Нашёл мегазачётную статью о влиянии различных параметров геометрии рамы велосипеда на его поведение.
Геометрия рамы велосипеда влияет на его поведение существенным образом. В этой статье мы расскажем как узнать что представляет собой рама вашего велосипеда.
Велосипед — это замечательная вещь. Возьмите два колеса вместе с кучей тросиков, прилепите это к раме и получится настоящее произведение сантехнической арматуры. Теперь прилепите какую-либо сидушку — чем уже, тем лучше — и добавьте трубу впереди, чтобы держаться руками. Вмонтируйте кучу шестерней, шатуны, топталки и цепь и поехали… не забудьте накачать колёса. Вот и получилось персональное средство передвижения. Отлично, для торможения ещё пригодяться тормоза и для удобства будут также уместны переключатели. Но, в действительности, всё что есть в велосипеде: несколько труб, несколько тросов, несколько шестерёнок и цепь, и немножко резины и пластик. Замечательно, что это вообще работает.
Но, если простой велосипед это впечатляющее проявление искусства инженеростроения, то горный велосипед — настоящее чудо! Давайте взглянем на это поближе. Любой старый велосипед едет, останавливается и иногда поворачивает — это стало известно ещё столетие назад. Горный велосипед отличается тем, что всё это можно проделывать на любой поверхности, чего люди ранее и предположить не могли. Также частью этих возможностей достигается благодаря современному производству и материалам — многое зависит от особенностей рамы, потому что дизайн рамы влияет на то, где все остальные компоненты велосипеда будут прилеплены, на отношение руля к седлу, седла к каретке, руля к углу переднего колеса, каретки к земле и так далее.
И всё приходит к геометрии рамы — к обманчиво простому набору углов и длин, которые диктуют то, как все различные части горного велосипеда будут работать вцелом. К счастью, геометрия рамы — сложный комплекс правил, который поддаётся некоторым научным принципам и немножко везению дизайнеров. Познать это, значит вспомнить последние классы математики: синусы и косинусы. Над этим можно сломать голову, поэтому чтоб вас уберечь от этого, ниже прилагается полный гид по этому вопросу.
Разработчики горных велосипедов стоят лицом к лицу с тернистым набором проблем, которые доставляете им ВЫ?! Если быть более точным, то это ваш вес и где находится ваш центр тяжести. Любой велосипед с велосипедистом на борту это тяжёлая и нестабильная конструкция. Всё в порядке, пока вы катетесь по ровной асфальтной поверхности и ваш вес довольно равномерно распределён между двумя колёсами и всё это легко контролировать. Попробуйте выехать на внедорожье и правила меняются. Вместо равномерного распределения веса ситуация меняется косвенным образом — то 100% веса приходится на заднее колесо, а через миг 100% — уже на переднем. Как только меняется поверхность, опытный велосипедист перемещает вес для контроля над велосипедом и комфортного педалирования. Но начинающий байкер не справится с изменением рельефа в 45 градусов даже на двухподвесном велосипеде с злыми покрышками. Однако, для дизайнеров велосипедов, задача остаётся таже — нужно сделать такой велосипед, чтоб любой мог сказать — это произведение искусства!
Веский вопрос
Если всего этого недостаточно, амортизаторы также могут помочь справиться с проблемами. Теперь не только велосипедист перемещает центр тяжести, но также над этим вопросом работают амортизаторы. Когда работает передний, задний или оба амортизатора, эффективность геометрии рамы также изменяется. Строение амортизаторов должно принимать во внимание то, как велосипед будет вести себя в различных сиутациях, учитывая любые комбинации веса велосипедиста и реакцию амортизаторов. И всё это стоит в основе требований геометрии рамы любого байка — чтобы сделать посадку педалирования эргономичной, достигнуть комфортного движения, управления и торможения.
Сложите все эти факторы вместе и вы начнёте видеть, что логика строения горного велосипеда очень сложна. Чтобы более близко изучить важность геометрии велосипеда, прочтите ниже АНАТОМИЯ ГОРНОГО ВЕЛОСИПЕДА.
АНАТОМИЯ ГОРНОГО ВЕЛОСИПЕДА
Велосипедные понятия:
— Стабильность показывает сколько велосипедисту нужну преложить усилий, чтобы сохранять прямолинейность езды. Большая стабильность в основном хороша при фрирайде на целый день и в даунхильных гоночных машинах, в то время как на техничных участках трассы нужен велосипед, который можно легко переместить в сторону.
— Быстрота — как быстро велосипед реагирует на манёвры велосипедиста. Почти похоже на стабильность, но не совсем то же самое — идеально иметь стабильный вельчик, который также быстр в узких и извилистых условиях.
— Зазор — расстояние между кареткой и поверхностью почвы (скалы, корни, кочки и другие препятствия). Увеличение зазора обычно уменьшает стабильность велосипеда и наоборот — более стабильный велосипед должен иметь более низкую каретку.
— Сцепление — то, как легко заднее колесо цепляется за поверхность. Зависит от распределения веса велосипедиста и от факторов дизайна рамы, таких как угол подседельной трубы (подседельный угол), длина нижней трубы задних перьев и расстояния между колёсами (база).
ДЛИНА ВЕРХНЕЙ ТРУБЫ — расстояние между центрами рулевой колонки и подседельного штыря, воображаемая линия, идущая параллельно земле. Различные по размеру рамы отличаются как длиной, так и шириной.
БАЗА — расстояние между передним и задним эксцентриками колёс. Более длинная база, значит меньшая манёвренность и большая стабильность, и более короткая, значит более быстрый и вёрткий велосипед.
Эффект длины базы:
ДЛИНА ВЫНОСА — меряется от центра руля, до центра рулевой колонки. Длина выноса может оказывать существенное влияние на то, как реагирует ваш велосипед на повороты руля, также тут влияют другие факторы: длина верхней трубы, и рулевой угол. В основном, более короткий вынос лучше для большей манёвренности, более длинный — делает повороты более трудными и непредсказуемыми.
Эффект длины выноса:
ВЫСОТА КАРЕТКИ — расстояние между землёй и центром каретки (ЗАЗОР). Более низкая каретка даёт большую стабильность — легче тормозить — но больший ризк зацепить педалью земляные препятствия. Более высокая каретка придаёт больший зазор, лучше поворачивать, но меньшую стабильность.
Эффект высоты каретки:
ДЛИНА ЗАДНЕГО ПЕРА — расстояние между кареткой и осью задней втулки. Существует небольшая разница между велосипедами в длине заднего пера — длина обычна коротка насколько это возможно. Более короткое заднее перо рамы придаёт большее сцепление заднего колеса с поверхностью почвы и меньшую пробуксовку.
Эффект длины нижней трубы пера:
ПОДСЕДЕЛЬНЫЙ УГОЛ — угол между подседельной трубой и линией, параллельной земле. Меньшее число — ленивый угол — вес велосипедиста перемещается на заднее колесо и увеличевается сцепление, но уменьшается скоростная сила. Более крутой угол, перемещает вес гонщика вперёд, заставляя работать амортизационную вилку и обеспечивет лучшую посадку для быстрго и агрессивного педалирования.
Эффект подседельного угла:
РУЛЕВОЙ УГОЛ — угол между рулевой колонкой и линией, параллельной земле. Более меньший показатель — ленивый угол — придаёт более медленное, раслабленное управление велосипедом. Большее число — крутой угол — значит более быстрое реагирование на манёвры. Однако, реагирование на повороты руля также зависит и от других факторов, таких как длина, зазор и уход вилки (смотрите ниже) и длина выноса.
Эффект величины рулевого угла:
ЗАЗОР ВИЛКИ — расстояние между центром втулки переднего колеса и воображаемой линии, проведнной через рулевую колонку. Зазор — это характеристика вилки, а не рамы, но в комбинации с рулевым углом и длиной выноса, влияет на ответ велосипеда на повороты руля. Более короткий зазор делает велосипед более управляемым, более длинный зазор — придаёт стабильность велосипеду.
УХОД ВИЛКИ — Почти то же самое, что и зазор вилки. Меряется от точки соприкосновения переднего колеса до точки соприкосновения с землёй воображаемой линии, проведённой через рулевую колонку. Как и зазор, уход вилки влияет на поведение велосипеда при поворотах рулём. Разница в том, что в то время как зазор — постоянная величина, уход становится короче при амортизации передней вилки.
Эффект длины зазора и ухода вилки:
H1 — высота рамы — расстояние между центром каретки и верхней частью подседельной трубы.
L — база велосипеда — расстояние между центрами втулок колёс.
P — высота руля — расстояние между осью руля и уровнем земли.
D — наружный диаметр колеса.
H — высота седла — расстояние между верней частью седла и уровнем земли.
α — угол наклона рулевой колонки.
В — плечо устойчивости — параметр обусловленный углом наклона рулевой колонки и изгибом перьев вилки.
h — дорожный просвет велосипеда — расстояние между центром оси педали и уровнем земли.
L1 — длина шатунов — расстояние между центром каретки и центром оси педали.
Также читать на эту тему:
Тормоза:
— передний тормоз;
— задний тормоз;
— тормозные колодки;
— трос тормозов…
Сплавы из алюминия. Наиболее распространённый материал на сегодняшний момент для производства рам велосипедов. В чистом виде алюминий не используется. Существует большое количество различных сплавов, содержащих в различном процентном соотношении кремний, магний, цинк и медь…
Из полученных таким способом нитей плетётся ткань с различными рисунками полотна. Ткань применяется при производстве крупных деталей велосипеда. Чтобы получить максимальную прочность углеродную ткань укладывают в несколько слоёв с разным направлением…
Ромбовидная рама – классическая, наиболее часто встречающаяся рама, в основном на мужских дорожных и шоссейных и горных велосипедах. Открытая рама – верхняя труба расположена близко к нижней и иногда имеет изгиб ближе к подседельной трубе. Встречается на женских и детских велосипедах…
Таблица с описанием геометрии шоссейного велосипеда может сбить с толку как новичка, так и продвинутого спортсмена. В этой статье мы рассмотрим, что значат различные параметры геометрии шоссейного байка и на что стоит обратить внимание при покупке.
Покупая новый велосипед, нужно учесть ряд факторов: вид езды который вы предпочитаете, ваш опыт, физическая форма, и конечно же бюджет. Но частенько даже эти факторы не позволяют, из огромного списка, выбрать именно свой шоссейник.
Важнейшими показателями будут геометрия велосипеда и его размер. Если купить не подходящий размер, езда на велосипеде будет не комфортной и травмы вам обеспечены.
Прежде чем направиться в велосипедный магазин или заказать байк по интернету, стоит обратить внимание на таблицу с геометрией. Это позволит, во-первых, определиться какой байк подойдет вашему стилю катания и, во-вторых, выбрать нужный вам размер.
Однако, таблицы геометрии велосипеда могут как помочь, так и запутать любого человека, так как разные производители имеют разную размерную сетку, а каждая модель велосипеда может иметь свою геометрию.
Что такое таблица геометрии велосипеда?
Таблица геометрии велосипеда содержит различную информацию и может отличаться у разных производителей, но в основном вы там найдёте следующие параметры: длина основных трубок рамы, угол наклона рулевой колонки и подседельного штыря. Также, скорее всего будут обозначены: колесная база, нижнее перо, stack и reach
В таблице также будут указаны различные размеры доступных рам, так вы сможете увидеть, как размер рамы влияет на самые важные значения, которые определяют подходит ли вам велосипед.
В добавок, некоторые таблицы будут иметь такие данные, как rake (расстояние между рулевой осью и центром колеса) и trail (расстояние между контактной точкой покрышки и рулевой оси). Эти данные могут помочь определить какой тип геометрии имеет велосипед и дать характеристику управляемости. Мы вернемся к этому позже.
Насколько полезной будет таблица геометрии при выборе велосипеда?
Таблица геометрии позволит подобрать идеально подходящий размер рамы, поможет в последующем байк фите, укажет на совместимость компонентов и охарактеризует управляемость велосипеда.
Для того чтобы цифры в таблице действительно помогли в выборе правильного размера рамы, нужно знать свои параметры, которые лучше всего измерять у специалиста по байк фиту. Но, даже самостоятельно можно разобраться как должны быть размещены седло и руль, а также определить идеальную ширину руля и длину шатунов.
Какие основные параметры помогут выбрать подходящий велосипед?
- Длина верхней трубы (Toptube length)
Этот параметр указывает на длину рамы и позволит подсчитать длину выноса руля. Это ключевой фактор в определении, такого понятия как, reach (с англ. дотягиваться).
- Длина рулевой трубы (Headtube length)
Это вертикальное измерение передней трубки рамы. Длина рулевой трубки определяет, можно ли с конкретной рамой получить подходящую вам высоту руля. Эндуранс и туринг велосипеды обычно имеют длинную рулевую трубу, для более ровной посадки, в то время как гоночные велосипеды имеют короткую переднюю трубку для агрессивной посадки.
Длина рулевой трубы влияет на reach (читайте ниже), хотя высоту руля можно будет позже настроить с помощью разделительных колец.
- Высота рамы и расстояние между кареткой и рулевой (Stack и Reach)
Stack это вертикальное расстояние между кареткой и верхней точкой рулевой колонки, а reach – это горизонтальное растояние от центра каретки до рулевой.
Если вы знаете свои параметры, то stack и reach будут самыми важными цифрами при выборе правильного размера рамы. Также, это самый простой способ сравнить размерную сетку у разных производителей. К примеру, не все 56 рамы одинаковые, так что стоит это учитывать.
В большинстве своем, велосипед для гонок будет иметь низкий stack и длинный reach, в то время как велосипед с более расслабленной геометрией будет иметь высокий stack и короткий reach. К примеру гоночный велосипед S-Works Tarmac в размере 56 имеет stack 564 мм и reach 395 мм, а эндуранс байк S-Works Roubaix в том же размере имеет stack 611 мм и reach 381 мм.
- Угол наклона подседельного штыря (Seattube angle )
Высота седла легко настраивается, так что длина штыря не имеет особого значения, зато угол наклона будет сильно влиять на посадку.
На профессиональном байк фите вы узнаете подходящее вам расстояние между носом седла и центром руля – это поможет определить нужно ли сдвинуть седло назад или вперед. Угол наклона подседельного штыря влияет на изначальную позицию седла.
Какие параметры в таблице геометрии характеризуют управляемость велосипеда?
Качество езды на велосипеде нельзя определить только лишь по данным геометрии. Тем не менее, следующие цифры могут подсказать, чего можно ожидать от управляемости велосипеда.
- Длина между осью переднего колеса и кареткой (Front-centre)
Это расстояние помогает определить насколько четко будет ощущаться велосипед в поворотах и насколько отзывчивой будет передняя часть байка во время езды в седле и стоя, упираясь на руль. Этот параметр также может влиять на то, как ощущаются вибрации от дороги на руле.
- Длина между задней осью и кареткой (Rear-centre)
Чем длиннее расстояние между задней осью и кареткой, тем медленнее байк будет реагировать на изменения мощности педалирования, и тоже самое касательно управляемости.
- Выкат переднего колеса (Trail)
Многие говорят об уголе наклона рулевой, но на самом деле на управляемость передней части велосипеда по большей части влияет комбинация между смещением вилки (rake) и уголом наклона рулевой, так называемый, trail, или выкат переднего колеса.
В сущности чем больше значение trail, тем устойчивее будет велосипед, а меньший trail означает быструю управляемость. Значение trail обычно будет в пределах 50-70 мм.
- Длина нижних перьев (Chainstay)
Также как выкат переднего колеса, на устойчивость велосипеда влияет длина нижних перьев. Типичный "гоночный" велосипед имеет перья длиной 405-415 мм, в то время как "эндуранс" велосипеды обычно имеют более длинные перья (около 420 мм). К примеру гоночный велосипед Trek Madone в размере 56 см имеет нижние перья в 410 мм, а эндуранс велосипед Trek Domane – 420 мм. Колёсная база тоже имеет похожую историю – эндуранс будет иметь более длинную колесную базу чем гоночный велосипед.
Общее правило – чем длиннее велосипед, тем он более устойчивый и менее поворотливый.
- Высота каретки (Bottom bracket height)
Чем ниже каретка, тем ниже центр тяжести велосипеда. Это приводит к стабильной управляемости. Но есть ограничения – должно быть достаточное расстояние, чтобы на поворотах не цепляться педалями об землю. Высоту каретки обычно проектируют в тандеме с выкатом переднего колеса (trail), тогда получается сбалансированный велосипед.
Также измеряют высоту от задней втулки колеса до центра каретки (Bottom bracket drop). У гоночного Trek Madone – это 70 мм, а у эндуранс байка Domane 78 мм. Более высокая каретка у гоночных велосипедов помогает быстро заезжать в повороты.
Данный просвет определяется исключительно конструкцией рамы. Хорошо спроектированная рама предполагает установку покрышек определённой ширины(в зависимости от предназначения рамы) и, разумеется, подразумевает наличие некоторого расстояния до крыла во избежание трения.
Исторически все трековые велосипеды изготавливались с минимальными зазорами, поскольку в этом случае используются максимально гладкие и узкие слики . В 1980−х годах шоссейные велосипеды начали заимствовать основные принципы конструкции трековых велосипедов, и в связи с этим впоследствии большинство« гоночных» велосипедов оказались с неоправданно небольшим просветом. Причиной этому являлось всего лишь слепое стремление к стилизации. В своё время, когда подобная дизайнерская болезнь достигла своего пика, велоиндустрия в целом начала приобретать болезненную тенденцию к производству довольно странных велосипедов и деталей. На велосипед с минимальным просветом можно установить клещевой тормоз только с самыми короткими рычагами. В связи с этим многие производители тормозных систем полностью переключились на производство короткорычажных тормозов, и нормальные тормозные системы просто исчезли из продажи. Производители рам и вилок, в свою очередь, подхватили тенденцию и продолжили выпуск продукции с минимальным клиренсом.
Единственный человек, работавший в компании Rivendell, Грант Питерсен(Grant Petersen), заметив нездоровую тенденцию, смог повлиять на возвращение в производство тормозных систем с более длинными рычагами.
Раму с минимальным просветом починить невозможно. Как-то попытаться решить проблему можно лишь установив колёса меньшего диаметра.
Расстояние до педали в повороте
В тот момент, когда велосипедист входит в поворот и совершает наклон в сторону, есть высокая доля вероятности зацепиться педалью за дорожное покрытие. Этот зазор зависит от нескольких параметров:
- Высота каретки
- Длина шатунов Crank length
- Длина педалей
Сочетание всех указанных значений определяет, насколько сильным может быть наклон в повороте, не исключая при этом возможности кручения педалей.
Особенно важным это расстояние является для велосипедов с фиксированным приводом, поскольку подобные системы не имеют свободного хода, и педали крутятся постоянно. Кроме того, при ударе педалью о землю на фиксе, заднее колесо моментально подскакивает вверх, что может привести к падению.
Расстояние от мыска
Есть ещё один важный зазор на велосипеде от мыска ноги велосипедиста до переднего колеса или крыла.