Перекос велосипедной цепи
Считается, что цепи современных велосипедов (горных-MTBи шоссейных) с большим числом скоростей изнашиваются довольно быстро. Причина ускоренного износа кроется в устройстве механизма переключения передач, основанном на перекосе и изгибе велосипедной цепи
Рис.1. Велосипедная цепь
Действительно, на старых велосипедах с одной скоростью цепь практически не перекашивалась, ведь ведущая и ведомая звёзды лежали в одной плоскости.
В современных велосипедах с громадным числом передач всё устроено несколько иначе.
Ведущие звёзды (система)
Набор ведущих звёзд, так называемая система, состоит из 2-3 звёзд с разным числом зубьев. Система служит для настройки трансмиссии велосипеда на общие условия поездки, позволяя грубо настроить диапазон рабочих передач велосипеда.
Так при езде в гору, по пересечённой местности, по грязи и в прочих подобных условиях используется самая маленькая звезда системы. Скорость движения сравнительно невелика, но и усилие на педалях будет небольшим.
При обычной езде по лесным тропинкам, по городским дворам и улицам устанавливается звезда среднего размера. Обычно средняя звезда системы применяется во время велосипедных прогулок или туристических поездок со средней скоростью.
При скоростной езде по шоссе, под гору и с попутным ветром используется большая звезда системы.
Ширина пакета системы с тремя звёздами может достигать 18-20 мм, а ширина пакета системы с двумя звёздами может достигать 10-12 мм.
Естественно, что при переключении на разные звёзды системы происходит соответствующее отклонение плоскости вращения.
Ведомые звёзды (кассета)
Набор ведомых звёзд, так называемая, кассета, состоит из 7-9, а то и 10-11 звёзд с различным числом зубьев. Звёзды кассеты служат для точной подстройки передачи во время поездки.
Разница в размерах соседних звёзд кассеты подбирается так, чтобы велосипедист всегда оставался в диапазоне оптимального каденса и не терял эффективности.
Ширина пакета звёзд у кассеты с 8-ю звёздами доходит до 36 мм, а ширина пакета звёзд у кассеты с 10-ю звёздами достигает 40 мм.
Понятно, что при переключении на разные звёзды кассеты может происходить существенное отклонение соответствующей плоскости вращения.
Перекос и изгиб велосипедной цепи
Перекос или изгиб велосипедной цепи у велосипеда с несколькими скоростями будет практически всегда. Хотя теоретически можно предположить, что (в идеальном случае) каждой из звёзд системы найдётся одна звезда кассеты, лежащая с ней в одной плоскости.
Таким образом (в теории) для каждой звезды системы найдётся лишь по одной звезде кассеты (из 7-8-9-10, а то и 11 звёзд), лежащей в одной плоскости со звездой системы.
Остальные звёзды кассеты оказываются с параллельных плоскостях с плоскостями вращения звёзд системы.
Из перечисленного следует, что для большинства комбинаций ведущих и ведомых звёзд плоскости их вращения не совпадают.
Несовпадение плоскостей вращения ведущих и ведомых звёзд приводит к перекосу и изгибам цепи.
Перекосы и изгибы цепи приводят к тому, что наибольшая нагрузка приходится на небольшие по площади участки трущихся поверхностей.
В принципе, чем сильнее перекос и изгиб цепи, тем меньше площадь трущихся поверхностей, принимающих на себя основную нагрузку. И наоборот, чем меньше изгиб и перекос цепи, тем равномернее распределяется нагрузка на детали цепи.
Велосипедная цепь без перекоса
Велосипедная цепь без перекоса показана на Рис.2. Здесь и далее использована разметка, соответствующая реальному расстоянию между осью каретки и осью заднего колеса.
У велосипедов с 26” колёсами это расстояние 42-43 см, а у найнеров – около 45 см.
Рис.2. Велосипедная цепь без перекоса
Велосипедная цепь с максимальным перекосом
Максимально возможный перекос исследуемой цепи показан на Рис.3.
Нетрудно видеть, что максимальный перекос, предусмотренный конструкцией цепи, превышает 10 см.
Рис.3. Велосипедная цепь с максимальным перекосом
Однако такой максимальный перекос и изгиб заставляют работать цепь на пределе, затрудняя подвижность звеньев цепи и приводя весь цепной привод к стремительному износу. Кроме того, подобный изгиб цепи будет способствовать её соскакиванию с ведущей звезды.
Велосипедная цепь с предельным рабочим перекосом
Как уже говорилось ранее, цепной привод на велосипеде с набором скоростей практически всегда работает с перекосом. Сравнительно небольшой перекос цепи и её изгиб, при правильной эксплуатации не выходит за допустимые пределы, предусмотренные конструкторами цепного привода.
Предельный перекос и изгиб велосипедной цепи наступает в тот момент, когда в силу тех или иных обстоятельств велосипедист использует крайние звёзды системы и крайние (с противоположного по отношению к звёздам системы края) звёзды кассеты см.Рис.4.
При ширине блока звёзд системы 18(12) мм и ширине блока звёзд кассеты 36(40) мм максимальный рабочий перекос может достигать 54(52) мм. Здесь без скобок приведены данные для трансмиссии с тремя звёздами в системе и 8 звёздами в кассете, а в скобках указаны данные трансмиссии с двумя звёздами с системе и 10 звёздами в кассете. Сразу оговоримся, что эти ориентировочные данные приведены для иллюстрации перекоса и изгиба велосипедной цепи.
На Рис.4. отлично виден весьма и весьма существенный изгиб и перекос цепи. Более того, такой изгиб возникает одновременно в двух местах: в месте схода цепи с ведомой звезды и в месте захода на ведущую звезду.
Рис.4. Велосипедная цепь с предельным рабочим перекосом
Предельный рабочий перекос вполне может возникать при езде на MTB, например, при отсутствии индикации выбранной звезды на переключателе передач. Особенно сложно бывает начинающему велосипедисту. Ведь ему приходится одновременно следить за непростой трассой, за неожиданными препятствиями, за выполнением технических приёмов, за переключением передач и за работой тормозами.
Если стараться не допускать сильного перекоса цепи, то такой подход лишает велосипедиста части возможностей, и наоборот, при большом перекосе существенно снижается срок службы цепи.
Рациональное переключение передач помогает существенно продлить срок службы цепного привода в целом, а также оптимизирует затраты сил велосипедиста.
Вопросы использования различных передач будут рассматриваться в последующих материалах.
© 2016 abcIBC.com. All rights reserved.
Удачных поездок!
См.также
