Распределение усилий в раме велосипеда. Геометрия рамы. Также читать на эту тему

От геометрии велосипеда (байка) - от размеров и углов - зависят многие параметры поведения велосипеда. Зависит управляемость, устойчивость, динамика разгона, проходимость (в положительном смысле), эффективность торможения, подъём на гору и спуск с горы, возможность заниматься экстремальной ездой и проходить крутые виражи. С давних времен геометрия велосипеда однозначно и жестко определялась геометрией рамы.

На сегодняшний день, это уже не соответствует истине. Появились подвески, задняя и передняя. А, следовательно, геометрия и поведение велосипеда во многом зависят от характеристик подвески (демпфирование, жесткость, ход) и от их настроек. Чтобы не углубляться в дебри, а, всего лишь, окинуть небрежным взором знатока, этот густой лес, перейдем к рассмотрению основных моментов.

КАКИЕ ДОЛЖНЫ БЫТЬ НАКЛОНЫ И УГЛЫ БАЙКА, ВЫБИРАЕМ ПРАВИЛЬНУЮ ГЕОМЕТРИЮ ВЕЛОСИПЕДА

По большей части, задаёт посадку велосипедиста и определяет удобство педалирования. Если труба расположена вертикально и каретка расположена непосредственно под седлом, то осуществлять педалирование неудобно, бедра некуда девать. Еще одним параметром, определяемым наклоном подседельной трубы, является развесовка байка, говоря проще, распределение нагрузки между задним и передним колёсом. Чем угол наклона меньше (его отсчет производится от линии горизонта) и чем выше расположение велосипедиста, тем меньшая нагрузка ложится на переднее колесо и большая на заднее.

При крутом подъёме в гору, если велосипедист сидит в седле, нагрузка на переднее колесо велосипеда может полностью исчезнуть и произойдет потеря контакта с дорогой. А велосипедист, в это время, рискует упасть на спину. При крутых спусках, процесс происходит в обратном порядке. Происходит загрузка переднего колеса, и чем больше велосипедист смещен назад, тем более устойчивое положение занимает велосипед, и, тем самым, уменьшается вероятность упасть через руль.

Принято считать, что если угол, с которым наклонена подседельная труба, равен 73° (с погрешностью 1°…2°), велосипедисту обеспечивается правильная, удобная посадка и правильно распределяется его вес. Это утверждение действительно для идеального велосипедиста, длина бедра которого составляет 813мм (32 дюйма). Чтобы произвести дополнительную корректировку этого угла и подгонку велосипеда к реальным габаритам велосипедиста (длина ног и рук, рост…), можно произвести замену прямого подседельного штыря на выгнутый (Thomson). Или можно сдвинуть седло назад или вперед, что ещё проще. Если седло установлено правильно, в крайнем нижнем положении педали нога должна практически полностью распрямится.

КАКАЯ ДОЛЖНА БЫТЬ ВЫСОТА КАРЕТКИ ВЕЛИКА

Данный параметр определяет клиренс байка - расстояние между дорогой и педалью в тот момент, когда она находится в крайнем нижнем положении. Если клиренс слишком мал, то это не позволит вам сильно наклонить велосипед, тогда во время скоростного прохождения поворота велика вероятность того, что вы зацепитесь педалью за корень, кочку, камень, совершая ускорение при выходе из виража.

По этой причине, у велосипедов, предназначенных для разных способов катания, высота каретки над землёй имеет разную величину. К примеру, для фрирайда и DH каретку поднимают намного выше, чем в дорожниках (примерно 34…36 см). Как наглядный пример, приводитсяТаблица №1 (которую для данной статьи любезно предоставил Маджуга Алексей) в которой, на примере байков KONA, продемонстрировано изменение геометрических размеров в зависимости от стиля катания и назначения байка.

Примечание.По той причине, что в устройстве и работе задних амортизаторов, амортизационных вилок, а так же создании стабильных платформ наблюдается явный прогресс, ход амортизаторов в последние годы существенно увеличился и, велика вероятность того, что, со временем, он увеличится ещё больше.
Помимо этого, если каретка расположена высоко, выше нужно поднимать и седло, соответственно, высота велосипеда увеличивается и центр тяжести подвижной системы «велосипед + велосипедист», поднимается вверх. Нет никаких сомнений в том, что это влияет на управляемость и устойчивость. На высоком велосипеде проще держать равновесие, а при исполнении виража, угол наклона, который призван скомпенсировать при помощи силы тяжести возникающую при круговом движении (по радиусу) центробежную силу, будетБолее малым, чем у велосипеда с низкой кареткой.

Это следует из школьного курса геометрии. Соответственно, на велосипеде с высокой посадкой гораздо легче ездить по лесным синглтрекам и проще укладываться в резкие повороты. Это означает, ещё раз, чтобы пройти вираж с заданной скоростью и по фиксированному радиусу, низкий велосипед нужно наклонить вбок на более чем высокий угол. Однако, при спуске и торможении, все выглядит совершенно наоборот. Во время крутых подъёмов, спусков и при моментальном торможении с помощью переднего тормоза, на велосипеде с высокой посадкой вероятность потери равновесия, падения назад или кувырка через руль, намного увеличивается. Чтобы свести к минимуму этот неприятный эффект, стараются увеличить колесную базу байка - длину от оси переднего колеса до оси заднего.

Одновременно с этим достигается большая плавность и мягкость хода, велосипед меньше подпрыгивает на кочках, колдобинах и корнях. Но велосипед с большой колесной базой имеет большую курсовую устойчивость и хуже входит в крутые виражи, что, опять же, можно понять благодаря школьному курсу геометрии. Чтобы повысить показатели маневренности и управляемости, приходится «крутить» угол наклона рулевой трубы и делать Trail (вынос переднего колеса) меньше.

КАК ИЗМЕНИТСЯ ГЕОМЕТРИЯ БАЙКА ПРИ ЗАМЕНЕ ВИЛКИ

Стоит отметить следующий момент. Чем больше значение этого угла, тем ближе к вертикальной плоскости находятся перья вилки, тем выше скорость разгона велосипеда, и тем более качественно вилка отрабатывает всевозможные мелкие неровности и кочки на дороге. И, соответственно, если угол будет уменьшаться, перья вилки будут становиться более пологими по отношению к поверхности (острее), в следствии, ухудшается управляемость и динамика, но, одновременно с этим, вилка начинает легче переносить крупные кочки и колдобины, и они, в меньшей степени, влияют на движение велосипеда.

Для кросс-кантрийных велосипедов угол рулевой чаще всего от 71 до 69 градусов, а расстояние между осями колес – от 100 до 107 см, а в DH угол равен примерно 64…65 градусов, а длина колесной базы составляет 110…117 см (См. табл. №1). Невысокий наклон передней вилки в паре с длинными перьями, что довольно часто используется в велочопперах, приводит к значительному ухудшению маневренности велосипеда, остроты (эффективности) управления, увеличению минимально-возможного радиуса виража и заставляет поворачивать руль на более высокий угол.

TRAIL (ВЫНОС ПЕРЕДНЕГО КОЛЕСА) И ПАРАМЕТРЫ ПЕРЕДНЕЙ ВИЛКИ ВЕЛОСИПЕДА

Небольшой эксперимент. Если уставить велосипед правильной конфигурации вертикально на два колеса, взять за раму и произвести наклон в сторону, то в ту же сторону должен сам повернуться и руль. Причина этого явления кроется в геометрии рулевой колонки и передней вилки. Именно эти детали определяют расположение пары важных точек между собой. Точки А - точки контакта дороги и переднего колеса, и точки В – точки пересечения оси, проходящей через рулевую колонку, и дороги. Взаимное расположение этих точек определяет не только направление поворота руля во время наклона велосипеда, но и его управляемость, курсовую устойчивость, стабильность при виражах, строгость управления и многое другое. Байки можно условно разделить на два вида: АВ и ВА. Велосипед АВ-типа, это тот, в котором точка касания переднего колеса и дороги располагается впереди точки В(рисунок №2а). Велосипед ВА-типа - тот, в котором точка А находиться позади точки В(рисунок №2б).

Если наклонить велосипед АВ-типа в одну сторону, то руль повернется в противоположную сторону и, по вполне понятной причине, точка А, в которой прикладывается сила трения, будет находиться ближе, чем ось рулевой трубы (точка В). Велосипед, если осуществлять поворот без рук, сложится пополам, как книжка, и со стуком упадет на землю. Совершенно по-другому реагирует на наклон велосипеда переднее колесо и руль велосипеда ВА-типа - они будут клониться в сторону наклона байка сами и без помощи рук.

А при сбалансированных углах и размерах, велосипед будет возвращаться в вертикальное положение именно так, как если бы его руль поворачивали руками, рулю только нужно немного помочь, подправить его в правильном направлении, и все получится просто великолепно! По данной причине байков АВ-типа в магазинах не найти.

ТЕПЕРЬ НЕМНОГО О ГЕОМЕТРИИ ПЕРЕДНЕЙ ВИЛКИ.

Исполнения, которые изображены наРисунке №3, а) и б), дадут нам чрезмерно большое расстояние от точки А до точки В, что вызывает эффект сверх устойчивости байка. Чем длиннее расстояние от одной из этих точек до другой, тем более высокий момент силы, осуществляющей поворот переднего колеса и, естественно, руля в ту же сторону, в которую наклонен велосипед. Результат понятен, вертикальная и курсовая устойчивость достаточно хороши, а управляемость хуже некуда. По этой причине, чтобы уменьшить расстояние между этих точек, вилку на байках изгибают вперед,Рисунок №3, в).

Однако, даже если велосипед оснащен прямой вилкой, то меняется её наклон, по отношению к оси, проходящей сквозь рулевую колонку, или петухи, к которым монтируется переднее колесо, сдвигают вперед.Рисунок №4. Расстояние от оси, проходящей сквозь втулку переднего колеса, до оси рулевой колонки, имеет разные названия, и Fork Offset, и Rake, а у нас иногда можно наткнуться на выбег, смещение или вылет вилки. Значение величины вылета вилки R, чаще всего, укладывается в значение от 30 до 50 миллиметров.

Если вылет вилки, угол оси, проходящей сквозь рулевую колонку, и реальный диаметр (если учитывать толщину и деформацию шины) колеса известны, то с легкостью можно произвести расчет расстояния между точками В и А. Данное расстояние называют Trail-ом или выкатом (выбегом) переднего колеса, случается, что его можно отыскать в каталогах. В итоге, при известном Trail-е, можно рассчитать коэффициент управляемости (устойчивости) (Ку), который равняется: Trail-у (Т), деленному на сумму того же Trail-а и длины колесной базы велосипеда (G), результат проведенных операций умножается на 100%. Посмотрим на формулу: Ку=(Т/)*100%(1), нет ничего сложного. У современных моделей велосипедов Ку находиться в пределах 5 … 7,5 %, и обычно выбирается значение, наиболее приближенное к границе устойчивости. Причина этого достаточно проста - велосипед такой конструкции легче в управлении.

КАК МЕНЯЕТСЯ ГЕОМЕТРИЯ ВЕЛОСИПЕДА ВО ВРЕМЯ РАБОТЫ АМОРТИЗАТОРОВ

В момент, когда происходит торможение и велосипед клюёт носом во время сжатия амортизационной вилки, колесная база уменьшается, но, в то же время, Trail ещё больше уменьшается, а следовательно, становиться меньше и Ку. Получается, что во время торможения, управляемость велосипедов становится больше, но падает устойчивость. Та же ситуация наблюдается и при педалировании стоя, в момент, когда велосипедист приближает корпус ближе к рулю и во время спуска с горки, особенно, если осуществляется интенсивное притормаживание передним колесом.

Теперь, если нагрузить багажник тяжелым грузом (красивой девушкой) или сделать меньше ход заднего амортизатора (установить менее длинный амортизатор) у двухподвеса, то положение изменится на прямо противоположное. Trail станет больше, Ку повысится, велосипед будет более устойчив, но управлять им станет труднее. Это, без сомнений, знакомо большинству вело-туристов. С плотно нагруженным багажником, велосипед едет уверенно, как танк, в особенности, если набран хороший разгон. Но осуществить поворот или проезд по извилистой тропинке с невысокой скоростью, ой как непросто.

Сегодня многие байки, предназначенные для экстрима, оснащены длинными дропаутами задних перьев, дающими возможность в широких пределах сдвинуть заднюю ось или установить колесо, имеющее меньший диаметр, вместо 26-ти - 24 дюйма. Никого не удивит тот факт, что во время этого изменяется управляемость и устойчивость велосипеда.

В продаже уже есть первые трейловые велосипеды, геометрия которых изменяется прямо во время езды, причем в широких пределах. К примеру, новинка сезона, велосипед BIONICON EDISON. При помощи промышленного клапана, применяемого в устройствах пневмолиний и пневмоавтоматики, можно изменить геометрию рамы на 6 градусов! Наклон рулевой трубы – от 67,5° до 73.5°. Наклон подседельной трубы от 71°до 77°. Ход переднего амортизатора от 69 до 147 мм, ход заднего амортизатора 142 мм при учете колёсной базы в 1056 мм. Теперь, на одном велосипеде можно и эффектно съезжать с крутого склона, и катить в стиле кросс-кантри.

Тюнинг байка или как улучшить ездовые качества велосипеда Замена заднего амортизатора и передней амортизационной вилки на более короткие или длинные влияет на управляемость и устойчивость велосипеда. Это обязательно нужно учесть.

Продолжительность верхней трубы - это расстояние от оси подседельного штыря до оси рулевой трубы. Данное расстояние, совместно с длиной выноса, по большей части, определяет посадку велосипедиста. Помимо этого, размер верхней трубы существенно влияет на развесовку байка. Труба большой длины позволяет разгрузить переднее колесо, из-за чего могут возникнуть проскальзывания во время поворотов. Более короткая верхняя труба может стать причиной того, что колени будут цепляться за руль во время педалирования способом танцовщица. Люди, которые предпочитают ездить в стиле кросс-кантри, обычно выбирают трубу подлиннее, с длинным выносом (от 100 до 130мм), чтобы получить низкую, растянутую посадку.

Это затрудняет прохождение крутых поворотов и преодоление затрудненных участков, однако, основная борьба, чаще всего, происходит во время подъемов. Для фрирайда и скоростного спуска используют сочетание слегка укороченной верхней трубы и короткого выноса. Благодаря этому, на склоне велосипедист переносит свой вес далеко назад, тем самым, обеспечивая верное распределение нагрузки на каждое колесо. Помимо этого, дополнительная загруженность переднего колеса, при перемещении велосипедиста слегка вперёд, поможет преодолевать технически сложные участки.

УГОЛ НАКЛОНА ВЕРХНЕЙ ТРУБЫ БАЙКА

Прежде всего, определяет высоту стендовера - расстояние от верхней трубы велосипедной рамы до жизненно необходимых органов велосипедиста. Этот параметр очень важен для экстремальных видов спорта.

Помимо этого, становится меньше строительная высота велосипедной рамы, вследствие чего, еще больше её прочность и жёсткость, что важно для прыжковых дисциплин и жесткого фрирайда. В последнее время стало модным использовать заниженную верхнюю трубу в кроссовых и шоссейных велосипедах. Это дает возможность произвести уменьшение размеров производимых рам и их массы.

ДЛИНА НИЖНИХ ВЕЛОСИПЕДНЫХ ПЕРЬЕВ

Длина нижних перьев определяется по параллельной горизонту линии, от оси задней втулки до оси каретки, длина которых оказывает влияние на динамику велосипеда и его развесовку. Причем, неважно, находится велосипедист в сидячем или стоячем положении, этим и отличается влияние длины нижних перьев на развесовку и влияние, оказываемое наклоном подседельной трубы. Потому что, когда велосипедист встает с седла, угол наклона подседельной трубы перестает влиять на распределение тяжести между колёсами.

Перья небольшой длины повышают нагрузку на заднее колесо и способствуют увеличению его сцепления с дорогой, и, одновременно, делают более компактным, жестким и поджатым задний треугольник. Велосипед легче едет в гору, более быстро преодолевает повороты и шустрее разгоняется. Для турингов и прогулочных велосипедов база, чаще всего, увеличена и растянут задний треугольник. Это делает хуже динамику и заставляет прикладывать больше энергии, чтобы подняться в гору. Но на эти жертвы приходится идти для того, что бы на багажнике разместить объемный и тяжелый вело рюкзак и не цепляться за него пятками во время вращения педалей.

И ещё несколько слов по поводу различия в геометрии велосипедов в соответствии с разными стилями катания.
Чем больше велосипед заточен для скоростного спуска и жесткого фрирайда, тем более длинным будет ход амортизаторов, более острым наклон рулевой трубы, более высоким расположение кареточного узла и длиннее колесная база. Велосипед для дерта выделяется укороченной подседельной трубой, заниженным стендовером (расстоянием от центра подседельной трубы до земли) и коротким выносом. Это обеспечивает безопасность и удобство велосипедиста во время выполнения трюков и прыжков, и более высокую прочность рамы велосипеда.

Самый важный элемент в велосипеде и от её формы и параметров зависят ваши будущие успехи. При проектировании рам в её форму вкладываются не только дизайнерские решения, но и сложнейшие математические расчёты, от которых зависит как прочность, так и специфические характеристики велосипеда. Велосипедисту хоть и не обязательно разбираться в тригонометрии, но знать за что отвечают различные параметры в раме он должен.

Геометрия рамы влияет на следующие характеристики велосипеда:

Безопасность - наверное самый важный параметр. В первую очередь зависит от размера рамы. Очень важен при эксплуатации велосипеда в экстремальных условиях, например при катании по пересеченной местности. Но и в обычных условиях городских покатушек, встречаются ситуации, при которых геометрия рамы может сыграть большую роль в обеспечении безопасности велосипедиста;
Накат, динамика - от этого параметра зависят энергозатраты на преодоление дистанции. Очень важен при катании на длинные дистанции;
Устойчивость - чем лучше, тем легче ехать на велосипеде. Отвечает за возможность удержать траекторию движения, при воздействии окружающих факторов (плохая дорога, ветер и т.д.);
Маневренность - параметр позволяет проходить сложные маршруты за минимальное время и с минимальными энергозатратами. Другими словами позволяет проходить повороты по маленькому радиусу.
Распределение веса, равномерность - параметр влияющий на пропорциональность распределения веса между передним и задним колесом, при движении под разными углами. Важен при для туристов, которые нагружают заднее колесо тяжёлыми рюкзаками;
Прочность - параметр влияет на способность рамы выдерживать нагрузки.

Нельзя создать универсальный велосипед, подходящий для всех, так как перечисленные параметры взаимосвязаны друг с другом. Если мы будем улучшать один из параметров, другой будет ухудшаться. Главная задача производителей подобрать лучшее сочетание параметров для различных велосипедных дисциплин, а вам остаётся только подобрать, из огромного разнообразия предложений, ту раму, которая соответствует вашим потребностям.

Геометрия рамы

На рисунке изображены разнообразные параметры, влияющие на возможности рамы. Эти параметры должен предоставлять каждый производитель в документах к продукту или на сайте. Кто-то выкладывает все, кто-то только необходимые части. Я попробую описать, на что влияют все длины и углы в геометрии рамы велосипеда:

S/T c-t - расстояние от центра до . Влияет на , параметр на который в первую очередь надо обращать внимание при выборе рамы. Чем короче это расстояние, тем жёстче кареточный узел, при нажатии на педаль рама меньше деформируется. Увеличивается Безопасность , так как верхняя труба рамы проходит ниже, уменьшается опасность удара о неё. Но при этом увеличивается длина , что может привести к его поломке;
W/B - колёсная база велосипеда, расстояние между осями переднего и заднего колеса. Влияет на Устойчивость и Манёвренность велосипеда. Чем длиннее база велосипеда, тем больший радиус нужен ему для поворота, соответственно ниже манёвренность, но тем больше устойчивость;
S/T ang. - угол между подседельной трубой рамы и её горизонталью. Чем он больше, тем более вертикальное положение принимает подседельный штырь. Влияет на удобство при педалировании, рассчитывается из размера рамы и обычно равен 73 градусам. Некоторые фирмы пытаются его изменять для более правильного распределения веса в зависимости от стиля катания. При уменьшении угла, увеличивается нагрузка на заднее колесо (улучшается сцепление с дорогой), посадка вытягивается. Педалирование становится более неудобным, а при движении в гору есть вероятность перевернуться. Самое главное этот угол теряет значение в случае, когда велосипедист педалирует стоя;
T/T h - расстояние от центра рулевого стакана до центра подседельной трубы. Чем короче это расстояние, тем более вертикальная посадка будет у велосипедиста, соответственно более комфортная. База велосипеда при этом также уменьшается, а распределение нагрузки увеличивается в сторону переднего колеса. Однако при педалировании стоя, в лучшем случае, колени будут задевать руль, а в худшем вообще станет невозможно так ехать. Особенно если это расстояние уменьшено за счет увеличения S/T ang. (угла подседельного штыря). При езде в гору, стоя из-за уменьшения этой длины снижается нагрузка на заднее колесо, ухудшается динамика , рулить при нагруженном переднем колесе становится сложнее. Из-за этого на шоссейных велосипедах эту длину длину стараются сделать больше (причем не за счет угла S/T ang. ), что позволяет спортсменам лучше педалировать стоя в гору - это залог победы в соревнованиях;
T/T a - длина верхней трубы рамы. Чем больше она отличается от T/T h тем ниже она опущена. Некоторые производители не указывают этот параметр, или заменяют его на угол наклона верхней трубы;
H/T - высота рулевого стакана. От этого параметра зависит то, насколько рама нужного размера подходит для вас (особенно при выборе маленьких размеров). Так как длина вилок для всех размеров рам одинаковая, а для увеличения безопасности необходимо делать раму как можно ниже, получается, что этого можно добиться только уменьшением параметров S/T c-t и высоты стакана . Так что выбирая велосипед маленького размера обратите внимание, чтобы высота стакана была минимальной;
H/T ang. - угол между вилкой и горизонталью рамы. Чем больше этот угол, тем более вертикальный наклон у вилки. Этот параметр влияет практически на всё:

Устойчивость - чем меньше угол, тем больше база велосипеда. При вращении руля увеличивается момент, возвращающий в вертикальное положение велосипед. Уменьшается вероятность заноса переднего колеса;
Маневренность - при увеличении угла, уменьшается база велосипеда. Велосипед легче проходит повороты, стиль езды становится более агрессивным;
Накат, динамика - при увеличении угла, уменьшается тормозящий момент при кручении руля и амортизационная вилка меньше работает в вертикальной положении;
Безопасность - чем меньше угол, тем лучше велосипед держит дорогу. Ниже опускается рулевая труба и ниже становится рама. Вилка лучше реагирует на ухабы и уменьшается опасность перелететь через руль;
Равномерность распределения веса - чем больше угол, тем меньшая нагрузка идёт на переднее колесо;
Прочность рамы - чем больше угол, тем больше нагрузки идет на раму и меньше на вилку, и наоборот.

Два примера:

Для шоссейного велосипеда на первом месте стоит скорость, накатистость и КПД - угол вилки равен 73-74 градуса;

В велосипеде для даун-хилла важна максимальная устойчивость, четкость при прохождении виражей, безопасность - угол вилки равен 62-64 градуса.

F/L - длина велосипеда. Практически у всех вилок одинаковая;
B/B - зазор между центром каретки и горизонталью рамы. Чем ниже находится каретка, тем ниже центр тяжести, тем легче ехать на велосипеде. Однако появляется опасность задеть педалью за кочку, снижается безопасность ;
C/S - длина пера рамы, влияет на распределение веса . Чем короче перо, тем лучше динамика (независимо от того, стоя или сидя педалирует велосипедист) и сцепление заднего колеса с дорогой. Однако при перевозке грузов на велосипеде с короткими перьями появляется опасность перевернуться на подъёме;
F/R - зазор между осью вращения вилки и осью колеса. Отвечает за возврат колеса в первоначальное положение за счет энергии поступательного движения. Чем больше, тем легче ехать без рук. Одинаковое практически для всех вилок.

К подбору рамы следует особенно внимательно подходить к её геометрии. Это та основа, которая позволит вам добиваться лучших результатов в выбранной дисциплине.

Сегодня мы поговорим о всевластной царице в мире велосипедных рам – геометрии. Итак, быстрее под кат!

На самом деле большинство велосипедистов имеют довольно косвенное представление о геометрии велосипедной рамы. Нет, они все, конечно, знают, что такое ЕТТ и преимущества наклона верхней трубы. Но часто читая даже мудренный обзор велосипеда от очень опытного гонщика начинаешь понимать, что человек описывает раму на основе своих эмоций, большинство которых можно предугадать по конструкции рамы. Постигать всю науку велосипедных геометрий мы не будем, так как у меня есть сомнения, что вы хотите стать инженером-проектировщиком велосипедов, но основные нюансы постараемся охватить.

Для начала давайте выясним, какие есть компоненты рамы. Большинство современных рам базируются на одном типе – «бриллиантовом». Название подобного типа рам произошло из-за схожести двух треугольников, которые образуют раму на подобие бриллианта. В таких рамах треугольники уже давно перестали быть треугольниками, но название прижилась, и им еще пользуются. Существуют еще открытые рамы («женские»), лигерад, кантиливерные, лежачие, крестообразные, фермовые, монококи, складные, тандемы, пенни-фартинг и еще несколько тысяч разновидностей.

Классическая «бриллиантовая» рама состоит из следующих труб – верхней, нижней, подседельной и пары перьев. Вот они “собственной персоной”:

S/T – подседельная труба, T/Ta – верхняя труба, T/Th – эффективная длина верхней трубы, С/S – нижние перья, F/R – смещение вилки, H/T ang – угол наклона рулевой трубы, S/T ang – угол наклона подседельной трубы, W/B – база

Некоторые дополняют этот список еще и подседельным стаканом, но это не столь существенно. Значительно более интересен угол наклона рулевой трубы, который отсчитывается от горизонтали. Чем больше этот угол и чем ближе к вертикали стоят перья вилки, тем быстрее разгоняется велосипед, и тем лучше вилка отрабатывает мелкие неровности дороги. И наоборот, чем угол меньше, чем более полого (острее) расположены перья вилки к поверхности, тем хуже динамика и управляемость; зато вилка легче проглатывает крупные колдобины и кочки, и они меньше влияют на движение байка. Если в кросс-кантри угол рулевой обычно 71-69 градусов, а длина колесной базы – 100-107 см, то в DH (Down-Hill – скоростной спуск с горы) это соотношение будет около 64-65 градусов и 110-117 см. Малый угол наклона передней вилки в сочетании с большой длиной перьев, как у велочопперов, приводит к ухудшению маневренности, эффективности управления, увеличению минимального радиуса виража и необходимости поворачивать руль на больший угол.

Что еще серьезно влияет на управляемость велосипеда? Амортизация. В момент торможения, когда байк «клюет носом» при сжатии амортизационной вилки, база уменьшается. В результате байк становится более управляемым, но менее устойчивым. Если нагрузить тяжелым грузом багажник или уменьшить ход задней подвески (поставить более короткий амортизатор) у двухподвеса (велосипед с передними и задними амортизаторами), ситуация поменяется на противоположную. Байк станет более устойчивым, но им будет труднее управлять. Не так давно появились велосипеды, геометрию которых можно менять практически «на ходу». Хотя, по сути, ноу-хау состоит в том, что в задней подвеске поворачивается один болт, но он изменяет угол соединения частей этой самой подвески, что дает вам два разных велосипеда по ощущениям. Вдобавок меняется угол наклона рулевой колонки, так что разницу поймет даже ребенок. Нужна ли такая система – вопрос хороший, но его следует оставить для другого разговора.

Одна из главных труб – верхняя. Она своей длиной определяет посадку велосипедиста. Длина верхней трубы определяется как расстояние от оси рулевой трубы до оси подседельного штыря. Кроме этого, длина влияет на распределение массы велосипеда. Длинная труба способствует разгрузке переднего колеса, из-за этого могут начаться проскальзывания при поворотах. А короткая приводит к тому, что колени задевают руль при педалировании способом «танцовщица». Любители кросс-кантри выбирают длинную трубу и длинный (100-130 мм) вынос для получения низкой, растянутой посадки. Это усложняет прохождение поворота и преодоление сложных участков, но ведь главная борьба обычно происходит на подъемах. Для скоростного спуска и фрирайда сочетают слегка укороченную верхнюю трубу с коротким выносом. Поэтому на склоне райдер сдвигается больше назад, чем обеспечивает правильное распределение нагрузки между колесами. Кроме того, дополнительная загрузка переднего колеса, когда райдер слегка перемещен вперед, помогает проходить техничные участки.

Как всегда, важен еще и угол расположения верхней трубы, который, прежде всего, задает высоту стендовера – расстояния от верхней трубы рамы до земли – и величину безопасного расстояния от жизненно важных органов байкера до верхней трубы рамы. Это очень важно в экстремальных видах спорта. Кроме того, при уменьшении высоты рамы возрастает ее жесткость и прочность, что играет важную роль в прыжковых дисциплинах и жестком фрирайде. В последнее время заниженная верхняя труба используется в шоссейных и кроссовых велосипедах. Это позволяет уменьшить количество размеров выпускаемых рам и их вес.

На правильную развесовку влияет и наклон подседельной трубы. Если труба расположена вертикально и каретка находится точно под седлом, крутить педали будет очень неудобно. Если двигаться в другую сторону – уменьшать угол между трубой и горизонталью, – больше будет нагрузка на заднее колесо, и меньше – на переднее. На крутом подъеме, если байкер сидит в седле, переднее колесо может полностью разгрузиться и потерять контакт с дорогой. А на крутых спусках все происходит с точностью наоборот. Переднее колесо загружается, и чем дальше назад смещен байкер, тем устойчивее велосипед и меньше вероятность падения через руль. Считается, что угол наклона подседельной трубы в 73 градуса (плюс-минус 1-2 градуса) обеспечивает правильную, удобную посадку и распределение нагрузки. Этот угол точно подобран для идеального байкера с длиной бедра 32 дюйма (813 мм). Для большего удобства и подгонки байка к велосипедисту с индивидуальными ростом, длиной рук и ног и т.д. можно заменить прямой подседельный штырь на изогнутый. Или просто сдвинуть седло вперед или назад. При правильно установленном седле нога в нижнем положении практически полностью распрямляется, что обеспечивает максимальную эффективность при педалировании.

На развесовку влияет не только угол подседельной трубы, но и длина перьев заднего треугольника (если он, конечно, есть). Короткие перья нагружают заднее колесо и увеличивают его сцепление с грунтом, а также делают задний треугольник более компактным, поджатым и жестким. Байк легче взбирается в гору, быстрее проходит повороты и разгоняется. У прогулочных велосипедов и турингов база обычно увеличена, и задний треугольник растянут. Вследствие этого ухудшается динамика, и ехать под горку ощутимо сложнее. На этот компромисс в таких велосипедах идут из-за необходимости разместить сзади багажник, который при нагрузке “баулом” не будет зацеплять пятки велосипедиста.

При выборе рамы в большинстве случаев пользуются двумя цифрами – ростовкой (длина подседельной трубы) и ЕТТ (эффективная длина верхней трубы или горизонтальное расстояние между центром рулевого стакана и центром подседела). Первая просто определяет, подходит вам такой велосипед или нет, ведь если рама рассчитана на наездника в 160 см ростом, а на нее сядет 2-метровый гигант, будет немного неудобно. Вторая цифра отвечает за предназначение велосипеда: если она мала – велосипед прогулочный и посадка максимально прямая, если ЕТТ большая – то на раме можно ездить только «лежа», что очень эффективно, но не всем удобно.

Порой я встречаю мнения, что геометрия современных велосипедов шагнула намного вперед и все эти правила скоро можно будет выбросить в мусор. И если с первой часть я полностью согласен, то вторая пока что просто смешна. Да, уже сейчас есть конструкции велосипедных рам, которые способны немного «обмануть» физику поведения велосипеда. Но все они предназначены для очень узкого круга профессионалов, да и в обычном пользовании не очень удобны.

А что же остается нам, простым смертным? Да все то же – при покупке велосипеда брать с собой транспортир с рулеткой и выбирать велосипед, который максимально нам подходит!

, 28 Авг 2015

Пожалуй самый важный параметр, на который необходимо обращать внимание при покупке. Это не только самая дорогая деталь, но и основа ваших будущих успехов. Проектировщики MTB рам вкладываю в нее не только дизайнерские решения, но и сложные математические расчеты, отвечающие как за прочность, так и за специфические пользовательские характеристики продукта. Байкера в свою очередь не интересуют тригонометрические издержки, но знать какая длина и какой угол за что отвечает он должен.

Разбираясь с , пришлось изучить и этот вопрос. Опираясь на модели серьезных производителей (Author, Merida, Cube, Vitus), собственный опыт катания на Author и GT, опишу основные моменты, на которые необходимо обратить внимание.

Итак, г еометрия рамы отвечает за основные характеристики при эксплуатации вашего железного друга:

безопасность,
накат,
устойчивость,
маневренность,
равномерность распределения веса,
прочность.

Безопасность - пожалуй самый важный параметр. Тесно связан с размером. Особенно важен при использовании в экстремальных условиях - катание по пересеченной местности, где падение чревато травмами, начиная от безбашенного Down Hill, заканчивая туристическими походами по горной местности. Даже для тех кто ездит по асфальту не исключены ситуации, где велосипед не должен подвести.

Накат, динамика - связан с энергозатратами, затрачиваемыми на прохождение дистанции. Нужно понимать, что велосипед держится в вертикальном положении не каким-то чудесным образом, а мускульными усилиями ваших нижних и верхних конечностей, а именно возвращающим моментом при рулении во время поступательного движения. Какие показатели за это отвечают, попробуем разобраться дальше. Очень важен для марафонского стиля катания.

Устойчивость - показатель, отвечающий за способность держать траекторию при воздействии сторонних факторов: плохое покрытие, ветер, банально потеря внимания велосипедиста. Например езда без рук. Чем лучше устойчивость, тем легче ехать. Важно для прохождение технически несложных протяженных участков.

Маневренность - способность велосипеда проходить сложные маршруты при за минимальное время и затраты. Простыми словами возможность проходить повороты по виражу с минимальным радиусом. Важно для байкеров, предпочитающих технически сложные дисциплины, любителям повилять между деревьями в лесу.

Характеристика, показывающая пропорциональность распределения веса между передним и задним колесом при передвижении под разными углами. Важна для грамотного подбора ободов, протектора покрышек; туристам, любящим повесить на себя или багажник тяжелый рюкзак.

Прочность - способность выдерживать нагрузки.

Все вышеперечисленные параметры связаны друг с другом и, повышая один, мы воздействуем на другой. Подобрать правильное сочетание, необходимое вам - это искусство производителя. Вам же нужно среди огромного разнообразия выбрать именно то, что удовлетворит ваши потребности .

Теперь немного теории , про тангенсы и синусы я писать не буду. Ниже на изображении можно увидеть то, что должен предоставить вам каждый производитель, в разделе геометрия рамы в каталоге или на сайте . Если этой информации вам найти не удается, стоит задуматься: "А не зря ли я выбираю именно этот Бренд? ".

На нем предоставлены углы и длины, требующие вашего внимания. Кто-то выкладывает все, кто-то только необходимые части. Рассмотрим каждый параметр и его вклад в общую картину.

S/T c-t - расстояние между центром каретки и эксцентриком подседельного штыря. Я специально начал с него, потому что производитель закладывает в это значение размер рамы . Прежде чем подбирать геометрию, определитесь с . Здесь, я думаю, все понятно, смотрите длину ноги. Бывают случаи, когда несмотря на размер это расстояние занижают, например, для дамских рам или trail модификаций. Это снижает вероятность удариться об верхнюю трубу, повышается безопасность , с тем же повышается жесткость кареточного узла (при нажатии на педаль происходит меньшая деформация рамы), но увеличивается длина подседельного штыря, что часто приводит к его поломке.

W/B - длина между осями переднего и заднего колеса. По-другому база велосипеда или колесная база . Один из основных показателей. Напрямую влияет на Маневренность и Устойчивость . Важно понимать чем больше это расстояние, тем больше требуется закладывать радиус при повороте (маневренность понижается ), по той же причине повышается устойчивость.

S/T ang. - угол между подседельным штырем и горизонталью. Чем больше этот угол тем более вертикальное положение принимает штырь. Для комфортного педалирования в сидячем положении, этот угол рассчитывается в зависимости от длины ноги (размера рамы). Обычно равен 73 градусам. Тем не менее некоторые фирмы начинают играть этим показателем для более правильного распределения веса под стиль катания. Уменьшая этот угол, увеличиваем нагрузку на заднее колесо , посадка становится более вытянутой, сцепление ведущего заднего колеса улучшается, но педалирование становится более неудобным. Так же при уменьшении угла при подъеме в гору в сидячем положении из-за снижении нагрузки на переднее колесо может случиться переворот. Что самое важное, вся эта математика сводится к нулю, когда велосипедист педалирует стоя.

T/T h - горизонтальное расстояние от центра стакана до центра подседельного штыря. Более короткая верхняя труба делает посадку более вертикальной, что улучшает комфорт. Так же уменьшается база велосипеда , распределение нагрузки увеличивается в сторону переднего колеса. Но есть важные минус - педалировать в стоя при более короткой трубе становится хуже, а зачастую невозможным (колени будут задевать руль). Особенно, если это расстояние увеличено за счет S/T ang. (угла подседельного штыря). Так же при езде стоя в гору из-за уменьшения этой длины понижается нагрузка на заднее колесо, ухудшается динамика. Рулить при нагруженном переднем колесе становится проблематичнее. Именно поэтому, на спортивных байках всегда это расстояние стараются увеличить (причем не за счет угла штыря), ведь у них залог победы - это быстрый подъем в гору, и большинство времени они крутят стоя.

T/T a - длина верхней трубы рамы. Чем больше он отличается от T/T h , тем более она перпендикулярна к подседельному штырю, тем ниже она опущена. Большинство производителей не указывают этот параметр или заменяют его на угол наклона верхней трубы.

H/T - высота стакана для вилки. Как бы странно это не звучало, но это очень важный параметр при выборе насколько рама выбранной ростовки подходит для вас, особенно, выбирая маленькие размеры . Объясню почему. Длина вилки для всех размеров велосипедов одинакова, и для увеличения безопасности жизненно важных органов велосипедиста требуется сделать раму как можно ниже и получается, что это можно достигнуть только за счет уменьшения S/T c-t (что и происходит при уменьшении размера) и высоты стакана . Поэтому обязательно , проверяйте, если покупаете раму 16 дюймового размера, чтобы высота стакана была максимально уменьшенной. Иначе, понижаете безопасность. Есть интересная особенность - на топовых велосипедах ставят укороченные вилки , чтобы можно было достигнуть оптимальную высоту стакана.

H/T ang. - угол между вилкой и горизонтом. Чем более большой угол, тем вертикальнее располагается вилка. На что влияет этот параметр в геометрии? Я могу смело сказать: "На всё ". Перечисляю:

Устойчивость . Уменьшая угол (делая более пологим), мы увеличиваем базу. При вращении руля, увеличивается, возвращающий в вертикальное состояние велосипед, момент. Повороты становятся более предсказуемыми: уменьшается вероятность заноса переднего колеса.
Маневренность . Обратная ситуация - увеличивая угол, мы уменьшаем базу. Повороты совершаются с меньшими усилиями, стиль езды становится более агрессивным.
Накат, динамика - увеличивая угол, мы достигаем двух вещей: уменьшаем тормозящий момент при кручении руля (а оно происходит постоянно, даже если мы едем прямо); амортизационная вилка меньше работает при вертикальном положении (она не так усиленно обрабатывает неровности)
Безопасность - чем меньше угол (острее к горизонту): тем лучше велосипед держит дорогу; тем ниже опускается стакан и ниже становится рама; тем меньше шанс улететь через руль и вилка лучше прорабатывает большие ухабы.
Равномерность распределения веса - чем больше угол, тем больше нагрузки достается переднему колесу.
Прочность рамы - чем больше угол тем больше нагрузки идет на раму и меньше на вилку и наоборот.

C/S - длина пера. Показатель напрямую отвечающий за распределение веса. Чем перо короче, тем лучше сцепление заднего колеса и динамика. В свою очередь короткие перья делают проблематичным перевозку грузов на заднем багажнике из-за слишком большого шанса перевернуться при подъеме в гору. Так же увеличение динамики происходит независимо от того стоя педалирует велосипедист или сидя.

F/R - зазор между осью вращения вилки и крепление колеса. Скажу без объяснений. Это расстояние отвечает за возврат колеса в первоначальное положение за счет энергии поступательного движения. Чем оно больше, тем легче будет ехать без рук. На счет него можно не беспокоиться, оно фиксировано практически для всех вилок.

В итоге хочется посоветовать обращать особое внимание на подбор рамы, так как она должна подчеркивать предпочитаемый вами стиль езды и отвечать вашим запросам. Катаетесь ли вы в парке, проходите очередной маршрут в горах или профессионально проходите XC трассы, геометрия рамы - это та основа , которая даст вам необходимое преимущество для достижения результата .

Хочется сказать спасибо , если вы прочитали этот труд до конца, надеюсь он поможет. Оставляйте комментарии, статью планирую дополнять в будущем новыми фактами.

Как сообщает сайт популярного веломагазина http://bikemotive.com.ua/ — самое главное, что необходимо усвоить – тормозит не велосипед, все делает сам гонщик. В момент, когда человек зажимает тормоз, машина замедляет движение, а человек продолжает двигаться вперед по инерции. Именно в это время гонщику необходимо удержать тело в правильной позиции, для того чтобы суметь справиться с байком, при торможении.

Распределения веса при езде на велосипеде

Необходимо почувствовать, что велосипед является лишь инструментом в руках райдера.

Гонщик влияет на торможение.

Особое значение в процессе торможение играет правильное распределение веса и положение тела. В основном, новички и райдеры – любители при торможении переносят основную массу тела на руль и намного слабее опираются на ноги, результатом этого становится сильные травмы, ушибы и падения через руль. Но, самым распространенным итогом такого перераспределения веса является нехватка сил у райдера, для того чтобы удержать тело на расстоянии от руля. В итоге, гонщик ложится животом на руль, наперевес и в это же время пытается продолжать вывернуть руль. Зачастую следствием этого является падение, причем чаще всего с сильными травмами.

При владении правилами грамотного торможения, подобных ошибок можно избежать, сохранить свою жизнь и здоровье, и что немаловажно выиграть гонку.

Для того чтобы научиться распределять свой вес во время езды необходимо:

Руки держать прямыми;
Ноги по возможности согнуть;
Корпус тела отклонить назад.

Таким образом, получиться максимально упереться ногами в педали велосипеда в момент торможения, ведь удерживаться во время езды только руками тяжело, однако использовать руки и ноги, в качестве упора при торможении также нелегко, но это полностью исключит падение и перелет через руль.

Сцепление при торможении.

Покрышка на велосипеде будет иметь лучшее торможение при увеличении количества горизонтальны частей, распределяя вес на большую плоскость. Для того чтобы исключить боковые соскальзывания, необходимо повысить количество продольных частей. Это обусловлено уровнем давления: низкий уровень приводит к лучшему сцеплению в момент торможения. Но, стоит учесть, что даже в таком случае понадобится самостоятельно найти «золотую точку» между накатом, пробоем и сцеплением.

При выборе покрышек необходимо учитывать, что чем выше шипы, тем будет выше уровень торможения, но стоит учесть, что на асфальте и на болотистом грунте это правило не работает. Для таких трасс лучшим выбором будут покрышки грязевого типа или полугрязевого.