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

Как проверить натяжку спиц на велосипеде


Спицы: натяжка спиц и юстировка колеса

Юстировка колес требует высокой квалификации и большого опыта. Многие профессиональные гонщики почти всю настройку велосипеда делают сами, но настройку колес доверяют профессионалам. Поэтому имеет смысл ориентироваться на то, что с первого раза вряд ли получится сделать юстировку хорошо.

Для работы вам понадобиться специльный ключ для спиц (точнее для ниппелей спиц). Ниппели бывают разных размеров: 3.22 мм., 3.3 мм., 3.45 мм., 3.96 мм. Важно чтобы ключ точно подходил, иначе он будет проскальзывать.

Так выглядят ключи для спиц

Желательно, но не обязательно иметь специальный станок для правки колес и инструмент для измерения силы натяжения спиц. И уж совсем здорово, если у вас есть специальный инструмент для центрирования обода относительно втулки.

Станок для правки колес

Если у вас нет специального станка, то можно юстировать колесо прямо на велосипеде, используя тормозные колодки ободных тормозов, чтобы оценивать деформации. При этом надо особенно тщательно проверить насколько ровно стоит колесо и как работают тормоза.

Обычно я пишу действия по шагам: первый шаг, второй шаг и т.д. Но здесь придумать такой алгоритм я не смог. Вполне возможно, что после выправления яйцевидности (радиального смещения) придется опять править боковое смещение, или наоборот.

Существует несколько критериев для оценки юстировки:

  • Боковое смещение
  • Радиальное смещение
  • Сила натяжения спиц
  • Центрирование относительно втулки

Исправление всех этих смещений происходит за счет затягивания спицы (поворот ниппеля по часовой стрелке) или ослабления спицы (против часовой стрелки). При этом вращается только ниппель, сама спица не вращается.

Спицы которые с права – тянут обод вправо. Те которые слева – влево. Если с одной стороны спицы натянуты сильнее – то в этом месте обод будет «перекошен». Стоит обратить внимание на следующий важный момент: спица воздействует не только на тот участок обода, к которому она прикреплена, но и на соседние (но в меньшей степени).

Натяжение одной спицы воздействует на соседние участки обода

Поскольку станок для правки колес есть мало у кого, дальнейшее описание ориентировано на вариант с установкой колеса на велосипед. Естественно перед тем как править обод, необходимо снять покрышку и камеру. (Еще должен быть флиппер – такая полоска, которая защищает камеру от спиц, ее можно сразу снять).

 

Сила натяжения спиц

 

Начать осмотр колеса можно с силы натяжения спиц. Если есть спицы которые совсем не натянуты — надо их поддянуть.

Измерить натяжение спиц можно с помощью специального инструмента. Для каждого колеса есть свои рекомендуемые значения. Спицы заднего колеса всегда натягивают сильнее, чем спицы переднего.

Аналоговый и цифровой измерители силы натяжения спиц

Возможно, опытные механики могут определить натяжение по звуку или наощупь. Но мне кажется это не самый надежный вариант.

Если вы хотите подтянуть колесо – можно повернуть ниппель каждой спицы наощупь. Но мне кажется это не самый надежный вариант.

 

Много специалистов веломехаников  вообще не умеют правильно собирать колеса, на которых можно долго ездить без подстройки. Но даже квалифицированные механики не имеют достаточно времени для тщательной работы и пропускают некоторые операции, вследствие чего снижается качество и надежность. Поэтому лучше всего разобраться и собирать колеса самому. Делается это следующим образом:

А. Набор

1. Смажьте маслом резьбу спиц и обод в местах соприкосновения с ниппелями. Без этого невозможно натянуть спицы достаточно жестко.

2. Если отверстия на фланцах втулки имеют зенковку только с одной стороны, то головки спиц должны находиться на незенкованной стороне, т.к. зенковка предназначена для изгиба спицы.

3. Вставьте девять спиц в один фланец так, чтобы между ними было по свободному отверстию и чтобы головки были с внешней стороны. Если это заднее колесо, начинайте с правой (резьбовой) части втулки.

4. Возьмите обод, найдите среди отверстий, смещенных вправо, ближайшее справа от вентильного отверстия.

5. Вставьте в это отверстие первую спицу и заверните ниппель на два оборота. Эта спица называется ключевой.

6. Отсчитайте от ключевой спицы четыре отверстия по часовой стрелке, вставьте следующую спицу и заверните ниппель.

7. Проверьте сделанное на выполнение следующих условий:

а. Нарезная часть втулки обращена к работающему;

b. Самая близкая к вентильному отверстию спица находится справа от него;

с. Обе спицы соединяют правую сторону обода с правым фланцем втулки:

d. Между спицами три свободных отверстия.

8. Если все эти условия выполнены, закрепляйте остальные семь спиц, используя для этого каждое четвертое отверстие в ободе.

9. Переверните колесо. Теперь оно обращено к вам своей левой стороной. Далее нужно соединить с ободом девять спиц, вставленных снаружи в левый фланец.

10. Найдите ключевую спицу. Она расположена слева от вентильного отверстия или через одно ниппельное отверстие.

Десятая спица должна быть рядом с ключевой справа (слева — в оригинале) от вентильного отверстия. При этом десятая спица не должна пересекать ключевую спицу.

11. После установки десятой спицы остальные восемь спиц левого фланца набираются в указанной выше последовательности.

12. Теперь набрана уже половина спиц. В случае заднего колеса эти спицы называются приводными. Их головки должны находиться с внешней стороны 2 фланца. Если посмотреть на обод, то по всей окружности должны перемежаться пары свободных отверстий и пары отверстий с ниппелями. Ниппеля должны быть завернуты только на несколько оборотов.

13. Переходим к натяжным спицам, головки которых должны находиться с внутренней стороны фланца. Продеваем одну натяжную спицу в отверстие фланца и закручиваем втулку так, чтобы уже набранные спицы получили направление, как можно более близкое к касательной относительно фланцев. В случае заднего колеса возьмите втулку за нарезную часть и поверните ее по часовой стрелке. Первая натяжная спица пересекает три уже набранных приводных спицы (считая только те которые относятся к одному фланцу). Каждая натяжная спица должна проходить снаружи от первых двух пересекаемых ею спиц и внутрь под третью пересекаемую.

При наборе первых девяти натяжных спиц следите за тем, чтобы вставлять их в соответствующие отверстия обода, т.е. в те, которые смещены к их фланцу.

14. Остальные натяжные спицы набираются точно так же. При этом может оказаться, что концы некоторых спиц не доходят до ниппельных отверстий. Обычно это вызывается тем, что один или несколько ниппелей зацепились носиками за обод и не проходят в отверстия. Если же причина не в этом, значит вы слишком далеко завернули ниппеля, которые, пока не набраны все спицы, должны заворачиваться не более, чем на два оборота.

В. Предварительное натяжение

15. Прежде чем натягивать спицы, нужно завернуть все ниппеля на одинаковую глубину. Например, при длинных спицах так, чтобы их концы выходили вровень со шлицами ниппелей. Если спицы коротки для этого, достаточно, чтобы на всех спицах было видно одинаковое число резьбовых витков. Равномерное заворачивание ниппелей очень важно, т.к. существенно облегчает весь дальнейший процесс. При этом спицы еще не должны быть натянуты.

16. В случае заднего колеса, теперь пора заняться зонтиком. Правые спицы должны иметь большее натяжение, чем левые. Для большинства втулок достаточно в качестве первого приближения завернуть все правые ниппеля еще на 3, 5 оборота.

17. Приступаем к равномерному натяжению спиц. Начиная от вентильного отверстия, заворачиваем каждый ниппель на один оборот. Если в спицах остается большая слабина, добавляем по одному обороту. При этом, пройдя три четверти обода, может оказаться, что становится трудно проворачивать ниппеля. Значит, второй поворот чрезмерен и следует возвратить все затянутые по второму обороту ниппеля в исходное положение, т.е. отвернуть на один оборот. После этого снова начинаем от вентильного отверстия и ввоpачиваем все ниппеля на полоборота.

18. Устанавливаем колесо на станок и смотрим, какая неровность обода больше — вертикальная (эллипс) или горизонтальная (восьмерка). Всегда нужно править большую из них.

С. Правка восьмерки

19. Предположим, что начинаем с «восьмерки», и самая худшая часть обода смещена вправо на участке четырех спиц. Две из них идут к правому фланцу и две к левому. Заверните левые ниппеля на четверть оборота, а правые на столько же отпустите, этот участок обода сместится влево. Однако натяжение спиц не меняется, поскольку было ослаблено столько же спиц, сколько и подтянуто, и притом на одинаковую величину. Если участок обода более короткий, например, из трех спиц — одной левой и двух правых, можно натянуть левую спицу на пол-оборота, а каждую из правых отпустить на четверть оборота. Таков принцип балансировки колес, благодаря которому можно устранить горизонтальные биения, не ухудшая вертикального.

20. Сделанного может оказаться недостаточно для полного выправления этой неровности, но если есть улучшение, не следует стараться сразу достичь окончательного результата. Теперь находим наихудшее отклонение обода влево и подтягиваем его. Таким образом переходим с одной стороны на другую, мы сохраняем предварительно заданный зонтик. Не пытайтесь на этом этапе выправить восьмерку лучше, чем на 3 мм. Это делается при окончательной юстировке после правки зонтика и эллипса.

D. Правка элипса

21. Найдите участок обода, наиболее удаленный от втулки. Натяжением спиц в этом месте приближают его к ней. При этом увеличивается жесткость всего колес. Принцип баланса, описанный выше, действует и здесь. Предположим, что найденный участок имеет три ниппеля — два левых и один правый. Если подтянуть две левых спицы на пол-оборота каждую, а правую на один оборот, то выступ обода втянется без нарушения равномерности натяга. Таким образом можно выправлять эллипс, не ухудшая з а м е т н о восьмерку.

22. Найдите следующий участок обода, наиболее уходящий от концентричности, и вытягивайте его описанным способом. Затем следующий участок, и так далее. С каждым разом колесо будет становиться ближе к кругу, спица натягиваться туже.

23. До какой степени следует подтягивать спицы? Самое лучшее — как можно жестче, пока не начинают съедаться грани ниппелей — натяжение спиц дает колесу прочность. Во время езды в каждый данный момент различные силы, прилагаемые к одним спицам, складываются, прилагаемые к другим — вычитаются. Спицы должны иметь достаточный натяг, чтобы в том случае, если прилагаемые силы ослабляются, спица никогда не теряла бы натяжения. Последовательные циклы натяжения и провисания приводят к излому.

24. Если колесо уже круглое, а натяг спиц недостаточен, подтяните все ниппеля на одинаковую величину (например, на полоборота) и снова проверьте колесо на концентричность.

25. Выправка эллипса требует большей подтяжки, чем восьмерка, и в этом случае можно за один раз подтягивать спицы на пол-оборота и даже на целый оборот. Для предварительной правки восьмерки — четверть и пол-оборота, для точной правки — 1/8 и 1/4 оборота.

Е. Зонтик

26. Зонтик заднего колеса должен располагаться в плоскости, проходящей через середину расстояния между наконечниками задней втулки. Иначе велосипед будет стремиться повернуть в сторону.

27. Проще всего проверить правильность зонтика по расстоянию от обода до тормозных колодок. Это расстояние измеряют при нормальном положении колеса и при таком положении, когда правый конец оси вставляется в левый наконечник (т.е. колесо перевернуто). В обоих случаях расстояние должно быть одинаковым. Однако, такой способ годится лишь в том случае, если не погнута ось.

28. Для настройки зонтика нужно при полностью натянутых спицах на одну и ту же величину отпустить ниппеля одной стороны и подтянуть ниппеля другой стороны (обычно 1/4 оборота). Если спицы натянуты не очень туго, можно только подтянуть ниппеля той стороны, куда вы хотите пододвинуть обод. При этом одновременно увеличится и жесткость всего колеса.

F. Окончательная настройка

29. Окончательная настройка заключается в последовательном повторении всех трех процессов, выправки эллипса, восьмерки и зонтика. Подстройка одного может влиять на остальные, поэтому в каждый данный момент нужно работать над тем, что более всего отличается от нормы.

G. Окончательное натяжения

30. Теперь у вас должно получиться колесо, ничем не отличающееся от серийного заводского: все три параметра в пределах нормы, спицы достаточно натянуты. Многие механики посчитали бы работу законченной. Однако при езде такое колесо довольно быстро выйдет из нормы. Дело в том, что головки спиц еще не полностью вошли в отверстия фланцев, а ниппеля в отверстия обода. При езде они начинают «усаживаться» плотнее и нарушают баланс колеса.

31. Есть несколько способов усадки спиц. Например: взять колесо в обе руки, сильно надавить на спицы в местах их пересечения, повернуть колесо и проделать то же со следующими четырьмя спицами, и так по всей окружности колеса. При этом будут слышны скрипы и потрескивания, то есть звук усаживающихся спиц. После этой процедуры колесо может несколько выйти из нормы. Снова подстройте его и повторите выжимание спиц. Продолжайте весь процесс до тех пор, пока он не перестанет влиять на обод и не прекратится звук.

32. Есть и другая причина, из-за которой колесо быстро выходит из нормы. Это скручивание спиц. При тугом натягивании поворот ниппеля может вначале скручивать, т.е. поворачивать спицу вместо того, чтобы тянуть ее вверх по резьбе. Например, вы хотите натянуть спицу на четверть оборота. При этом не так уж редко происходит следующее: сначала на одной восьмой оборота вместе с ниппелем вращается и сама спица, потом резьба подается и тянет спицу на оставшиеся 1/8 оборота. Через некоторое время скрученная спица отдает назад и раскручивает при этом затяжку в ниппеле. Самый простой способ избавится от этого состоит в том, чтобы затягивать ниппель на 3/8 оборота, а затем ослаблять на 1/8, так что получается чистая подтяжка на 1/4 оборота без скручиваниц. При некотором опыте вы будете чувствовать, когда спица начинает скручиваться. Начинающий может перед натяжкой нанести на все спицы метки фломастером, которые при скручивании будут поворачиваться.

33. После того как колесо полностью отбалансировано, убедитесь в том, что концы спиц не выступают над ободом. В противном случае их надо спилить.

34. Удалите оставшуюся смазку, которая будет портить однотрубки или камеры!

35. При настройке колеса ни в коем случае не торопитесь. Если вы устали, отложите работу и возвращайтесь к ней только на свежую голову.

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

Криса Вудфорда. Последнее изменение: 18 августа 2019 г.

Если бы 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, где бы 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 не создавая 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 машины, 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, вы тащите кусок металла, который, вероятно, весит в 10–20 раз больше, чем вы, куда бы вы ни пошли (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 турера, что составляет % от 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 трудно измерить количественно.Согласно классической книге «Велосипедная наука» Дэвида Гордона Уилсона и др .: «Гоночный велосипедист со скоростью 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 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? 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 обычных велосипедов, 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 по очереди, 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, движущегося быстро, около 80 процентов работы велосипедиста будет уходить на преодоление сопротивления воздуха, а оставшаяся часть будет использована 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 процентов 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 защелкните или пристегните в тот момент, когда всадник поднимается на борт. Обыкновенный велосипеды имеют рамы из прочной, недорогой трубчатой ​​стали (буквально, полые стальные трубы, не содержащие ничего, кроме воздуха) 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 наклоняться вперед или даже вставать, 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 предназначены для стопроцентной жесткости: это сделает езду гораздо менее комфортной. Практически все велосипедные рамы немного прогибаются и гнутся, 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 умножает 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 лишь 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 около вертикали, 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 долю нагрузки. Нагрузка на каждую спицу резко возрастает и падает во время каждого вращения колеса, поэтому, в конечном итоге, 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 сериями больших или меньших зубчатые колеса при переключении передач.

Типичный велосипед имеет от трех до тридцать различных шестерен - колеса с зубьями, связаны цепью, что делает машину быстрее (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, деленное на количество зубцов на тыльной стороне колеса) может составлять 5: 1, поэтому одно нажатие педалей приводит в движение вы примерно в 10 м (35 футов) 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 толкались вверх-вниз на кривошипах (педалях).Спускаться под гору было довольно сложно (если не снимать ногу с рукоятки), 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, которые используют автомобили), с отдельными тормозными дисками, прикрепленными к колесам, многие до сих пор используют традиционные ободные тормоза с суппортом и башмаками.

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 (так что они могут быть маленькими и легкими), хотя вам все равно придется сильно нажимать, и вам придется прилагать 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 велосипед лучше; другим нравятся ободные тормоза, потому что они такие простые и понятные.

Рисунок: Тормоза дисковые (упрощенные). Когда вы нажимаете тормозной рычаг, 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 создают гораздо большую нагрузку на вилки и спицы, чем ободные тормоза.

Как работают велосипедные шины

Трение между резиновыми шинами также работает в вашу пользу. 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 для тормозов и шин, 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 тонкая и обтекаемая, 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 каски 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:

.

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.

.

Как заменить велосипедную спицу

Сломанная или погнутая спица колеса может вызвать дополнительные проблемы с велосипедом, но заменить ее несложно.

Инструменты: разводной ключ, два утюга для шин, кусачки, ключ для велосипедных спиц, напильник, велосипедный насос.

Объявление

Материалы: замена спицы.

Время: около 1/2 часа.

Установите велосипед вверх ногами и надежно поставьте его на место.Используя разводной ключ, ослабьте гайки, удерживающие колесо на месте; снимаем колесо. Выпустите воздух из шины. Если возможно, снимите шину с колеса вручную; или используйте шинный утюг, чтобы протереть шину по ободу. Начиная со спицы, осторожно вставьте гладкий конец металлической шины между ободом и шиной. Удерживая этот конец на месте, потяните конец с прорезью вниз и за спицу и наденьте прорезь на спицу. Вставьте вторую шину в следующую спицу; повторите, поочередно перемещая утюги вокруг обода, пока вы не сможете снимать шину вручную.Затем снимите шину и камеру.

После снятия шины вы готовы заменить поврежденную спицу. На большинстве велосипедов головки ниппелей, которые удерживают спицы колес на месте, покрыты большой резинкой. Натяните эту ленту на обод и снимите ее. Если сломанная спица выпала из колеса, осмотрите колесо, чтобы найти пустое отверстие, в которое войдет новая спица. Если старая спица все еще находится в колесе, отрежьте ее с обоих концов кусачками. Удалите все части старых спиц, оставшиеся в ободе колеса или ступице.

Новая спица должна быть точно такой же длины и диаметра, что и старая. Чтобы убедиться, что вы выбрали нужный размер, либо отнесите колесо целиком в веломагазин, либо снимите хорошую спицу с той же стороны для измерения. Не принимайте никаких различий ни в длине, ни в диаметре.

Для ремонта вставьте головку спицы, конец без ниппеля, в пустое отверстие в ступице. Головка спицы должна отклоняться от ступицы. Возможно, вам придется немного согнуть спицу, чтобы она встала на место, но не сгибайте ее резко.

Когда спица встала на место, вставьте ниппель в отверстие в ободе колеса и аккуратно навинтите его на конец спицы. Затяните соску рукой; пока не пользуйтесь гаечным ключом.

Заменить обод колеса в вилке рамы велосипеда; затяните колесные гайки. Крепко закрутите обод рукой. Когда он вращается, посмотрите прямо на колесо, чтобы убедиться, что оно ровное. Колесо, вероятно, будет деформировано со стороны, где была установлена ​​новая спица.Остановите колесо и немного затяните новую спицу гаечным ключом для спиц, затем открутите колесо и снова проверьте центровку колеса.

Повторяйте, затягивая новый ниппель спицы, пока колесо не будет вращаться свободно и равномерно. Если колебание сохраняется после того, как вы затянули ниппель новой спицы на два или три полных оборота, ослабьте спицы напротив новой спицы, чтобы исправить выравнивание.

После того, как вы выровняли шину, проверьте новую спицу, чтобы убедиться, что она не выступает через край обода ниппеля.При необходимости подпилите его. Наконец, замените резиновую ленту на ниппелях спиц, замените камеру и шину и прокачайте шину полностью.

Езда на велосипеде со сломанной спицей не опасна, а вот на велосипеде с ненадежными тормозами. Держите тормоза в отличной форме, регулярно их настраивая. На следующей странице приведены практические советы.

Для получения советов по уходу и ремонту других видов спортивного инвентаря воспользуйтесь следующими ссылками:

.

Смотрите также

Возврат к списку