Дерайлер на велосипеде что это

Велосипедный переключатель скоростей

Велосипедный переключатель скоростей (иногда называют дерайлер от англ.  Derailleur ) — часть велосипедной трансмиссии предназначенная для изменения частоты вращения и крутящего момента. Переключение передач управляется ручкой переключения.

В простейшем случае велосипед имеет фиксированную передачу, однако при вращении педалей максимальную мощность человек развивает в достаточно узком диапазоне частот вращения (80-100 полных оборотов в минуту). Переключение скоростей изменяет передаточное число и позволяет получать оптимальные частоты вращения педалей (каденс) на разных скоростях движения велосипеда, поэтому многие велосипеды оборудованы такими механизмами переключения.

Классический переключатель скоростей

Переключатель скоростей в том виде, в каком он применяется сегодня на большинстве велосипедов, изобрёл известный итальянский велосипедист Туллио Кампаньоло (en:Tullio Campagnolo) в 1950 г. Звезды (как сзади, так и спереди) смонтированы в блоки. Передний блок звёзд называется системой, задний блок звёзд — кассетой. Переключение осуществляется с помощью бокового смещения цепи направлением её на нужную звезду. Чтобы обеспечить равномерное натяжение цепи при разных передаточных отношениях, задний переключатель оборудован специальным устройством натяжения. Велосипед может иметь от 3 до 10 ведомых звёздочек и 1—3 ведущих, что позволяет таким образом обеспечить до 30 передач. Впрочем, передачи зачастую частично пересекаются (например, положения 32/16 и 22/11 эквивалентны); но такое пересечение необходимо для более удобного и плавного переключения. Кроме того, эффективность передач не одинакова: при большом перекосе цепи (например, с передней малой на заднюю малую звезды) трение и износ цепи и звёзд сильно возрастает, поэтому такими передачами активно пользоваться настоятельно не рекомендуется.

Переключатели управляются с помощью натяжения тросиков, которое регулируется специальными ручками переключения. У велосипедов до конца 1980-х — начала 90-х натяжение тросиков регулировалось плавно, из-за чего велосипедисту необходимо было самому определять положения, соответствующие переключению на очередную передачу. Позднее получили распространение системы индексного переключения, в которых механизм дискретно управляет перемещением тросика и, соответственно, переключателя. Само переключение осуществляется либо нажатием одного из двух рычагов (один для повышения, другой для понижения), либо вращением специального кольца. Рычаг переключателя скоростей системы находится на левой ручке, кассеты — на правой ручке.

Планетарный переключатель скоростей

Кроме классического переключателя скоростей, используется также и планетарный. По сравнению с внешним переключением его механический КПД немного ниже, [1] но он менее подвержен воздействию внешней среды и более удобен в обращении (в частности, позволяет переключать передачи, стоя на месте), поэтому активно применяется для городских и туристских велосипедов. В городских велосипедах из планетарных механизмов чаще всего применяются комбинированные трёхступенчатые и реже восьмиступенчатые, обеспечивающие переключение трёх или восьми передач и тормоз. Долгое время трёхскоростные втулки являлись самыми лёгкими и отлаженными, но в последнее время японская фирма Shimano стала выпускать восьмискоростные модели, которые по их заявлениям отлажены лучше, чем трёхскоростные. [2]

Вмонтированная тормозная система может быть разной — ножной тормоз, роллерный тормоз или дисковый тормоз. В первом и втором случаях тормозное устройство находится внутри втулки, но управляется по-разному: ножной тормоз — движением педалей назад, роллерный — с помощью тросика. А диск затормаживается с помощью калипера; также существуют облегчённые бестормозные втулки для использования совместно с ободным тормозом. Самые дорогие модели (например, скоростные втулки Rohloff) имеют 14 передач, обеспечивая передаточное соотношение более 500 % — это сравнимо с хорошим классическим переключателем скоростей, но и масса у таких втулок составляет около 2 килограммов.

Ведущими производителями планетарных переключателей скоростей являются фирмы: Shimano, SRAM и Rohloff Derailleur

Переключатель — Derailleur

Переключатель представляет собой переменное-отношение велосипеда передаточной системы , состоящая из цепи , нескольких цепных колес различных размеров, а также механизма для перемещения цепи с одной звездочки на другую. Хотя в мире велосипедов они называются шестернями , переключатели технически являются звездочками, поскольку они приводят в движение цепь или приводятся в движение цепью, а не друг с другом.

Современные передний и задний переключатели обычно состоят из подвижной направляющей цепи, которая управляется дистанционно с помощью троса Боудена, прикрепленного к переключателю, установленному на нижней трубе , штоке руля или руле . Когда всадник нажимает на рычаг во время вращения педалей, изменение натяжения троса перемещает направляющую цепи из стороны в сторону, «сходя с рельсов» цепь на разные звездочки.

СОДЕРЖАНИЕ

Этимология

Переключателе это французское слово, происходит от схода с рельсов поезда из своих треков. Его первое зарегистрированное использование было в 1930 году.

История

Различные системы переключения были разработаны и построены в конце 19 века. Одним из примеров является двухскоростной переключатель Protean, доступный на безопасном велосипеде Whippet . Французский велосипед турист, писатель и велосипедного промоутер Поль де Виви (1853-1930), который писал под именем Vélocio изобрел две скорости заднего переключателя в 1905 году , который он использовал на вылазки в Альпы. В некоторых ранних конструкциях использовались стержни для перемещения цепи на различные шестерни. В 1928 году была представлена ​​«Super Champion Gear» (или «Osgear») от компании, основанной чемпионом по велоспорту Оскаром Эггом , а также Vittoria Margherita *, в которых использовались «лопасти», установленные на нижних перьях, и однорычажные натяжители цепи, установленные рядом или на них. нижняя труба. Однако эти системы, наряду со штангой Campagnolo Cambio Corsa, в конечном итоге были вытеснены параллелограммовыми переключателями .

В 1937 году на Тур де Франс была представлена ​​система переключения передач , которая позволяла гонщикам переключать передачи, не снимая колеса. Раньше гонщикам приходилось спешиваться, чтобы переключить колесо из режима спуска в режим подъема. Переключатели не стали обычным оборудованием для шоссейных гонок до 1938 года, когда Simplex представила переключатель с тросовым переключением.

В 1949 году Campagnolo представила Gran Sport, более усовершенствованную версию уже существующих, но менее коммерчески успешных, параллелограммных задних переключателей с тросовым приводом.

В 1964 году компания Suntour изобрела задний переключатель с наклонным параллелограммом , который позволил шкиву подпорки поддерживать более постоянное расстояние от звездочек разного размера, что упростило переключение передач. По истечении срока действия патентов другие производители приняли эту конструкцию, по крайней мере, для своих лучших моделей, и «наклонный параллелограмм» остается текущим шаблоном заднего переключателя.

До 1990-х годов многие производители производили переключатели, включая Simplex , Huret , Galli, Mavic , Gipiemme, Zeus, Suntour и Shimano . Однако успешное внедрение и продвижение индексированного переключения передач компанией Shimano в 1985 году потребовало наличия совместимой системы рычагов переключения передач, переключателя, звездочек, звездочек, цепи, троса переключения передач и корпуса переключения.

Основными нововведениями с 1990-х годов стали переход от трения к индексированному переключению и постепенное увеличение количества передач. При фрикционном переключении рычаг напрямую управляет плавно регулируемым положением переключателя. Чтобы переключить передачи, всадник сначала перемещает рычаг настолько, чтобы цепь перескочила на следующую звездочку, а затем немного регулирует рычаг, чтобы центрировать цепь на этой звездочке. Индексированный переключатель имеет фиксирующий или храповой механизм, который останавливает рычаг переключения передач, а, следовательно, трос и переключатель, после перемещения на определенное расстояние при каждом нажатии или вытягивании. Индексированные манетки требуют повторной калибровки, когда тросы растягиваются, а детали повреждаются или меняются местами. На гоночных велосипедах задние кассеты с 10 передачами появились в 2000 году, а кассеты с 11 передачами появились в 2009 году. Большинство современных горных велосипедов имеют и те, и другие. Многие современные высококлассные горные велосипеды начали использовать трансмиссию полностью с одним цепным кольцом, при этом промышленность постоянно увеличивает и увеличивает количество задних шестерен, как показывают групсеты SRAM Eagle (1 на 12) и недавние приводы Rotor 1 на 13. тренироваться. У большинства шоссейных велосипедов две звезды, а у туристических — три.

Электронная система переключения передач позволяет водителю на смену с электронными ключами вместо с помощью обычных рычагов управления. Переключатели подключаются по проводам или по беспроводной сети к аккумуляторной батарее и небольшому электродвигателю, который приводит в действие переключатель. Несмотря на свою дороговизну, электронная система может сэкономить время гонщикам при переключении передач.

Сегодня тремя основными производителями переключателей являются Shimano (Япония), SRAM (США) и Campagnolo (Италия), хотя Campagnolo производит оборудование только для шоссейных дорог и велокросса.

Задние переключатели

Задний переключатель выполняет двойную функцию: перемещает цепь между задними звездочками и устраняет провисание цепи, вызванное переходом на меньшую звезду сзади или меньшую звезду передним переключателем. Чтобы выполнить эту вторую задачу, он размещается на пути нижней, провисшей части цепи. Иногда задние переключатели используются в качестве натяжителей цепи для односкоростных велосипедов, которые не могут регулировать натяжение цепи другим способом.

Хотя существуют вариации, большинство задних переключателей имеют несколько общих компонентов. У них есть клетка, в которой удерживаются два шкива, которые направляют цепь по S- образной схеме. Шкивы известны как натяжной шкив или направляющий шкив (вверху) и натяжной шкив (внизу). Клетка вращается в своей плоскости и подпружинена для компенсации провисания цепи. Клетка расположена под нужной звездочкой с помощью рычага, который может качаться вперед и назад под звездочками. Рычаг обычно снабжен параллелограммным механизмом, чтобы клетка была правильно выровнена с цепью, когда она качается вперед и назад. Другой конец рычага устанавливается в точку поворота, прикрепленную к раме велосипеда . Рычаг поворачивается вокруг этой точки, чтобы клетка находилась на почти постоянном расстоянии от звездочек разного размера. Может быть один или несколько регулировочных винтов, которые управляют допустимым поперечным перемещением и натяжением пружины.

Компоненты могут быть изготовлены из алюминиевого сплава , стали , пластика или композитного углеродного волокна . Точки поворота могут быть втулками или шариковыми подшипниками . Для них потребуется умеренная смазка.

Расслабленное положение

Задние переключатели с высоким нормальным или верхним нормальным ходом возвращают цепь к самой маленькой звездочке на кассете, когда не применяется натяжение троса. Это обычный рисунок, используемый на большинстве гор Shimano, на всех дорогах Shimano, а также на всех переключателях SRAM и Campagnolo. В этом состоянии давление пружины облегчает замену звездочек на меньшие. В шоссейных гонках на спринте к финишу требуется максимально быстрое переключение передач, поэтому предпочтение по-прежнему остается высококлассным.

Задние переключатели с низким нормальным или быстрым подъемом возвращают цепь к самой большой звездочке на кассете, когда не применяется натяжение троса. Хотя когда-то это было обычным дизайном для задних переключателей, сегодня это относительно необычно. При езде на горных велосипедах и бездорожье наиболее важные переключения передач происходят на подъемах, где гонщики должны преодолевать препятствия и сложные повороты, крутя педали под большой нагрузкой. Этот тип переключателя обеспечивает преимущество перед обычными высокими переключателями, поскольку переключение передач на более низкие передачи происходит в направлении нагруженной пружины, что упрощает переключение при работе педалей с высокой нагрузкой.

Длина клетки

Расстояние между верхним и нижним шкивами заднего переключателя передач называется длиной клетки. Длина клетки в сочетании с размером шкива определяет способность переключателя компенсировать провисание цепи. Длина клетки определяет общую грузоподъемность переключателя, то есть разницу в размерах между самой большой и самой маленькой передними звездами , а также разницу в размерах между самой большой и самой маленькой звездочкой на зубчатом наборе, сложенном вместе. Чем больше сумма, тем длиннее клетка. На типичных горных велосипедах для беговых лыж с тремя передними звездами будет использоваться задний переключатель с длинной клеткой. Шоссейный велосипед только с двумя передними звездами и звездочками с близким передаточным числом может работать как с коротким, так и с длинным переключателем, но лучше будет работать с короткой клеткой.

Заявленные производителем мощности переключателя следующие:

• Shimano: длинный = 45 зуб. *, Средний = 33 зуб.
• SRAM: длинный = 43 зуб. *, Средний = 37 зуб. *, Короткий = 30 зуб.

Преимущества меньшей длины клетки:

• более плавное переключение передач за счет меньшего прогиба параллелограмма
• лучшее переключение передач с хорошим рычагом троса
• лучшая очистка от препятствий
• меньшая опасность зацепиться за спицы.
• небольшая экономия веса.

Размещение клетки

Задние переключатели используют по крайней мере два метода для поддержания соответствующего зазора между верхним опорным колесом и задними звездочками, когда переключатель перемещается между большими и маленькими звездочками. Один из методов, используемых Shimano, заключается в использовании натяжения цепи для поворота клетки. Это дает преимущество при работе с большинством комплектов звездочек, если цепь имеет надлежащую длину. Недостатком является то, что быстрое переключение с малых звездочек на большие сразу на нескольких звездочках может привести к тому, что клетка ударит по звездочкам до того, как цепь переместится на большие звездочки и при необходимости повернёт клетку. Другой метод, используемый SRAM, заключается в разработке зазора в параллелограммном механизме самого переключателя. Преимущество состоит в том, что никакое быстрое переключение нескольких звездочек не может привести к удару клетки по звездочкам. Недостатком является ограниченное количество вариантов размеров звездочек, которые можно использовать с конкретным переключателем.

Передаточные числа срабатывания и переключения

Коэффициент срабатывания — это соотношение между длиной троса переключателя и величиной поперечного хода переключателя, которое он создает. Передаточное отношение переключения обратно пропорционально коэффициенту срабатывания, и его легче выразить для переключателей, чем срабатывание. В настоящее время используется несколько стандартов, и в каждом из них произведение передаточного числа переключателя и длины протянутого троса должно равняться шагу задних звездочек. Существуют следующие стандарты.

• Семейство переключателей, совместимых с Shimano, заявлено как имеющее коэффициент сдвига два к одному (2: 1), и, поскольку SRAM состоит из двух семейств компонентов, этот термин получил широкое распространение, чтобы отличить его от собственной SRAM однозначной передачи. семейство переключателей с одним соотношением (1: 1). Обратите внимание, что эти названия семейств не дают точных коэффициентов сдвига: коэффициент сдвига 2: 1 на самом деле составляет около 1,7 (или 1,9 для серии Dura Ace до 7400), а не 2, а коэффициент сдвига собственного SRAM составляет около 1,1. Фамилии этих стандартов поменяны местами в обозначениях коэффициента срабатывания, в отличие от более распространенного коэффициента переключения. Таким образом, в системах Shimano смещенный трос вызывает примерно в два раза больше движения переключателя.
• Собственное соглашение о SRAM называется « один к одному» (1: 1). Они имеют фактическое передаточное число 1,1. Блок троса, убранный на переключателе, вызывает примерно такое же движение переключателя. SRAM утверждает, что стандарт делает их системы более надежными: более устойчивыми к воздействию загрязнения. Некоторые переключатели SRAM сделаны так, чтобы быть совместимыми с Shimano 2: 1, но они явно не будут работать с переключателями 1: 1 SRAM.
• Campagnolo конвенции. Передаточное число современных агрегатов составляет 1,5, а у старых агрегатов — 1,4.
• Suntour Конвенции.

Переключатели, использующие одну конвенцию, обычно несовместимы с переключателями, использующими другую, хотя существуют исключения и доступны адаптеры .

Схватить

Некоторые задние переключатели, особенно для горных велосипедов, включают сцепление, чтобы удерживать нижнюю часть цепи в достаточном натяжении, чтобы предотвратить удары цепи о нижнюю часть перья цепи : это называется ударом цепи и может повредить перо цепи. Муфты также помогают предотвратить срыв цепи с цепного кольца в системах без переднего переключателя.

Передние переключатели

Передний переключатель должен только перемещать цепь из стороны в сторону между передними звездочками, но он должен делать это с верхней, туго натянутой частью цепи. Он также должен учитывать большие различия в размерах звездочек: от 53 до 20 зубцов.

Как и в случае с задним переключателем, передний переключатель имеет клетку, через которую проходит цепь. На правильно отрегулированном переключателе цепь будет касаться клетки только во время переключения. Клетка удерживается на месте подвижным рычагом, который обычно имеет параллелограммный механизм, чтобы клетка была правильно выровнена с цепью, когда она качается вперед и назад. Обычно есть два регулировочных винта, контролирующих допустимые пределы бокового перемещения. Компоненты могут быть изготовлены из алюминиевого сплава, стали, пластика или композитного углеродного волокна. Поворотными точками обычно являются втулки, и они требуют смазки.

• Нижнее тяговое усилие: обычно используется на шоссейных и туристических велосипедах, этот тип переключателя приводится в действие тросом, тянущим вниз. Кабель часто прокладывают поперек верхней или нижней части корпуса нижнего кронштейна по направляющей для кабеля , которая перенаправляет кабель вверх по нижнему краю нижней трубы рамы. Полноподвесные горные велосипеды часто имеют нижнюю тягу, поскольку задняя подвеска предотвращает движение через верхнюю трубу.
• Верхняя тяга: этот тип чаще встречается на горных велосипедах без задней подвески. Переключатель приводится в действие тросом, тянущим вверх, который обычно проходит вдоль верхней трубы рамы, с использованием ограничителей троса и короткого корпуса для изменения направления троса. Такое расположение удерживает кабель подальше от нижней стороны каретки / нижней трубы, которые забрызгиваются грязью при движении по бездорожью.
• Двойное тяговое усилие: доступны некоторые переключатели, которые имеют положения для верхнего или нижнего тягового усилия, и их можно использовать в любом приложении.

• Двойной (стандартный): предназначены для использования с шатунами, имеющими две передние звезды. Если смотреть на велосипед сбоку, то внутренняя и внешняя пластины клетки имеют примерно одинаковый профиль.
• Triple (Alpine): переключатели, предназначенные для использования с шатунами, имеющими три передние звезды, или с двумя передними звездами, которые сильно различаются по размеру. Если смотреть со стороны велосипеда, внутренняя пластина клетки выступает дальше по направлению к центру вращения каретки, чем внешняя пластина клетки. Это поможет легче перенести цепочку с наименьшего кольца на среднее.

• Нижний поворотный механизм : Клетка переключателя крепится к нижней части четырехзвенного рычага, который ее несет. Это самый распространенный тип переключателя.
• Верхний поворот: Клетка переключателя крепится к верхней части четырехзвенного рычага, который его несет. Эта альтернативная компоновка была создана для того, чтобы приблизить зажим рамы переключателя к нижнему кронштейну, чтобы иметь возможность очищать более крупные компоненты подвески и допускать различные формы рамы. Компактная конструкция верхнего поворотного переключателя может сделать его менее надежным, чем его нижний поворотный аналог. Верхние поворотные переключатели обычно используются только в тех случаях, когда нижний поворотный переключатель не подходит. Альтернативным решением было бы использование переднего переключателя E-типа, который вообще не зажимает подседельную трубу.

• Зажим: до недавнего времени большинство передних переключателей крепилось к раме с помощью зажима вокруг подседельной трубы рамы, и этот стиль по-прежнему является стандартом для горных велосипедов и распространен на шоссейных велосипедах. Доступны переключатели с зажимами нескольких диаметров, которые подходят для различных типов трубок рамы. В последнее время появилась тенденция изготавливать переключатели с зажимом только одного диаметра, и в комплект входят несколько наборов прокладок, чтобы установить зажим до подходящего размера.
• Пайка-на: альтернатива зажима является припой-на переключателе вешалке, где переключатель установлен болтами вкладку на переключателе в соответствующую вкладку на трубке сиденья фрейма. Это позволяет избежать проблем с размером зажима, но требует либо рамы с соответствующей припайкой, либо переходного зажима, имитирующего припаиваемый язычок переключателя. Это стало обычным явлением на новых шоссейных велосипедах, поскольку карбоновые рамы больше не имеют круглой подседельной трубы. Их редко можно увидеть на горных велосипедах.
• Тип E: передние переключатели этого типа не зажимаются вокруг подседельной трубы рамы, а вместо этого прикрепляются к раме пластиной, установленной под чашкой нижнего кронштейна со стороны привода, и винтом, ввинченным в выступ на подседельной трубе. Эти переключатели обычно встречаются на горных велосипедах с компонентами задней подвески, которые не позволяют обычному зажиму переключателя обойти подседельную трубу.
• DMD: Direct-Mount-Derailleur — этот тип переключателя, разработанный Specialized Bicycles, крепится болтами непосредственно к выступам на нижних перьях велосипеда. В основном они используются на горных велосипедах с двойной подвеской, где движение подвески вызывает изменение угла цепи, когда она входит в клетку переднего переключателя. При использовании системы DMD цепь и переключатель перемещаются вместе, обеспечивая лучшее переключение при активной подвеске. Переключатель DMD не следует путать с прямым креплением Shimano, в котором используется другая система крепления. Однако передние переключатели прямого монтажа SRAM совместимы с DMD, а некоторые переключатели Shimano E-типа могут использоваться с DMD, если пластина электронного типа удалена.

Из-за возможности смещения цепи за пределы самой маленькой внутренней звезды, особенно когда внутренняя передняя звезда очень маленькая, даже на велосипедах, отрегулированных профессиональными гоночными механиками, и проблем, которые могут вызвать такие неправильные переключения, небольшой вторичный рынок дополнительных продуктов , называемые цепными дефлекторами, существуют, чтобы помочь предотвратить их возникновение. Некоторые зажимают подседельную трубу под передним переключателем, и по крайней мере один крепится к креплению переднего переключателя.

Использовать

Для переключения передач от одного кольца или звездочки к другому требуется, чтобы цепь находилась в движении. Обычно для этого требуется, чтобы гонщик крутил педали, но некоторые системы были разработаны с муфтой свободного хода в шатуне, чтобы цепь двигалась, даже когда гонщик не крутил педали. Shimano FFS (Front Freewheel System) около 1980 года была самой распространенной такой системой.

Системы цепного привода, такие как системы переключения передач, работают лучше всего, если цепь выровнена по плоскости звездочки, особенно избегая того, чтобы самая большая ведущая звездочка работала с самой большой ведомой звездой (или наименьшая с самой маленькой). Диагональная цепь, полученная с помощью этих методов, менее эффективна и сокращает срок службы всех компонентов без какого-либо преимущества от середины полученного передаточного числа.

Шестерни переключателя обычно имеют КПД около 95% *, что на несколько процентных пунктов выше, чем у других типов передач.

Переключатель передач — Derailleur gears

Система трансмиссии с переменным передаточным числом, обычно используемая на велосипедах Передний переключатель Shimano 600 (1980)

Переключатель передач представляют собой систему трансмиссии с переменным передаточным числом, обычно используемую на велосипедах, состоящую из цепи, нескольких звездочек разных размеров и механизма для перемещения цепи с одной звездочки на другую. Хотя в мире велосипедов они называются шестернями, эти велосипедные шестерни технически являются звездочками, поскольку они приводят в движение цепь или приводятся в движение цепью, а не друг с другом.

Современные передняя и задняя части Переключатели обычно состоят из подвижной направляющей цепи, которая управляется дистанционно с помощью троса Боудена, прикрепленного к переключателю, установленному на нижней трубе, штанге руля . или руль. Когда всадник нажимает на рычаг во время вращения педалей, изменение натяжения троса перемещает направляющую цепи из стороны в сторону, «сходя с рельсов» цепь на разные звездочки.

Для получения дополнительной информации о выборе конкретных передаточных чисел и размеров звездочек см. Велосипедная передача.

Содержание

• 1 Этимология
• 2 История
• 3 Современные типы переключателей
  • 3.1 Задние переключатели
    • 3.1.1 Конструкция
    • 3.1.2 Свободное положение
    • 3.1.3 Длина клетки
    • 3.1.4 Расположение клетки
    • 3.1.5 Передаточные числа срабатывания и переключения
    • 3.1.6 Сцепление
    • 3.2.1 Конструкция
    • 3.2.2 Типы троса
    • 3.2.3 Типы клеток
    • 3.2.4 Типы поворота
    • 3.2.5 Типы крепления
    • 3.2.6 Дополнения

    Этимология

    Переключатель это французское слово, по-французски пишется dérailleur, образованное от схода с рельсов поезда с рельсов. Его первое зарегистрированное использование было в 1930 году. По крайней мере, один известный автор велосипедной индустрии попытался продвигать англизированное написание слова derailer. Однако по состоянию на 2020 год ни в Merriam-Webster, ни в Оксфордском словаре английского языка нет записи о сходе с рельсов.

    История

    Современный шоссейный велосипед трансмиссия с передним и задним переключателями

    Различные системы переключения были разработаны и построены в конце 19 века. Одним из примеров является двухскоростной переключатель Protean, доступный на безопасном велосипеде Whippet. Французский велосипедный турист, писатель и популяризатор велоспорта Поль де Виви (1853–1930), писавший под именем Велосио, в 1905 году изобрел двухскоростной задний переключатель, который он использовал во время набегов. в Альпы. Некоторые ранние конструкции использовали стержни для перемещения цепи на различные шестерни. 1928 год ознаменовался выпуском «Super Champion Gear» (или «Osgear») от компании, основанной чемпионом по велоспорту Оскаром Эггом, а также Витторией Маргаритой; Оба использовали «лопасти», установленные на нижних перьях, и однорычажные натяжители цепи, установленные рядом или на нижней трубе. Однако эти системы, наряду со штангой Campagnolo Cambio Corsa, в конечном итоге были заменены параллелограммовыми переключателями.

    В 1937 году на Tour de France была представлена ​​система переключения передач, позволяющая водителям переключать передачи, не снимая колеса. Раньше гонщикам приходилось спешиваться, чтобы переключить колесо из режима спуска в режим подъема. Переключатели не стали обычным оборудованием для шоссейных гонок до 1938 года, когда Simplex представила переключатель с тросовым переключением.

    В 1949 году Campagnolo представил Gran Sport, более усовершенствованную версию уже существующих, но менее коммерчески успешных задних переключателей в виде параллелограмма с тросовым приводом.

    В 1964 году, Suntour изобрел задний переключатель с наклонным параллелограммом, который позволил шкиву подпорки поддерживать более постоянное расстояние от звездочек разного размера, что упростило переключение передач. После истечения срока действия патентов другие производители приняли эту конструкцию, по крайней мере, для своих лучших моделей, и «наклонный параллелограмм» остается текущим шаблоном заднего переключателя.

    До 1990-х годов многие производители производили переключатели, включая Simplex, Huret, Galli, Mavic, Gipiemme, Zeus, Suntour и Шимано. Однако успешное внедрение и продвижение индексированного переключения передач компанией Shimano в 1985 г. потребовало наличия совместимой системы рычагов переключения передач, переключателя, звездочек, звездочек, цепи, троса переключения передач и корпуса переключения.

    Сегодня три основных производителя переключателей это Shimano (Япония), SRAM (США) и Campagnolo (Италия), хотя Campagnolo производит оборудование только для шоссейного и велосипедного кросса.

    Современные типы переключателей

    С тех пор основными нововведениями стали переход от трения к индексированному переключению и постепенное увеличение количества передач. При фрикционном переключении рычаг напрямую управляет плавно регулируемым положением переключателя. Чтобы переключить передачи, всадник сначала перемещает рычаг настолько, чтобы цепь перескочила на следующую звездочку, а затем немного регулирует рычаг, чтобы центрировать цепь на этой звездочке. Индексированный переключатель имеет фиксатор или храповой механизм, который останавливает рычаг переключения передач и, следовательно, трос и переключатель, после перемещения на определенное расстояние при каждом нажатии или вытягивании. Индексированные манетки требуют повторной калибровки, когда тросы растягиваются, а детали повреждаются или меняются местами. На гоночных велосипедах 10-ступенчатая задняя кассета появилась в 2000 году, а 11-ступенчатая кассета появилась в 2009 году. На большинстве современных горных велосипедов они есть. Многие современные высококлассные горные велосипеды начали использовать трансмиссию исключительно с одним цепным кольцом, при этом промышленность постоянно увеличивает и увеличивает количество задних шестерен, как показывают групсеты SRAM Eagle (1 на 12) и недавние приводы Rotor 1 на 13. поезд. У большинства шоссейных велосипедов две звезды, а у туристических — три.

    Задние переключатели

    Задний переключатель Campagnolo Super Record (1983) Задний переключатель Shimano XT на горном велосипеде Шкив для заднего переключателя

    Задний переключатель выполняет двойную функцию: перемещение цепь между задними звездочками и устранение провисания цепи, вызванного переходом на меньшую звезду сзади или на меньшую звезду передним переключателем. Чтобы выполнить эту вторую задачу, его устанавливают на пути нижней, провисшей части цепи. Иногда задние переключатели повторно используются как натяжители цепи для односкоростных велосипедов, которые не могут регулировать натяжение цепи другим способом.

    Конструкция

    Хотя существуют различные варианты, как указано ниже, большинство задних переключателей имеют несколько общих компонентов. У них есть сепаратор, который удерживает два шкива , которые направляют цепь по образцу S. Шкивы известны как натяжной ролик или направляющий ролик (вверху) и натяжной ролик (внизу). Клетка вращается в своей плоскости и подпружинена для компенсации провисания цепи. Клетка располагается под нужной звездочкой с помощью рычага, который может качаться вперед и назад под звездочками. Рычаг обычно снабжен механизмом параллелограмм, чтобы клетка была правильно выровнена с цепью при ее качании вперед и назад. Другой конец рычага устанавливается в точку поворота, прикрепленную к раме велосипеда . Рычаг поворачивается вокруг этой точки, чтобы клетка находилась на почти постоянном расстоянии от звездочек разного размера. Может быть один или несколько регулировочных винтов, которые управляют допустимым поперечным перемещением и натяжением пружины.

    Компоненты могут быть изготовлены из алюминиевого сплава, стали, пластика или композита углеродного волокна. Точками поворота могут быть втулки или шарикоподшипники. Для них потребуется умеренная смазка.

    Расслабленное положение

    Высокое нормальное или верхнее нормальное Задние переключатели возвращают цепь на самую маленькую звездочку на кассете, когда не применяется натяжение троса. Это обычный рисунок, используемый на большинстве гор Shimano, на всех дорогах Shimano и на всех переключателях SRAM и Campagnolo. В этом состоянии давление пружины облегчает замену звездочек на меньшие. В шоссейных гонках требуется самое быстрое переключение передач на спринте к финишу, поэтому типы нормальный-высокий, которые позволяют быстро переключиться на более высокую передачу, остаются предпочтительными.

    Низкий нормальный или быстрый подъем задние переключатели возвращают цепь на самую большую звездочку на кассете, когда не применяется натяжение троса. Хотя когда-то это было обычным дизайном для задних переключателей, сегодня это относительно необычно. При катании на горных велосипедах и бездорожье наиболее важные переключения передач происходят на подъемах, где гонщики должны преодолевать препятствия и сложные повороты, крутя педали под большой нагрузкой. Этот тип переключателя обеспечивает преимущество перед обычными высокими переключателями, поскольку переключение передач на более низкие передачи происходит в направлении нагруженной пружины, что упрощает переключение при работе педалей с высокой нагрузкой.

    Длина клетки

    Расстояние между верхним и нижним шкивами заднего переключателя передач называется длиной клетки . Длина клетки в сочетании с размером шкива определяет способность переключателя компенсировать провисание цепи. Длина клетки определяет общую емкость переключателя, то есть разницу в размерах между самой большой и самой маленькой передними звездами, а также разницу в размерах между самой большой и самой маленькой звездочкой на зубчатом наборе, сложенном вместе. Чем больше сумма, тем больше длина клетки. В типичных горных велосипедах для беговых лыж с тремя передними звездами используется задний переключатель с длинной клеткой. Шоссейный велосипед только с двумя передними звездочками и звездочками с близким передаточным числом может работать как с коротким, так и с длинным переключателем, но лучше будет работать с короткой клеткой.

    Возможности переключателя, указанные производителем, следующие: Shimano long = 45T; средний = 33 зуб. SRAM длинный = 43 зуб. средний = 37 т; short = 30T

    Преимущества более короткой длины сепаратора:

    • более плавное переключение передач за счет меньшего прогиба параллелограмма
    • лучшее переключение передач с хорошим рычагом троса
    • лучший просвет
    • меньшая опасность зацепления за спицы.
    • небольшая экономия веса.

    установка клетки

    Задние переключатели используют как минимум два метода для поддержания соответствующий зазор между верхним опорным колесом и задними звездочками, когда переключатель перемещается между большими и маленькими звездочками.

    • Один из методов, используемых Shimano, заключается в использовании натяжения цепи для поворота клетки. Это дает преимущество работы с большинством комплектов звездочек, если цепь имеет надлежащую длину. Недостатком является то, что быстрое переключение с малых звездочек на большие сразу на нескольких звездочках может привести к тому, что клетка ударит по звездочкам до того, как цепь перейдет на большие звездочки и при необходимости повернёт клетку.
    • Другой метод, используемый SRAM, заключается в разработке зазора в механизме параллелограмма самого переключателя. Преимущество состоит в том, что никакое быстрое переключение нескольких звездочек не может привести к удару клетки о звездочки. Недостатком является то, что существует ограниченное количество вариантов размеров звездочек, которые могут использоваться с конкретным переключателем.

    Передаточные числа срабатывания и переключения

    Передаточное число срабатывания — это соотношение между количеством переключателей длина троса и величина поперечного хода переключателя, который он создает. Передаточное число обратное коэффициенту срабатывания, и его легче выразить для переключателей, чем срабатывание. В настоящее время используется несколько стандартов, и в каждом из них произведение передаточного числа переключателя и длины протянутого троса должно равняться шагу задних звездочек. Существуют следующие стандарты.

    • Семейство переключателей, совместимых с Shimano, заявлено как имеющее коэффициент сдвига два к одному (2: 1), и поскольку SRAM состоит из двух семейств компонентов, этот термин получил широкое распространение, чтобы отличить его от собственного SRAM. Семейство переключателей с соотношением один к одному (1: 1). Обратите внимание, что эти названия семейств не дают точных коэффициентов сдвига: коэффициент сдвига 2: 1 на самом деле составляет около 1,7 (или 1,9 для серии Dura Ace до 7400), а не 2, а исходный коэффициент сдвига SRAM составляет около 1,1. Фамилии этих стандартов поменяны местами в обозначениях коэффициента срабатывания, в отличие от более распространенного коэффициента переключения. Таким образом, в системах Shimano сдвинутая единица троса вызывает примерно в два раза больше движения переключателя.
    • Стандартное соглашение SRAM называется «один к одному» (1: 1). Они имеют фактическое передаточное число 1,1. Блок троса, убранный на переключателе, вызывает примерно такое же движение переключателя. SRAM утверждает, что стандарт делает их системы более надежными: более устойчивыми к воздействию загрязнения. Некоторые переключатели SRAM сделаны так, чтобы быть совместимыми с Shimano 2: 1, но они явно не будут работать с переключателями 1: 1 SRAM.
    • Соглашение Campagnolo. Передаточное число для современных устройств составляет 1,5, но их старые устройства имели передаточное число 1,4.
    • Соглашение Suntour.

    Сцепление

    Некоторые задние переключатели, особенно для горных велосипедов, включают сцепление, чтобы удерживать нижнюю часть цепи в достаточном натяжении, чтобы предотвратить цепь от удара о нижнюю часть перья , называемого ударом цепи, который может привести к повреждению перья. Муфты также помогают предотвратить соскальзывание цепи с цепного кольца в системах без переднего переключателя.

    Передние переключатели

    Передний переключатель Shimano XT (верхнее натяжение, нижний поворот, тройной клетка) Передний переключатель Shimano E-типа (верхнее натяжение, верхний поворот, тройная клетка) Передний переключатель SRAM Red Black Edition с зажимной лентой

    Передний переключатель должен только перемещать цепь из стороны в сторону между передние звезды, но это должно происходить с верхней, натянутой частью цепи. Он также должен учитывать большие различия в размерах звездочек: от 53 до 20 зубцов.

    Конструкция

    Как и в случае с задним переключателем, передний переключатель имеет клетку, через которую проходит цепь. На правильно отрегулированном переключателе цепь будет касаться клетки только во время переключения. Клетка удерживается на месте подвижным рычагом, который обычно имеет параллелограммный механизм, чтобы клетка была правильно выровнена с цепью при ее качании вперед и назад. Обычно есть два регулировочных винта, контролирующих допустимые пределы бокового перемещения.

    Компоненты могут быть изготовлены из алюминиевого сплава, стали, пластика или композитного углеродного волокна. Поворотными точками обычно являются втулки, и они требуют смазки.

    Типы троса

    Типы клеток

    Типы поворота

    Типы крепления

    Дополнения

    Из-за возможности цепь смещается за пределы самой маленькой внутренней звезды, особенно когда внутренняя передняя звезда очень маленькая, даже на велосипедах, отрегулированных профессиональными гоночными механиками, и проблемы, которые могут вызвать такие смещения, небольшой вторичный рынок дополнительных продуктов, называемый цепные дефлекторы существуют, чтобы предотвратить их появление. Некоторые зажимают подседельную трубу под передним переключателем, и по крайней мере один крепится к креплению переднего переключателя.

    Использование переключателей

    Для переключения передач от одного кольца или звездочки к другому требуется, чтобы цепь находилась в движении. Обычно для этого требуется, чтобы гонщик крутил педали, но некоторые системы были разработаны с обгонной муфтой в шатуне, так что цепь перемещается, даже когда гонщик не крутит педали. Shimano FFS (Front Freewheel System) 1980 года была самой распространенной такой системой.

    Системы цепного привода, такие как системы переключения передач, работают лучше всего, если цепь выровнена по плоскости звездочки, особенно избегая того, чтобы самая большая ведущая звездочка работала с самой большой ведомой звездочкой (или самой маленькой с самой маленькой). Диагональная цепь, полученная с помощью этих методов, менее эффективна и сокращает срок службы всех компонентов без преимущества, полученного в середине полученного отношения диапазона.

    Шестерни переключателя обычно имеют КПД около 95%; на несколько процентных пунктов выше, чем у других типов передач.

    Электронная система переключения передач

    «Электронная система переключения передач» — это метод переключения передач, который позволяет водителям переключаться с помощью электронных переключателей вместо использования обычных рычагов управления. Переключатели подключаются по проводам или по беспроводной сети к аккумуляторной батарее и небольшому электродвигателю, который приводит в действие переключатель. Несмотря на свою дороговизну, электронная система может сэкономить время гонщикам при переключении передач.

    Переключатель скоростей, дерайлер

    

    Основные параметры современного переключателя передач:

    • соответствие типу велосипеда;
    • количество передач, на которое он рассчитан;
    • максимально допустимый размер наибольшей звезды (англ. max sprocket); (англ. capacity);
    • и относительный ход управляющего троса.

    Например, переключатели Shimano делятся на переключатели для шоссейных (до 27 зубцов в большой звезде) и горных велосипедов (от 28 до 34 зубцов). Максимально допустимый размер звезды — размер, при котором верхний ролик не задевает за зубья звезды (характерные значения для современных переключателей горных велосипедов — 34 зубца).

    Относительный ход переключателя — это соответствие между ходом управляющего тросика и поперечным перемещением рамки с роликами. Например, задние переключатели Shimano и SRAM по этому показателю несовместимы, так как относительный ход тросика у переключателей SRAM больше.

    Роль заднего переключателя передач состоит в переброске цепи со звёздочек одного размера на звёздочки другого для обеспечения необходимого передаточного числа привода велосипеда. При этом происходит изменение длины свободной ветви цепи. Таким образом, переключатель должен еще и регулировать её длину. Для этого служит рамка натяжителя цепи с двумя закрепленными на ней роликами.

    Перемещением цепи в перпендикулярном плоскости звездочек направлении заведует параллелограммный механизм, перемещающий рамку с роликами, а вместе с ней и цепь.

    Крепление переключателя может быть прямым — на съёмный или несъёмный петух велосипедной рамы, или через переходник, зажимаемый гайкой крепления заднего колеса. Последний вариант встречается лишь на оборудовании самого начального уровня. Подвод тросика осуществляется прямо через ограничитель или через специальный направляющий ролик. Переключатели для горных и гибридных велосипедов высокого уровня обычно имеют грязезащитные кожухи на тросике.

    Для обеспечения относительного постоянства расстояния от верхнего ролика до звёзд кассеты, параллелограммный механизм большинства современных переключателей имеет плоскость движения, расположенную по диагонали к оси звёзд. Сами ролики обычно пластиковые. На переключателях верхних групп — керамические. Стальные ролики уже ушли в прошлое. Шарикоподшипники в роликах также применяются лишь на верхних моделях переключателей.

    Передний переключатель

    

    На передний переключатель, в отличие от заднего, возложена лишь функция переброски цепи со одной звезды на другую. А учитывая сложность добиться от него качественного переключения работы верхней ветви цепи под нагрузкой, конструкция его очень проста: рамка, сквозь которую проходит цепь, перемещаемая параллелограмным механизмом.

    Основные параметры переднего переключателя:

    • направление подвода управляющего тросика;
    • способ его крепления на раме велосипеда;
    • и угол установки (угол между подседельной трубой и плоскостью нижних перьев заднего треугольника рамы).

    Тросик к переключателю может подводиться сверху или снизу. Это зависит от расположения креплений тросика на раме велосипеда. Первый вариант предпочтительнее. Большинство переключателей рассчитаны на один из вариантов, но есть и универсальные. Крепиться переключатели могут хомутом на подседельной трубе или пластиной, зажимаемой правой чашкой каретки или картриджа. В случае переключателя на хомуте, последний может быть расположен выше или ниже рамки переключателя. Многие модели существуют во всех трёх вариантах. Это связано с невозможностью установки некоторых типов переключателей передач на велосипеды с различными видами задней амортизационной подвески или использованием рам нетрадиционной формы. Хомуты могут быть рассчитаны на подседельные трубы разного диаметра, что также необходимо учитывать (характерные значения 28−34 мм). Необходимо учитывать и угол установки переключателя для предотвращения зацепления рамки за раму (характерные значения 63−66° или 66−69°).

    Самые продвинутые переключатели передач имеют независимое движение внешней и внутренней пластин рамки. Неплохо, если у переключателя есть сектор, по которому обкатывается подводящий тросик, как это сделано в Shimano Deore, что позволяет продлить срок службы тросика.

    С 2002 года среди оборудования Shimano появились передние переключатели с системой SPCM (Shimano Power Change Mechanism), суть которой заключается в том, что усилие для переключения передач отбирается от вращающихся педалей, а управляется система лишь парой кнопок.

    Пиши правильно

    В английской литературе часто можно встретить как общепринятое в механике слово «derailer», так и полуфранцузское написание — «derailleur». Это создаёт небольшую путаницу, особенно в случае поиска нужной документации или детали по электронным каталогам. Слово «derailleur» — это заимствованное слово «dérailleur» из французского языка, но записанное и произносимое на английский манер. Проверочное слово в данном случае будет английское слово «to derail», а не французское «dérailler», означающее «переброс», «соскок» или «сход с рельсов».