Полуинтегрированная рулевая колонка велосипеда что это

8

Полуинтегрированная рулевая колонка велосипеда что это

Характеристики и виды рулевых колонок (headset)

Рулевая колонка как совокупность промышленных или насыпных подшипников, пыльников, чашек и якоря служит своей целью обеспечить надежное крепление и беспрепятственное вращение штока вилки в рулевой трубе рамы. Рынок предлагает множество технических решений этого узла, разных по устройству и весу. Самыми встречающимися видами рулевых колонок являются: резьбовая (Threaded), безрезьбовая или Aheadset (Threadless), полуинтегрированная (Zero Stack), интегрированная (Integrated System), стандарт Campagnolo Hiddenset, стандарт Perdido, стандарт Columbus и стандарт Onepointfive. Данный текст не касается аспектов надежности, установки и обслуживания рулевых колонок тех или иных стандартов — только краткое описание, ключевые особенности и некоторые характеристики того или иного типа.

Резьбовая рулевая колонка
Резьбовая рулевая колонка до сих пор один из самых распространенных стандартов крепления вилки к раме. Хотя сейчас эта схема практически не используется на профессиональных шоссейных и MTB велосипедах, благодаря неприхотливости ее еще часто можно встретить на прогулочных, дорожных и ATB велосипедах начального уровня. Слово «резьбовой» произошло от наличия внутренней резьбы на верхней чашке и контргайке, за счет которой собственно и держится вилка.

Чашки подшипников запреcсованы в рулевую трубу, где сверху и снизу шары подшипника удерживают отдельные кольца с канавками качения. Окончательную прочность конструкции придает вилка, которая притягивается к подшипникам с помощью контргайки. В какой момент вы устанавливаете вынос, уже не важно.

Существует несколько разновидностей этого крепления, заточенных под разный диаметр штока вилки. Самые распространенные, это: 1", 1-1/8" и 1-1/4 дюйма.

Классическая безрезьбовая рулевая колонка
Скорее всего, на вашем велосипеде установлена рулевая именно этого типа. Называемое иногда Aheadset (Из истории: Aheadset- это всего лишь один из первых производителей чашек этого стандарта, чье имя стало нарицательным для этого типа рулевой) данное техническое решение доминирует на современных алюминиевых велосипедах среднего и высшего ценового диапазона. В отличие от предыдущего стандарта, это крепление не отвечает за фиксацию вилки, поэтому в нем отсутствует резьба.

В остальном стандарты схожи: верхние и нижние чашки (они же, по совместительству имеют канавку качения) удерживающие сепаратор с шарами, или промышленный подшипник. Чашки устанавливаются сверху и снизу рулевой трубы велосипеда, кольца с канавками качения или пыльники закрывают шары от грязи. Простая, легкая в обслуживании и надежная конструкция.

Поскольку резьбы на вилке теперь нет, предварительную фиксацию комбинации вилка+чашки+вынос руля обеспечивает якорь — небольшая распорка, забиваемая в шток вилки. Крышка якоря, которую вы видите на иллюстрации выше, покоится сверху на выносе. При притягивании оной к якорю регулировочным болтом, она давит на вынос и стягивает всю конструкцию от короны вилки до выноса вместе. Окончательное крепление штока вилки осуществляется с помощью крепления выноса руля.

Aheadset выступает стандартом для вилок с диаметром штока 1-1/8", прочие варианты малораспространены.

Полуинтегрированные (Zero Stack или „Low Profile“)
Cтандарт, который с равной долей вероятности можно встретить как на карбоновых, так и на современных алюминиевых велосипедах. Главное отличие от резьбового и Aheadset стандартов, это чашки и подшипник, которые теперь устанавливаются прямо внутрь рулевой трубы. Снаружи мы увидим только кольцо с канавкой качения или пыльник.

На бюджетных моделях часто используются игольчатые подшипники или подшипники с сепаратором. В таких случаях, чашки не только удерживают, но и выступают как внешнее кольцо с канавкой качения. В дорогих моделях с промышленным подшипником, чашка лишь удерживает его корпус. Самый распространенный диаметр запрессованной чашки 44 мм, но прочие характеристики, такие как высота и тип используемого подшипника, могут варьироваться в зависимости от производителя и модели. Главное преимущество этого стандарта- нулевая высота относительно рулевой трубы, что позволяет максимально низко опустить руль велосипеда.

Фиксация вилки осуществляется по принципу, схожему с Aheadset стандартом.

Интегрированные системы без чашек
Многочисленные варианты и подразновидности этого стандарта роднит отсутствие внешних чашек рулевой колонки, когда подшипники впрессовываются прямо в рулевую трубу, что, конечно, требует совместимой рамы. Здесь используются только промышленные подшипники, поскольку шары постепенно сточат канавку качения, и рама будет уже непригодна к дальнейшему использованию.

Наиболее распространенный размер подшипника имеет 41мм внешний диаметр и 45° посадочный скос (соответственно таков и посадочный угол внутри рамы). Существуют разновидности этого стандарта, использующие 36°-ый скос подшипника и рамы.

В остальном процесс установки вилки схож с Aheadset стандартом — она удерживается якорем рулевой колонки. Вообще, название „интегрированная рулевая“ не принадлежит общепринятому стандарту. Его применяют к классу рулевых колонок, где подшипник прессуется прямо в раму и, как правило, имеет диаметр 41мм. Иногда это доставляет определенные трудности с поиском, в случае замены подшипников на экзотических рамах.

Посадочная фаска рамы

Иллюстрация выше показывает типичное посадочное гнездо интегрированной рулевой. Промышленный подшипник помещается с некоторым усилием внутрь, но сильного прессования не требуется.

Campagnolo ® Hiddenset
Собственный стандарт Campagnolo, требующий специально обработанной рулевой трубы.

По сути, это стандартизированная модификация полуинтегрированной рулевой колонки, где используются конические подшипники, устанавливаемые в утопленные в рулевую колонку конические чашки. Стандарт никак не совместим с общепринятыми разновидностями полуинтегрированных и интегрированных рулевых колонок.

Фиксация вилки осуществляется по принципу схожему с Aheadset стандартом.

Perdido ®
Очередная частная вариация на тему полуинтегрированных рулевых колонок. Система состоит из прессуемых внутрь рулевой трубы чашек и отдельных промышленных подшипников.

Главное отличие от полуинтегрированного Zero Stack — особый размер подшипника и непременно прецизионное исполнение. Внешний диаметр чашки Perdido равен 44.5мм, а необходимый диаметр рулевой трубы 44.4мм. Как мы говорили ранее, диаметр чашки ZeroStack равен только 44мм, поэтому Perdido заявляется как самостоятельный стандарт, хотя принципиально в нем ничего нового нет.

В некоторых случаях есть возможность рассверлить ZeroStack алюминиевую раму до стандартных 44.4мм диаметра Perdido. Следует учесть, что чашки Perdido более утоплены в раму, следовательно необходимо будет увеличить и глубину посадочного гнезда.

Рулевая Columbus
Этот стандарт является разновидностью безрезьбового Aheadset со своими собственными типоразмерами подшипника. Рулевая труба не имеет каких-либо фрезерованных посадочных гнезд внутри, подшипники располагаются вне рамы, в внешних чашках. Размер промышленного подшипника 41.5 мм.

Иногда можно ошибиться в идентификации этого типа рулевой колонки, поскольку внешние чашки на некоторых велосипедах покрашены в цвет рамы.

Фиксация вилки осуществляется по принципу схожему с Aheadset стандартом.

Полтора дюйма (Onepointfive Standard )
Первоначально, onepointfive разрабатывался как разновидность Aheadset для штоков увеличенного диаметра, с абсолютно идентичным устройством. Как понятно из названия, с этим стандартом используют вилки со штоком 1.5", внутренний диаметр рулевой трубы 2 дюйма (50мм).

Этот открытый стандарт, рожденный в 2001 году совместными усилиями Cane Creek, Race Face, Cannondale, Manitou и Chris King, первоначально предназначался для использования в экстремальных дисциплинах. Широкое распространение карбона при производстве Hi-End шоссейных велосипедов, привело к появлению рулевых этого типа на шоссе. Больший диаметр трубы: выше жесткость! В шоссейных велосипедах используется интегрированный и полуинтегрированный тип рулевой, отличный от прародителя 1 1/8" только увеличившимися размерами. В 2007 году эту рулевую применяют такие фирмы как Pinarello, Trek, Specialized, Cannondale.

Рулевая колонка

Рулевая колонка велосипеда Рулевая колонка предназначена для обеспечения лёгкого вращения велосипедной вилки в рулевом стакане рамы, обеспечиваемым подшипниками.

Содержание

Классификация [ ]

Резьбовые [ ]

Устаревший, но по-прежнему используемый на самых дешевых велосипедах тип рулевой колонки. Требует штока вилки с накатанной резьбой, обеспечивает легкую регулировку высоты руля.

Безрезьбовые [ ]

Современный тип рулевой колонки, используемый на большинстве моделей велосипедов. Включает в себя следующие детали (снизу вверх):

1. Нижнее кольцо.
2. Нижний подшипник.
3. Нижняя чашка.
4. Верхняя чашка.
5. Верхний подшипник.
6. Верхнее кольцо.
7. Верхний пыльник.
8. Якорь.
9. Крышка якоря.
10. Болт якоря.

Чашки (в интегрированных рулевых колонках — сами подшипники) запрессовываются в раму, а нижнее кольцо напрессовывается на рулевую трубу вилки. Подшипники могут быть насыпными с сепаратором либо картриджными (промподшипники), как шариковыми, так и игольчатыми — последние преобладают на дорогих моделях велосипедов. Иногда используется один шариковый и один игольчатый подшипник.

Насыпные подшипники обычно используются в дешевых рулевых колонках, в моделях среднего и высокого уровня обычно используются промподшипники, значительно упрощающие сборку рулевой колонки.

• Неинтегрированная (традиционная) рулевая колонка — имеет внешние чашки, подшипники находятся вне рулевого стакана рамы.
• Полуинтегрированная рулевая колонка — имеет внутренние чашки, подшипники находятся внутри рулевого стакана рамы увеличенного диаметра. Это наиболее распространенный вариант среди массовых моделей велосипедов.
• Интегрированная рулевая колонка — не имеет чашек вообще, промподшипники запрессовываются прямо в раму.

Размеры [ ]

Стандарты вилок [ ]

(Неинтегрированные и полуинтегрированные)

Интегрированные рулевые колонки [ ]

Установка и регулировка [ ]

Чашки запрессовывают в предварительно отторцованную раму с помощью специального пресса, обеспечивающего параллельность посадки чашек. Забивать молотком (киянкой) не рекомендуется, поскольку велик шанс неровно установить чашки, повредить чашки или саму раму. После запрессовки надо проверить раму на отсутствие трещин.

Регулировка осуществляется закручиванием верхней конусной гайки (у резьбовых рулевых колонок) или верхнего болта при ослабленных болтах выноса (у безрезьбовых рулевых колонок).

О правильности регулировки говорит отсутствие люфта при сохранении плавности поворота руля. Отсутствие люфта проверяется так: при установленном руле зажимают передний тормоз и толкают велосипед взад-вперед. При наличии люфта, он будет отдаваться в руле. Следует заметить, что низкокачественная или сильно изношенная вилка может иметь некоторый люфт ног, что так же будет отдаваться в руле. Руль должен поворачиваться под собственной тяжестью при малейшем наклоне велосипеда (при поднятом переднем колесе). Это служит критерием плавности хода подшипников.

Рулевые колонки

Если рулевая колонка работает правильно, ее просто не замечаешь, но когда пора ее смазать или она износилась, начинаются проблемы с рулевым управлением.
Коротко о типах колонок, внутреннем устройстве и уходу за ними.

Мал, да удал! Это поговорка как раз подходит к рулевой колонке. Штуковина небольшая, но очень ответственная:

• она соединяет в единое целое переднюю вилку, вынос руля и рулевой стакан;
• позволяет поворачивать руль, вынос и переднюю вилку;
• передает усилия от переднего колеса на раму.

При этом устроена просто: два подшипника — сверху и снизу рулевого стакана, и шток вилки, на который, как на шампур, нанизаны все детали. Шток бывает с резьбой и контргайкой или гладкий. К штоку крепится вынос руля. Можно прибавить регулировку люфтов, с помощью гайки или специального болта. Все остальное зависит от типа рулевой колонки:

Резьбовая рулевая колонка (Threaded)

Обычно резьбовая рулевая колонка — это два насыпных шарикоподшипника типа конус-чашка (реже подшипники игольчатые или промышленные). Чашки подшипников запрессовываются сверху и снизу в рулевой стакан рамы. По конусу, который надет на рулевую трубу (шток вилки) катаются шарики нижнего подшипника.

Резьбовой колонка называется из-за внутренней резьбы на чашке верхнего подшипника, штока и контргайки. Контргайкой крепится вилка, а нижняя гайка регулирует люфты в подшипниках.

В основном колонка такого стандарта используется в прогулочных и дорожных велосипедах. Хотя применяется и для гоночных шоссейных велосипедов. От Shimano, например — НР-7400 DURA-ACE, HP-6500 ULTEGRA, HP-5501 S105.

Экстремальные байки от этого стандарта практически ушли, для них у резьбовой колонки прочности маловато.

Безрезьбовая рулевая колонка (Aheadset)

В 90-е распространился новый стандарт Aheadset. Причем, он как бы не общий — изначально это торговая марка фирмы Dia-Compe (теперь — Cane Creek), но так часто называют любую безрезьбовую колонку.

Конструкция здесь еще проще: колонка отдельно, вынос отдельно, резьбы на штоке вилки нет, гаек-контргаек нет, вместо них появляется новая деталь — якорь, который стопорится внутри штока. Верхнюю шайбу — крышку якоря, притягивают к выносу регулировочным болтом, ввинченным в якорь, стягивая все детали вместе. Этим же болтом выбираются люфты в подшипниках, регулируется легкость поворота руля и нужное давление на верхний подшипник. Затем одним/двумя/четырьмя болтами вынос руля прочно крепится к штоку вилки.

Вынос должен соответствовать диаметру рулевой колонки, 1 1/8 дюйма — самый распространенный размер.

Полуинтегрированная рулевая колонка (Zero Stack или ZS)

Полуинтегрированная колонка работает очень похоже на классическую безрезьбовую, но чашки и подшипники устанавливаются внутри рулевой трубы, снаружи видно только кольцо или пыльник.

Смысл полуинтегрированных и интегрированных рулевых в том, чтобы опустить руль как можно ниже и улучшить аэродинамические качества, что важно для шоссейных велосипедов.

Полуинтегрированные колонки бывают разных типов и различной глубины, они не взаимозаменяемы.

Диаметр рулевой колонки обычно составляет 1 1/8 дюйма. Регулируется с помощью верхней крышки и болта в верхней части, так же, как у безрезьбовой.

Интегрированная рулевая

Интегрированные колонки часто ставят на маунтинбайки и шоссеры. В интегрированных рулевых колонках вообще нет чашек, промышленные (картриджные) подшипники просто закладываются в рулевой стакан рамы. Внутри трубы сделаны фаски, чтобы подшипники не провалились. Рама, конечно, требуется специальная.

Подшипники вставляются и вынимаются без специальных инструментов.

Регулировка, как у безрезьбовой колонки.

Промподшипник с внешним диаметром 1 1/4 дюйма и посадочным скосом 45°. Посадочный угол внутри рамы тоже 45°.

Промышленные подшипники бывают разных типов, поэтому при их замене надо убедиться, что вы выбрали правильный тип. Необязательно разбираться, что проставленные цифры означают, просто нужно выбирать замену с такими же.

Одно «но», если рама алюминиевая, при езде с разболтанной колонкой стальные картриджи подшипников могут разбить сравнительно мягкий рулевой стакан, менять подшипники и рулевую тогда без толку, менять придется раму.

Другие конструкции

Приведенный выше список типов рулевых колонок дает представление об основных типах и их работе, хотя на деле есть и другие. Например, Полтора дюйма (Onepointfive), собственные вариации компаний — Acros/Canyon i-Lock, Campagnolo и т. д.

Важно при замене рулевой проверить, совместима ли новая с вашим велосипедом.

Подшипники

Подшипники в колонках бывают чаще всего шариковые, реже игольчатые. Иногда смешанные: верхний подшипник шариковый, нижний игольчатый.

Шарики могут быть либо свободными, либо помещенными в сепаратор; промышленные подшипники запрессованы в картриджи уже на производстве.

Большинство подшипников рулевых колонок стальные, но бывают и керамические, которые, как утверждают их производители, служат дольше и не ржавеют. Но стоит ли платить дороже за керамику, если со стальными не возникает серьезных проблем?

Основная проблема для рулевой колонки — это когда внутрь попадает вода, песок и прочая грязь или когда подшипники не смазаны. Тогда они быстро изнашиваются.

Уход заключается в чистке, просушивании и смазке. Если потребуется, то заменяются изношенные подшипники. Перебрать рулевую колонку и поменять смазку нужно хотя бы раз за сезон. А если катали по горам, долам и пескам или велосипед падал в воду, колонку после надо этого обязательно почистить и поменять смазку.

Промышленные подшипники долго работают без техобслуживания, но стоит проверить, достаточно ли в них смазки.

Туго ли затягивать болт?

Если у вас есть безрезьбовая, полуинтегрированная или интегрированная рулевая (так и есть, скорее всего) вам необходимо предварительно затянуть болт, проходящий через верхнюю крышку, чтобы соединить все вместе. Не стоит закручивать так же туго, как болты, которые крепят руль к выносу, или те, которые удерживают подседельный штырь на месте.

Достаточно, чтобы не было люфта (движения вперед/назад или из стороны в сторону) в подшипниках, а вилка вращалась свободно и плавно, без чрезмерного трения.

В первых безрезьбовых рулевых колонках использовали пластиковые крышки, вроде бы прочные, но люди ломали их, слишком сильно затягивая болт, поэтому теперь они обычно алюминиевые.

Типы рулевых колонок велосипеда

В этой статье мы рассмотрим типы рулевых колонок, с которыми можно столкнуться сегодня.

Колонка устроена аналогично самой обычной втулке. Есть два подшипника, которые вставлены в чашки на раме в распорку, а их фиксация осуществляется уже совсем по-разному.

Способ фиксации является первым различием, по которому мы делим типы рулевых. Вторичный признак- способ закрепления руля на штоке вилки.

Тип рулевой колонки велосипеда напрямую влияет на качество и удобство его эксплуатации. Если в случае, когда речь идёт про современные безвинтовые рулевые колонки, меняются лишь косвенные факторы, то в случае с резьбовой рулевой колонкой встречаешься с различием лицом к лицу.

Устаревшие винтовые рулевые колонки используется в велостроении до сих пор и часто устанавливаются на простеньких горных велосипедах в нижнем ценовом диапазоне. Если начинающий пользователь начнет использовать такую конструкцию, то он в заметной мере подпортит себе общее впечатление о велосипеде. Ведь при использовании некачественных материалов для изготовления эта колонка будет постоянно раскручиваться во время катания.

Все рулевые колонки велосипеда разделяются на резьбовые (винтовые) и безрезьбовые (безвинтовые).

Резьбовые рулевые

1. Резьбовые рулевые колонки

Построены аналогично обычной втулке велосипеда. На штоке вилки есть резьба. На короне вилки надет опорный конус. На этот опорный конус надевается нижний подшипник. Нижний подшипник вращается в нижней чашке рулевой колонки. Сверху же находится регулировочная сторона, которая позволяет регулировать плотность затяжки всей рулевой колонки. Вынос руля в данном случае вставляется внутрь штока вилки и закрепляется там распоркой. Распорка вытягивается вверх длинным сквозным болтом, который упирается в верхнюю часть выноса. Для полного понимания ознакомьтесь со схемой ниже. Такие рулевые колонки легко узнаваемы. Они используются долгое время и всегда устанавливались на советские велосипеды. К сожалению, данная конструкция – это лотерея. Если удастся однажды обжать её как следует и для изготовления компонентов использованы качественные материалы, то рулевая походит без особенных проблем. Однако, если возникают какие-то проблемы в её работе, то будет постоянно происходить самовольное раскручивание и расшатывание. Кроме того, сама по себе конструкция не позволяет использовать такие варианты для экстремального катания. Ведь руль постоянно будет менять угол ориентации, а весь вынос можно вытащить из рулевой, при сильном нагружении.

Конструкция винтовой рулевой колонки

Чаще всего, диаметр рулевой с резьбой – 1 дюйм. Однако, среди многообразия вариантов, производимых в Китае, можно встретить и 1 ¼ дюйма или 1 ½ дюйма.

Безрезьбовые рулевые

2. Безрезьбовые винтовые колонки

Это более современный и очень надежный вариант конструкции, который используется на всех более дорогих велосипедах. На практике достаточно один раз настроить этот узел и он способен ходить без регулировки весьма длительное время.

Конструкция такой рулевой до удивления простая. Фиксация узла, вместо гайки, осуществляется выносом руля. Сам вынос руля прижимается якорем рулевой. Якорь вбивается непосредственно в шток вилки и держится там только благодаря своим упругим свойствам. Шток не имеет резьбы и одновременно используется как основание для выноса руля. Что, к слову, принципиально отличает её от резьбовой версии, где вынос руля вместе с дополнительной трубой вставляется внутрь штока.

Конструкция безрезьбовой рулевой

Чаще всего безрезьбовые рулевые имеют диаметр 1 1/8 дюйма. Однако возможны вариации от 1 дюйма до 1 ½ дюйма.

Безрезьбовые рулевые в свою очередь подразделяются на:

2.1. Традиционные рулевые колонки

Чашки жестко впресовываются в рулевой стакан, а подшипники в итоге находятся снаружи стакана с эти чашках. Не нужно пугаться слова впресовываются – на практике это аккуратно делается обычным молотком (если конечно рама не карбоновая).

2.2. Интегрированные рулевые колонки

Запресованых чашек нет. Подшипники находятся в специальной выфрезерованной полости прямо в рулевом стакане, а не снаружи него. Соответственно, не комплектуется чашками. Характерно, что и самих чашек нет в раме. Иногда используются специальные съемные опорные чашки для подшипника. Это чаще всего встречается на карбоновых рамах.

2.3. Полуинтегрированная рулевая колонка

Собственно, это почти традиционная рулевая с одним главным отличием – чашки находятся внутри рулевого стакана, а не снаружи. Чашки также впресовываются в раму, как и в традиционном случае.

Рулевая с конусом

3. В последнее время появилось и ещё одно «новое веяние» — шток вилки делается не прямым, а конусным. Рулевая с конусным штоком часто встречается на современных полупрофессиональных велосипедах. Это самая обычная безрезьбовая рулевая, но не прямая, а конусная. Идея правильная и простая – производители увеличивают прочность тех участков, которые наиболее нагружены, без увеличения размера всей трубы. Чаще других встречаются конусные рулевые, где нижний диаметр 1 ½ дюйма, а сверху 1 1/8 дюйма.

Советы по подбору рулевой

Помимо разных типов рулевых колонок, которые мы описали выше, нужно помнить, что есть различия и в основных параметрах элементов рулевых колонок. Чаще всего всё взаимозаменяемо, но на дорогих моделях велосипеда можно натолкнуться на ощутимое различие. Чашки рулевой колонки могут иметь разную высоту. Их посадочная глубина может различаться. Основной диаметр обычно определяется одним общим стандартом, который мы указали выше.

Соответственно, нужно понимать, что т.к. в безрезьбовой рулевой высота штока уже неизменна и пилится один раз под размер рамы, то разная высота чашек рулевой может не подойти в данном случае. Т.е. вынос не сможет схватиться за остаток штока.

В любом случае, если нужно подобрать новую рулевую, возьмите с собой старую или тщательно промеряйте посадочное место в раме.