Велосипедная трансмиссия

Трансмиссия — одна из важнейших частей велосипеда, определяющая его возможности и значительно влияющая на итоговую стоимость байка. От правильного выбора трансмиссии (привода) во многом зависит то, как вы сможете использовать свой велосипед в дальнейшем — будь то городская езда, гонки по бездорожью, езда по шоссе или внедорожный туризм. Заранее отметим, что универсального и идеально подходящего для всех условий решения здесь нет и быть не может — выигрывая в одном, мы всегда проигрываем в другом. Поэтому при покупке велосипеда или комплектующих для апгрейда важно учитывать свои нынешние и возможные будущие потребности. В конечном счете, никто не говорит, что велосипед должен быть одним для всех условий эксплуатации — многие опытные байкеры имеют несколько различных велосипедов.

2. Основные узлы трансмиссии

В первой части статьи мы уже рассмотрели основные типы велосипедных трансмиссий, применяемых в данный момент. Сейчас вас ждет рассказ о том, из каких основных узлов состоит типичная трансмиссия, их достоинствах и недостатках.

2.1. Переключатели передач

Современные переключатели передач представляют собой достаточно сложные и точные устройства. Их задача — удерживать цепь и переводить ее с одной звезды на другую. Переключение передач может осуществляться только при вращении педалей вперед, причем под высокой нагрузкой четкость работы может снижаться.

А. Передний переключатель

Передние переключатели выпускаются во множестве разновидностей, предназначенных для оснащения велосипедов различной конструкции. Подробнее о существующих разновидностях можно прочесть на Веловики. При выборе переключателя на обычный горный велосипед необходимо определиться с несколькими параметрами:

1. Способ крепления (хомут того или иного диаметра, либо непосредственно к раме).
2. Расположение хомута (переключатели down-swing меньше загрязняются, зато top-swing жестче и точно не будут пересекаться с отверстиями флягодержателя).
3. Направление тяги (универсальную проще продать, но у большинства используется верхняя).
4. Количество звезд, на которое рассчитан переключатель (двойные переключатели навряд ли будут работать с тройными системами, а наоборот — вполне возможно).

Другие параметры также имеют значение, но к фатальной несовместимости они не приведут (если, конечно, не попытаться совместить горный передний переключатель с шоссейными манетками).

B. Задний переключатель

Задние переключатели могут иметь заметные различия в конструкции, в зависимости от своего уровня. Также задние переключатели разных производителей и типов применения часто либо несовместимы друг с другом, либо совместимы достаточно неочевидным образом. Поэтому при апгрейде переключателя проще всего взять более современный и качественный аналог, учитывая, что обычно переключатели на 10 передач несовместимы с предшественниками на 8-9.

Модификации задних переключателей различаются по следующим признакам:

1. Совместимые с ним манетки (т.е. производитель, число передач, горный или шоссе).
2. Длина рамки: длинная рамка немного тяжелее и может чуть больше цепляться за препятствия, а с короткой цепь будет провисать на сочетании звезд «малая-малая». Как правило, на горных велосипедах общего назначения  используется длинная рамка.
3. Направление действия пружины: обычно при натягивании троса переключатель движется на большие звезды, но раньше выпускались переключатели с обратной тягой (low normal).

Дополнительные особенности:

1. Способ подвода троса: по кратчайшему пути или с петлей. Петлю проще оборвать, зацепившись за что-то.
2. Материал рамки: карбон легче алюминия, но его проще сломать.
3. Подшипники в роликах: промподшипники дороже и технологичнее, но они иногда клинят.
4. Наличие технологии Shadow, уменьшающей выступание переключателя наружу, но ослабляющей сам узел крепления к раме.
5. Наличие фрикциона, уменьшающего болтанку переключателя на ухабах.

2.2. Манетки

Манетка представляет собой натяжитель троса с храповым механизмом, обеспечивающий индексное переключение — один щелчок манетки смещает переключатель точно на одну звезду. Здесь у нас есть широкое разнообразие вариантов, различающихся конструкцией, способом крепления, количеством передач, используемыми материалами.

На большинстве шоссейных велосипедов давно и успешно используются манетки Dual Control, устанавливаемые на руль-баран (фото слева). Особенность этих манеток — тормозная ручка также служит для переключения передач, что весьма удобно. Они обеспечивают два хвата за руль и возможность переключения передач и торможения в обоих хватах. Также изредка встречаются фрикционные манетки (без фиксированных положений) и устанавливаемые в торцы руля.

На остальных велосипедах обычно встречаются манетки следующих видов:

1. Триггеры — самые распространенные кнопочные (рычажковые) манетки. В зависимости от конструкции, они могут быть заточены под управление разными пальцами (у SRAM переключение производится только большим пальцем, у Shimano — в зависимости от уровня, либо большим и указательным, либо обоими способами). Как правило, манетка позволяет за раз набирать 3-5 передач и сбрасывать 1-2. Манетки низкого уровня имеют индикаторы включенной передачи, на дорогих моделях индикаторов часто либо нет, либо они съемные. Справедливости ради отметим, что с кассетой на 10 и более передач индикаторы уже не очень нужны.
2. Грип-шифты. Обеспечивают переключение путём вращения участка рукоятки руля. В отличие от триггеров, они переключают неограниченное количество передач в любую сторону, требуют меньше усилий, а также их нельзя сломать, когда нога срывается с педали и бьет коленом по рулю. Но не всем нравится, что руль в месте установки манетки становится толще. Также совсем дешевые модели (особенно Shimano) не имеют внятной фиксации положений и могут переключаться самопроизвольно (у более дорогих SRAM с этим всё хорошо).
3. Dual Control — манетки-моноблоки, совмещающие в одном рычаге тормозную ручку и собственно манетку (не путать с дешевыми триггерными манетками со встроенным в тот же корпус тормозным рычагом). В отличие от шоссейных велосипедов, на горных такая конструкция «не взлетела» по целому ряду причин, поэтому они сейчас встречаются разве что на подержанных велосипедах.

2.3. Система

Система — это комбинация из велосипедных шатунов, блока ведущих звёзд (1-3 шт.) и чашек каретки (у интегрированных систем). У традиционных систем используется отдельная каретка (обычно картриджная, совмещающая в одном блоке ось, корпус и подшипники), которая формально не входит в состав системы и продается отдельно. В зависимости от стоимости, системы различаются в первую очередь весом, затем жесткостью и долговечностью звезд. В рамках данной статьи сложно охватить всё многообразие систем, пройдемся лишь по основным моментам, которые помогут новичку выбрать нужную модель.

Итак, системы для горных велосипедов в большинстве случаев тройные, с набором звезд 22-32-44Т или около того. Такой набор обеспечивает очень широкий диапазон применения велосипеда, от тяжелого бездорожья до быстрой езды по шоссе. На горном велосипеде передняя звезда крупнее 44Т не нужна! Распространенная ошибка новичков — пытаться поставить звезду от гибрида или шоссейника (48-53 зубов) в надежде, что это увеличит скорость. На самом деле, это скорее приблизит конец для коленей, поскольку каденс будет слишком маленьким. Отметим, что звезда 44Т предназначена для скоростей до 50 км/ч, этого более чем достаточно для горного велосипеда (просто надо учиться крутить педали с каденсом 80-100 об./мин.).

Для тех, кому не нужен широкий диапазон, существуют двойные и даже одинарные системы. Также такую систему можно сделать самостоятельно из тройной. Например, если вы не ездите по бездорожью и с тяжелым грузом, то для облегчения можно снять малую звезду. Если вы не гоняете по шоссе, то можно снять большую звезду и опционально заменить ее на защитный диск — рокринг. Он бережнее относится к левой голени владельца (не царапает и не пачкает маслом), а также позволяет безболезненно таскать велосипед по бревнам и камням.

Сейчас на многих велосипедах используются интегрированные системы с полой осью и внешними чашками каретки (фото справа) в противовес к классическим неинтегрированным системам, где ось является частью каретки (фото сверху). Есть вполне обоснованные нарекания на ресурс подшипников у чашек интегрированных систем, однако проблема решается использованием качественных чашек. Например, Shimano SM-BB51 умирают очень быстро, а SM-BB70 — уже вполне живучи. Также можно купить совместимые чашки со стандартными подшипниками и просто менять их при износе. Важный бонус интегрированных систем — максимальная унификация комплектующих, легкость установки и снятия системы.

Считается, что классические неинтегрированные каретки более долговечны, но это справедливо только при равной стоимости (хорошие чашки стоят дороже). Что можно сказать точно — классическую каретку гораздо сложнее подобрать под нужный размер, она постоянно норовит приржаветь к раме и к шатунам. В принципе, у автора нет сожаления по поводу того, что неинтегрированные системы выжимаются в сегмент самых дешевых велосипедов.

Сейчас также набирают популярность каретки «press-fit», которые не вкручиваются в раму, а запрессовываются. Это очень удобно для производителей и выгодно для веломехаников, однако самостоятельному велосипедисту вместо копеечного съемника в ряде случаев придется иметь арсенал недешевых выжимок и прессов для подшипников, либо стучать по раме молотком, что не очень предпочтительно.

2.4. Кассета и цепь

Кассета — блок ведомых звезд велосипеда, устанавливается на барабан задней втулки и затягивается фиксирующим кольцом (локрингом). Кассеты различаются по используемым наборам звезд и их общему количеству. Кассеты различных типов и производителей на 8-10 передач в большинстве случаев совместимы друг с другом, особняком стоят 11-скоростные модели SRAM и кассеты фирмы Campagnolo, требующие специальных втулок.

В зависимости от уровня, кассеты различаются весом и долговечностью — как правило, более дорогая кассета легче и дольше служит (за счет более износостойкой стали). В деле снижения веса производители достигли больших успехов: если самые дешевые кассеты представляют собой просто склёпанные или свинченные звезды, то с ростом стоимости звезды начинают объединяться по несколько штук на легких «пауках», а самые дорогие кассеты вообще вытачиваются из цельного куска стали и делаются полыми внутри (например, топовые SRAM).

Отдельной строкой идут дорогие кассеты из титановых (Shimano XTR) и алюминиевых сплавов — они еще легче, но по износостойкости сравнимы в лучшем случае с неплохой сталью.

Велосипедные цепи различаются по ширине, которая в свою очередь должна соответствовать используемой кассете (чем больше звезд, тем они тоньше и меньше расстояния между ними). Выпускаются широкие цепи для синглспидов и систем внутреннего переключения передач, более узкие и гибкие цепи для 7-8 скоростных кассет, и далее в порядке уменьшения ширины: для 9, 10 и 11-скоростных кассет.

Отметим, что на каждое правило находится исключение, и вполне допустимо расхождение между «типоразмерами» цепи и кассеты на 1 размер. Так, девятерная цепь вполне нормально работает на десятерной кассете, а на многих велосипедах с планетарками используются узкие цепи вместо более уместных синглспидных.

В зависимости от стоимости, цепи опять же немного различаются весом и весьма заметно — износостойкостью: самые дешевые цепи делают из «резиновой» стали, которая хорошо растягивается и в свою очередь быстро изнашивает звездочки. С другой стороны, самые дорогие цепи могут иметь вырезы для снижения веса, не идущие на пользу их прочности. Существуют цепи из нержавеющей стали, а также с различными вариантами покрытий спорной практической ценности.

При сборке цепи либо склепываются одноразовым ремонтным пином, либо соединяются специальным замком, позволяющим соединять-разъединять цепь без выжимки. При отсутствии ремонтного пина также допустимо склепывать цепь обычным пином, выжатым не до конца. Замок, безусловно, удобнее в использовании, однако надо помнить, что это «слабое звено» в цепи, которое может ухудшать переключение или просто порваться при больших нагрузках. (Необходимо отметить, что не все замки разъемные.)

Кстати, о нагрузках. Чем уже цепь, тем она легче и тем меньше в ней металла. Поэтому узкую цепь легче порвать, чем широкую. Часто обрывы цепи случаются при неаккуратном использовании, с переключением передач под большой нагрузкой, а также при откровенных ошибках, наподобие переключения передач при вращении педалей назад (особенно если решать «заминки» при переключении, хорошенько надавливая на педали). Тем не менее, нельзя сказать, что узкие цепи ненадежны — скорее, они просто требуют чуть более аккуратного к себе отношения. В противном случае, десятерные и одинадцатерные цепи не были бы настолько популярны в гонках, где нагрузки очень высокие.

2.5. Планетарные втулки

С точки зрения обычного пользователя, планетарная втулка — это «черный ящик», управляемый одной манеткой (как правило, триггерной или грип-шифтом на дешевых моделях). Принцип работы «черного ящика» весьма прост: в зависимости от включенной передачи, корпус втулки (и все остальное колесо) может вращаться с разной скоростью относительно установленной на втулке (ведомой) звездочки. Внутри такая втулка напоминает часовой механизм с огромным количеством мелких шестеренок, причем с увеличением числа передач сложность устройства (следовательно, цена и масса) растет очень быстро.

При установке втулки на раму необходимо предусмотреть специальные шайбы, которые развернут выход троса из втулки в требуемую сторону (эти шайбы выбираются индивидуально по технической документации, исходя из конструкции дропаутов).

Регулировка работы планетарной втулки (путем натяжения троса) влияет не только на четкость переключения передач, но и на долговечность самой втулки, поэтому относиться к этому вопросу надо очень внимательно. Также надо отметить, что одним из важнейших условий работы планетарной втулки является неподвижность оси относительно рамы, поэтому от привычных эксцентриков тут придется отказаться и использовать затягиваемые от души мощные гайки.

Далее кратко опишем наиболее распространенные планетарные втулки.

• Shimano Nexus Inter-3 и SRAM i-Motion 3 — простейшие модели, предназначенные для простых и недорогих ситибайков. Считаются довольно неубиваемыми и относительно легкими. Всего 3 передачи, но диапазона 186% вполне достаточно для городской езды. Расстояния между передачами большие, поэтому будут возникать «неудобные» скорости, при которых педали крутятся или слишком медленно, или слишком быстро.
• Shimano Nexus Inter-7 — переходная модель от простых ситибайков к продвинутым. Диапазон ненамного больше, чем у троек (244%), но он делится уже на 7 передач, что заметно увеличивает удобство при езде. Масса, цена и сложность конструкции, впрочем, тоже выше.
• Shimano Alfine SG-S500 — предназначена для продвинутых ситибайков, а также для покатушек/туризма по равнинным дорогам. Трансмиссия с такой втулкой по своим возможностям аналогична классической трансмиссии с одной звездой на системе — 8 передач, диапазон 307%. Имеется возможность установки системы электрического переключения — за весьма нескромные деньги переключение передач будет производить электромотор с питанием от аккумулятора, а вы лишь отдаете команды, нажимая на кнопки.
• Shimano Alfine SG-S700 — предназначена для продвинутых ситибайков, а также для покатушек/туризма по равнинным и холмистым дорогам. Помимо этого, подойдет для езды без груза по горным дорогам (с грузом не хватит тяги). Здесь 11 передач, диапазон 409%, что эквивалентно классической трансмиссии с 2 звездами на системе. Необходимо помнить, что несмотря на большой диапазон, эта втулка не предназначена для эксплуатации в тяжелых условиях (гонки, грузовой туризм) — тогда надежность ее будет непредсказуемой. Также можно установить электрический переключатель.
• Также можно отметить 14-скоростную втулку Rohloff Speedhub. Она отличается крайне высокой ценой и очень специфической конструкцией (два тросика вместо одного, специальный тормозной диск, специальная ведомая звезда, желательно использование специальной рамы), однако по отзывам вполне надежна даже для гонок.

В заключительной части статьи мы рассмотрим вопросы подбора трансмиссии под конкретные задачи.