний для удержания за Прямо. Использование этих внутренних рулей заставляет руки велосипедиста гораздо более плотное и обтекаемое положение. Большинство велосипедистов теперь носят шлемы как из соображений безопасности, так и из соображений безопасности. аэродинамика.

Велосипеды - это физика в действии

Давайте кратко подведем итог с помощью простой диаграммы, которая показывает все эти различные элементы науки о циклах в действии:

.

Смотрите также

Возврат к списку