Велосипедная рама и всё о ней. Особенности и выбор

велосипедная рамаВелосипедная рама (bicycle frame) — это основополагающий компонент любого велосипеда. От неё зависят такие важные особенности, как: дальнейшее предназначение "байка", стиль катания, удобство, комфорт и конечно же безопасность. Прочность велосипеда тоже напрямую зависит от велорамы. На сегодняшний день существует очень много различных вариантов велосипедных рам, они отличаются материалом, геометрией и прочими важными деталями. Чтобы разобраться во всём этом, достаточно просто рассмотреть некий усреднённый вариант рамы и понять, из каких частей она состоит и как правильно называются отдельные компоненты.

Компоненты велорамы

Любая «классическая» велосипедная рама конструктивно состоит из труб, которые могут быть изготовлены из различных материалов, сочетаний материалов, сплавов или композитов. Чтобы получить нужное в каждом конкретном случае (сбалансированное) соотношение характеристик прочности/гибкости часто применяются комбинированные материалы. Трубы могут быть произвольной формы и сечения, с квадратным или круглым профилем.

Привычная всем конструкция рамы - это два треугольника, передний и задний (эти треугольники можно представить виртуально, если также мысленно рассмотреть раму сбоку). треугольники рамыОни могут иметь любую форму, не обязательно идеально-ровную геометрическую, но при этом всё равно сохраняют это название. Конечный вид зависит от фантазии и намерения производителя или же "дизайнера" рамы, если он фигурировал во время её создания. Несмотря на то, что передний треугольник можно считать таковым весьма условно (поскольку он состоит из 4-ёх труб, а не из 3-ёх), в его строении можно выделить следующие элементы: рулевой стакан (headset), основная труба (head tube), верхняя труба (top tube) и подседельная труба (seat tube).

Задний треугольник состоит из: подседельная труба (seat tube), задние верхние перья (seat stays) и нижние (chain stays) перья. В нижней части рамы, там где основная труба переходит в задний треугольник и «встречается» с подседельной трубой, располагается кареточный узел.

Нижние задние перья переходят в кронштейны для крепления заднего колеса, или их ещё называют дропаутами (dropout). Задние перья также включают в себя крепления под тормозную систему v-brake, но в наше время почти поголовно идёт крепление под дисковый тормоз.

Конструкция рамы иногда отличается от "классической" в силу различных ухищрений от производителей и предполагаемого назначения велосипеда. Но даже в этом случае основной принцип и названия элементов рамы сохраняются, даже если их форма претерпевает изменения.

Чтобы обеспечить непосредственную функциональность будущего "байка" и всех его систем, велосипедная рама включает в свою конструкцию отдельные элементы, служащие для установки специфических компонентов. Рассмотрим такие элементы рамы поближе:

В рулевой стакан устанавливается рулевая колонка (headset), в отверстие для каретки - устанавливается соответственно каретка (bottom bracket), а в отверстие подседельной трубы устанавливается подседельный штырь (seatpost) вместе с седлом.

Кронштейны крепления втулки заднего колеса или "дропауты" могут быть: вертикальными, горизонтальными или регулируемыми. dropoutВертикальные дропауты наиболее удобные и простые в эксплуатации — они позволяют быстро поставить колесо на место, и сделать это максимально ровно (натяжение цепи в этом случае обеспечивается задним переключателем скоростей, отдельная ручная регулировка не требуется).

Горизонтальные дропауты сейчас применяются всё реже за счёт специфичности конструкции. С их помощью натягивается цепь, что особенно актуально для "синглспидов" (велосипедов с одной передачей, без заднего переключателя). Ещё одним вариантом использования может быть в тандеме с планетарной втулкой. Однако, при достаточном усилии ось колеса может сместиться. Чтобы предотвратить это, существуют специальные фиксаторы оси.

Регулируемые дропауты бывают самых различных вариаций: с отверстиями для крепления заднего переключателя или без него. Они позволяют, как следует из названия, гибко регулировать "базу" велосипеда в небольших пределах. Такие дропауты легко меняются, а велосипед можно легко превратить в односкоростной.

Современные вело-рамы так же часто включают в себя дополнительные конструктивные элементы для крепления аксессуаров и прочих доп. устройств. На большинстве рам можно увидеть отверстия для установки флягодержателя, а также крепёжные элементы для троссиков тормозной и систем переключения передач. крепления для рубашек троссовПоследние часто заменяются отверстиями на рамах высокого класса, чтобы пропустить рубашки тросов внутри, тем самым улучшив эстетический вид велосипеда, повысить удобство и снизить неприятный эффект перетирания рубашки или рамы. Некоторые рамы дополнительно комплектуются отверстиями для фиксации крыльев, что обычно характерно для дорожных и туристических (tour) велосипедов.

Рассмотрим подробнее некоторые элементы рамы и попытаемся понять, каким образом происходит подбор совместимых компонентов под каждую конкретную раму и какие встречаются отличия: 

Рулевые стаканы (headset) на раме бывают обычные или же интегрированные. С учётом этих особенностей к стакану подбирается рулевая колонка.head-tube

Обычные рулевые стаканы распространены гораздо больше, они чаще встречаются в продаже и не предполагают никаких сложных особенностей. Под такие рулевые стаканы проще всего найти и подобрать рулевую колонку, притом сделать это с учётом собственных предпочтений в стиле катания.

Интегрированные рулевые стаканы считаются более профессиональным и продуманным инженерным решением, простым в установке и практически не требующим обслуживания, однако способным вывести раму из строя в ряде случаев (или же привести к дорогостоящему ремонту).

Подробнее о рулевых стаканах и совместимых с ними рулевых колонках можно прочитать в отдельной статье.

Кареточный узел рамы состоит из стакана, в который устанавливается каретка. Этот стакан различается длиной и типом резьбы, в зависимости от особенностей рамы.кареточный узел

Встречаются три типа резьбы на раме:

  1. Английская резьба (BSW, 1.37 in x 24 TPI);
  2. Итальянская резьба (BSC, ITA 36 mm x 24 TPI);
  3. Французская/швейцарская резьба (М35×1);

Бывают так же стаканы с интегрированными системами. В них подшипники с чашками запрессовываются непосредственно в раму, а центральным элементом остаётся ось. Такие системы называются "Pressfit" и они набирают популярность в конструкции профессиональных рам в последнее время. Также встречаются эксцентриковые каретки, которые проворачиваются в своём посадочном месте и отличаются функционалом автоматического натяжения цепи. Последние используются крайне редко, они являются альтернативой приводу с системой переднего переключения передач.

Подседельная труба рамы оснащается зажимом подседельного штыря (seat clamp). Он бывает интегрированный (только на старых моделях рам) или внешний. seat-clampВ зависимости от диаметра подседельной трубы, зажимы бывают следующих наиболее распространённых стандартов: 27,2 мм; 30 мм; 31.8 мм; 34.9 мм;

Внешние зажимы подседельного штыря могут быть:

  • Эксцентриковые — зажимается без инструментов руками, приложением физической силы. Удобны, понятны и просты в обращении для всех, не требуют дополнительных инструментов.
  • Болтовые — фиксируют подседельный штырь при помощи болта, обычно на шестиграннике. Менее удобные, требуют инструмент для регулирования силы затяжения, но зато более надёжные.

Конструкция рамы так же может значительно варьироваться в случае наличия или отсутствия задней подвески и её разновидностей. рама двухподвесного велосипедаКак правило, в таких случаях у велосипедной рамы будет отсоединяемый задний треугольник и некая конструкция (индивидуальная), на которую будет крепиться сам амортизатор.

Геометрия рамы

Велосипедная рама и её прямое назначение во многом зависит от геометрии, наиболее значимого и весомого параметра для этого изделия. Геометрия рамы определяется длиной труб и углами, при которых они соединяются. Наиболее значимыми и определяющими параметрами геометрии рамы можно отметить: угол наклона рулевого стакана, угол наклона подседельной трубы, длина верхней трубы и длина подседельной трубы.

геометрия рамыДетально разбирая геометрию рамы, следует выделить некоторые характерные размеры рамы, которые часто указывает тот или иной производитель. Эти размеры достаточно значимы при выборе, особенно с учётом предполагаемой дисциплины катания:

  • Saddle height (высота седла) — расстояние от центра каретки до середины седла
  • Stack (стэк) — вертикальное расстояние от центра каретки до верхней точки рулевой колонки
  • Reach (рич) — горизонтальное расстояние от центра каретки до верхней точки рулевой колонки
  • Bottom braket drop (отступ каретки) — расстояние, которое определяет, насколько занижен центр каретки относительно центра задней втулки
  • Handlebar drop (отступ руля) — расстояние, которое выражает вертикальную разницу между верхней частью седла и верхней частью руля
  • Saddle seatback (отступ седла) — горизонтальное расстояние между передней частью седла и центральной частью каретки
  • Standover height (полная высота) — высота от земли до верхней трубы переднего треугольника
  • Front center — расстояние от центра каретки до центра передней втулки
  • Toe overlap — определяет расстояние от ноги райдера на педали до переднего колеса во время поворота последнего

Геометрия рамы играет определяющую и самую важную роль в поведении велосипеда на дороге, его устойчивости, отзывчивости руля. Она же задаёт удобство и комфорт посадки, влияет на характеристики разгона и торможения, общую динамику велосипеда. Следует обратить самое пристальное внимание на эти размеры, выбирая раму под индивидуальные запросы и пожелания. Существует ряд наиболее важных практичных размеров, которые и следует учесть в первую очередь:

  • Длина верхней трубы. Измеряется от центра рулевой колонки, до центра подседельного штыря по прямой горизонтальной линии. Этот параметр напрямую влияет на стабильность и маневренность велосипеда. Чем длина выше, тем более устойчивым и отзывчивым будет велосипед.
  • Угол рулевого стакана. Угол между рулевым стаканом и прямой вертикальной параллельной линией. Больший угол определяет лучшую манёвренность велосипеда.
  • Угол подседельной трубы. Определяется наклоном подседельной трубы по отношению к прямой параллельной вертикальной линии. Данная характеристика отвечает за смещение центра тяжести, а именно отвечает на вопрос: "Смещается ли центр тяжести и насколько сильно, когда велосипедист сидит в седле?" От этого зависит и предрасположенность байка к экстрим-элементам и трюкам, а также определяет уверенное сцепление с поверхностью (если угол больше) или же большую предрасположенность для динамичной ездеы во время скоростного педалирования (если угол меньше).
  • Колёсная база. Расстояние между центрами передней и задней втулки колёс по прямой горизонтальной линии. Чем больше колёсная база, тем более устойчивым, манёвренным и стабильным будет велосипед.
  • Длина нижних перьев заднего треугольника рамы. Измеряется от центра кареточного узла до центра задней втулки колеса. Чем меньше длина — тем надёжнее и прочнее рама и, тем лучше сцепление велосипеда с поверхностью, а велосипед более отзывчив при рулении и прочих скоростных манёврах.
  • Клиренс/высота до кареточного узла. Расстояние между крайней нижней точкой велосипеда (кареткой) и землёй. Влияет на проходимость и скорость. Чем больше высота — тем увереннее и стабильнее велосипед на бездорожье, меньше вероятность зацепить рамой за любые неровности или препятствия. Но вместе с этим происходит большая потеря скорости и динамики.
  • Длина выноса. Измеряется от центра рулевой колонки до руля (вынос). Значительно влияет на маневренность и удобство посадки.

Полный размер рамы традиционно измеряется вдоль подседельной трубы, от центра кареточного узла, до центра верхней трубы (в том месте, где она пересекается/встречается с подседельным штырём). Так определяется «ростовка» рамы и велосипеда в целом. Однако существуют и другие способы измерения.

Размер рамы находится в прямой связи с ростом человека, который
собирается ездить на велосипеде, собранном на основе этой рамы. Эту связь можно условно представить в таком виде: Рама размера XS рассчитана под рост 152-162 см; рама размера S под рост 162-172 см; рама размера M под рост 172-182 см; рама размера L под рост 182-192 см; рама размера XL под рост 192 и выше;

Размер рамы для экстремальных дисциплин катания принято подбирать чуть меньший, чтобы увеличить управляемость и манёвренность для выполнения трюков и различных прыжковых элементов.

Материалы рамы

Велосипедная рама может быть изготовлена из различных материалов. С момента зарождения велодвижения традиционно это была сталь, однако рама так же может быть изготовлена из алюминиевого сплава, карбонового волокна, титана, термопластика, или даже бамбука и дерева. Каждый материал даёт сочетание своих уникальных характеристик и недостатков, им присущих. Так же в последнее время часто используются сочетания различных материалов (композиты), чтобы добиться необходимого баланса низкого веса и высокой прочности конструкции. При выборе материала для рамы важную роль играют следующие свойства:

  • Плотность — от этого параметра зависит конечный вес рамы
  • Жёсткость — незначительно влияет на передачу энергии педалирования и комфорт райдера. Определяет способность рамы деформироваться без разрушения.
  • Предел прочности или поперечная прочность — определяют силу, с применением которой материал деформируется.
  • Растяжение/упругость — определяет, насколько сильно нужно деформировать материал, прежде чем он сломается.
  • Усталость — определяет долговечность рамы в перспективе активной эксплуатации.

Краткие преимущества и недостатки самых распространённых материалов рам, облегчающие выбор рамы под индивидуальные запросы и стиль катания:

  • Стальные рамы. Для производства рам в настоящее время чаще всего используется хром-молибденовая сталь, которая отличается отменной прочностью, надёжностью и выносливостью, так же неизменно хорошей упругостью материала (рама ощущается комфортной в движении так как немного "играет", правда тем самым теряя в динамике движения). стальная рамаРамы из этой стали достаточно легко отремонтировать в случае поломки и они очень долговечны за счёт превосходных усталостных характеристик. Но и недостатки у таких рам весьма существенные, сюда можно отнести и высокий вес по сравнению с рамами из других материалов (на несколько килограмм при одной и той же ростовке) и подверженность коррозии. Для борьбы с коррозией раму покрывают специальным составом, однако в случае повреждения лако-красочного покрытия остановить развитие коррозии бывает весьма затруднительно. Следовательно, такая рама не столь неприхотлива и долговечность сводится на нет подобными проблемами. Конечно, коррозия не столь сильно проявляется по сравнению с кузовом автомобиля, например, но велосипед вполне способен потерять товарный вид и снизить показатели прочности с течением времени. Велосипедную раму из стали часто выбирают любители туризма и спокойных покатушек за достаточное сбалансированное сочетание характеристик, хороший комфорт (что немаловажно в дальних поездках) и разумную стоимость.
  • Титановые рамы. Применение титана в велопроизводстве позаимствовано из авиации. Но, несмотря на то, что титан обладает рядом неоспоримых положительных качеств, таких как: повышенная удельная прочность и невероятно низкий вес (зачастую ниже алюминиевых аналогов при большей прочности), коррозионная устойчивость, повышенная упругость (титановые рамы считаются одними из самых комфортных) и великолепные усталостные характеристики (а значит и долговечность), у подобных рам есть ряд существенных недостатков. титановая рамаСложный технологический процесс изготовления подобной рамы и не всегда оправданная высокая стоимость, а так же практически полная неремонтопригодность в случае повреждения. Титановые рамы чаще всего становятся выбором понимающих профессионалов, которые давно занимаются велоспортом и готовы мириться с завышенной ценой этого фундаментального компонента.
  • Алюминиевые рамы. А точнее - рамы из различных сплавов алюминия с примесями, поскольку алюминий в чистом виде достаточно мягкий металл. Сплавы алюминия делятся по сериям, так в 7000 серии используется примесь цинка, а в 6000 добавляют магний. Алюминиевые рамы наиболее распространены на сегодняшний день и востребованы за счёт идеального компромисса в цене, качестве и наборе характеристик. алюминиевая рамаЭти рамы практически не подвержены коррозии, отличаются низким весом, но вместе с тем пониженной упругостью и повышенной жёсткостью. На практике они менее комфортабельные и не совсем предназначены для велосипедов, на которых подразумевается преодолевать большие расстояния. Считается, что велосипеды на основе таких рам более манёвренные и отзывчивые, с лучшей динамикой разгона. Алюминиевые рамы наилучшим образом подходят для экстремальных дисциплин. Из недостатков этого материала так же стоит отметить неудовлетворительные усталостные характеристики. В последнее время производители всё чаще заявляют о пожизненной гарантии на свои алюминиевые рамы. При изготовлении алюминиевых рам так же иногда применяется интересная, инновационная технология гидроформирования, которая исключает наличие швов в конструкции рамы или снижая их количество, делая конечное изделие более эстетически привлекательным.
  • Карбоновые рамы (углеволокно). Такая рама изготавливается из углеродных волокон, пропитанных специальными клейкими смолами. Этот материал представляет собой классический композит. Обладает достаточной прочностью для типичной велорамы, однако обременён кучей недостатков, таких как: необычайно сложный технологический процесс изготовления и вместе с этим высочайшая стоимость рамы (часто неоправданная), низкая ударная вязкость материала, абсолютная неремонтопригодность. карбоновая рамаТакой рамы хватает на пару лет активной эксплуатации, при этом стоимость многократно выше любых аналогов. Подобные рамы подойдут для профессиональных велогонщиков, которые гоняются за каждым граммом лишнего веса, чтобы не потерять в производительности. Такие велосипеды целесообразно использовать для гоночных соревнований, оставшееся время держа его в "консервации" тёплого помещения. Единственным достойным весомым преимуществом карбоновой рамы будет самый низкий вес рамы среди прочих аналогов, а так же то, что данный материал попросту не подвержен коррозии.
  • Прочие редкие материалы практически не встречаются в массовом производстве. бамбуковая рамаИз них можно выделить алюминиевые сплавы с редкими примесями, различные породы дерева (в том числе бамбук).

При изготовлении рамы велосипеда и отдельных труб производители иногда используют технологию "баттинга". Эта технология позволяет немного снизить конечный вес рамы за счёт использования разной толщины стенок трубы рамы и вместе с тем варьируя плотность материала на разных наиболее нагруженных участках рамы. Обычно такая рама плотнее в местах стыков, что обуславливается необходимым запасом прочности в этих точках с учётом повышенной нагрузки на узел. Баттинг бывает двойной и тройной.

Поделиться в соцсетях:

Комментарии

  1. ekolestnica

    Ответить

  2. find-w

    Ответить

  3. Fenius

    Ответить

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Мастер татуажа татуаж губ и перманентный макияж бровей в Москве от профи