Геометрия рамы велосипеда
Рама – главная часть велосипеда. Она должна быть прочной, снабжая нужную жесткость всей конструкции, и легкой. Наряду с этим еще и достаточно недорогой.
Учитывая, что цена рамы образовывает, в среднем, треть от цены готового байка. Производители стараются взять оптимальные характеристики велосипеда сочетанием материала, из которого изготавливают раму, и подбором ее углов и – длин геометрических характеристик труб между ними.
Кое-какие ее характеристики и их влияние на поведение велосипеда в поездке мы постараемся растолковать. Данный материал возможно так же разглядывать как справочник по терминологии.
Геометрия рамы байка определяет пара его черт: Стабильность
Cпособность сохранять прямолинейное направление перемещения. Более долгий и низкий велосипед более стабильный.
Зависит от следующих черт:
- Длины верхней трубы. Чем она дольше – тем байк более стабильный, но менее маневренный.
- Колесной базы. Чем больше – тем стабильнее.
- Высоты каретки. Повышение высоты сокращает стабильность, но повышает проходимость.
Маневренность (управляемость)
Скорость реакции на действия велосипедиста. Его свойство скоро поменять направление перемещения. Чем меньше рама – тем более маневренный велосипед.
Зависит от большего числа параметров:
- Протяженность верхней трубы. Более маленькая труба снабжает громадную маневренность, но меньшую стабильность.
- Колесная база. Чем меньше база – тем больше маневренность, но меньше стабильность.
- Протяженность задних перьев. Чем они меньше, тем байк делается более маневренным.
- Протяженность выноса. Подобно прошлой чёрта, более маленький вынос усиливает маневренность, а более долгий делает повороты тяжелее и непредсказуемыми.
- Рулевой угол. Чем он ближе к вертикали (больше), тем более маневренный велосипед.
- Уход вилки. Эта черта связана с прошлым параметром. Соответственно чем меньше уход – тем лучше маневренность.
- Зазора вилки. Чем он меньше, тем лучше управляемость.
Сцепление колес с дорогой
Переднее и заднее колеса имеют различное сцепление с поверхностью дороги. Громадную роль в этом играются велосипедные покрышки.
Распределение веса велосипедиста по колесам выглядит приблизительно так: 35% веса приходится на переднее колесо и 65% на заднее.
Сила сцепления заднего колеса с поверхностью зависит от геометрии и дизайна конкретной рамы и от правильности распределения веса велосипедиста, т.е. от:
- Длины задних перьев. Чем более маленькие задние перья, тем посильнее сцепление с поверхностью – велосипедист посильнее давит своим весом.
- Подседельного угла. Чем меньше угол, другими словами подседельная труба отклонена больше назад, тем больше велосипедист давит своим весом на заднее сильнее сцепление и колесо с поверхностью.
- Колесной базой. Чем она меньше – тем посильнее сцепление.
Боле детально о функциях переднего и заднего колеса в управлении велосипедом обрисовано в статье Возможно ли ставить различные покрышки на различные колеса велосипеда и как их подбирать?
Сейчас мало более детально разглядим каждую чёрта.
- Размер рамы. Это один из основных факторов при выборе велосипеда. От него зависят все остальные размеры. Более детально вопросы выбора размера рамы рассмотрены в статье о выборе велосипеда.
- Протяженность верхней трубы. Воздействует на манёвренность и стабильность байка. Чем она дольше, тем более стабильный байк, но менее маневренный. От нее зависит и посадка велосипедиста – более вертикальная либо ближе к горизонтальной. Сильно воздействует так же и на распределения веса по всей конструкции. В случае если у Вас длинные руки либо торс, то необходимо выбирать велосипед с долгой трубой. Но наряду с этим учтите, что время от времени возможно вынос руля (сделать его побольше либо мельче), переместить назад седло либо докупить изогнутый назад подседельный штырь для верной настройки седла.
- Колесная база — это расстояние по горизонту между осями колёс. Подобно прошлой характеристике воздействует на манёвренность и стабильность. Чем больше база, т.е. велосипед дольше – тем лучше стабильность и меньше маневренность велосипеда.
- Протяженность задних перьев. Расстояние между осью задней втулки и кареткой по линии горизонта. Воздействует на сцепление и управляемость с дорогой заднего колеса. Чем они меньше – тем более управляемый велосипед (он делается меньше) и больше сила давления на заднее колесо. Соответственно увеличивается сцепление с поверхностью дороги. При маленьких перьях байк легче поднимается в гору, маневреннее на поворотах, стремительнее разгоняется, имеет меньшую пробуксовку.
- Подседельный угол – это угол между подседельной трубой (подседельным штырем) и горизонтом. Влияет на сцепления и посадку велосипедиста заднего колеса с дорогой. Чем меньше угол (подседельная труба посильнее отклонена назад) – тем посильнее велосипедист давит своим весом на заднее колесо и лучше сцепление, но наряду с этим значительно уменьшается скоростная сила. Более крутой угол смещает вес тела вперед, увеличивая давление на переднее колесо и руки.
- Высота каретки (зазор, дорожный просвет, клиренс). Расстояние между дорогой и центром каретки. Воздействует на проходимость и стабильность. При низком зазоре выше стабильность, легче тормозить, но ниже проходимость, громадный риск зацепиться педалью за кочку, почву либо дорогу при повороте. Чем ниже каретка – тем ниже центр тяжести и, следовательно, велосипед легче поворачивать. Воздействует она и на диаметр колес, каковые возможно будет установить. У горных велосипедов зазор больше, чем у дорожных и шоссейных.
- Протяженность выноса. Измеряется как расстояние от центра рулевой колонки до руля. Воздействует на управляемость и посадку велосипедиста. Снова же, чем больше вынос, тем более горизонтально будет сидеть велосипедист, что более комфортно при долгих поездках. Более детально о выносе руля обрисовано в статье на отечественном сайте: Вынос руля велосипеда. Для чего нужен и как выбрать.
- Рулевой угол. Измеряется как угол между линией и горизонтом рулевой колонки. Чем больше угол, тем лучше быстрее разгон и управляемость, а вилка лучше обрабатывает небольшие неровности дороги. Связан со следующим параметром.
- Уход вилки. Расстояние между точкой соприкосновения с дорогой линии, совершённой через рулевую колонку, и точкой касания переднего колеса с поверхностью дороги. Связан с прошлой чёртом. Чем меньше значение ухода вилки – тем лучше маневренность. В случае если имеется передний амортизатор, то данный параметр изменяется в зависимости от обстановки на дороге.
- Зазор вилки. Расстояние по горизонтали между центром втулки переднего колеса и мнимой линии, совершённой через рулевую колонку. По большому счету это черта вилки, но вместе с рулевым длиной и углом выноса воздействует на управляемость велосипеда. Чем он меньше – тем лучше управляемость. Более долгий зазор придает громадную стабильность.
Геометрия труб при производстве велосипедных рам
Мало хочется остановиться на геометрии труб, применяемых для производства рам.
При производстве современных моделей применяют трубы громадного диаметра.
Из-за чего больший диаметр труб предпочтительнее? Законы физики говорят, что при повышении диаметра трубы вдвое ее жесткость увеличивается в восьмеро (кубическая зависимость), а при повышении толщины стены трубы вдвое ее жесткость увеличится так же вдвое. Т.е. для повышения жесткости конструкции и при минимизации наряду с этим веса — повышение диаметра трубы предпочтительнее.
У таких труб выше жесткость на изгиб, кроме того при понижении толщины стенок, что, со своей стороны, ведет к понижению неспециализированного веса изделия. Но делать стены весьма узкими страшно, поскольку это может привести к смятию при важном ударе. Считается, что минимальная толщина стены металлической трубы возможно 0,4 мм, а алюминиевой 0,8 мм.
При проведении и математическом моделировании прочностных расчетов было узнано, что нагрузки на раму неравномерные. самые сильные напряжения на финишах – в местах сварки, а минимальные в центре. Тогда производители пошли по пути применения баттированных труб (butted tubing). У них разная толщина стенок в различных участках.
К примеру, при производстве велосипедных рам применяют трубы с большей толщиной стены на финишах и меньшей в середине.
Баттирование не редкость одинарным, двойным (double butted) либо тройным (triple butted).
При одинарном баттинге один финиш трубы имеет имеет громадную толщину стенок, чем второй. При двойном — оба финиша трубы с более толстыми стенками, чем середина, а при тройном — труба имеет три разных толщины на всей протяженности.
Но, производство баттированных труб более дорогое и в моделях среднего ценового диапазона их не применяют. Вместо этого употребляются трубы с профилированным сечением – круглым, треугольным и т.д., причем довольно часто одно сечение медлено перетекает в второе. У них лучше параметры жесткости, чем у круглых, кроме того при уменьшении толщины стенок.
Приобретают такие трубы способом гидроформинга – формовка труб методом помещения их в закачки и специальные матрицы им вовнутрь воды либо особого масла под большим давлением. Наряду с этим труба принимает форму матрицы, в которую ее поместили.
К примеру, на приведенной фотографии видно, что у городского женского велосипеда Formula Breeze 2016 верхняя рама имеет треугольную форму, а нижняя — круглую, вытянутую в вертикальной плоскости. Таковой профиль делает всю конструкцию более прочной, чем если бы она была выполнена из простых круглых труб.
Совершенное сочетание это маневренный и стабильный велосипед при небольшой цене и низком весе.
Производители всегда ищут компромиссы между разными чертями при разработке оптимальных моделей для каждого типа велосипедов, экспериментируя с разными углами соединения труб, используемыми профилями и материалами.
Выбирайте велосипед с подходящей для Вас геометрией, в обязательном порядке пробуйте его перед приобретением в действии так, дабы Вам было комфортно и комфортно, и катайтесь с наслаждением!
Видео о геометрии рамы велосипеда
