Переключатель скоростей
Переключатель скоростей – элемент трансмиссии, функционал которого направлен на регулировку скоростного режима велосипеда. Он обеспечивает не только безопасность во время езды, но и позволяет максимально эффективно распределять энергию, необходимую для раскручивания педалей и набора скорости. Правильный выбор передачи предоставляет возможность вариации частоты вращения педали, посредством изменения передаточной функции колеса и педали. Каким образом это отображается на практике? При крутом подъеме следует выбирать пониженную передачу, которая позволит уменьшить усилие, необходимое для вращения педали. Спускаясь с горы, стоит перейти на самую высокую передачу. Механизм обеспечит достижение максимально необходимой скорости.
В зависимости от вида переключения, различают механизм внешнего и внутреннего переключения, а также комбинированный их вариант.
Механизм внутреннего переключения
Конструкция устройства основывается на применении планетарных втулок. В отличие от подобных ему механизмов, он исключает наличие кассет со звездочками разнообразного размера, зубьями и навесными переключателями. Привод колеса насчитывает по одной звездочке спереди и сзади, а также цепь.
Схема механизма внутреннего переключения
Основными элементами устройства планетарной втулки являются:
- солнечная шестерня, которая размещена в центре;
- водило. При его помощи осуществляется жесткая фиксация осей нескольких одинаковых планетарных шестерен, которые сцепляются с солнечной шестерней;
- кольцевая шестерня, представляет внешнее зубчатое колесо, которое сцеплено с планетарными шестернями.
На сегодня производители выпускают различные виды планетарных втулок, которые насчитывают от трех до четырнадцати передач. Не исключено наличие встроенной тормозной системы.
Среди преимуществ механизма внутреннего переключения выделяют:
- высокую степень устойчивости к внешним факторам воздействия за счет размещения элементов в корпусе;
- простоту обслуживания, которая объясняется хорошей защитой от воздействия негативных факторов окружающей среды и от последствий езды по плохим дорогам, вследствие чего уход за трансмиссией сводится к минимуму;
- удобство в эксплуатации за счет отсутствия несовместимых сочетаний передач;
- возможность применения с карданным или ременным приводом;
- надежность и долговечность;
- встроенный тормоз;
- переключение передачи в неподвижном состоянии, что особенно актуально для езды в городских условиях.
Одним из главных недостатков планетарной втулки является ее высокая стоимость по отношению к другим вариантам переключения. Она не предназначена для агрессивной эксплуатации, поскольку предусматривает выход из строя в результате существенного увеличения крутящего момента. Из-за конструкционных особенностей ее невозможно отремонтировать в полевых условиях, поэтому механизм не пригоден для установки на горных велосипедах. Планетарная втулка имеет узкий диапазон передаточного функционала и низкую степень КПД привода. Ее большой вес приводит к смещению центра тяжести назад. В подвесах это стает причиной увеличения неподрессоренных масс.
Механизм внешнего переключения
Данная конструкция основывается на использовании двух видов переключателей: переднего и заднего.
Передний переключатель – элемент трансимиссии, главная функциональная обязанность которого – переброска цепи с одной звезды системы на другую. Его устройство предусматривает наличие рамки, которая перемещается благодаря установленному параллелограммному механизму. Натяжение троса провоцирует сдвиг рамки в положение над крупными звездами, а ослабление – над мелкими.
По типу привода различают горные и шоссейные переключатели.
Крепление переднего переключателя может быть выполнено к каретке, раме или на хомуте.
- Способ крепления E-Type осуществляется методом прижима к кареточному стакану рамы посредством чашки каретки. При этом возможно использование дополнительного крепежа — болта, привинченного к раме. Данный способ крепления применяется для большинства двухподвесов, а также в случае наличия большого сечения подседельной трубы рамы в месте установки переключателя.
- При креплении к раме, переключатель привинчивается с помощью болтов.
- Одним из классических вариантов крепления является крепеж переключателя на хомуте (clamp on). В свою очередь, производственный выпуск хомутов может быть универсальным, диаметр которых регулируется при помощи проставок, и по заданным параметрам диаметра подседельной трубы: 28,6;34,9; 38,2мм.
Читайте также на СпортЗум.ру: Где взять велосипед напрокат в Санкт-Петербурге: популярные точки проката и условия аренды велосипеда в СПб
Задний переключатель — параллелограммный механизм с возвратной пружиной, который перемещает рамку в поперечном направлении. Его переключение в одном направлении происходит посредством троса или электропривода, в обратном — при помощи возвратной пружины. Специальная рамка автоматически препятствует провисанию цепи.
Конструкция заднего переключателя приходит в действие только при прокручивании педалей вперед при небольшой нагрузке. В ином случае существует риск преждевременного износа деталей или их поломки.
В производстве переключателя средней категории используется алюминий, тогда как титановая пружина и углепластиковая рамка указывают на улучшенную его модель. Стальные переключатели относятся к недолговечным дешевым механизмам.
Главное отличие заднего переключателя от переднего заключается в возможности работы с кассетами до девяти звезд, тогда как второй предусматривает использование до трех.
Технические особенности заднего переключателя
- Длина рамки определяет диапазон передаточных отношений, подходящих для работы переключателя. Соответственно, чем больше длина рамки, тем больше показатели его емкости – суммарной разницы между большими и маленькими звездами, которая может быть обработана переключателем во избежание появления провисания цепи. Параметр емкости переключателя указан заводом-производителем.
- Направление действия пружины может осуществляться посредством затягивания троса или стягивания возвратной пружины.
- Подвод троса к переключателю предусматривает традиционный вариант (заднее вхождение троса в переключатель) и прямой подвод (верхнее вхождение троса). При этом последний вариант наиболее оптимальный, поскольку устраняет изгиб троса.
- Крепление посредством съемного, несъемного петуха или к раме.
Среди преимуществ заднего переключателя стоит отметить небольшую стоимость, малый удельный вес, уменьшение потерь энергии благодаря трению внутреннего механизма и большое количество передач.
Относительно недостатков конструкции, главными из них является повышенный износ цепи вследствие ее перекоса, необходимость частого обслуживания переключателя, осуществление переключения передач только при движении, низкий уровень устойчивости к факторам внешнего воздействия.
Видео-инструкция по настройке переключателя
Комбинированное устройство переключения передач
Представленная конструкция является средним вариантом между втулкой и классическим механизмом. Зачастую она устанавливается на велосипеды, предназначенные для городского катания, поскольку совмещает недостатки внутреннего и внешнего переключателя скоростей.
Остались вопросы? Тогда рекомендуем ознакомиться с данным видео-обзором: