О велосипедах (как они устроены)

 

· Последние 5 лет на внутреннем рынке России появился большой выбор продукции велосипедных фирм-производителей из Европы, Азии, и др. Появились совершенно новые, для нашего потребителя, типы велосипедов. Как приобрести велосипед отвечающий требованиям и задачам покупателя - вопрос порой непреодолимый для последнего. Тем более, что на рынке периодических изданий наблюдается "голод" специальной литературы по велосипедам и аксессуарам. Исключение составляет только набирающий силу московский журнал Вело-Темпо, главный редактор которого, в прошлом велосипедист- спортсмен, Владимир Гришечко, проделал колоссальный труд и выпустил уже 4-й номер журнала. Однако его тираж так мал, что на сегодняшний день не может устранить информационный голод в этой области.

Какие же основные типы велосипедов присутствуют на нашем рынке?

Прежде всего - это привычный нам
дорожный велосипед "классической" компоновки.
Это закрытая или открытая (женская) рама, колеса диаметром 28 дюймов, грязезащитные щитки, прочный багажник, цепь закрыта специальным кожухом, большинство моделей имеют фары и динамо-генератор.
Посадка на таком велосипеде предполагает как бы нормальное положение спины (прямое) и в принципе не является идеальной. Такой велосипед не предназначен для длительных поездок. Как правило он имеет одну передачу. Однако последнее время появилось много моделей оснащенных 3х-4х-7и скоростными планетарными втулками (где переключение происходит внутри втулки), что существенно расширяет возможности данного типа велосипедов. Вес велосипедов данного класса 15-18 кг.

К следующему классу относятся
велосипеды типа "Гибрид" (Hybrid).
Это велосипед с колесами 28 дюймов (622 х 32, 37, 40), с прочной рамой, имеющей геометрию и компоновку от горного велосипеда (то есть отсутствует провис каретки), остальные узлы и агрегаты - переключатели скоростей, тормозная система так же взяты от него. Однако на многих моделях имеется гоночный руль (баранка). Отсюда и пошло название гибрид. Как правило (но не всегда) имеется багажник, в том числе и передний, грязевые щитки и другие вспомогательные агрегаты. Очень часто рамы таких велосипедов изготавливаются из легированных хромолибденовых сталей и алюминиевых сплавов, реже из титановых. Данный тип велосипедов широко применяется для дальних путешествий (занятий вело туризмом), прочная рама и надежное оборудование позволяет передвигаться по дорогам с разным типом покрытий вплоть од грунтовых, сильно пересеченной местности с приличной скоростью. Как правило такие велосипеды имеют от 18 до 24 скоростей (передач). Что-то типа нашего велосипеда "Турист", "Спорт", "Спутник", но явно с другими возможностями. Вес 13-16кг.

Следующий тип - это привычный нам
гоночный велосипед.
За последние 50 лет его компоновка не подверглась большим изменениям. Колеса как правило 27 дюймов (кроме специальных машин). Изменениям подверглись отдельные узлы и агрегаты. Как то: система переключения скоростей, тормозная система. Появился непривычный для нас новый тип колес - клинчерных. В этих колесах применяются ультра узкие покрышки и камеры. Данное новшество избавляет потребителя от мучений связанных с приклейкой и заменой однотрубок. Основное назначение - ездить быстро и далеко. Даже для неподготовленного человека - проехать на гоночном велосипеде 100 км не составит труда. Как правило имеют от 12 до 18 скоростей (передач). В производстве рам широко применяются алюминиевые, титановые сплавы и композиты. Вес 5-13 кг.

АТВ (All Terrain Bike) - вседорожный велосипед.
Многие путают его с горным велосипедом. как правило это недорогой велосипед с компоновкой горного велосипеда, имеющий однако колеса 24 и 26 дюймов с заметно скошенной назад верхней трубой рамы. Резина на колесах - высокопрофильная с "агрессивным" протектором. Как правило имеют 15-18 скоростей (передач). Очень популярны у подростков 13-16 лет.

Дальше надо выделить
велосипед типа АТВ класса, но с колесами 20 дюймов.
Это самый маленький велосипед АТВ класса. На велосипедах этого типа можно ездить начиная с 8-9 летнего возраста. Он также имеет многоскоростную систему, как и взрослый АТВ, которая способствует накоплению начальных навыков механических работ, причем накопление опыта и получение навыков езды и ремонта начинается с первой поездки.

Следующий тип -
велосипеды ВМХ (велосипед для мотокросса).
Возможно это самые удобный тип велосипедов для детей со склонностями к приключениям и требующим минимальные усилия по его регулировке. У него мощная рама, 20-ти дюймовые колеса с высокопрофильной резиной, отсутствуют переключатели скоростей. Геометрия рамы является идеальной для детей. Кроме того он самый безопасный, поскольку имеет минимальную высоту рамы. За рубежом, это один из самых популярных классов велосипедов, охватывающий возраст от 8 лет. Верхний предел возраста не ограничен. Я видел 28 летних парней на ВМХ, занимающихся фристайлом. Очень поразителен ценовой диапазон есть велосипеды ВМХ стоимостью 100USD, в тоже время есть "монстры" стоимостью 900-1200USD предназначенные для соревнований. Соревнования в классе ВМХ проходят на специальных трассах похожих на трассы для мотокросса и собирают огромное количество зрителей.

Складные велосипеды
Самый распространенный у нас в стране тип велосипеда. Зарубежные фирмы сегодня предлагают хороший выбор складных велосипедов, оснащенных переключателями скоростей, колеса, как правило, от 16 до 24 дюймов. Появились на нашем рынке "рюкзачные" складные велосипеды. Складываются они без всякого инструмента в 3 раза и помещаются в хоз.сумку. (Смотри журнал "Вело-Темпо" N4.) Особенно они понравились нашим автомобилистам.

Велосипеды для совсем маленьких детей за рубежом объединены в класс
"стабилайзер"
Предназначены для начального обучения езде. Как правило имеют приставные колесики.

Ну и конечно самый популярный тип велосипедов на сегодняшний день - это
МТВ (маунтин байк).

· В конце 70х начале 80х годов на Западе началась бурно развиваться велосипедная промышленность, причем в битву "титанов" за рынок включились японские и тайваньские корпорации. Они медленно но верно начали теснить европейских производителей велосипедов. В азиатском регионе появилась целая велоиндустрия, производящая качественное и дешевое оборудование для велосипедов, да и сами велосипеды тоже. Появились крупные корпорации - производители деталей для велосипедов всех типов. Одна из самых известных - это японская корпорация SHIMANO, имеющая на сегодняшний день фабрики в Европе, США и Азии.

Чтобы связать вышесказанное непосредственно с велосипедом нужно усвоить одну простую вещь: любой производитель велосипедов изготавливает лишь раму и вилку, красит ее и пишет на ней название своей фирмы или свою фамилию. Вся остальная навеска на велосипед выбирается уже готовая. То есть бессмысленно одному производителю от и до делать велосипед. Одни фирмы делают обода, другие втулки колес, третьи седла, рули, и т.п.

В зависимости от класса рамы и поставленных перед велосипедом задач выбираются те или иные детали разных фирм отвечающие этим задачам. Далее идет сборка и готовый велосипед отправляется фирмам - продавцам. На сегодняшний день 75% велосипедов, производимых в мире, оснащено деталями японской корпорации SHIMANO. Остальные 25% разделяет не очень большое количество немецких, французских, итальянских и других фирм.

Однако революционные идеи в плане компоновки самого велосипеда принадлежат все таки не японцам, так как старейшие фирмы производители находятся в Англии, США и Европе.
В начале 80х годов появились совершенно новые типы велосипедов с очень широким диапазоном возможностей. Это целое семейство горных велосипедов (маунтин байков) MTB. Это велосипеды с очень прочной и легкой рамой, прочными ободьями из легких сплавов, мощными покрышками (диаметр колес обычно 26 дюймов). Велосипед имеет передний и задний переключатель скоростей, рукоятки переключателей скоростей как правило находятся прямо на руле. Данные велосипеды имеют от 18 до 27 скоростей! Но сразу надо отметить, что горные велосипеды не предназначены для достижения невиданной до селе скорости. Это велосипеды предназначенные для езды в особо тяжелых условиях: по горам, камням, грязи, снегу, песку то есть там, где привычный нам велосипед не проедет. И столь широкий выбор передач предназначен для выбора нужной передачи в зависимости от условий езды, а также плавного перехода от одного передаточного отношения к другому.

Особенностью горных велосипедов является и конструкция их рамы. У нее специальная геометрия. Отсутствует провис каретки. Что такое провис каретки? Если провести прямую линию через оси втулок, то у обычного велосипеда центр каретки будет ниже этой линии на 50-75 мм. У горного велосипеда центры втулок и каретки находятся на одной линии. Из этого следует что MTB имеет увеличенный дорожный просвет или как говорят автомобилисты - клиренс. Это позволяет при езде по сильно пересеченной местности не задевать ведущими звездочками и шатунами за препятствия. Так же у MTB достаточно длинная база - расстояние между центрами втулок. Вкупе с продуманным наклоном рулевой колонки и вилки такой велосипед трудно опрокинуть назад, или по ходу движения (т.е. через руль вперед или назад на спину). Как правило MTB имеет прямой, достаточно широкий руль. Хотя сам по себе прямой руль не удобен для длительных поездок и умнее гоночного руля за последние 50 лет еще никто не придумал - прямой руль позволяет более эффективно управлять велосипедом на сильно пересеченной местности и на малых скоростях, а это основное назначение этих велосипедов.

Так же отличительной чертой MTB является их тормозная система. Консоли тормозных рычагов приварены к раме и вилке. На них непосредственно монтируются тормозные рычаги с тормозными колодками. Их "вывернутая" наружу компоновка обеспечивает достаточно высокие грязевые просветы, позволяя колесу беспрепятственно вращаться в раме и вилке в условиях сильного загрязнения.

Специальная конструкция переднего и заднего переключателей с мощными возвратными пружинами и специальная конструкция ведущих и ведомых звездочек вкупе с улучшенными цепями позволяет надежно переключать передачи в условиях сильного загрязнения и высокий нагрузок на узлы велосипеда. Появление горных велосипедов, как нового класса, породило новые конструктивные решения узлов и агрегатов велосипеда, которые нашли применение на всех типах велосипедов.

· Об этих новшествах и хочется поговорить отдельно. И рассмотрим мы их на опыте корпорации SHIMANO. Поистине революционным было создание индексной системы переключения скоростей - SIS (Shimano Index System). Внутри манетки установлен храповый механизм, позволяющий манетке двигаться по щелчкам вперед и назад. То есть одно нажатие на рычаг манетки точно переводит ролики заднего переключателя вместе с цепью в новое положение, точно попадая в плоскость ведомой звездочки. SIS делает точность переключения не зависящей от опыта велосипедиста. Храповый механизм позволяет переключить 1, 2 и даже 3 передачи сразу. Помимо манеток претерпела изменение и конструкция ведомых звездочек. С помощью компьютера удалось рассчитать наивыгодные траектории цепи в момент индексного переключения. На звездочках в определенных местах появились различной формы углубления, некоторые зубья изменили свою форму и высоту по отношению к соседним зубьям. Звездочки с помощью меток устанавливаются в строго определенном положении. Расстояние между самими звездочками рассчитано и составляет точного размера постоянную величину. Все это позволяет направить цепь точно на следующую звездочку. Конструкция заднего переключателя так же отлична от обычного. Планка, на которой закреплены ролики, имеет большую длину, позволяя эффективно регулировать длину цепи. В переключателе 2 возвратные пружины работающие в продольной плоскости велосипеда, позволяющие автоматически регулировать минимальное расстояние между верхним роликом и ведомыми звездочками. Цепь устроена так, что при неизменном шаге цепи (12,5 мм.) она имеет возможность большого поперечного изгиба, при этом не теряя прочности. Все эти новшества позволили быстро и эффективно, даже под нагрузкой, переключить задний переключатель на выбранную передачу.

Гораздо труднее было заставить SIS работать в режиме переднего переключателя. Переднее переключение всегда сопровождалось потерей скорости потому, что для его осуществления требовалось уменьшить давление на педаль, чтобы позволить цепи сойти с предыдущей звездочки. Чтобы решить эту проблему SHIMANO разработало новые ведущие звездочки SG. Четыре пары стратегически расположенных шипов на верхней звезде подхватывают цепь в специальных "отпускных" точках, определяемых ведущими зубьями на внутренней звездочке и направляют цепь со средней или маленькой звезды по самой короткой и прямой траектории на следующую звезду.

Зубья средней звездочки имеют такую форму, которая определена функцией сбрасывания на маленькую ведущую звездочку (третью) с подхватывающим эффектом большой звездочки. Данная система позволяет быстро и надежно переключить передачу, не уменьшая усилия на педаль и без потерь скорости. Так же данная система уменьшает износ переднего переключателя и ведущих звезд. Сама манетка переключения со встроенным храповым механизмом может быть выполнена по разному. Существует 3 основных типа манеток (для MTB).

Первый тип - это одинарная манетка, закрепленная на руле с помощью хомутика. Манетка имеет возможность двигаться на заданное количество щелчков вперед и назад. Количество щелчков определено количеством задних звездочек. Неудобство этой системы в том, что в момент переключения рука частично отрывается от руля, что не позволяет полностью контролировать управление велосипедом на пересеченной местности.

Второй тип - это два рычага-триггера, смонтированных в нижней части тормозной рукоятки. Один рычаг предназначен для нажатия большим пальцем, а другой указательным. Один триггер, после нажатия, переводит цепь на более высокую звезду, а другой на более низкую. Называется эта система "RAPIDFIRE PLUS". Удобство в том, что рычаги-триггеры расположены близко к тормозной рукоятке, не мешают тормозить и позволяют производить переключение, не отрывая рук от руля, даже в сложных маневрах на бездорожье.

Третий тип - самый распространенный сегодня это система "GRIP SHIFT". Дословно - вращающаяся рукоятка. Половина рукоятки одетой на руль устроена таким образом, что она имеет возможность вращаться на заданное количество щелчков вперед и назад. Устройство ее аналогично храповому механизму, но несколько проще. Преимущества такие же что и у 2-го типа, но в отличие от него, не имеет выступающих рычагов, а соответственно более высокую живучесть. В отличие от двух предыдущих систем, позволяет быстрее и эффективнее переключаться через 2, 3 и более передач, что очень важно для спортсменов. Из недостатков следует отметить то, что в условиях соревнований, когда руль облеплен грязью, достаточно проблематично переключить "GRIP SHIFT", так как рука скользит по рукоятке.

Если фирма SHIMANO продолжает совершенствовать так называемую классическую систему передач, то на примере немецкой фирмы SACHS хочется рассмотреть вариант нестандартного решения проблем переключения скоростей. Фирма SACHS разработала так называемую систему 3х7. Эта революционная новинка за многие годы должна полностью изменить наше понятие о переключении скоростей.

Суть идеи в том, что 7-ми скоростная трещетка объединена в одно целое с планетарной 3-х скоростной втулкой (следует отметить, что планетарная втулка изобретена примерно 50 лет назад). Это позволило совсем отказаться от переднего переключателя и 3-х ведущих звездочек, которые заменены одной ведущей звездочкой среднего диаметра. Система 3х7 имеет внутреннее переднее переключение, что быстрее и проще. Внутренние передачи можно переключать не только во время движения, а и при остановке, вращение педалей не обязательно. Смена передачи происходит мгновенно, гораздо быстрее, чем при помощи переднего переключателя, который требует полного оборота педалей и как минимум 1 метра расстояния. Имея 1 ведущую звезду можно увеличить и срок службы цепи (т.к. уменьшается ее изгиб), укоротить ее длину и уменьшить размер базы заднего переключателя.

Так же фирма SACHS добилась успеха в разработке улучшенной конструкции цепей. Появившаяся в 1995 году "супер бесшумная цепь" отличается от предыдущих формой головок осей сайлент-блоков. Сама конструкция сайлент-блока тоже изменилась и позволила цепи иметь больший поперечный изгиб, что важно при работе на 8 и 9 скоростных втулках и самое главное уменьшила ее собственную ширину. Ширина цепи стала 7,05 мм., вместо 7,35 мм. ранее, что на сегодняшний день позволило на некоторых моделях велосипедов изготовить 9 скоростную заднюю втулку. Звенья самой цепи закалены по специальной технологии Delta Hardening, суть которой состоит в цементировании поверхности стали молекулами нержавеющей стали, что увеличивает ресурс цепи. Самая прочная цепь для MTB имеет маркировку SC-M90.

· Далее хочу рассмотреть, каким качественным изменениям подверглись колеса. В первую очередь рассмотрим втулки колес. Если на начальном этапе развития MTB разницы между шоссейными втулками и втулками для MTB не было, то в дальнейшем они претерпели качественные изменения. И в первую очередь втулка заднего колеса. В виду зонтовой натяжки спиц заднего колеса, а также увеличения количества звездочек до 7 и более появилась проблема излома задней оси (хотя она была и ранее). Но с увеличением количества звездочек свободный вылет оси с правой стороны втулки увеличился, что прямо пропорционально длине вылета увеличило вероятность излома задней оси. Увеличение ее диаметра и применение экзотических сталей эту проблему не решало так, как велосипеды MTB подвергались гораздо большим нагрузкам нежели обычные.

Фирма SHIMANO предложила оригинальное решение, которое применяется сегодня практически всеми другими фирмами. Барабан свободного хода (трещетка) надевается своими шлицами на шлицы изготовленные на правом фланце втулки и изнутри прикручивается болтом, имеющим внутреннее шестигранное отверстие на 10. То есть втулка стала как бы составляться из двух частей. В крайней правой части барабана трещетки предусмотрена беговая дорожка для шариков самой втулки. Это решение позволило уменьшить вылет оси с правой стороны задней втулки до 6-8 мм., что практически исключает излом оси втулки (у старых втулок вылет достигал 36-38 мм.) Такие втулки называются PARALLAX HUB. Ведомые звездочки одеваются на наружные шлицы барабана трещетки, собранные в пакет с помощью 3-х винтов, или склепанные заклепками и крепятся одной шлицевой наружной гайкой. Так как в системе переключения SIS звездочки должны одеваться в одном и том же положении, то сборка их в пакет (кассету) исключает возможность их неправильной установки на барабан втулки. Так же это позволяет быстро менять кассеты (например с другим набором звездочек). Наружную крепежную гайку всегда достаточно легко можно открутить так, как она не работает на закручивание в процессе езды (мы все помним как тяжело порой бывает открутить трещетку с гоночной втулки). Новые втулки принято называть кассетными. Следующее решение было увеличение диаметра корпуса средней части втулок больше чем в 2 раза. Большей диаметр втулки придает ей большую жесткость.То есть уменьшается относительное движение перьев рамы, что улучшает маневренность и управляемость MTB в тяжелых дорожных условиях. Само колесо с такой втулкой имеет большую жесткость и соответственно большую прочность.

· Теперь немного об ободах. Если раньше коробчатые обода из прочного алюминиевого сплава были пределом мечтаний, то с появлением новых более прочных сплавов, а так же технологии "выращивания" сложных профилей из этих сплавов, обод стал "двойным". ТО есть удалось объединить трубчатую конструкцию гоночного обода и обычного обода под покрышку в одно целое. Новая технология "выращивания" позволяет делать прокат любой формы, а соответственно добиваться большей жесткости и стабильности обода при различных на него нагрузках. Помимо этого поверхность ободов стали насыщать молекулами других металлов (например нитридом титана), что позволило в 3 раза увеличить поверхностную твердость легкосплавного обода без существенного увеличения его веса. Это очень важно в местах где работают тормозные колодки (в боковинах). Такой обод протирается колодками тормозов значительнее медленнее. Спицы тоже стали делать из другого материала. Теперь это, как правило, нержавеющая сталь (содержание хрома более 18%). Такие спицы значительно дольше служат и имеют большую прочность на разрыв, не подвергаются коррозии.

Таким вот образом из обычного колеса можно выжать новые возможности.
Применение космических технологий в конструировании велосипеда сегодня позволило сделать колеса из композитных материалов. При сравнительно небольшом весе они обладают лучшей аэродинамикой и очень большим запасом прочности. Когда мы едем на обычном колесе со спицами, то мы преодолеваем значительное сопротивление спиц об воздух. Никакие ухищрения в плане уменьшения количества спиц, изменения их профиля (плоские спицы) этой проблемы не решают. Композитные колеса как правило имеют 3, 4, 5 широких спиц аэродинамичной формы, что дает серьезное преимущество перед обычным колесом. Главным их недостатком является очень высокая их стоимость.

· В велосипеде рама - главный конструктивный элемент, впрочем как и в автомобиле. Именно на раме монтируются все остальные узлы и агрегаты велосипеда. Основные требования, предъявляемые к рамам - это прочность, легкость, жесткость, долговечность и, конечно, привлекательный вид.
Появление MTB, как нового класса велосипедов и резко выросший на них покупательский спрос вызвал появление новых технологий в производстве рам для велосипедов, а так же применение новых материалов. На сегодняшний день рамы и вилки MTB изготавливаются из следующих материалов:

Сталь - самый распространенный материал
низкоуглеродистые стали
высоколегированные (хроммолибденовые)
Алюминиевые сплавы
Титановые сплавы
Композитный материал - карбон
Экзотические сплавы - бериллий

Потенциальный покупатель с бюджетом выше той черты, за которой начинается выбор, интересуется принципиальным отличием велосипедов, рамы которых сделаны из различных материалов. Глаза разбегаются - хроммолибденовая сталь, алюминиевый сплав, титановый сплав, или может карбон? Вопрос что же лучше стоит не один год, и наверное останется открытым, какие бы технологические новинки не появились.

Проблема состоит в том, что подход к выбору материала - сугубо индивидуальный. При выборе велосипеда с рамами из различных материалов ключевым моментом будет все-таки цена.
Причем если мы возьмем самый высокий уровень изготовления, то разница в весе окажется не значительной:
так, например, самая легкая рама из алюминиевого сплава - Klein Adroit весит 1300 граммов, карбоновая Trek - 1250 гр., лидер среди титановых - Merlin XLM - 1300 гр. им не много уступают стальные рамы, но реально найти раму из хроммолибденового сплава весом в 1600 гр. (Scott Team Raicing например). Естественно, подобные образцы стоят дорого, так что и принципиальная разница в цене исчезает. Здесь заглавную роль уже играет фирма-изготовитель, а не материал.

На среднем уровне (велосипеды от 500$ до 1500$). Разница в весе конечно есть. Хроммолибденовые рамы в этой категории весят около 2-х кг., алюминиевые примерно 1700 гр. Титановые рамы среднего уровня бывают только в нашей стране. Отечественные титановые рамы у нас стоят в 3 раза дешевле чем в Европе, или Америке. По весу они укладываются в 1500-1750 гр. Велосипед с такой рамой будет стоить не менее 1000$.

Но вернемся все-таки к нашей основной теме и поговорим об основных отличиях между материалами.

· Стальные рамы и вилки

В зависимости от уровня и назначения тубы самих рам и вилок могут изготавливаться как и из обычных конструкционных низкоуглеродистых сталей, так и из высоколегированных сталей с высоким содержанием хрома, молибдена, кобальта и др.

Рамы из низкоуглеродистых сталей
обычно имеют трубы из листа со швом по всей длине трубы, или трубы изготавливаются путем наматывания стальной ленты на оправку с последующей сваркой и поверхностной механической обработкой. Такие рамы имеют не высокую стоимость и достаточно большой вес. Не предназначены для экстремальных нагрузок. Такая технология позволяет делать рамы из труб большего, чем обычно принято, диаметра. Порой такие рамы имеют не круглую форму (эллипс, прямоугольник и т.п.) Массивный внешний вид в купе с яркой окраской привлекает массового покупателя который думает, что чем толще диаметр труб на раме, тем она прочнее. Это не так. Умнее трубы круглого сечения из которых делаются рамы за последние 70 лет опять же никто не придумал (хотя попытки были). Как известно, труба круглого сечения воспринимает нагрузки во всех направлениях одинаково. Например, труба эллипсного сечения имеет продольную жесткость на 25% выше, а поперечную на 12% меньше чем у трубы круглого сечения. Соответственно рама из некруглых труб имеет низкую живучесть так, как при пиковых поперечных нагрузках она может "сложиться". Так же надо отметить что, как правило, трубы из высоколегированных сталей сталей - это бесшовный прокат, а прокатать трубу некруглого сечения технологически сложнее. Далее надо знать, что рамы и вилки для действительно высококлассных машин, а точнее сказать их трубы имеют баттинг (англ. - BUTTED). Баттинг - это величина, характеризующая отношение толщины стенок на конце и в середины трубы. Баттинг бывает двойной, тройной, четвертной. Четверной баттинг в MTB рамах как правило не применяется. Как известно, эпюры нагрузки на раму максимальны в районе рулевой колонки, каретки, подседельного узла и задней нижней части цепной вилки. В середине трубы имеем меньшую нагрузку. Это позволяет сделать толщину стенок переменной т.е. толще в местах высокой нагрузки и тоньше в других. Так же удается значительно снизить вес самой рамы. Рама с четверным баттингом по весу сравнима с рамой среднего класса сделанной из алюминиевого сплава. Внутри баттированных труб могут находится различные усиливающие спирали (типа нарезов в стволе винтовки) что открывает дополнительные возможности по прочности. Так же нужно знать что стальная рама из хорошей стали может служить десятки лет и всегда предупреждает вас о возможных неприятностях: сначала появятся усталостные трещины и только потом, через некоторое время она сломается. Трещину всегда можно заметить при наружном визуальном осмотре. Так же стальную раму легко отремонтировать. Стальные рамы различаются по способу сборки. Сама распространенная сегодня технология сварки недорогих рам из дешевых сталей - это клеено-сварная технология HIGH TEN (HIGH TENSILE). Суть ее в том, что предварительно обработанные механическим путем концы труб обрабатываются токопроводным клей-флюсом и на предварительно собранную раму, находящуюся на специальном стапеле, подается напряжение. Возникающая при этом электрическая дуга расплавляет концы труб и мы получаем конструкцию типа "монококк". Такие рамы "пекут как блины" и стоят они крайне дешево. Прочность соответствующая. Классическая схема узловой, паянной серебряными припоями, сборки встречается не часто и как правило это рамы ручной сборки (hand made) и стоят они достаточно дорого.

Самое широкое распространение получила технология сварки японской компании "TANGE". Эта технология напоминает отечественную углекислотную сварку, хотя имеет существенные отличия. Такая технология позволяет собрать безузловую раму по схеме "монококк", имеющую высокую надежность сварных швов, вкупе с хорошей баттированной сталью. Получается легкая и прочная рама.

Существует не так много фирм, производящих качественные легированные бесшовные (и шовные в том числе) трубы для производства рам. Запомните их названия: "REINOLDS" (США); "COLUMBUS" (Италия); "VITUS PRESIGE" (Франция); "TRUE TEMPER" (США); "ORIA" (Азия); "TANGE" (Япония) и др. Каждая фирма имеет свое клеймо, которое после сварки и покраски наклеивается на подседельной или наклонной трубе и несет информацию о материале труб, их внутреннему профилю и назначению готовой рамы.

Рамы из алюминиевых сплавов.

Так же широко распространены как и стальные. В отличие от стальных имеют трубы большего наружного диаметра и большую толщину стенок. Это обусловленно другими прочностными характеристиками данного материала. Сами алюминиевые сплавы достаточно не дорогой материал и позволяют делать прочные и легкие рамы. Однако срок службы алюминиевых сплавов ограничен (около 10 лет). С течением времени прочность теряется и такая рама может сломаться внезапно. Достаточно редко из алюминиевых сплавов делаются вилки. Обычно передняя вилка на алюминиевых рамах стальная с тройным баттингом. Это обусловлено прочностью самого исходного материала. Вилка подвержена колоссальным вибрациям и вероятность разрушения алюминиевой вилки выше чем у стальной. Так же нужно знать, что алюминий требует специального покрытия иначе он очень быстро коррозирует. Покрасить алюминий очень сложно (как правило это краски на эпоксидной основе).

Главная отличие алюминиевых рам от стальных их более высокая жесткость. Соответственно КПД рамы выше. Энергия седока полнее передается в поступательном движении т.е. сама рама поглощает меньше энергии. Ездок ногами буквально "чувствует" поверхность, что поможет заезжать в приличные горки. Но зато вибрация от поверхности передается через раму седоку и делает езду менее комфортной. Поэтому алюминиевые рамы не рекомендуются людям с весом менее 70-80 кг.

Из положительных качеств алюминиевых рам - их агрессивность - создается впечатление, что байк начинает разгоняться сразу, как только вы начинаете давить педали, но зато сразу (!) прекращает, как только вы крутить перестаете. Как говорят велосипедисты-профи - рама "туповата".

Стальные рамы таких недостатков не имеют. При выборе алюминиевой рамы нужно помнить еще об одном моменте: стальная рама "облизывает" неровности дороги и "пишет" повороты - то есть изгибается соответствующим образом, что помогает в управлении байком. Алюминиевая рама в свою очередь ошибок не прощает - требует точного владения велосипедом, умения выбрать нужную передачу и виртуозного владения тормозной системой.

Просуммировав все вышесказанное можно сделать вывод: байк с алюминиевой рамой нужен тому, кого не пугает потеря комфорта, любит агрессивную езду, имеет вес 70-80 кг. Хотя большинство покупателей ориентируются по другим факторам. Решающим фактором может оказаться более возбуждающий вид толстых алюминиевых труб в сравнении с тонкими стальными. Бесспорным лидером по производству рам из алюминиевых сплавов является американская фирма CANNONDALE (с 1977 г.). Рамы изготовлены из сплавов, применяемых в аэрокосмической промышленности, и в процессе изготовления подвергаются специальной термической обработке, которая увеличивает срок материала. На такие рамы фирма даёт пожизненную гарантию. В отличие от других фирм производителей алюминиевых рам, у "CANNONDALE" все сварные швы зашлифованы (причем вручную). Это дает дополнительный выигрыш по внешней эстетике рам.

Все велосипеды CANNONDALE относятся к классу HAND MADE, производятся только в США и собираются только в ручную. Цены на такие велосипеды нельзя назвать недоступными, но все же приближенные к "аэрокосмическим" (от 1000$ -...). Кроме CANNONDALE из качественных производителей алюминиевых байков на Российском рынке представлены фирмы: GT (США); WHEELER (Германия); TREK (США); MARIN (США); GIANT (Тайвань); SCOTT (США).

Рамы из титановых сплавов.

Встречаются реже, чем выше рассмотренные ввиду их высокой стоимости. Хотя титан самый распространенный металл на нашей планете и встречается в чистом виде, все изделия из него - это сплавы с вольфрамом, молибденом, кобальтом и стоимость таких сплавов очень высока. Титановые сплавы трудно поддаются механической обработке и требуют сложных технологий сварки. В плане прочности и веса изделия эти сплавы дают совершенно новые возможности. Титановые сплавы не окисляются и не коррозируют, изделия из них как правило не красят, а оставляют в их естественном виде (обычно полируют). Рама MTB с вилкой из титанового сплава может весить в пределах 1000-1200гр. Титановые трубы имеют на 50% меньшую плотность чем стальные и в то же время имеют запас прочности позволяющий пережить любой другой материал. Более гибкий чем сталь, титан обеспечивает мягкую и комфортную езду.

Но сразу надо отметить, что титановая рама - выбор элиты. Если один раз сядете на титановый байк вряд ли после этого захотите ездить на чем-либо другом - если только вы любитель экстремальной жесткости и вам плевать на поглощение энергии. Титановый байк помогает ехать, а так же прыгать и поворачивать. Он как бы облизывает все неровности почвы. Он "прощает" ошибки в управлении.

На сегодняшний день инженеры рассчитали титановые трубы так, что толщина стенок в каждой отдельно взятой точке разная, тем самым обеспечивая и жесткость рамы и, в то же время гасит удар и поглощает вибрации.
Подобные вещи очень часто покупают не в виде велосипедов, а именно в виде рамы, так как на такой раме многим не хочется лицезреть серийные компоненты - вместо этого тянет повесить HI-END, нечто эксклюзивное, и собрать "Велосипед Мечты".

Наиболее "продвинутая" на нашем рынке фирма, предлагающая титановые байки - это "WHEELER". WHEELER производит титановые рамы давно и самостоятельно. Лучшей проработкой титана может похвастаться пожалуй только Merlin Titanium своей XLM моделью. (Но 2700... Да, да, тех самых "зеленых бумажек". И причем в Штатах, а не у нас.)

Желающим поиметь титановый байк за "разумные" деньги мы бы посоветовали обратить внимание на продукцию отечественных производителей. Такие фирмы создаются на базе ВПК и занимаются этим вопросом специалисты отдавшие "оборонке" не один десяток лет, знающие все тонкости этого благородного материала. В нашей "оборонке" насчитывается два десятка производств, работающих с титановыми сплавами. Велосипедными рамами занимаются всего три. Самая "продвинутая" фирма - это "Титан-Россия" из Нижнего Новгорода - основана на базе производства корпусов подводных лодок. Фирма не новичок в "титановом" деле (7 лет) и даже имеет опыт работы с таким громким именем как Ernesto Colnago. Именно для него "Титан-Россия" производит шоссейные рамы, которые впоследствии красятся, комплектуются оборудованием и продаются в готовом виде под маркой COLNAGO.

Для изготовления используется судостроительный титановый сплав ПТ7М обладающий отменными характеристиками. Важно отметить, что перед сваркой все трубы прокатываются - стенки калибруются до полного исчезновения неровностей, что повышает структурную прочность и, соответственно, устойчивость к нагрузкам.

Титановая рама для горного велосипеда "Титан" представляет собой набор труб сложного профиля, сваренных в стык ("монококк") в аргоновой среде. Толщина стенок ”1 мм. Нижняя труба с профилем переменного сечения: у каретки горизонтальный эллипс, по центру круг, у рулевой колонки - вертикальный эллипс. Наружные диаметр меняется от 33,5 до 47 мм. Верхняя и подседельные трубы круглые. Задний треугольник весьма изощрен - верхнее перо имеет постоянное каплевидное сечение, а нижнее - коническое овальное. Геометрия рамы весьма удачна, что положительно сказывается на ходовых характеристиках. Велосипед с такой рамой хорошо идет по равнине, позволяя длительное время держать хорошую скорость, хорошо "обрабатывает" неровности, уверенно проходит повороты, неплохо въезжает в гору, причем ездок остается в седле.

Из недостатков надо отметить недостаточную жесткость заднего треугольника при ис