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.

3. Выбор и апгрейд трансмиссии

В предыдущих двух частях статьи мы рассмотрели существующие виды велосипедных трансмиссий, а также их составные части. Сейчас мы расскажем вам об основных принципах подпора компонентов под конкретные задачи.

3.1. Количество передач

Многие начинающие велосипедисты задаются вопросом: зачем на велосипеде нужно 24-33 передачи, когда, например, машины обходятся четырьмя-восемью? Не говоря уже о том, что на «Аисте» или «Украине» вообще всего одна передача. Ответ складывается из двух частей: требуемого диапазона трансмиссии и расстояния между соседними передачами.

Во-первых, скорость велосипедиста на маршруте в разных условиях может быть от 3 до 60 км/ч, что обуславливает необходимость широкого диапазона трансмиссии (насколько широкого — другой вопрос). Во-вторых, ноги человека, по сравнению с автомобильным двигателем, имеют очень узкий диапазон «рабочих оборотов» (частота вращения педалей называется каденсом). Скажем, если автомобиль нормально едет при оборотах двигателя от 2000 до 6000 об/мин. (разница в 3 раза), то у человека этот диапазон всего лишь 75-100 об/мин. (разница в 1,33 раза). Если крутить медленнее, то могут болеть и изнашиваться коленные суставы, а быстрее — уже физически тяжело, без контактных педалей вообще малореально.

Некоторые могут спросить, почему нельзя переключать передний и задний переключатели синхронно, например, в процессе разгона с 2-4 переключаться на 3-3, потом на 2-5, потом на 3-4. Так понадобится гораздо меньше передач. Да, действительно, так приходилось делать при езде на совсем старых велосипедах с 4-5 звездами сзади. Практика показала, что передний переключатель плохо подходит для постоянного дергания туда-сюда: он гораздо хуже переключает под нагрузкой, медленнее меняет передачи, чаще отказывает из-за загрязнения или замерзания. Плюс такое переключение займет гораздо больше времени, поскольку оба переключателя одновременно двигать нельзя. Поэтому гораздо удобнее пользоваться задним переключателем, а передний трогать только при резкой смене условий движения (например, если началась горка или закончилась дорога).

Таким образом, мы неизбежно приходим к тому, что трансмиссия должна быть: а) с достаточно широким диапазоном, б) с небольшими расстояниями между передачами, чтобы не выходило так, что при некой скорости ноги на одной передаче крутят слишком быстро, а на другой — слишком медленно. Современные двойные-тройные системы и кассеты с 9-11 звездами как раз обеспечивают выполнение обоих этих требований. Разумеется, ничего не бывает бесплатным — чем больше звезд сзади, тем выше цена, металла там меньше, цепь уже, что опять-таки сказывается на ресурсе.

Отметим, что совершенно не обязательно наращивать число передач до предела. У шоссейных велосипедов типичная трансмиссия это 2х9, 2х10 или 2х11, при этом кассета имеет узкий диапазон и очень маленькие расстояния между передачами для удобства выбора идеального каденса. На горных велосипедах гонщики часто снимают малую звезду системы (т.к. они медленно не ездят), а туристы и экстремалы — большую (т.к. они быстро если едут, то с горки, где крутить педали нет смысла). Наконец, кассета с 11 звездами на МТВ (например, SRAM XX1 или X01, либо Shimano XTR 9000-й серии) позволяет вообще упразднить передний переключатель без особого ущерба для ходовых качеств.

В случае с планетарными втулками у нас похожая ситуация. 2-3-скоростные городские модели имеют слишком большие расстояния между передачами, порядка 37% (тогда как у кассеты разница между звездами 20% уже считается большой). Но они и не предназначены для интенсивной езды, когда появление «неудобных» скоростей недопустимо. Более продвинутые модели (например, Shimano Alfine) уже имеют приемлемые расстояния между передачами, поэтому там количество передач вполне соответствует диапазону трансмиссии.

С точки зрения диапазона и расстояния между передачами, синглспид — это вообще экстремальный вариант трансмиссии, требующий либо очень сильные и здоровые ноги, либо полное отсутствие требований к ходовым качествам велосипеда. Проще говоря, в зависимости от соотношения звезд, у большинства людей синглспид будет ехать либо очень медленно, либо только по ровной асфальтовой дороге (без груза и встречного ветра), либо ни то, ни сё.

3.2. Совместимость с велосипедными рамами

Вопрос совместимости привода с рамой часто возникает при смене трансмиссии на другой тип. По совместимости с теми или иными трансмиссиями рамы можно разделить на несколько групп:

Рамы для классической трансмиссии — сейчас наиболее распространены. Имеют вертикальные дропауты (прорези для оси колеса) и петух (несменный или чаще сменный), служащий для установки заднего переключателя. При использовании трансмиссии с внутренним переключением (проще говоря, планетарной втулки) или синглспида нужно как-то натягивать цепь, для чего такая рама не приспособлена. Поэтому вместо заднего переключателя ставится натяжитель цепи (просто подпружиненный ролик), однако такое решение ликвидирует часть достоинств планетарной втулки и делает невозможным использование ножного тормоза. Рамы для трансмиссии с внутренним переключением. Имеют горизонтальные или наклонные дропауты, позволяющие натягивать цепь. Но из-за отсутствия петуха, к которому крепится задний переключатель, они не совместимы с классической трансмиссией. Универсальные рамы с горизонтальными дропаутами. Почти ничем не отличаются от предыдущего вида, плюс оснащены петухом, позволяющим использовать также и классическую трансмиссию. Вообще, горизонтальные дропауты не очень удобны по своей сути, поскольку вставлять колесо в вертикальные — гораздо удобнее. Зато это самый простой и дешевый вид универсальных рам.

Последующие типы рам имеют красивую и элегантную конструкцию, но технически сложнее, дороже, тяжелее, а движущиеся/сменные узлы теоретически могут издавать звуки, прикипать или постепенно разбалтываться. Универсальные рамы со сменными дропаутами. Тут всё просто: по желанию пользователя, он привинчивает к раме либо вертикальные дропауты с петухом, либо горизонтальные. Универсальные рамы со сдвижными или качающимися дропаутами. Здесь используется достаточно хитрая конструкция вертикальных дропаутов, позволяющая сдвигать их в продольном направлении и тем самым натягивать цепь. Универсальные рамы с эксцентриковой кареткой — имеют обычные вертикальные дропауты, при этом каретка специальной конструкции позволяет сдвигать систему взад-вперед на расстояние, достаточное для натяжения цепи.

Установка втулок типа Rohloff — вообще отдельный разговор, поскольку для них оптимальны редкие рамы с дропаутами особого вида.

3.3. Требуемые передаточные отношения

Передаточные отношения трансмиссии во многом определяют ходовые качества велосипеда — то, как он будет покорять тяжелые дороги, и насколько быстро сможет разогнаться по шоссе. Большинство современных велосипедов уже на заводе оснащаются трансмиссиями с передаточными числами, подобранными для решения типичных задач с хорошим запасом:

• МТВ общего назначения — самые универсальные, могут как неспешно месить грязь, так и быстро ехать по шоссе (до 50 км/ч).
• Гоночные МТВ — заточены под быструю езду по бездорожью.
• Гибриды и ситибайки — быстрее обычных MTB, но в случае попадания в грязь, песок или на сильный рельеф придется идти пешком.
• Шоссейники — исключительно для быстрой езды по асфальту (некоторые модели имеют третью малую звезду системы, позволяющую въезжать и на крутые подъемы).

Досаточно часто бывает, что владелец велосипеда хочет изменить доступные передаточные отношения путем замены звезд. К этому вопросу стоит подойти обдуманно, чтобы вместо улучшения ходовых качеств не получить их ухудшение (например, после установки шоссейной звезды на MTB он сможет разгоняться с горки до 70 км/ч, но для езды по ровным дорогам такая звезда скорее вредна).

При расчете трансмиссии проще всего взять калькулятор передач велосипеда (версия для Excel, онлайн-версия) и прикинуть необходимые передачи таким образом, чтобы ваша минимально-возможная скорость обеспечивалась на первой передаче с каденсом 70, а максимальная (не считая езды с гор накатом) — на предпоследней передаче с каденсом 100. Например, если вы знаете, что не ездите в подъемы и/или по грунту медленнее 10 км/ч, то можно принять такую скорость за минимальную. А для грузового внедорожного туризма наоборот стоит принять минимальную скорость 4 км/ч. Аналогично с максимальными передачами: одни активно вкручивают при спуске с гор, а другие расслабленно скатываются, и им высокие передачи не нужны.

Освободившийся ресурс в виде «лишних» передач полезно пустить на уменьшение расстояния между соседними передачами, чтобы было комфортнее подбирать нужный каденс. Вариант — упразднить одну из звезд системы для облегчения велосипеда и упрощения работы с трансмиссией. Если же по вашим расчетам требуются совсем кардинальные переделки в трансмиссии, то задумайтесь, не логичнее ли будет купить велосипед другого класса? Ведь горный велосипед в любом случае не создан для гонок по асфальту, а шоссейный — для бездорожья и гор.

3.5. SRAM, Shimano или вообще планетарка?

Несколько лет назад в Интернете кипели нешуточные страсти между фанатами оборудования фирм SRAM и Shimano. В тот период в Shimano позволяли себе смелые и часто спорные эксперименты с конструкцией оборудования (например, упразднение горных триггерных манеток в пользу Dual Control), из-за чего фирма потеряла часть своих клиентов, которые перебежали в стан компании SRAM. Американцы не остались в долгу и не упустили возможность развернуться к клиентам лицом и предложить им много вкусностей:

• Подвод троса к заднему переключателю без петли по кратчайшему пути (уже перенято Shimano).
• Удобные триггеры под большой палец (уже перенято Shimano).
• Большой ход троса, уменьшающий влияние загрязненности (уже перенято Shimano).
• Конструкция заднего переключателя, не подверженная стуку о перо рамы (Shimano борется с этим до сих пор).
• Грип-шифты как полноправная альтернатива триггерам.

На почве нелегкого выбора между привычными, но слегка странными японцами, и передовыми американцами было сломано немало копий. На взгляд автора, SRAM действительно был чуть впереди до наступления эпохи 10-скоростных кассет на МТВ. Однако сейчас страсти утихли, в Shimano переняли большую часть нововведений SRAM, откатили наиболее спорные нововведения, и такого острого выбора уже нет, можно смело покупать оборудование той фирмы, которая больше нравится. Но у конкурентов по-прежнему остались небольшие, но интересные особенности: хорошие грип-шифты и привод 1х11 у SRAM, меньшая цена и чуть более продвинутая конструкция манеток у Shimano (в перспективе — электрическое переключение и привод 1/2/3х11).

Бывает, что в очередной спор по выбору компонентов трансмиссии врываются поклонники планетарок, считающие, что такая втулка обязана стоять на каждом велосипеде. На самом деле, как и любое другое устройство, планетарная втулка имеет свои достоинства и недостатки. В целом можно сказать, что планетарные втулки рассчитаны на эксплуатацию при невысоких нагрузках в мягких условиях эксплуатации. Тогда они проживут очень долго и почти не будут требовать ухода, кроме ежегодного ТО, которое лучше доверить специалисту. В отличие от систем внешнего переключения, где нужно регулярно чистить, смазывать и периодически подновлять компоненты.

Если же макать планетарки в грязь и броды, форсировать горы с багажом, участвовать в гонках (не забываем про их большой вес и чуть худший КПД) и вообще всячески издеваться над ними — долго такая втулка не проживет. Возможно, разве что кроме 14-скоростной втулки Rohloff стоимостью как неплохой велосипед. Не надо забывать и про то, что в случае поломки или резкого ухудшения работы владельца может ждать дорогостоящий ремонт, который должен проводиться специалистом. Тогда как большинство поломок классического привода могут быть исправлены на месте простым смертным.

Таким образом, можно сделать нехитрый вывод о том, что планетарки идеальны для каждодневной городской езды, также вполне подходят для покатушек по асфальту и ненапряжного «европейского» туризма. Если же ожидаются огребания, высокие нагрузки, соревнования, тяжелые дороги, не дай бог «грузовые» автономные походы — лучше классического привода для таких условий пока ничего не придумали.

3.6. Уровни оборудования

Практически любой начинающий велосипедист наверняка задавался вопросом, почему стоимость похожих на вид деталей может различаться в 10 и более раз. На самом деле, выбор здесь диктуется в большей степени отведенным на велосипед бюджетом, чем некими кардинальными преимуществами более дорогих компонентов. Важно понимать, что даже очень дорогой велосипед не поедет сам по себе (не считая моделей с мотором), и подготовленный человек на дешевом байке обгонит неподготовленного на дорогом. С другой стороны, более дорогое оборудование легче и обычно приятнее в эксплуатации.

На что же уходят деньги? С ростом стоимости оборудования, оно может улучшаться в разных направлениях:

1. Принципиальные изменения в конструкции — например, добавление звезд кассеты или числа передач в планетарной втулке. Всё правильно — желающие ехать на самом передовом оборудовании должны платить.
2. Мелкие приятные дополнения — например, дополнительные регулировки и прочие примочки. Дорогое оборудование часто стараются сделать более комфортным для пользователя.
3. Уменьшение веса — замена стали на алюминий, карбон или титан, применение более прочных сплавов, дизайн компонентов с минимальным использованием материала (высверливание, ажурность, полые оси и т. п.).
4. Увеличение надежности — применение материалов с увеличенной износостойкостью: сложнолегированных сталей, твердого напыления, керамики.

Для рядового потребителя лучше всего бросаются в глаза пункты 1 и 2 (не без помощи маркетологов), тогда как с пунктом 4 нам приходится либо верить на слово производителю, либо полагаться на отзывы и тесты, зачастую со спорной достоверностью. Уменьшение веса — достаточно неоднозначный момент. Конечно, легкий велосипед лучше тяжелого, однако с уменьшением веса цена растет по экспоненте, и на определенной стадии за экономию очередных 50 г приходится платить сотни долларов.

Другая сторона вопроса — влияние облегчения на надежность. В какой-то момент инженеры упираются в физические ограничения, и дальнейшее уменьшение веса происходит за счет снижения прочности (особенно в случае тонкостенных или мелких алюминиевых и титановых деталей). Впрочем, проблема сколько-нибудь существенного снижения надежности характерна только для отдельных особо легких компонентов. Производители не враги себе, и сознательно выпускать дорогие ненадежные детали мало кому нужно.

При росте стоимости каждый компонент теоретически должен проходить такие стадии:

Видно, что диапазоны групп оборудования перекрываются. Это значит, что здесь нет и не может быть жестких разграничений — в одной и той же группе один компонент может быть супер-удачным и мало отличающимся от более дорогих собратьев (например, тормоза SLX), а другой — переоцененным и мало отличающимся от более дешевых. Сравнение разных производителей — еще более неблагодарное дело, поскольку общепринятых методик тестирования и сравнения попросту не существует. Также не надо забывать, что один человек может накатывать на Acera многие тысячи километров, а другой — приведет ХТ в негодность за полсезона или в первой же поездке.

Рассмотрим ситуацию подробнее: чем же отличаются друг от друга компоненты разных уровней? (помимо разного веса)

• Манетки — увеличивается количество передач, добавляются дополнительные возможности по сбросу передач (по несколько штук за раз, возможность управления разными пальцами), улучшается эргономика. Самые дорогие модели имеют полноценные подшипники на вращающихся частях и различные регулировки, позволяющие подобрать оптимальное положение на руле. У дорогих моделей манеток часто нет индикаторов передач — считается, что опытным велосипедистам они не очень нужны, а место на руле занимают, плюс при такой стоимости каждый грамм веса уже на счету.
• Передний переключатель — помимо совместимости с многоскоростными приводами, в основном, увеличивается долговечность, более дорогой переключатель медленнее изнашивается, дольше сохраняет четкость работы, хуже забивается грязью и меньше склонен к зависанию из-за грязи.
• Задний переключатель — также, помимо совместимости с топовыми приводами, увеличиваются долговечность и четкость работы, плюс с ростом цены появляются карбоновая рамка (менее прочная), ролики на промподшипниках (иногда клинят), прямой подвод троса (очень хорошо), уменьшенное выступание переключателя наружу (технология Shadow), может быть добавлен механизм, уменьшающий болтанку переключателя на ухабах.
• Система — увеличивается жесткость шатунов и системы в целом, звезды постепенно становятся из несменных мягких стальных (такая система фактически одноразовая) сменными алюминиевыми, композитными или титановыми (на худой конец — из прочной стали), у самых дорогих систем карбоновые шатуны.
• Каретка — неоднозначно. Дешевые картриджные каретки на удивление вполне надежны, с ростом цены осуществляется переход на интегрированные системы. Там сначала идут очень ненадежные внешние чашки, но с дальнейшим удорожанием надежность приходит в норму. Самые дорогие каретки — с керамическими подшипниками.
• Цепь — с ростом цены весьма заметно увеличивается износостойкость самого материала (одновременно идет процесс сужения цепи и уменьшения количества материала).  Самые дорогие цепи также могут иметь полые пины и вырезы для максимального облегчения.
• Кассета — также увеличивается износостойкость и уменьшается толщина звезд, плюс у дорогих кассет звезды собираются в блоки на легкосплавных «пауках» для облегчения. Самые дорогие варианты могут иметь алюминиевые или титановые звезды (что не идет на пользу долговечности), либо быть ажурно выточенными из цельного куска стали. В целом, можно сказать, что кассеты и цепи от роста стоимости заметно выигрывают в надежности.

Заключение

Итак, в этой статье мы постарались дать начинающим велосипедистам общее представление о велосипедной трансмиссии, ее видах, составных частях, а также общих принципах подбора компонентов под свои задачи. Исходя из прочитанного, некоторые велосипедисты могут решить, что наиболее простой способ получить хорошую трансмиссию — это вложить побольше денег в оборудование уровня ХТ и выше. Однако не следует забывать, что велосипед — это не только трансмиссия, его формируют также и другие компоненты, такие как вилка, рама, колеса, которые также требуют обдуманного вложения денег. Бездумно покупать какие попало компоненты, лишь бы подороже, — неоптимальное решение, таким образом можно получить велосипед стоимостью 2000 долларов с весом и ходовыми качествами ашанбайка из ближайшего супермаркета. В результате может оказаться, что втрое-вчетверо более дешевый велосипед в сборе прямо из веломагазина, в принципе, ничем не хуже, если аккуратно ухаживать за ним, менять износившиеся расходники и делать положенные ТО.

Где же остановиться? Как уже говорилось, от использования более дешевого оборудования велоспед не перестанет ехать. С другой стороны, велосипед на дорогом оборудовании доставит больше удовольствия. Можно посоветовать выбирать уровень оборудования, исходя из собственного достатка и понимания целесообразности, основываясь на том, какой бюджет кажется вам разумным (не забывая о других обязательных тратах на шлем, инструмент, аксессуары). Разумеется, есть нижняя планка стоимости велосипеда (около 300-500 долларов для горных хардтейлов и ригидов), за которой качество становится неудовлетворительным, и оборудование такого класса уже не внушает доверия в сколько-нибудь ответственных поездках. А выше этой планки на технику уже вполне можно положиться при условии соответствующего ухода.

© 2014 Владимир Горбунов (VORON)