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

Как разобрать ручку скоростей на велосипеде


Манетки велосипеда: разборка, смазка и ремонт

Для облегчения общего веса изделия некоторые компоненты манетки велосипеда производятся из пластика. Конечно, данная конструктивная особенность решает проблему с избыточным весом, но, как нам известно, пластмасс — достаточно хрупкий материал. Поэтому при чрезмерных нагрузках он может лопнуть, что приведет к неисправностям шифтеров. Плюс ко всему множество подвижных деталей, трущихся поверхностей и т.д. способствуют возможному образованию люфтов или же наоборот — заклиниванию механизма. Поэтому в данной статье мы рассмотрим следующие вопросы: как разобрать и смазать манетки или произвести ремонт шифтеров велосипеда самому в домашних условиях; как выполнить замену манеток при таковой необходимости, а так же рассмотрим их виды, принцип действия и какие из них лучше.

Содержание статьи

Что такое манетки велосипеда, их виды и принцип действия

Манетки (или как их еще называют, шифтеры) велосипеда – это специальные приспособления, которые крепятся, в основном, на руле байка и служат для переключения скоростей (задних и/или передних), посредством натяжения или послабления троса идущего на перекидку. Помимо самого распространенного крепления «на руль», манетки могут устанавливаться на нижней трубе треугольника рамы велосипеда. Такую установку шифтеров вы могли наблюдать на спортивных велосипедах «Турист».

Классическая установка манеток на руль байка такова: шифтер заднего переключателя устанавливается с правой стороны, а переднего — с левой.

Есть несколько видов манеток, плюсы и минусы которых мы коротко рассмотрим ниже.

Грипшифтовые (GripShift)

Очень популярное решение, которое, в основном, применяется на манетках от компании SRAM (у Шимано его можно встретить на шифтерах уровня Tourney). Устанавливается после грипсы и представляет собой конструкцию вращающейся рукояти, при помощи которой происходит переключение скоростей. Поворачивая ручку манетки до щелчка в одну или другую сторону, вы или послабляете натяжение тросика трансмиссии или же натягиваете его, тем самым смещая перекидку на нужную передачу.

Минусом данной конструкции является возможность случайного переключения.

Плюсы грипшифтовых манеток: из-за отсутствия выступающих деталей, не сильно подвержены механическим повреждениям при падениях велосипедиста (по сравнению с триггерными двухрычажными).

Триггерные

Бывают двухрычажные и однорычажные. На триггерных двухрычажных манетках переключение осуществляется при помощи двух рычажков, один из которых, при нажатии, натягивает трос (обычно расположен под большой палец руки), а второй — послабляет его (под указательный палец). На однорычажных натяжение троса все также осуществляется рычагом, а послабление (сброс) – специальной кнопкой. Триггерными они называются из-за принципа своего действия, т.к. при полном нажатии на рычаг происходит четкое переключение всего на одну скорость (сколько бы вы не продолжали давить), а возможность следующего переключения можно повторить только после его полного отжатия.

 

Плюсы: интуитивно понятное переключение, отсутствие случайного срабатывания.

Минусы: большая вероятность поломки при падении (много выступающих узлов).

Моноблоки (Dual control)

Этот тип манеток велосипеда представляет собой монолитную конструкцию, которая является одновременно и рукоятками тормозов, и шифтерами. Данное решение очень популярно на шоссейных велосипедах, так как помогает уменьшить вес байка. Переключение на таких манетках-тормозах производится смещением рычага параллельно рулевой трубе в одну или другую сторону (в зависимости от нужной передачи), а торможение по классической схеме – надавливая ручку на себя.

Помимо этого есть моноблоки и для горных велосипедов. Там тормозная рукоять выполняет только свои прямые функции, а переключение осуществляется все теми же рычажками или вращающейся рукоятью. Минусом такой конструкции можно считать необходимость замены и тормозной рукоятки, и манетки (так как они находятся в одном корпусе) при выходе из строя одного из них.

Плюсы: меньший вес; простота использования.

Минусы: нет комбинаций с гидравлическими тормозами.

Замена манеток на новые

Замена манеток велосипеда на новые, довольно таки несложная задача. Главное условие — чтобы новые шифтеры подходили под переключатели скоростей байка. Подробнее о том, как выбрать манетки мы поговорим в одной из следующих статей. Для замены нам необходимо выполнить следующие операции:

  1. Выкручиваем заглушку, которая закрывает канал троса на самой манетке.
  2. Откручиваем и откидываем трос от переключателя, а после откусываем на нем оконцеватель под самый корень. Обратите внимание, что если вы не собираетесь менять трос на новый, то делать это следует либо специальными кусачками или же очень острыми бокорезами. Если перекусить тросик плоскогубцами, то его кончик распушится, что приведет к дополнительным трудностям при его продевании обратно в манетку. Если же кончик распушился, то можно попробовать его скрутить и пропаять обычным паяльником (перед этим обработайте конец троса паяльной кислотой, для упрощения процесса пайки).
  3. Выставляем на манетке 1-ю скорость, если производится демонтаж шифтера переднего переключателя, или последнюю (например, 8 скорость на системах 3х8) – если заднего. Это требуется, чтобы положение желоба, в который вставляется трос внутри манетки, совпало с каналом тросика (в который вкручивается заглушка).
  4. Вытягиваем трос из рубашек и манетки велосипеда.
  5. Снимаем аккуратно грипсу. Делать это нужно не торопясь, так как в основном ее производят из очень мягкой резины, которую при неосторожных действиях можно порвать. Плюс ко всему следует проследить, чтобы вы не перекрыли отверстие на ее торце, через которое при снятии будет заходить воздух. Если его перекрыть, внутри грипсы будет создаваться разряжение, что усложнит ее снятие.
  6. Послабляем болт-фиксатор хомута тормозной рукоятки велосипеда и снимаем его с руля.
  7. Ослабляем болт-фиксатор хомута манетки и демонтируем ее с велосипеда.

Процесс установки новой манетки на велосипед выполняется в обратной последовательности, но с некоторыми оговорками.

  1. Устанавливаем шифтер на руль и слегка подтягиваем болт-фиксатор хомута. Полностью его не затягиваем, чтобы манетку можно было передвигать по рулю.
  2. Устанавливаем обратно тормозную рукоять и также слегка подтягиваем болт.
  3. Надеваем грипсу. Перед этим край рулевой трубы можно слегка намочить чистой водой (не следует использовать масло, т.к. резина может разрушаться под его воздействием). И не перекрываем отверстие в торце грипсы.
  4. После того как вы надели грипсу до упора, позиционируем на руле тормозную рукоятку. Подвигаем ее вплотную к грипсе, выставляем угол и затягиваем болт-фиксатор.
  5. Затем выставляем правильное положение манетки. Сдвигаем ее в сторону тормозной рукоятки до упора и выставляем угол, при котором вам будет удобно производить переключение скоростей велосипеда. После чего затягиваем болт на хомуте.
  6. Выставляем 1-ю скорость для «передней» манетки или последнюю (например, 9, если система 3х9) для «задней».
  7. Продеваем трос в манетку, рубашки, и выводим ее к переключателю скоростей.
  8. Далее требуется произвести настройку перекидки, манетку которой мы заменили. Как настроить задний или передний переключатель скоростей вы можете узнать, перейдя по соответствующим ссылкам.

Как разобрать, очистить, смазать и собрать манетки

Зачем нам может потребоваться полная разборка шифтера? Ну, во-первых, это банальная чистка и смазка подвижных элементов, которые могут засоряться, что приводит к повышенным усилиям при нажатии на рычаг манетки (при натяжении тросика) или подклиниванию механизма (при его послаблении). Ну, а во-вторых, если нам потребуется какой-либо ремонт. О ремонте манеток мы поговорим ниже, а вот все что касается разборки, смазки и последующей сборки рассмотрим в данном пункте на примере Shimano Altus SL-M310.

  1. Снимаем манетку с руля велосипеда, как описывалось выше.
  2. Откручиваем два болта верхней крышки и снимаем ее. Для этого снизу окошка для отображения скорости аккуратно поддеваем маленькой шлицевой отверткой сочленение верхней и средней части и разъединяем их. На верхней крышке закреплена подпружиненная стрелка-указатель передачи, поэтому наблюдаем, чтобы она не вылетела.
  3. Откручиваем болт, который держит нижнюю крышку, прикрученную к большому рычагу, и снимаем ее.
  4. Отгибаем ножки на проставке, которые предотвращают самопроизвольное раскручивание фиксирующей гайки. Не переусердствуйте, так как металл, из которого сделана проставка, довольно таки хрупкий, и при сильном отгибании, ножка может отломиться.
  5. Откручиваем гайку и снимаем проставку. На этом этапе мы освобождаем доступ к большому рычагу.
  6. Придерживая пальцем большой рычаг (чтобы он не слетел с оси), поддеваем отверткой место зацепления спиральной пружины (как показано на рисунке), и сбрасываем крючок, чтобы ослабить ее. Будьте осторожны, пружина находится в напряжении, и если вы не будете придерживать рычаг, она вместе с ним может слететь с оси и потеряться.
  7. Откручиваем болтик, который крепит среднюю часть корпуса, и снимаем последнюю.
  8. После того как вы ослабили пружину, аккуратно снимаем большой рычаг, спиральную пружину, втулку, маленький рычаг и шайбу.
  9. С обратной стороны вынимаем центральный болт-ось.
  10. На данном этапе мы добрались до храпового механизма и пластикового барабана, в который заправляется трос. В принципе для чистки и смазки манетки, такой степени разборки достаточно, но если вам требуется разобрать шифтер полностью, то следует снять стопорное кольцо, и разъединить механизм (делать это нужно максимально аккуратно, так как в нем присутствует пружина под напряжением). На данном этапе обращайте внимание, на каких местах и в каких положениях находятся все элементы храпового механизма, чтобы правильно собрать его обратно.

После того как мы полностью разобрали манетку велосипеда производим чистку всех деталей от грязи и остатков старого масла. Далее приступаем к сборке шифтера. Наносить новую смазку будем в полусобранном состоянии. Сборка осуществляется в обратном порядке, но для упрощения процедуры следует выполнить некоторые действия.

  1. Собираем храповой механизм (если он был разобран) и вставляем центральный болт-ось (среднюю часть корпуса сразу одевать не будем, она нам будет мешаться при установке большого и маленького рычагов).
  2. Надеваем на ось снятые до этого детали: шайбу, маленький рычаг и втулку.
  3. Вставляем один конец спиральной пружины в свое место на большом рычаге, правильно выставляем положение собачки, которая также закреплена на нем, и аккуратно пытаемся это все надеть на ось.
  4. Затем затягиваем гайку-фиксатор (без проставки) для того, чтобы детали стали вместе и не распадались. Обратите внимание, чтобы кольца спирали пружины не накладывались друг на друга. Она должна быть в один слой.
  5. За второй свободный конец пружины зацепим тонкую проволоку, и, натягивая ее, фиксируем конец пружины на втором посадочном месте. Затем вытягиваем проволоку.
  6. После этого, придавливая большой рычаг (чтобы он не слетел под воздействием пружины), откручиваем фиксирующую гайку, надеваем проставку и снова закручиваем ее.
  7. Регулируем степень затяжки гайки-фиксатора (она не должна быть полностью затянута). Для этого от руки закручиваем ее до упора и проверяем работу манетки в одну и другую сторону. Обычно даже при сильно затянутой гайке, переключение большим рычагом происходит нормально, а вот сброс – нет. Поэтому переключаем на последнюю скорость при помощи большого рычага (в моем случае это третья скорость для передней перекидки), нажимаем на маленький, и если сброс не происходит, плавно откручиваем гайку, до срабатывания храпового механизма. Следует добиться минимально люфта большого и малого рычагов, при котором происходит переключение в обе стороны. Обратите внимание, что во время переключения, гайка может откручиваться самопроизвольно.
  8. После того как мы отрегулировали зажатие гайки, подгибаем ножки на проставке, которые не дадут ей раскручиваться. Как мы писали ранее, бывает, что при отгибании, в момент разборки манетки, ножки отламываются. В таком случае можно зафиксировать гайку при помощи суперклея и соды. Капаем на гайку и резьбу болта несколько капель и посыпаем содой (сода нужна как затвердитель для клея, чтобы не ждать пока он высохнет). Будьте максимально аккуратны, чтобы не залить клеем трущиеся детали манетки.
  9. После этого на механизм манетки следует нанести новую смазку. Аккуратно при помощи шприца наносим жидкую смазку (я использовал масло для швейных машинок) на трущиеся поверхности. Масла должно быть в меру, не стоит заливать шифтеры полностью. После смазки расхаживаем манетку, чтобы масло попало под все детали. Категорически запрещается смазывать манетки густыми смазками, такими как солидол, литол-24 и прочие.
  10. Теперь можно надеть среднюю часть корпуса. Для этого сводим вместе большой и малый рычаги, продеваем среднюю деталь корпуса через них и фиксируем ее болтом.
  11. Сбрасываем скорости при помощи маленького рычага манетки (для переднего переключателя ставим 1 скорость, для заднего – например, 8, если система 3х8). Это необходимо, чтобы при дальнейшей установке верхней крышки стрелка-указатель передачи попала в специальный паз на брабане (т.к. под действием возвратной пружины индикатор указывает на передней манетки 1-ю скорость, а на задней последнюю).
  12. Устанавливаем верхнюю крышку корпуса. Точно также, сначала надеваем сторону, где находится индикатор скоростей, а затем прищёлкиваем по периметру. Завинчиваем фиксирующие болтики.
  13. Устанавливаем нижнюю крышку и прикручиваем ее.

На этом разборка, чистка, смазка и последующая сборка манетки велосипеда завершена. Можно устанавливать ее на рулевую трубу и приступать к настройке соответствующего переключателя скоростей (ссылки смотри выше в данной статье).

Ремонт манетки велосипеда

Ниже мы рассмотрим возможные поломки манеток велосипеда и способы их устранения.

Большой люфт рычагов шифтера

Если при переключении скоростей рычаги на манетке заметно люфтят, это может означать, что у вас открутилась фиксирующая гайка. Для устранения данной неисправности откручиваем нижнюю крышку, и подтягиваем гайку, регулируя степень затяжки, как написано в пункте 7 по сборке манетки.

Не правильно отображается выбранная скорость

Если манетка велосипеда переключается, но нет отображения текущей скорости (стрелка не реагирует на изменение передачи), то, скорее всего, слетела возвратная пружинка. Для устранения следует снять верхнюю крышку и установить пружину.

Наблюдается тугой ход большого рычага при переключении манетки

Если при переключении шифтера большой рычаг идет слишком туго, то здесь может быть несколько причин:

  • Значительное загрязнение манетки. Следует ее разобрать очистить и заново смазать.
  • Неверная затяжка фиксирующей гайки. Послабить гайку (как описывалось выше).
  • Неверная настройка переключателя скоростей, вследствие чего трос слишком натянут. Правильно настроить перекидку байка.
  • Вышел из строя тросик (наблюдается ржавчина, разрыв нитей и т.д.). Следует заменить и смазать трос. Плюс, очистить и смазать рубашки.
  • Слетела спиральная пружина, что приводит к подклиниванию механизма. Разобрать манетку и устранить дефект.
  • Механическая поломка деталей манетки. Попробовать произвести ремонт или заменить, позаимствовав деталье у донора.

Манетка не сбрасывает скорости при нажатии на маленький рычаг

Причинами данной неисправности могут быть:

  • Неправильная настройка затяжки фиксирующей гайки. Следует снять нижнюю крышку корпуса и отрегулировать.
  • Сильное загрязнение внутренних деталей шифтера. Чистим и смазываем манетку.
  • Слетела одна или несколько пружин. Разобрать и устранить неисправность.
  • Механическая поломка. Отремонтировать или заменить деталь.

Заклинило манетку переключателя скоростей велосипеда

Если при переключении скоростей велосипеда у вас заклинила манетка, что характеризуется отсутствием возможности увеличить или уменьшить передачу, это, пожалуй, один из худших случаев. Лучший вариант – это соскакивание пружин или загрязнение механизма. Но в основном эта неисправность связана с выходом из строя пластикового барабана, куда заправляется трос. Под воздействием сильного натяжения, а также по истечению времени у него вырывает верхнюю часть упора под головку наконечника троса, которая застревает между барабаном и корпусом.

И тут вариантов всего три: заменить пластиковый барабан с аналогичного шифтера-донора; купить новую манетку; и самый неправильный – попробовать произвести ремонт.

Если вы выбрали непростой путь ремонта, то сразу хочу вас предостеречь, что это всего лишь временное решение, и то, если вы не катаетесь на дальние расстояния, а используете велосипед для передвижения в пределах города. Данное место в любом случае останется ослабленной зоной, поэтому нет никаких гарантий, сколько у вас проработает манетка. Согласитесь, будет не сильно приятно, если она у вас опять сломается во время велопутешествия, километров за 50 до дома.

В процессе ремонта я попробовал три варианта, два из которых оказались провальными. О них я тоже расскажу, чтобы вы не повторяли мои ошибки.

Первым делом я попытался вклеить в упор головки троса пластиковый цилиндр с отверстием по центру. Клеил я на супер-клей. Но как оказалось, натяжение троса в крайней точке слишком высоко, и данный цилиндр оторвало от барабана.

Вторая идея заключалась в проделывании отверстий в барабане и натягиванию тонкой проволоки, за которую цеплялась бы головка троса. Отверстия я проделал, как показано на картинке. А в качестве проволоки я взял одну жилу от старого тросика переключателя. Но не тут то было. Под нагрузкой проволока прорезала пластик в указанном на картинке месте, и трос снова заклинил механизм манетки.

Третий вариант был следующим. Вырезав из железной банки небольшую полоску, свернул ее в виде цилиндра и сточил напильником одну сторону, чтобы она стала как желоб на барабане. Проделал несколько отверстий на стороне, которая прилегает к барабану (не зачищая их для лучшего сцепления с поверхностью), а так же три отверстия в виде треугольника на конце заготовки. Через последний три отверстия я продел все ту же проволоку из жилы тросика, которая образовала своеобразный треугольник внутри цилиндра (а снаружи она его опоясывает). Концы проволоки я скрутил и спаял паяльником. Затем вырезал из той же банки кольцо подходящего диаметра, вставил его внутрь цилиндра (кольцо уперлось в проволоку) и запаял его оловом. После чего вклеил заготовку в барабан на эпоксидный клей.

После застывания эпоксидки, собрал манетку, настроил переключатель и проклацал его в одну и другую сторону раз 150, а затем повторил все на улице.

В итоге манетка вроде бы как работает, но все же страшновато использовать ее при поездках на дальние расстояния. Мало ли когда она повторно сломается (а как мне кажется, рано или поздно это должно случиться). Поэтому по приезду домой я ее разобрал на запчасти и заказал себе такую же, но новую.

Видео по теме

Как разобрать и собрать моноблок

Сборка манетки SRAM

Разборка манетки грипшифт (вращающаяся рукоять)

Заключение

Как мы не пытались сделать статью максимально компактной, а все равно получилось очень объемно. Но дочитав до конца, вам стало понятно, как разобрать и смазать манетки велосипеда, чем смазывать и как ее после этого собрать. Кратко затронули виды шифтеров и их принцип действия. А также постарались рассмотреть все возможные поломки задней и передней манетки велосипеда и как произвести ремонт в домашних условиях.

Как разобрать шатун велосипеда

Если вы хотите почистить, отремонтировать или заменить шатун велосипеда, вы должны сначала разобрать шатун. Шатуны велосипеда состоят из шпинделя, который проходит через нижний кронштейн рамы велосипеда. Шпиндель удерживает две обоймы подшипников с каждой стороны. Обоймы подшипников с каждой стороны кронштейна обеспечивают прочную основу для движения подшипников. Стопорное кольцо держит рукоятку вместе. На многих современных велосипедах эти компоненты объединены в герметичный картридж.Имея подходящие инструменты и немного времени, вы можете разобрать шатун своего велосипеда дома.

Подготовка

Поставьте велосипед на рабочую подставку.

Переведите передний переключатель на самое маленькое звено цепи.

Снимите цепь и поместите ее на нижний кронштейн рамы велосипеда.

Снятие шатуна

Удерживая шатун одной рукой, снимите стяжной болт шатуна с помощью шестигранного ключа на 8 мм или торцевого ключа на 14 мм.

Полностью выдвиньте съемник кривошипа, повернув резьбу против часовой стрелки. Вверните наружную резьбу съемника шатуна в шатун. Удерживая шатун, поверните внутреннюю головку съемника шатуна по часовой стрелке до упора.

Поместите большой разводной ключ на плоские части съемника шатуна. Удерживая разводной ключ на месте, поместите ключ на 16 мм на внутреннюю отвертку. Поверните внутренний привод по часовой стрелке, пока шатун не выйдет из шпинделя.

Повторите этот раздел, чтобы снять другой шатун.

Снимите Crank

Ослабьте и снимите стопорное кольцо на левой стороне велосипеда против часовой стрелки с стопорное кольцо ключом.

Поместите ключ каретки на левое кольцо подшипника и поверните его против часовой стрелки, чтобы ослабить кольцо. Выкрутите кольцо подшипника и снимите его с каретки.

Вытяните шпиндель кривошипа и сепараторы подшипников из рамы велосипеда.

Снимите обойму подшипника ведущей стороны, повернув ее по часовой стрелке гаечным ключом на 36 мм.

Разборка нижнего кронштейна картриджа

Поместите инструмент для шлицевого нижнего кронштейна со стороны привода картриджа.

Поверните инструмент для шлицевого каретки по часовой стрелке с помощью разводного ключа, чтобы ослабить картридж. Выкрутите картридж и извлеките его из каретки.

Поверните неприводную сторону картриджа рукой против часовой стрелки, чтобы ослабить его и выньте из каретки.

.

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, где бы вы ни находились. Что-то вроде 130 миллионов новых велосипедов производятся во всем мире каждый год, и более 90 процентов из них в настоящее время 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 поглощая ископаемые виды топлива, такие 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, 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 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 была жидкая пища с энергетическим содержанием 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, 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 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, 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 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

Если вес взрослого составляет 60–80 кг (130–180 фунтов), рама велосипеда должна быть достаточно жесткой, если она не защелкните или пристегните ремни в момент, когда гонщик 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 колеса, 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 опускались 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 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.Поскольку спицы пересекаются с ободом 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 долю 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 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 идти 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 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, что используются в автомобилях), 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. Когда 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 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 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 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:

.

cliplessbicyclepedals - Велосипедный ангар Missoula

Моя история с педалями Clipless Mountain Bike

Я начал кататься на педалях для горных велосипедов без зажимов в начале 90-х. Я пристрастился к педалям без зажимов. Я считаю их одним из пяти лучших предметов для катания на горных велосипедах.

Зачем ездить на горных педалях без зажимов?

Многие эксперты утверждают, что мощность, передаваемая на велосипед, увеличивается на 5%. Я согласен с этим. Основное преимущество для меня в том, что я чувствую, что могу лучше контролировать байк.Я связан с велосипедом руками и ногами, пока не решаю отделиться. Неожиданные удары, преднамеренные прыжки, следы стиральной доски и многие другие ситуации, мои ноги не срываются с педалей случайно, только когда я принимаю решение о залоге. Тогда мои ноги мгновенно отключаются. Начиная с крутого подъема, намного легче нажать на одну педаль, а затем на другую, пока вы крутите педали, чем попасть во второй зажим для носка, если вы едете с зажимами для пальцев.

Как мне пользоваться педалями Clipless Mountain?

В большинстве педалей вы нажимаете педаль слегка носком вниз, а затем переносите свой вес на эту ногу и получаете щелчок.Вы в игре. Большинство людей начинают с того, что сначала ставят одну и ту же ногу на педаль правой или левой ногой. Затем они начинают кататься и вводят вторую.

Как мне отказаться от педалей без зажимов?

Чтобы освободиться от педалей без зажимов, отведите пятки от велосипеда. Чтобы изучить это движение, вы можете прислониться к стене и щелкнуть, щелкнуть, щелкнуть, щелкнуть, щелкнуть, щелкнуть. Это может занять некоторое время, чтобы привыкнуть. Я рекомендую, если у вас есть велотренажер, использовать тренажер и потренироваться с ним некоторое время.Затем перед тем, как отправиться на тренировку в парк или где-нибудь с мягким приземлением, чтобы при падении не образовалась дорожная сыпь. Если у вас нет тренера, вы можете просто поставить велосипед в гостиной и потренироваться щелкать мышкой по телевизору. Большинство людей снимают его через пару дней. Предупреждение: если вы долгое время ездили с зажимами для пальцев ног и привыкли к зажимам для пальцев, но попытаетесь вернуться к зажимам для пальцев, вам придется заново научиться выходить из зажимов для пальцев. А потом заново учиться без клипов.

Что будет, если я не смогу выйти?

Когда вы остановите свой велосипед, вы упадете. Это может быть очень опасно на крутых тропах и городских улицах.

Научитесь осторожно пользоваться Clipless

Я был с несколькими гонщиками, когда они учились ездить без клипс. Большинство людей учатся быстро. Не рекомендую отправляться в эпическую поездку сразу после установки новых педалей. Я видел несколько болезненно медленных падений, когда гонщики не знали, как выбраться.

Практика, Практика.

Я рекомендую поставить велосипед перед телевизором и потренироваться садиться и выходить, снова и снова в течение вечера. Если у вас есть тренер, поставьте на него велосипед и займитесь тренировкой, пока вы учитесь. Тогда придерживайтесь легкого маршрута - НЕ ПОКАЗЫВАЙТЕСЬ ПО СТОРОНУ ИЛИ ВНИЗ.

Насколько натянуты мои педали?

Многие педали регулируются по натяжению пружины, удерживающей шип в педали. Я считаю, что для обучения вам следует ослабить пружину до самого легкого положения.Только при запуске

.

Смотрите также

Возврат к списку