Многие стараются крутить на больших звездах системы. Я тоже пришел к правилу: «Если можешь крутить большую звезду, значит так и нужно». Но насколько это обоснованно? Надо сказать, что в развитии велосипедной трансмиссии прослеживается тенденция уменьшения количества звезд на педалях. Несколько лет назад нормой было три, теперь две, иногда одна. Уменьшается и суммарный диапазон больших звезд. Например, на бюджетном байке раньше ставили систему (звезды спереди) 42/32/22Т с кассетой (звездочки сзади) 11-32Т, теперь на велосипеде такого же класса система 38/24Т с кассетой 11-36Т. Увеличение малой звезды спереди вполне компенсируется увеличением большой звезды в кассете (была минимальная передача 22/32= 0.69, стала даже более тяговитая 24/36= 0.67). А вот уменьшение большой звезды спереди нельзя скомпенсировать звездочкам в кассете, поскольку звезд меньше 11 зубьев в кассетах, можно сказать, не бывает.

Может быть, очень уж большие звезды на педалях и не нужны?

Если задать вопрос Интернету, почему так, то первый ответ состоит в том, что очень уж большие звезды в системе и не нужны, поскольку необходимость проявляется только на таких расчетных максимальных скоростях, до которых конкретный байк и не разогнать. Например, при каденсе (кол-во оборотов педалей в минуту) 80, на байке с диаметром колес 27.5 дюймов максимальная передача 42/11 дает расчетную скорость 41 км/ч, а 38/11 — 37 км/ч, при том, что хорошая крейсерская скорость для байка составляет 30 км/ч. А на более низких передачах диапазона хватает. То есть, если ехать 28-29 км/ч при каденсе 80 то все равно, что на передаче 42/16 или 38/14. Поэтому большой звезды 42Т совсем не нужно, вполне достаточно 38Т или даже меньше, особенно если она всего одна 🙂

По моему опыту не могу с этим согласиться. На моем конкретном байке даже в лесу использую передачу 42/11 очень часто, на спусках. В общем, есть и другие случаи, помимо выхода на гипотетическую максимальную скорость на идеальном покрытии. Но главное, совсем не могу согласиться с тем, что все равно на какой звезде поддерживать скорость. На большой звезде спереди крутить лучше. То есть, если нужно, например, ехать в горку со скоростью 14-15 км/ч, то это можно делать на любой из трех передних звезд, соответствующие соотношения 42/24, 32/18, 22/12. И вот тут, на практике, очень заметно, что все эти передачи разные. А самая эффективная работа цепной передачи (по ощущениям) как раз на большой звезде, 42/24. На этой передаче намного выше «эластичность» — компенсация небольших изменений скорости в зависимости от внешних условий, вообще плавнее крутить и легче ускориться при необходимости. Понятно, что большая часть этих ощущений может быть просто в голове. Копание интернета показало, что не только у меня в голове. Народная велосипедная мудрость полна поговорок типа «big ring is king» , «на малой звезде можно ехать очень быстро, но если перекинуть на большую и вломить, то поедешь быстрее» и т.п. Ни одной поговорки о том, что все звезды одинаковые, на глаза не попалось 🙂

В общем, нужно разобраться. Попытки такие в интернете были, видел радостное обсуждение со ссылкой на научную работу 1998 года, показывающую, что на больших звездах КПД велосипедной передачи на 0.6% больше. И это единственное подтверждение многочисленных наблюдений из практики. Не думаю, что я бы почувствовал эти 0.6%, поэтому результат исследования показывает, что если копать, то не там 🙂

1. Почему лучше не использовать малые звезды кассеты.

В этом разделе будет показано, что звезды 11, 12, 13 принципиально хуже остальных. Поэтому, если использование бОльшей звезды спереди позволяет не работать на звездах 11,12,13 сзади, это дает заметный результат.

Рис.1. Кассета с цепью на звезде 11Т

Цепные передачи сводятся к вращению многоугольников, чем больше зубьев, тем многоугольник ближе к окружности. На рис. 1 для наглядности красный цветом показан многоугольник, который образует цепь на звезде 11 зубьев. Шарниры цепи составляют вершины многоугольника. Заснят момент, когда рабочее звено цепи (то звено, за которое цепь вращает кассету) параллельно цепи. При повороте на «половину зуба», когда шарнир будет в желтой точке, цепь поднимется. При повороте еще на пол зуба, снова опустится, ситуация снова будет как на фото. Таким образом, при работе происходит биение цепи. Это особенность вращающихся многоугольников, с этим ничего не поделать 🙂 Чем больше звезда (по кол-ву зубьев), тем меньше амплитуда биения цепи. Кстати, в инженерных расчетах цепи не рекомендуют брать кол-во зубьев меньше 13. В велосипедах ситуация хуже, поскольку зубья «подпилены», чтобы цепь могла переходить со звезды на звезду. Для этого шарниру цепи нужно подняться всего на 0.4 мм. И нижний пропил в велосипедной звезде делают примерно на 0.4 мм глубже, чем может опуститься многоугольник цепи. В общем, амплитуду биения цепи нужно сравнивать с максимально возможным перемещением ролика цепи до схода с зубца. Если биение больше, то при работе передачи цепь может плохо цепляться за зубья. Вот график амплитуды биений с отмеченной такой границей.

Рис. 2. Амплитуда биений цепи на разных звездах кассеты

Видно, что на звездах кассеты 11, 12, 13Т зацепление не надежное. 14Т тоже лучше не использовать. Если зубья не подпилены (велосипеды с одной передачей), то можно нормально использовать и 11Т и даже меньше. Но в велосипедах со скоростями не так. Поэтому если бОльшая звезда спереди дает возможность при прочих равных сместиться хотя бы на одну звезду кассеты в диапазоне 11-14Т это даст заметное преимущество в мягкости зацепления шарниров цепи за зубья звезды.

2. Большие звезды и «вламывание» в горку.

Инженерные расчеты цепи дают зависимость силы натяжения рабочего участка цепи от диаметра звезды. Чем больше диаметр (т.е. кол-во зубьев), тем меньше натяжение. Поскольку из упомянутой выше статьи 1998 года особой разницы в выборе звезд нет, то значит натяжение рабочего участка цепи не приводит к изменениям КПД при равномерном вращении педалей. Но ведь человек не мотор, человек не вращает педали равномерно. Более того, по ощущениям преимущества в большой звезде спереди именно при мощном педалировании в гору. Это еще более заметно при «вламывании» в МТБ-шный «торчок», когда о каком-то установившемся вращении педалей говорить не приходится. То есть, нужно понять, как натяжение рабочего участка цепи связано с ускорениями — изменением скорости вращения. Самое близкое — это момент трогания с места, когда скорости почти нет, а ускорение есть. То есть, прикладываем силу к педалям, и смотрим когда сдвинется велосипед. Далее сравниваем полученное усилие на близких передачах, но полученных разным соотношением звезд. Соответствующих инженерных расчетов сил при запуске цепной передачи я не нашел. К счастью, такой эксперимент проще провести, чем углубляться в теорию.

Рис. 3. Измерения силы страгивания при частично заторможенном колесе

На рисунке измерение силы, приложенной к педали для прокручивания приторможенного заднего колеса. Цепь на звезде системы 50Т. Для страгивания колеса нужно приложить усилие 3.5 кг, когда цепь на звезде кассеты 28Т и, соответственно 9 кг, когда цепь на звезде кассеты 11Т. Проведена серия из трех измерений. Данные лучше представить в виде зависимости силы страгивания от передачи.

Рис. 4. Преобразованные данные с Рис. 3 с линейной аппроксимацией

Таким образом, для звезды 50Т получена линейная зависимость силы страгивания от передачи (отношения передних и задних звезд). Теперь нужно сравнить такие прямые для всех трех передних звезд и посмотреть разницу в силе страгивания на одинаковых передачах. Если на большой звезде «вламывать» проще, то прямая «50Т» будет ниже «39Т», а прямая «30Т» должна быть самой верхней.

Рис. 5. Усилие страгивания при различных передачах на всех звездах

Увы, чуда не произошло. Данные трех звезд показывают в сумме линейную, прямо-таки идеальную «коробку передач». Совершенно все равно, на каком соотношении звезд страгивать велосипед, или то же самое — «вламывать» в «торчок» на сверхнизком каденсе. Таким образом, при силовом педалировании большая звезда не дает преимуществ в передаче силы на колесо.

3. Большие звезды и рывки цепной передачи.

Так получилось, что как раз закончив измерения поставил на систему шоссейного велосипеда новую звезду 53Т вместо 50Т, поскольку в последнем бревете использовал на кассете слишком часто самые малые звезды. И поехали кататься по нашему стандартному маршруту этого сезона на 83 км. Чудес не ждал, но к ощущениям прислушивался. Педалировать все-таки явно легче. Но если дело не в усилиях, то в чем? Педалировать явно плавнее . Причем на средних звездах в кассете, т.е. независимо от рассмотрения биения цепи в первом разделе заметки. Цепная передача, так как построена на вращающихся многоугольниках, передает вращение рывками. Вот с этим и разберемся в этом разделе 🙂

Вернемся к Рис. 1. Цепь заснята в точке, когда сила с которой шарнир тянет зубец звездочки направлена не по касательной к окружности вращения. Поэтому раскручивающая звездочку сила меньше, чем сила, с которой цепь тянет за шарнир. А в желтой точке цепь совпадает с касательной к окружности, поэтому сила цепи полностью передается во вращение звездочки. Это и приводит к рывкам вращения звездочки и, следовательно, вращения колеса. Это и должно чувствоваться на педалях как «не плавность». Такие же рывки есть и на ведущих звездах.

Рис 6. Амплитуда рывков передачи усилий на разных звездах

Амплитуда рывков на звезде 11Т составляет 4% от силы, на звезде 30Т — 0.5%. Вряд ли можно прочувствовать ногами такое колебание на один зубец. Скорее будет ощущаться количество рывков, скажем, за один оборот педалей. То есть прокрутил оборот, получил количество рывков, как от ведущей звезды, так и от ведомой. Для простоты считаем, что инерции нет, поэтому чувствительность к рывкам максимальная, то есть рывки воспринимаются как неравномерность движения велосипеда. Первая прикидка сразу дает хороший график, который соответствует ощущениям.

Рис. 7. Сумма амплитуд рывков за один оборот педалей на разных передачах и разных ведущих звездах

Плавность передачи на бОльших передних звездах выше. То есть, там, где передачу можно выбрать разным сочетанием звезд, на малой звезде спереди ход будет самый «рваный». Иными словами, при одном обороте педалей при цепи на звезде системы 50Т мы можем ощутить ногами 50 небольших рывков от ведущей звезды и 50 рывков посильнее от ведомой звезды. Если то же соотношение выбрать при звезде спереди 39Т, то мы получим за оборот педалей 39 рывков от ведущей звезды, чуть больше, чем от 50Т и 39 рывков от задней звезды, меньшей, чем в прошлом случае, и рывки от нее будут значительно больше. Произведение количества рывков на их амплитуду во втором случае будет заметно выше, например для передачи 2.5 на 30% (значение Y на графике 1.0 против 0.75). Как вообще устроены эти рывки?

Рис. 8. Сила раскручивания ведомой звездочки в зависимости от поворота

Рассмотрим вращение на «один зубец» звездочки 11Т и для сравнения на такой же угол звездочки 28Т. Начнем из точки максимальной передачи тянущей силы цепи (желтая точка на рис. 1). Сила вращения равна тянущей силы цепи, множитель передачи = 1. Затем эта сила плавно уменьшается. Когда рабочее звено цепи на звездочке становится параллельно линии цепи (как на фото), происходит смена тянущего шарнира. Предыдущий шарнир отрывается от звездочки, начинает работать следующий. На графике этому углу поворота звездочки соответствует резкий излом изменения вращающего усилия. После этого происходит плавное нарастание силы вращения. Думаю, что рывки как раз ощущаются на этом изломе. Если сравнить графики для звезд 11Т и 28Т, то видно, что помимо бОльшей амплитуды рывка у звезды 11Т этот рывок еще и более «резкий». Если ввести в систему инерционность, как это имеет место на реальном велосипеде, то «изломы» графика несколько сгладятся. При этом небольшие изломы вообще «уйдут», а большие все равно останутся, то есть разница от резкости изломов будет еще больше. Поэтому в рассмотрение нужно еще ввести и степень «излома». Это все тоже хорошо считается и итоговая зависимость рывков на один оборот педалей от выбранной передачи получается еще более красивая (даже без учета инерционности, то есть только «голая» геометрия).

Рис. 9. Сумма рывков (с учетом амплитуд и резкости) за один оборот педалей на разных передачах и разных ведущих звездах

Видно, что, например для передачи 2.5 плавность передачи усилий от ног до колеса при большой звезде 50 или 53Т в два раза лучше, чем на 39Т, а 39Т почти в два раза лучше, чем 30Т. Более того, действительно заметна разница между 53Т и 50Т на средних звездах кассеты. Она составляет 10-15%.

Эффект рывков усилий, по всей видимости более заметен на низких оборотах, на высоких гораздо сильнее начнет работать инерционность всей всех крутящихся элементов, которая должна сглаживать рывки. То есть, как раз на силовом педалировании с низким каденсом.

Подводя итог трех разделов нужно сформулировать следующее.

1. Нужно избегать по возможности работы на малых звездах (11-13Т) кассеты, особенно на больших оборотах. Цепь будет молотить по зубьям вплоть до проскакиваний.

2. При трогании с места и в начале разгона совсем не важно, как именно выбрано передаточное число, на каких звездах. В этом случае предпочтение для лучшего разгона на малых звездах спереди или на больших, исключительно в голове.

3. При низких и средних скоростях лучше выбирать большую звезду спереди (и соответственно бОльшие звезды сзади). Это сказывается на плавности педалирования. Здесь еще нужно отметить часто упоминаемый перекос цепи, которого якобы нужно избегать. По моему опыту и по проведенным измерениям перекос цепи ни на что не влияет 🙂

4. При увеличении инерционности крутящися элементов (например, более тяжелые колеса, или увеличения скорости вращения) зависимость от выбора ведущих звезд становится меньше.

Вадим Никитин

Материал подготовили: Клочков Олег Мирослава Новикова

Входящие в состав трансмиссии передние и задние звезды на велосипед участвуют в передаче крутящего момента на ведущее заднее колесо, а также делают возможным переключение скоростей.

Абсолютное большинство велосипедов прошлого столетия имели всего лишь одну переднюю и одну заднюю звезду и, соответственно, имели одну фиксированную передачу.

Прогрессивное развитие всех видов велосипедов за предыдущие 30-40 лет первоочередно коснулось трансмиссии, что сделало доступным с помощью переключения скоростей корректировать свои усилия при езде по сложным местностям.

Звёзды шатунов

Передние ведущие звёзды или их набор присоединяют к правому шатуну. В различных категориях велосипедов их число составляет от одной до трёх. Детские, а также прогулочные и дорожные велосипеды, оснащаются одной ведущей звездой. Две или три звезды монтируют на скоростные шоссейные или горные модели.

Конструктивно звёзды могут быть съёмными, или в составе монолитного узла с шатуном. Интегрированный в набор звёзд шатун используется, как правило, в велосипедах нижней ценовой категории. Более дорогие виды двухколесного транспорта оборудуются съёмными передними звёздами, позволяющими выполнять замену, оставив при этом прежний шатун.

Съёмные звёзды крепятся к шатуну болтами («бонками») при помощи «паука», имеющего от 3 до 5 «лапок». Отверстия для болтов размещаются по диаметру звёзд и стандартизованы. Некоторые изготовители велосипедов функцией паука наделили первую звезду, выполненную заодно с шатуном.

Материалом для изготовления ведущих звёзд служат прочные стальные и алюминиевые сплавы, а также титан и композитные материалы.

Количество зубьев и диаметр передних звёзд зависит от разновидности велосипеда. Например, в горных и ВМХ-велосипедах этот показатель может равняться 18-32, для скоростных же велосипедов применяют звёзды с числом зубьев от 42 до 52.

На горных велосипедах иногда одну ведущую звезду заменяют защитным кольцом из пластика или металла - рокрингом. Он оберегает звёзды от возможных механических повреждений.

Кроме привычной круглой формы ведущие звёзды могут иметь и эллиптическую. Их применяют только в гоночных велосипедах для преодоления «провала» в приложении усилий при горизонтальном положении педалей.

Задние звёзды

Ведомой частью трансмиссии велосипеда являются задние звёзды. И их количество также зависит от типа велосипеда. Велосипедисты на ВМХ и шоссейниках постоянно вынуждены преодолевать подъёмы.

Широкий спектр передач им обеспечивает ряд 6-11 собранных в один узел звёзд, имеющих различный диаметр. Такие узлы современных велосипедов называют кассетами, они крепятся к втулкам колёс. Кассеты велосипедов среднего и высокого ценового сегмента - разборные.

Задние звёзды гоночных велосипедов предыдущих поколений собраны в трещотки. Они выполняют одинаковую с кассетами функцию, но отличаются от них способом крепления - их вкручивают в заднюю втулку.

Постоянное воздействие сильных нагрузок на задние звёзды вынуждает производителей для их изготовления применять особо прочные стальные, алюминиевые, а также титановые сплавы.

Самым популярным (недорогим и прочным) материалом для звёзд являются сплавы из стали. Такие звёзды для увеличения срока службы хромируют или никелируют. Их главный недостаток - избыточный вес.

Облегчают велосипед звёзды из алюминиевых анодируемых сплавов. Но они дорогие и обладают невысоким ресурсом.

Титановые звёзды лёгкие, прочные и самые дорогие. Ими комплектуют топовые кассеты, или используют в качестве большой звезды в других наборах.

Задние звёзды отличаются диаметром и количеством зубьев. Так, кассеты ВМХ моделей составлены из звёзд с числом зубьев: на меньшей звезде - 11-12, на наибольшей - 28-36. У шоссейных велосипедов количество зубьев соответственно составляет 11 и 22-27.

Понятно, что с увеличением количества зубьев на звезде и с возрастанием ее диаметра, велосипедисту совершать обороты педалей намного легче.

К середине ХХ ст велосипедисты, у кого не было планетарки на три скорости, по любой местности катали на одной фиксированной передачи.

Сейчас некоторые отчаянные все еще ездят на фиксированной передаче, но большинство из велолюбителей все же в полной мере пользуются новыми технологиями, которые облегчают катание на велосипеде. Так, за последние 30 лет

Все виды велосипедов подверглись прогрессивному развитию и одной из значимых улучшений стала трансмиссия. С ее помощью стало возможным корректировать усилия, необходимые для езды по рельефной местности.

Мы разобрали сложный механизм передач: цепь, звездочки, переключатели, чтобы продемонстрировать принцип его работы. Также эта информация будет полезной для тех, кто хочет в дальнейшем улучшать оснащение своего железного коня самостоятельно.

Для чего нам передачи?

Передачи имеют существенное значение при преодолении подъемов, сложных спусков, ведь они помогают сбалансировать энергию, затраченную на педалирование.

Во время физических нагрузок выше своей головы не прыгнешь, да и смысла в этом нет. Натренировать выносливость и силу можно только со временем, а передачи как приложение, увеличивает Ваши показатели. Мощность педалирования определяется силой, которую Вы прикладываете для вращения педалей, а также скоростью с которой Вы их обращаете.

Эффективное использование энергии является предпосылкой успеха большинства спортсменов, особенно гонщиков кросс-кантри. А ускорение на высокой передаче или быстрое вращение педалей на низкой приводит к значительной усталости мышц. Поэтому важно уметь правильно выбрать передачу, которая будет соответствовать Вашим возможностям, особенностям местности и наклонам трассы.

Составляющие трансмиссии

Для понимания принципа работы передач, их комбинирования и соотношения, разберемся с наполнением механизма трансмиссии:

Кассета - находится на заднем колесе и крепится к втулке. Состоит она из ряда различных по размеру шестерен - звезд, которые обеспечивают широкий спектр передач в зависимости от количества зубцов звезды.

Касета и переключатель

Цепной привод (кассета) - находится в передней части трансмиссии и состоит из цепи, передней шестерни (звезды) и шатунов. Велосипед может быть оборудован звездами от 1 до 3, в зависимости от стиля и назначения езды.

Цепной привод

Задний переключатель скоростей (передач) - находится на задней части трансмиссии и отвечает за перевод цепи с одной звезды на другую. Более того, переключатель поддерживает натяжение цепи во время ее перемещения при переключении передач.

Задний переключитель

Передний переключатель - переводит цепь с одной звезды на другую, как и задний переключатель, но при этом не регулирует натяжение цепи. Он есть только у велосипедов с 2 и 3 передними звездами.

Передний переключатель

Шифтеры - рычаги которые находятся на руле, и работают как коробка передач в автомобиле. С помощью тросов они соединяются с задним и передним переключателями передач.

Шифтеры

Комбинации и соотношения

Правильная настройка передач на велосипеде поможет Вам крутить педали эффективно.

Необходимо учитывать некоторые факторы прежде чем переключаться на другую звезду или заменять существующую трансмиссию.

Соотношение передач может быть рассчитано с помощью соотношения количества зубцов на передней и задней звездах. 32 зубцы на передней звезде с 16 зубцами на задней звезде дает соотношение 32/16, то есть 2/1. Это соотношение дает число оборотов колеса за период одного оборота педалей. Таким образом, в случае соотношение передач 2/1, один полный оборот педалей приведет к двум полным оборотам колес.

На выбор передачи влияет и размер колес велосипеда. Одна и та же передача на 26" колесах будет значительно легче, чем на 29".

Даунхилл ( DH )

Стиль езды играет важную роль в настройке диапазона передач. Если Вы даунхилер с хорошо оснащенным велосипедом, маловероятно, что Вы будете преодолевать крутой подъем. Учитывая это, многие DH велосипеды имеют только одну переднюю звезду (передачу), с размером 32-36(Т), и заднюю кассету с ограниченным количеством передач - 7-10. Кассета данного типа будет звезды размером 12-25(Т) или 11-36(Т).

Все больше производителей DH велосипедов вводят новый стандарт размера колес с диаметром 27,5" (650 b ), что следует учитывать при выборе правильного соотношения передач.

Кросс-кантри ( CC )

Если Вы ездите на кросс-кантри на длинные расстояния, Вам необходим более широкий диапазон передач, 2 или 3 передние звезды обеспечат сохранение сил на подъеме и быстрый спуск. Система с тремя передними звездами будет такой: 42-32-22 с кассетой с 8-9 задними передачами, типичный диапазон которых - 12-32(Т) или 11-34(Т).

All Mountain ( AM )

С момента появления кассеты на 11 передач, многие производители горных велосипедов, что есть на рынке, ставят трансмиссию 1×11. Как правило, она состоит из одной передней звезды с размером 30-34(Т) и с кассеты с 10-11 задними передачами - 10-42(Т).

Преимуществом трансмиссии с одной передней передачей есть уменьшение веса велосипеда за счет отсутствия переднего переключателя и дополнительных звезд. Также это в упрощает всю систему.

Определение необходимого вам соотношение передач и настройки комбинаций требует некоторых экспериментов и ошибок, а также учета таких факторов как стиль езды, дисциплины и размер колес.
Если Вас заинтересовал этот материал, и Вы хотите углубить свои знания, то приходите к нам в Велошколу Механиков на Дегтяревскую, 51В . Здесь расскажут все, что Вам интересно о велосипеде, покажут самые сокровенные места и научат ремонтировать, ухаживать и правильно проводить апгрейд Вашего, а может и не только Вашего, железного коня!

А также читайте нас, мы работаем, пишем и катаем с душой! ;)

От опытных велосипедистов очень часто можно слышать советы как выбирать передачи на велосипеде, в зависимости от условий езды. Например, в городе рекомендуется выбирать соотношение 1,6. Откуда берется это число? Исходными данными для его вычисления являются две величины — количество зубьев на передней и задней звездах велосипеда. Основной параметр звезды велосипеда — это количество зубьев на ней.

На передних звездах число зубьев может изменяться от 28 до 59 , на задних от 9 до 23. Поделив количество зубьев передней звезды на количество зубьев на задней, получаем это соотношение. К примеру на передней звезде 32 зуба, а на задней 20. Поделив 32 на 20 получаем 1,6. Вот и все расчеты. Для определенного соотношения может быть несколько вариантов подбора звезд.

Скоростные возможности велосипеда зависят от подбора звезд и диаметра колес. Чем больше зубьев на передней звезде и меньше зубьев на задней, тем большую скорость можно развить на велосипеде. Плюс больший диаметр колес увеличивает скорость.

Как выбирать передачу на велосипеде

Все это и многое другое можно вычислить на калькуляторе расчета передач, который находится по адресу http://www.surplace.fr/ffgc/

Вводим туда количество зубьев звезд (32 и 20) и диаметр колеса (26″ х 1,9″(559 х 47)). Выбираем метрику в километрах и вот, что получаем. При таких данных коэффициент 1,6 можно получить на парах звезд: 29 х 18, 30 х 19, 31 х 19, 32 х 20, 33 х 21, 34 х 21, 35 х 22, 37 х 23, с разницей +- 2%.

Ниже можно узнать скорость при определенной каденции. В моем примере минимальную скорость в 9,9 км/ч можно развивать при каденции 50 об/мин, а максимальную 25,6 км/ч при каденции 130 об/мин.

Еще посмотреть на эту тему:

В зависимости от условий езды – подъём на гору или спуск, разгон или поддержание необходимой скорости, качества дорожного полотна велосипедист вынужден выбирать оптимальное соотношение передач. Правильный выбор передачи позволяет сэкономить силы в поездке…

Передача фрикостер. Оригинальное решение передачи крутящего момента с цепи на втулку. Вместо использования собачек на внутренней поверхности драйвера нанесена крупная резьба. Специальна гайка в корпусе втулки при педалировании накручивается на резьбу…

Переключатели передач с внешним механизмом имеют простую конструкцию, малый вес, низкую цену и большой диапазон передач. Недостатки: быстрый износ цепи из-за перекоса при переключении; частое обслуживание – чистка, смазка и настройка; большая вероятность поломки…

В технических данных систем и шатунов как правило указывают рекомендуемый ChainLine. Перед тем, как снимать отработавшие срок старые компоненты, необходимо измерить Chainline и новые компоненты подбирать зная этот размер…

Измеряется в оборотах в минуту. Этот термин стали применять в велоспорте тогда, когда начала зарождаться спортивная медицина и научный подход к получению максимальных результатов в велоспорте. Суть исследований в этом направлении состояла в том, чтобы рассчитать…

0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.

Выбор цепи мотоцикла по разрывной нагрузке.

Некоторое время назад передо мной стояла задача купить новую цепь на свой шоссейный мотоцикл. Поиск был начат с локального рынка и закончен американо-европейскими. К моему великому ужасу, но к еще большему ужасу продавцов я обнаружил полную некомпетентность последних в этом вопросе. Причем европейские коллеги вообще не понимали, что они отличаются чем-то кроме формы сальников. Причем Х-Ring это было круто, а О-Ring совсем не круто. Собственно на этом все знания и заканчивались. Я же возьму на себя небольшую миссию внести ясность в это заколдованное дело, как выбор цепей непосвященными:) Как говорилось в одном фильме: только человек с узкой задницей сможет пройти в эту дверь и только человек с добрым сердцем сможет взять этот кинжал. Давайте попробуем выбрать правильную цепь и не пугать новичков байками о разорвавшийся цепи и пробитыми картерами и"ЧУДО" безопасной остановки мотоцикла с заклиневшим заднем колесом:)

Да собственно я отвлекся. Давайте рассмотрим чем цепи отличаются. Раньше я уже немного писал о цепях и звездах.
Читаем тут:
Звезды и цепи, теория и практика. Часть 1. Стоковый мотоцикл (след пост)
Звезды и цепи, теория и практика. Часть 2. Износ звезд и цепей (далее в постах)
Звезды и цепи. Часть 3. Передаточные значения звезд (далее в постах)

Теперь немного о усилиях на разрыв.
Все цепи имеют различный показатель. Причем даже цепь одной ширины и одной марки может отличаться разрывным усилием . Собственно это такая величина при которой происходит деформация элементов цепи и разрывом элементов. Измеряется эта величина в фунтах (lbs, 1 фунт равен 453,59 грамм). Следовательно чтобы разорвать цепь с коэффициентов 7,280 lbs необходимо приложить усилие в 3300 кг. То есть подвесить нормального размера джип:) Или газануть как следует на моте:)

Для примера я приведу табличку усилий разных цепей фирмы DID
420 - 3970 lbs (1800 кг)
428 - 4480 lbs (2032 кг)
520 - 6700 lbs (3039 кг)
525 - 7280 lbs (3300 кг)
530 - 7200 lbs (3265 кг)
630 - 9900 lbs (4490 кг)
630V - 11000 lbs (4989 кг)
На самом деле цепи этой же фирмы имеют различные показатели на разрыв в зависимости от класса цепи но самое важное знать не столько показатели в цифрах, сколько отношение разрывного усилия к кубатуре мотоцикла.

Вот несколько примеров того, как используются цепи на различных классах техники.
420 цепь для дорожных и внедорожных мотоциклов с объемом мотора до 80сс - 3970 lbs
428 цепь для дорожных и внедорожных мотоциклов с объемом мотора до 125сс - 4300 lbs
520 цепь для дорожных и внедорожных мотоциклов с объемом мотора до 250сс - 6720 lbs
520 цепь для дорожных (спортивных) мотоциклов с объемом мотора от 250 до 750сс - 8650 lbs
520 цепь для кроссовых мотоциклов с объемом мотора 125-250сс - 8100 lbs
520 цепь для дорожных (спортивных) мотоциклов с объемом мотора до 1000cc - 8550 lbs
525 цепь для спортивных (дорожных) мотоциклов с объемом мотора до 750сс - 8010 lbs
530 цепь для спортивных (дорожных) мотоциклов с объемом мотора до 1300сс - 10400 lbs

Как видно из вышеперечисленных значений максимальная производительность необходима только спортивным моделям мототехники для асфальтового покрытия, так и для бездорожья. Следовательно для гражданских моделей есть возможность применения цепей с более нихким показателем. То есть правило простое, чем ниже крутящий момент, тем менее производительные цепи необходимо использовать. То есть можно на 400 XJR поставить ZVM2 стоимостью в 300 долларов но эффективность ее работы будет точно такая же как и при использовании цепи стоимостью в 80 долларов.
Владельцам спортивных мотоциклов повезло меньше, конечно нет необходимости ставить гоночные цепи если мотоцикл используется не в гоночных режимах, но соблюдать условия кубатуры техники следует обязательно. Я неоднократно встречал людей покупающих цепь, которая по ширине подходила под их мотоцикл, но по разрывной нагрузке уступала в 2 раза. Внимательно отнеситесь к этому параметру если нет желания собирать разломанный цепью картер, а скорее всего и мотоцикл по дороге.

То есть если у вас мотоцикл (пусть даже спортивный) используется в среднем диапазоне смело пользуйтесь таблицей усредненных значений.
До 80 cc - 4000 lbs
До 125 cc - 4300 lbs
До 250 cc - 6700 lbs
До 600 cc - 8000 lbs
До 750 cc - 8500 lbs
До 1000 cc - 9500 lbs
До 1300 cc - 10500 lbs
Свыше 1300 cc - 11000 lbs

N.B. Если у вас мотоцикл используется на пределе и имеет экстремальные характеристики мотора следуют подбирать цепи и звезды с особой тщательностью.
В принципе существует несколько условных типов цепей и их зависимость от ширины цепи
Стандартные (Standard)
Усиленные (Heavy Duty)
X-Ring (с сальником Х-формы)
O-Ring (с сальником О-формы)
И другие.

Ниже табличка отличий разрывных усилий

Звезды и цепи, теория и практика. Часть 1. Стоковый мотоцикл.

Уже много времени прошло с того момента, как я задумал написать эту статью. Вспоминая о количестве информации, которой я хотел бы поделится, меня бросает в холодную дрожь и я постоянно переносил этот радостный момент. Но в конце концов совесть победила лень и вот я сел писать статью о звездах. Эти звезды странным образом расположились на небе и я решил добавить информации о цепях:) Итак вашему вниманию предоставляется комплексная статья о том, что важнее тюнинга мотора может быть только правильно подобранные звезды. Именно они распределяют мощность и крутящий момент, именно они могут толкать мотоцикл вперед, а могут поднимать вверх колесо. Собственно данная статья о том, как правильно использовать свой мотоцикл в зависимости от условий эксплуатации.
А теперь еще немного лирических ноток объясняющий то, почему я начал задумываться об этой теме. Трек, тренировочный заезд, ездить не умею но очень хочется. Выезжаю на прямую, рядом едет 600сс, но я же крутой у меня литр и все знают что это быстро и круто. И вот я и рядом едущая 600 открываем газ и я с удивлением обнаруживаю что мой литр начинает разгоняться, намного медленнее шестисотки. Не могу сказать что очень, но достаточно чтобы заметить разницу. И вот с комплексом неполноценности я подхожу к этому мотоциклисту и задаю рад вопросов о том, какой у него мощный мотор и какой у меня гавняный стоковый литр. В голове у меня уже крутились бюджеты по тюнингу со многим количеством нулей и я был в сильном замешательстве. По факту оказалось все намного проще. Данный мотоцикл хоть и показывал прекрасный разгон, но имел жесткое ограничение по максимальной скорости:) И что правильно подобранные сочетания передней и задней звезд и дает ожидаемый эффект за очень гуманные деньги. Собственно сейчас мы и будем уделять внимание данной теме. Для примера берем спорт байк, но касательно других мотоциклов принцип подбора цепей и звезд совпадает.

Часть первая - теоретическая

Давайте рассмотрим сток, то что вы приобретаете в мотосалоне. Обычно мотоциклы комплектуются цепью 525 либо же 530. Спортивные цепи (520) ставятся на более узкие звезды, так как ширина значительно меньше, следовательно звезды намного уже. Так же важным моментом является вес цепи. Чем легче вращающиеся массы, тем быстрее разгон. То есть можно увеличивать мощность мотора, а можно просто поставить легкие колеса и убить 2х зайцев: легче перекладки и быстрее разгон. Следовательно если мы говорим и максимальной отдаче от мотоцикла то цепь нам необходимо ставить максимально легкую.

Итак стоковые цепи имеют следующие значения:
520 = 1/4" - (0.25") -
525 = 5/16" - (0.3125") -
530 = 3/8" - (0.38") -

Ход цепи стандартный: 15,88 мм (0.625 дюйма)

Для примера, ниже даю информацию по размеру элементов цепей, :
530 цепь
Длина пина, мм 24.90
Диаметр ролика, мм 10.32


Вес, кг / 100 звеньев 2.20

525 цепь
Длина пина, мм 23.20
Диаметр ролика, мм 10.32
Толщина внутр. пластины, мм 2.40
Толщина внешн. пластины, мм 2.60
Вес, кг / 100 звеньев2.11
Коэффициент износостойкости 4000
Нагрузка на разрыв: 4 630 кг / 10 408 фунтов

520 цепь
Длина пина, мм 20.20
Диаметр ролика, мм 10.22
Толщина внутр. пластины, мм 2.00
Толщина внешн. пластины, мм 2.00
Вес, кг / 100 звеньев 1.52
Коэффициент износостойкости 3220
Нагрузка на разрыв: 3 580 кг / 8 050 фунтов

Итак мы видим что 520 цепь почти в 2 раза легче 530 . Да она имеет меньшее значение разрывной нагрузки, но его вполне достаточно для современных гоночных высоко-форсированных моторов.

Теперь рассмотрим такое отличие как форма сальников цепи. То есть в каждой цени есть прослойка, которая позволяет цепи мягко складываться. Они отличаются формой и бывают разных видов. Вот для примера несколько: O-Ring тип и X-ring тип. Смотрим картинку. Для Х типа характерна большая площадь контакта сальника со стенкой цепи, следовательно меньшая выработка и длинный срок службы цепи.

Длинна цепи
Тут тоже не все просто и нашла коса на камень. Длинна стандартная, но для стандартного размера звезд. То есть при стандартном соотношении передней звезды к задней нам хватает длинны цепи для того, чтобы ее правильно натянуть (2,5 см свободного хода цепи). Обычно цепь имеет 100-110 звеньев. И чем больше задняя и передняя звезды, там длинее нужна цепь. Но об этом подробнее во второй части.

Для начала сразу скажу что все (почти) стоковые мотоциклы имеют 16 зубовую переднюю звезду и 42 зубовую заднюю. Материал - сталь, в тюнингованном варианте передняя звезда так же выполнена из стали, задняя же выполнена из различных сплавов алюминия либо титана.

Стоковый 530 набор:
Вес передней звезды = 225 грамм
Вес задней звезды = 1042 грамма
Цепь = 2102 грамма
Общий вес = 3369 грамма

520 набор:
Вес передней звезды = 164 грамма
Вес задней звезды = 350 грамм
Вес цепи = 1868 грамм
Общий вес = 2382 грамм

Звезды и цепи, теория и практика. Часть 2. Износ звезд и цепей

Все мы знаем что цепи и звезды приходит в негодность, но вот определить когда настал тот злосчастный момент не все знают точно. Итак износ цепи можно посмотреть следующими способами. Первый и основной это метки подтяжки цепи на заднем колесе. Когда цепь вытянута настолько сильно, что не хватает меток - пора менять. Некоторые умельцы отрезают одно звено... но это не советская техника со всеми допусками, скоростными режимами и нагрузками. Не удивляйтесь если сэкономив немного денег вы потом можете получить разломанный картер или переломанные ноги порванной цепью. Поэтому когда цепь вытянулась - меняем не изобретая хитроумные способы экономии!

О регулировке цепи в мотоцикле я напишу отдельную статью, а пока смотрим на картинках какие есть регулировки.
Теперь рассмотрим более сложный вариант при котором цепь подлежит замене, это неравномерная вытяжка цепи. Данная проблема может случится при попадании в яму задним колесом, прыжках на кроссовом либо триальном мотоцикле при перетянутой цепи. Обычно можно наблюдать незначительную вытяжку с одной из сторон цепи. Для этого мы вывешиваем мотоцикл на лифте либо центральной подножке и крутим заднее колесо, при этом смотрим на цепь. С одной стороны цепь натянута сильнее, с другой провисает вниз. Если удар был очень сильный, цепь может вытянутся с одной стороны настолько что будет вероятность ее схода со звезды и блокировка колеса. В этом случае цепь подлежит немедленной замене.

Теперь обратим внимание на износ звезд. На картинках показано состояние звезд подлежащих замене.

Про патологию могу добавить следующее. Если за мотоциклом смотрели не очень хорошо, то износ может быть настолько большим, что передняя звезда будет прокручиваться в середине цепи издавая сильный скрежет и хруст. Задняя же может потерять зубья, но при таком сильном износе цепь просто свалится в сторону.

Так же можно наблюдать лопнувшие заднии звезды. Это случается при больших ударных нагрузках, либо же заводском дефекте металла.

Звезды и цепи. Часть 3. Передаточные значения звезд

В стоке на мотоцикле устанавливаются такие звезды, при которых достигается оптимальное (средне-статистическое) соотношение разгонной динамики к максимальной скорости. Берем к примеру литровый спортбайк. Выбор связан с тем что все знания полученные мной были основаны на спортивном мотоцикле. Эти же принципы работают для всех типов техники, но мне понятнее объяснять на том, откуда я эти знания получал.
Теперь попробую ответить на вопрос для чего это необходимо делать. В стоке мотоцикл рассчитан, как на условия езды по городу со скоростью 60 км/ч (в Европе не нарушают) так и на магистрали со скоростью 297 км/ч (Электронное ограничение по законодательству). Причем используется только 5 передач, шестая - овердрайв, то есть экономичный режим понижающий обороты и отбирающий мощность с колеса для экономии топлива. Но так как у нас мотоцикл спортивный, то нам режим овердрайва, в принципе, не нужен. Нам необходимо получить все 6 передач в полном диапазоне. Если мотоцикл не спортивный, мы можем добиться заданных характеристик, например для стантрайдинга нам нет необходимости в максимальной скорости, но вот передачу крутящего момента нам необходимо поднять. для треков мы используем набор звезд, в зависимости от конфигурации. Если трек скоростной, очень обидно когда на прямой тебя обходят более медленные пилоты. Для примера на треке "Чайка" максимальная скорость 220 км/ч, следовательно больше 240 максималки иметь в запасе не нужно, а вот сделать 6 передач в диапазоне до 240 очень вкусная задача. Приятно на каждом прямике откусывать по пару метров, просто за счет технического превосходства.

Правило простое: увеличение задней звезды ведет к увеличению крутящего момента, а уменьшение в увеличению максимальной скорости мотоцикла. Передняя звезда отвечает за распределение мощности. То есть, поставив большую звезду назад мотоцикл вместо разгона будет просто подниматься на заднее колесо, потому что отдача мощности будет значительно перекрывать возможность толкать мотоцикл вперед. Вернее для простоты возьмем следующее правило: задняя звезда задирает мот, передняя толкает вперед.
Рассмотрим теорию происходящего. Обе звезды на самом деле влияют на одни и те же параметры. Например поставив переднюю звезду на один зуб больше (6 процентов) это тоже самое в процентном соотношении что 45 на заднюю ось. То есть увеличив перед на один или зад на 4 мы получим вроде мотоцикл с практически не измененными характеристиками, но не все так очевидно. Все равно происходят изменения рычага силы прикладываемого на шестерню. Мощность это производная усилия на рычаг за единицу времени, следовательно изменяя длинны рычага мы изменяем мощностные показатели. Еще пример.

Есть звезда на 16 зубьев скажем с диаметром 13 мм от вала, следовательно имеем радиус 23 мм полный и диаметр 46 соответственно. Длинна окружности составляет 144 мм при увеличении количества зубьев мы увеличиваем диаметр шестерни. Для 17 зубьев диаметр составляет 17 мм, это значит что диаметр увеличен на 2 мм и длинна окружности составляет 151 мм. Мы видим что увеличена длинна рычага. То есть усилие на цепи будет выше, даже при том же самом распределении мощности. Ниже приведены результаты скоростей при неизменном соотношении между передней и задней звездой.

А теперь рассмотрим заднюю звезду. Теже принципы что и для передней звезды, только диаметр увеличится очень значительно, что для мотоцикла очень нехорошо в динамике.
Как видим мощностные показатели не сильно поменялись, только на высоких скоростях есть значительные изменения, они как раз и являются показателем небольшого отличия в передаточных значениях.

Теперь рассмотрим как меняются пары звезд
Итак, в стоке мы имеем 16 зубов переднюю звездочку и 41 заднюю. Делим 41:16=2,5625 это и есть коэффициент с которым мы будем в дальнейшем работать.

Стандартный коэффициент звезд 41:16=2,5625*
Меняем например заднюю на 45, получаем 45:16=2,8125
*для любого другого мотоцикла проделываем точно такую же операцию и узнаем коэффициент.

Теперь вычисляем разницу коэффициентов: 2,8125:2,5625=1,09756. То есть грубо говоря на 10 процентов мы меняем распределение мощности. То есть уменьшая на 10 процентов максималку с 297 до 267 мы увеличиваем на 10 процентов разгонную динамику.

Теперь попробуем научится работать с заданными параметрами . Для примера берем опять же наш трек "Чайка" максималка 220, мы берем 240 км/час с небольшим запасом. Делим 297 на 240 и получаем разницу в 23 процента. Следовательно берем стандартное передаточное значение 2,5625 и умножаем его на 1.23, получаем 3,14. Это коэффициент, который нам необходим. Если оставить переднюю звезду неизменную на 16 то методом нехитрых вычислений получаем заднюю с количеством зубьев равным 50,24.

Теперь мы подумаем что нам стантовый мотоцикл не очень нужен :) и будем работать не только над передаточным коэффициентом, а добавим здравый смысл, логику и математику и научимся понимать, как высчитать правильно соотношение зубьев передней и задней звезды а не просто общее соотношение. Напомню что передняя звезда тяговая, задняя скоростная, отсюда будем и исходить. То есть уменьшая ведущую звезду мы делаем передачи короче.

Так же коэффициенту 3,14 соответствуют следующие пары (приблизительно)
17:54
16:51
15:47
14:45

Так вот все эти пары имеют одинаковые передаточные значения (приблизительно)
На мой взгляд нужны выбирать самую маленькую пару, так как большие не подрессоренные массы и крутящиеся массы имеют большее влияние на поведение мотоцикла нежели маленькие. Я остановился на 14 передняя и 45 задняя