Шток вилки велосипеда


В этой статье мы постараемся обобщить весь мировой опыт в области велосипедных вилок и выявить основные направления их развития. Для начала разберемся с терминологией.
устройство велосипедной вилки

Шток — труба запрессованная в корону вилки и устанавливаемая в рулевой стакан на раме, является одним из наиболее нагруженных узлов конструкции. Штоки изготавливают как правило из алюминиевых сплавов, стали, углепластика.

Корона — это, как правило, литая деталь, в которую снизу запрессованы ноги вилки, а сверху шток вилки, основная задача короны связь элементов конструкции. Корона изготавливается на основе алюминиевых сплавов, но также есть вилки со стальными и углепластиковыми коронами.

Ноги — полые трубы  со специальным покрытием, снижающим трение, которые ходят в штанах вилки и гасят тем самым удары переднего колеса о препятствия. Изготавливаются в большинстве своем из алюминиевых сплавов, есть модели со стальными ногами. Алюминиевые ноги имеют антифрикционное покрытие на основе оксида алюминия, получаемое анодированием. Стальные ноги хромируются электрохимическим методом.


Ход вилки — максимальная глубина погружения ног вилки в штаны. На современных вилках значение хода вилки находится в пределах от 60 до 200 мм.

Штаны — хорошие штаны являются литой деталью, представляющая собой две полые трубы, заглушенные снизу и соединенные специальной перемычкой (гориллой). Однако имеются вилки, где штаны с гориллой соединяются сварными швами. Такая конструкция весьма ненадежна. Литые штаны изготавливают из магниевых или алюминиевых литейных сплавов, сварные штаны делают из стали.

Ось вилки — еще один конструктивный элемент, обеспечивающий дополнительную жесткость ног вилки. Именно на оси крепится переднее колесо. Наиболее прочная конструкция у вилок с осью 20 мм, также есть вилки под 15 мм и 9 мм оси.

Сейчас основные задачи вилки велосипеда заключаются в поглощении ударов при езде по неровностям и сохранении постоянного контакта между колесом и поверхностью трассы. Именно поэтому подавляющее большинство велосипедов имеют амортизационные вилки. Комплектация велосипедов, жесткими вилками обусловлена как правило двумя факторами: экономическим (жесткая вилка дешевле амортизационной), скоростным (жесткая вилка обеспечивает максимальную передачу энергии к колесам).

Из-за большей распространенности начнем разбираться с амортизационными вилками. Классическая компоновка велосипедных вилок представлена на рисунке.


Классическая компоновка амортизационной велосипедной вилки

В связи с тем, что стиль катания у разных людей может отличаться, как и их вес, амортизационные вилки имеют ряд настроек. Они позволяют сделать работу вилки оптимальной под каждый тип рельефа. Далее подробнее остановимся на каждой из возможных настроек.

Вилка велосипедная - Устройство и Регулировка

Регулировка жесткости пружины вилки велосипедной: стальной слева и воздушной справа

Жесткость пружины — базовая настройка, которая может сделать работу вилки «мягче» или «жестче». Жесткость зависит от веса велосипедиста, чем больше вес — тем выше должна быть жесткость пружины. На сегодняшний день используются три типа пружин: стальная, эластомерная, воздушная. Вилки со стальной пружиной самые тяжелые, с воздушной — самые легкие. Характер сжатия стальной и эластомерной пружин — линейный. Жесткость одинакова на всей длине хода вилки. Воздушная пружина отличается своей резко возрастающей жесткостью по мере увеличения хода срабатывания вилки.


Вилка велосипедная амортизационная - регулировка изменения хода вилки

Изменение хода – на данный момент эта настройка встречается на очень немногих вилках, однако она полезна прежде всего тем, что позволяет изменять геометрию велосипеда.

Следующие настройки реализуются, как правило, благодаря наличию в вилке демпфера. Зачастую он представляет собой колбу, в которую залито масло и реализуется принцип сообщающихся сосудов. Канал между двумя объемами с маслом может быть перекрыт частично или полностью, это позволяет изменять характер работы вилки.

Вилка велосипедная амортизационная - регулировка скорости отскока

Скорость отскока – еще одна базовая настройка, которая позволяет регулировать то, насколько быстро вилка после срабатывания на определенный ход вернется к своему исходному состоянию.

Вилка велосипедная амортизационная - регулировка компрессии

Компрессия – встречается на более дорогих и спортивных вилках. Этот параметр позволяет сделать работу вилки еще более нелинейной. Иными словами, жесткость будет резко возрастать после срабатывания вилки на определенный ход.


Вилка велосипедная амортизационная - регулировка блокировки хода

Блокировка хода – частный и крайний случай настройки компрессии, при включенной блокировке перепускной клапан демпфера полностью закрыт и вилка становится жесткой. Однако часто, чтобы избежать гидроудара в демпфере маслом, производители закладывают определенный порог срабатывания клапана. При резком и сильном ударе он открывается и вилка срабатывает на определенный ход.

Для достижения максимальной производительности вилка должна иметь все эти настройки. Однако кроме наличия настроек хорошую вилку отличает ряд технических характеристик, так например, важен параметр силы страгивания вилки. Физический смысл его заключается в том усилии, которое необходимо для того, чтобы преодолеть трение покоя сальников о ноги вилки. Чем ниже этот параметр, тем более мелкие неровности сможет обработать вилка. Лидерами по снижению порога страгивания является компания Fox, на ноги вилки они наносят атифрикционное покрытие на основе нитрида титана (это соединение имеет характерный золотой цвет), которое отличается очень низким коэффициентом трения.


Следующий важный параметр, который учитывают при конструировании амортизационных вилок это их жесткость. Да, да именно жесткость, как бы парадоксально это ни звучало. Вилка не должна «гулять» ни в одной из плоскостей, кроме той, в которой осуществляется ее ход. В противном случае руль велосипеда перестает быть иформативным и ощущается весьма «ватно». На вилках, отличающихся низкой конструкционной жесткостью не возможно будет проходить резкие повороты с чередующимся направлением на больших скоростях.  Этот параметр напрямую связан с уровнем вилки, топовые вилки самые жесткие у всех производителей.

Таким образом, мир амортизационных вилок сегодня отличается весьма высоким уровнем технологического развития. Каждый год производители обновляют свои линейки амортизационных вилок, делая их все боле совершенными. Но вместе с ростом технологичности таких вилок растет и цена на них. К примеру, будет сложно найти простенькую вилку с воздушной пружиной дешевле 10 000 рублей, а стоимость на профессиональные вилки для гонок превышает 100 000 рублей. Об этом следует помнить, покупая горный велосипед.  На горных велосипедах до 40 000 вилки будут выполнять лишь роль массо-габаритного макета, как это не грустно.

velohack.com

Очень часто при поиске новой вилки встаёт вопрос:
А подойдёт ли мне эта вилка? Хватит ли длины штока?

Допустим, с ходом (ригид или 80/100/120 мм и т.д.) Вы определились и даже нашли подходящий вариант в местной барахолке. Но как понять встанет ли на Вашу раму эта конкретная вилка?
Ответ на этот вопрос даст длина штока вилки (на рисунке помечен буквой L).


Шток вилки велосипеда

1-ый параметр — диаметр штока вилки, здесь всё просто:
— 1 дюйм = 25.4 мм — старый вымирающий стандарт,
— 1 и 1/8 дюйма = 28.6 мм — ныне самый распространённый размер, подавляющее большинство рам и вилок ему соответствуют,
— 1.5 дюйма (OnePointFive) = 38.1 мм — стандарт для экстремальных вилок,
— Tapered 1 1/8 to 1 1/2 — конусный (таперный) шток
— 1 и 1/4 дюйма = 31.75 мм — это особый стандарт вилок Cannondale Headshok (Fatty и Lefty).

2-ой параметр — длина штока вилки.
К этому параметру стоит приглядеться тщательно. Длина должна быть такой, чтобы достаточно хорошо зажиматься выносом. Для этого надо вооружиться линейкой и сделать замеры своей рамы. Самый простой — замерить высоту от короны вилки до крышки выноса (см рисунок) и вычесть высоту проставочных колечек под выносом.
Шток вилки велосипеда

Если длина штока новой вилки болльше, чем вычисленный параметр — то вилка встанет на Вашу раму.

—————————————————————————
БОЛЕЕ ТОЧНЫЙ МЕТОД.

Замеряем высоту рулевой трубы (H1) с учётом рулевой колонки


Шток вилки велосипеда
Замеряем высоту выноса руля (H2)
Шток вилки велосипеда

Если длина штока новой вилки L больше или равна (H1 + H2 — 4 мм), то вилка Вам подойдёт.

Если же штока немного не хватает, а поставить вилку всё равно хочется, то можно:
а) убрать все проставочные колечки из под выноса,
б) подобрать невысокий вынос (этот параметр обычно варьируется от 35 до 45 мм),
в) заменить рулевую колонку на более низкую (самые низкие рулевые колонки — интегрированные и полуинтегрированные),
г) отторцевать верхнюю проставку рулевой колонки,
д) отторцевать рулевую трубу рамы и сверху и снизу по 2-3 мм (если позволяет рулевая колонка — необходимо проконсультироваться с грамотным веломехаником)

forum.zelbike.ru

Общая характеристика

Иногда часть рамы (задний треугольник), отвечающую за крепление заднего колеса, также называют вилкой, но это не совсем правильно. Главная функция вилки – соединение переднего колеса с рамой. При этом она должна обеспечивать возможность руления. Шток вилки, проходящий через рулевую колонку, которая расположена в колодце рамы, крепится к рулю через вынос.

Классификация


Существует множество разных вилок на велосипед. Они классифицируются по ряду признаков, главным из которых являются: наличие амортизаторов (жесткие, амортизируемые) и поддерживаемый диаметр колеса. С точки зрения последнего показателя, наибольшей популярностью пользуются такие вилки для велосипеда: 26″, 29″ и 27,5″ – для горных моделей; 28″ – для дорожных; 20″, 24″ и 26″ – для велотриала; и наконец, 20″ для BMX. Выбор типа вилки зависит от предназначения байка.

Жесткая вилка

Такие вилки применяются на городских, шоссейных, дорожных, прогулочных и просто бюджетных велосипедах, которые, как правило, представляют собой некий гибрид из разных типов. Байки, которые передвигаются по ровному асфальту, не нуждаются в амортизации. Что для них действительно важно, так это скорость. Кстати говоря, такие велосипеды называют ригидами.

Жесткая вилка гораздо меньше весит, чем амортизационная, что сказывается на общей массе велосипеда и его скорости. Подвеска поглощает часть энергии, передаваемой велосипедистом своему байку, что также негативно сказывается на скорости движения. Из-за того, что жесткая вилка не может отрабатывать неровности дороги, велосипед оснащенный ею менее комфортен. Большая часть энергии удара поглощается колесом, что увеличивает риск его повреждения.

В состав жесткой вилки входят такие элементы:


  1. Шток. Элемент, который через вынос крепится к рулю. Шток вилки для велосипеда проходит через рулевую труду рамы, в которой с помощью колодки реализовано его свободное вращение.
  2. «Корона». Элемент вилки, соединяющий ее перья («ноги») со штоком. Как правило, «корона» цельнолитая с «ногами». Однако иногда их запрессовывают в нее.
  3. «Ноги» или «перья». Представляет собой элемент, соединяющий вилку с осью колеса.
  4. «Дропаут». Часть вилки, выступающая точкой крепления «ног» к оси втулки.
  5. «Брейк боссы». Приваренные к вилке крепления для ободного тормоза типа V-brake.
  6. Крепления для дискового тормоза. Приваренные к вилке элементы, служащие для крепления суппорта дискового тормоза.

Материалы для жестких вилок

В производстве жестких передних вилок для велосипеда используют сталь, карбон, титан и сплавы алюминия. Наиболее доступными считаются стальные и алюминиевые модели. Стоит отметить, что использование этого материала для вилок, в отличие от рам, нежелательно. Дело в том, что он практически не поглощает неровности дороги. Шоссейные вилки делают в основном из карбона. Они стоят гораздо дороже алюминиевых и стальных. Наиболее дорогостоящим элементом таких вилок являются «дропауты». Поэтому часто на рынке встречаются карбоновые вилки с алюминиевыми дропаутами. Что касается титана, то в наших широтах он встречается крайне редко. Титановые вилки изготавливаются преимущественно на заказ. Их цена стартует с двух сотен евро.


Амортизационная вилка

Если тип велосипеда предполагает наличие переднего амортизатора, то он обычно интегрируется в вилку. Такие байки используются для езды по пересеченной местности, с преобладанием бугристых дорог. Амортизационная вилка призвана сглаживать мелкие неровности и смягчать крупные. Чем сложнее устроен амортизатор и чем он дороже, тем качественнее он справляется со своей работой. Если обычные вилки в силу своей простоты не нуждаются в обслуживании, то за амортизационными постоянно нужно ухаживать. И даже если велосипед основное количество времени просто стоит, обслуживать его амортизаторы нужно хотя бы раз в год.

Внешне такие изделия отличаются от своих жестких налогов лишь двумя деталями:

  1. «Штаны». Они состоят из двух трубчатых стаканов, которые соединяются в одну деталь с помощью «гориллы». «В штаны» задвигаются «ноги» вилки. Именно в них и происходит процесс амортизации, на котором мы с вами остановимся ниже.
  2. Заглушки. Закрывают трубы «ног» с верхней стороны. В более дорогих моделях, вместо заглушек установлены регуляторы жесткости подвески и блокировка.

Материалы амортизационных вилок

В изготовлении подрессоренных вилок используются те же материалы, что и при производстве жестких аналогов. Часто разные материалы могут применяться в различных сочетаниях. Причина тому проста – амортизационная вилка состоит из ряда отдельных элементов, каждый из которых может быть выполнен из того или иного металла. Идеальными считаются изделия, в которых широко применяются карбоновые детали. «Ноги» амортизационных вилок обычно делают из алюминиевых сплавов или хромированной стали.

Типы амортизационных вилок

Вилки горных велосипедов бывают нескольких типов:

  1. Обычная. Наиболее распространенная модель. Ею, как правило, оснащают велосипеды, предназначенные для легкого передвижения по пересеченной местности. Вилки такого типа довольно просты в производстве и надежны. Они обеспечивают неплохую амортизацию.
  2. Двухкоронная. Считается, что самым слабым местом горного велосипеда является «корона». Поэтому на некоторые вилки ставят сразу две короны для пущей жесткости. Байки с двухкоронными вилками используют для скоростного спуска с гор.
  3. Перевернутая. Конструктивно такая вилка является зеркальной копией обычной – «штаны» прикреплены к штоку, а «ноги» вставляются в них снизу. Эта конструкция с одной стороны выдерживает большую нагрузку, а с другой – отлично нивелирует неровности. Чаще всего, перевернутые вилки горных велосипедов используются для прыжков с большой высоты.
  4. Одноногая. Это наименее распространенный вариант конструктивного исполнения вилки на велосипед, тем не менее он имеет место. Установить ободной тормоз на такую вилку невозможно, зато она позволяет менять камеру без демонтажа колеса.

Амортизация

Данный процесс осуществляется в вилке при помощи пружины и демпфера. Несложно догадаться, что при наезде колеса на препятствие, пружина сжимается, нивелируя удар. Ну а демпфер играет противоположную роль. Он необходим для того, чтобы после удара не произошло отскока – резкого возврата пружины на исходное положение. Оба элемента названы условно. То есть пружина, к примеру, — это не всегда металлическая спираль. Ее функции могут выполнять различные вещества, в том числе и воздух.

В зависимости от типа пружины и демпфера, велосипедные вилки бывают:

  1. Пружинные. В таких вилках на велосипед, демпфер отсутствует. В качестве основного элемента здесь выступает простая стальная пружина. Несмотря на простоту конструкции, ездить с такой вилкой по неровной дороге, гораздо комфортнее, чем с жестким аналогом.
  2. Пружинно-эластомерные. В этих вилках, в тандеме со стальной пружиной работает демпфер. В качестве последнего используется эластомер – элемент, выполненный из мягкой пластмассы. Такой демпфер неплохо выполняет свои задачи, но мало служит. Из-за быстрого стирания, эластомера хватает всего на сезон боле или менее активной езды.
  3. Воздушные. В таких вилках, воздух выступает одновременно пружиной и демпфером. Малый вес такой конструкции является ее главным достоинством. Недостатки у воздушных амортизаторов также присутствуют. Среди них отмечают подтравливание воздуха в холодную погоду и отсутствие настройки. Накачка воздуха в вилки такого тип производится с помощью велосипедного насоса высокого давления.
  4. Масляно-воздушные. Этот тип вилок считается самым лучшим. Роль пружины играет воздух, а роль демпфера – масло. Благодаря плавному восстановлению воздуха после сжатия, масло перетекает из одной секции в другую. Такие вилки считаются оптимальными в плане веса и отличаются большим количеством настроек.
  5. Масляно-пружинные. Как можно понять из названия, в этих вилках пружинным элементом является стальная пружина, а демпфером – масло. Амортизаторы такой конструкции имеют наибольший вес. Есть у них и весомое преимущество – отличные амортизационные показатели и плавность хода.

Регулировка вилки велосипеда

В зависимости от типа и качества вилки, количество ее регулировок может варьироваться. Так как в жестких моделях регулировать нечего, речь здесь идет сугубо про подрессоренные модели. Итак, рассмотрим основные регулировки вилки на велосипед:

  • Preload. С английского языка данный термин переводится как «предзагрузка». Масса велосипедистов бывает разной, а изначальная нагрузка на пружину у всех одинакова. Выставить ее можно с помощью этой регулировки.
  • Rebound. Данная регулировка позволяет задавать скорость восстановления (возврата) пружинного элемента в исходное состояние.
  • Compression. Этот тип настройки амортизатора противоположен предыдущему – задает скорость сжатия пружины.
  • Lockout. Дает возможность блокировки амортизатора. Эта регулировка очень полезна, так как она делает из подрессоренной вилки жесткую. Данная функция реализовывается разными путями. На самых дорогих вилках блокировка автоматически отключается при сильном ударе колеса о препятствие. Неавтоматические системы предполагают дезактивацию блокировки с помощью специального переключателя, выведенного через тросик на руль.
  • Длина хода амортизатора. Полезная регулировка для тех, кто эксплуатирует свой байк на разных дорогах и умеет ездить в разных стилях. Чем активнее езда и хуже дорога, тем более нужно выставлять ход вилки. Переключатели, отвечающие за такую настройку, как правило, устанавливаются на «ногах».

Ремонт вилки велосипеда

Работы по замене сальников, уплотнительных деталей, масла, а также по устранению поломки одного из компонентов вилки, сопровождаются ее полной или частичной разборкой.

Прежде чем приступить к разборке, нужно разобраться, как снять вилку с велосипеда. Делается это довольно просто. Сначала нужно перевернуть байк колесами вверх и снять с него переднее колесо. Затем можно демонтировать руль, вместе с выносом и рулевой трубкой. Теперь пришло время снять саму вилку. Важно проследить, чтобы в процессе ее демонтажа не потерялись шарики из подшипников. Опорный конус со штока вилки снимается любым острым предметом. Пришло время выяснить, как разобрать вилку велосипеда. Рассмотрим эту процедуру на примере пружинно-эластомерной подвески.

Разборка включает такие этапы:

  1. С помощью шестигранников выкручиваются нижние крепежные болты.
  2. Выкручивается болт, регулирующий силу пружины (важно запомнить его ход).
  3. Извлекается эластомер.
  4. Откручиваются болты и отделяются «штаны».
  5. Из «штанов» с помощью отвертки извлекаются пыльники и выкручиваются башинги.

Промыв все компоненты керосином их нужно проверить на целостность. Затем поврежденные элементы заменяются, а нуждающиеся в смазке – смазываются. Сборка вилки производится в обратном порядке.

Профилактика и уход

Профилактический осмотр вилки производится для того чтобы предупредить серьезные поломки.

Он включает в себя проверку:

  1. Состояния «дропаутов».
  2. «Ног» на предмет вмятин и других повреждений.
  3. Пыльников на предмет повреждений и течей.
  4. Давления в воздушных камерах.
  5. Состояния всех крепежей.

Кроме того, за вилкой нужно ухаживать, а именно:

  1. Чистить и смазывать «ноги» через каждые 100-150 км.
  2. Разбирать и полностью смазывать сальники каждые 500-1000 км.
  3. Менять масло (если его наличие предполагает конструкция) каждые 4000-5000 км.

www.syl.ru

О горном велосипеде: Вилки с конусным штоком и их установка в обычный стакан

Длительное время на велосипедном рынке стандартным размером рулевой считался 1-1/8". Ничто не вечно и вот уже несколько лет набирает обороты новый конусный стакан 1-1/8 — 1-1/2", который так же называют Tapered.

Приобретение велосипеда несколько лет назад означает, что в нем установлена вилка со штоком старого стандарта. Вилка с конусным штоком просто так не встанет. Проблема такого рода волнует велолюбителей, которые намерены со временем сделать апгрейд простой вилки на что-то более современное. Сейчас лучшие производители практически полностью производят вилки стандарта Tapered. Что может создать дополнительные сложности с приобретением подходящего варианта. Конечно, вилки стандарта 1-1/8" еще можно встретить на прилавках. Тем не менее, они относятся к достаточно старым моделям, а цены на вилки стандарта Tapered часто оказываются выше. Причем, выбрать бывает непросто по причине небольшого ассортимента.
О горном велосипеде: Вилки с конусным штоком и их установка в обычный стакан

Таким же образом ситуация сложилась и относительно рулевой размером 1". Вилки постепенно перешли в разряд дефицита, а затем стали восприниматься как редкая и безоговорочная экзотика в чистом виде. Раньше поставить толстый шток в рулевую старого образца было невозможно из-за того, что вилка нового стандарта обладает более широким штоком. Теперь все гораздо проще. Вилка с конусным штоком может уместиться в рулевую стандарта 1-1/8", но есть свои хитрости. Для начала рассмотрим причины изменений диаметра штока.

Причины перехода на конусную рулевую
Рулевая размера 1" исчезла не просто так. Труба небольшого диаметра обладала малой жесткостью, велосипед плохо чувствовался. Активное торможение и рулеж заставляли вилку гулять. При большем весе велосипедиста это ощущалось еще больше. Рулевой стакан большего размера обеспечил нужную жесткость управления. Некоторые, при этом, продолжали «изобретать велосипед»:
О горном велосипеде: Вилки с конусным штоком и их установка в обычный стакан

А увеличение нижней части рулевого стакана позволило добиться большего распределения нагрузки, а соответственно подшипники теперь служат дольше. Есть ли необходимость в конусной рулевой для простого любителя? Вряд ли. Экстремальная езда при расслабленном катании ни к чему, недостатки управления на скорости отсутствуют, небольшая жесткость мало беспокоит. Другое дело спортсмены, которым действительно пошло на пользу нововведение.

Установка вилки нового стандарта в обычную рулевую
Просто так перейти на новый стандарт невозможно и большинству приходится менять рамы. Но и в этой ситуации можно найти выход. Во всяком случае, это возможно для велосипедов с полуинтегрированной рулевой с размером чашек 44 мм. Стоит обязательно помнить, что при внутренних размерах стакана менее 44 мм ничего не выйдет. Попытаться можно, но это отнимет время и силы, да и не очень ясно, что будет с прочностью.
О горном велосипеде: Вилки с конусным штоком и их установка в обычный стакан

Если возникла необходимость установить вилку с конусным штоком, можно использовать рулевую NukeProof. Она лучшим образом становится в стакан цилиндрической формы. Важно только, чтобы на велосипеде была рулевая, рассчитанная на полуинтегрированную рулевую определенного размера. Для многих новичков особенности рулевых являются тайной за семью печатями. Но в вопросе вполне можно разобраться.

Особенности рулевых колонок велосипеда
Рулевые колонки очень разнообразны по исполнению. В случае горными велосипедами дело обстоит вот как. Полуинтегрированные рулевые распознать несложно. Если в рулевом стакане дополнительно вставлена чашка, то перед нами полуинтегрированная рулевая. Подшипники могут быть открытыми или закрытыми. Все это требует зажима. Интегрированным рулевым не требуются чашки. Посадочные места для подшипников проточены прямо в стакане. Туда и ставятся картриджи с подшипниками. Пример полуинтегрированной рулевой:
О горном велосипеде: Вилки с конусным штоком и их установка в обычный стакан

Существует масса других возможностей для установки вилки нового стандарта на раму обычного велосипеда. Потратив время и силы всегда можно найти подходящий переходник, чтобы установить в раму вилку с конусным штоком. Но не проще ли, в таком случае, заменить раму?

Оригинальная публикация — на cortobike.ru

twentysix.ru


Добавить комментарий

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

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.