что такое планетарная втулка на велосипеде видео
Планетарная втулка для велосипеда
7 минут Автор: Михаил Скворцов 2470
Оптимальная эффективность движения, частота педалирования, скорость и нагрузки на велосипед регулируются при помощи механизма скоростного переключения. В отличие от синглспида, велосипед с несколькими режимами передачи крутящего момента способен подстраиваться под конкретные условия передвижения. «Скоростную» систему используют практически на все типах великов: от городских и трюковых до гоночных и маунти-байков.
К распространенному типу трансмиссии велосипеда относится планетарная втулка, внутри которой расположен шестеренчатый механизм изменения передаточного отношения. Взаимное расположение и зацепление шестерней регулируется переключателем скоростей, который, в свою очередь, приводится ручкой на руле. Принципиальное отличие от «звездочной» трансмиссии позволило такой системе переключения передач неплохо укрепиться в велосипедной среде.
Из чего состоит и как работает планетарная втулка
Устройство планетарных втулок достаточно сложное и напоминает механизм автомобильной коробки передач. Для наглядности покажем стандартную схему для всей планетарной передачи:
Желтым цветом изображена солнечная шестерня. «Солнышко» жестко закреплено на оси заднего колеса велосипеда. Именно с ней зацепляются обозначенные синим цветом планетарные шестеренки. Для их фиксации используется «водило» (зеленый цвет). Эта деталь не позволяет сателлитам – так иначе можно называть планетарные шестерни – разъезжаться и сцепляться друг с другом, а также определяет их направление движения.
Довершает механизм эпициклическая шестерня, которая вращается за счет педалирования. На рисунке она показана красным цветом.
Звездочка сопрягается с механизмом втулки с помощью шлицевого привода, исполнительного механизма втулки. При изменении передачи он изменяет скорость вращения водила относительно кольцевой шестерни, благодаря чему и достигается подстройка велосипеда под угол направления дороги и регулируется его скорость.
Интересная особенность такого типа механизма – это работа в качестве редуктора. Солнечная шестерня играет роль неподвижного элемента, эпицикл – ведомого элемента цепи, водило замыкается на корпус втулки. Для примера рассмотрим, как работает механизм планетарной передачи на простой трехскоростной планетарке:
Производители втулок: плюсы и минусы
Изготовлением планетарных втулок на велосипеды занимается несколько производителей:
Последний занимает лидирующее положение по сложности изобретенного механизма. Втулка этого производителя включает 14 планетарных составляющих. Большое количество передаточных отношений и высокая эффективность смело конкурируют с аналогичными показателями продвинутых звездочных систем переключения скоростей.
Второе место занимает SRAM – его планетарка имеет 12 скоростей, а передаточный диапазон превышает 400%. Shimano – известнейший производитель велозапчастей и скоростных втулок. Его хорошо зарекомендованные втулки с 3, 4, 7 и 8-планетарными механизмами дополнены обновленной версией – 11-скоростной системой переключения скоростей. Sturmey может похвастаться гибридными кассетно-планетарными механизмами, а также другими типами стандартных втулок с тремя, пятью и семью скоростями.
Преимущества использования планетарных втулок
Как и у всего на свете, у втулок с планетарными передачами есть свои «но»:
Как правильно переключать передачи при движении на велосипеде
Нанести вред механизму велосипедного редуктора сложно, но возможно, если систематически неправильно его использовать. При движении на велосипеде с планетаркой есть простое правило: осуществлять переключение передач без педалирования.
Странно? Ничуть. Планетарный механизм имеет сходство с механической КПП машины, а там ведь тоже при переходе с одной передачи на другую газ отпускается. А «газ» для велосипедиста – это кручение педалей.
Переходить с одной передачи на другую нужно немного заранее, и делается это так:
Езда в гору сопровождается переходом на пониженную передачу, то есть передаточное отношение должно быть меньше, чем до перехода. На трехскоростных планетарках это просто: перейти на первую передачу. С другими вариантами вполне нормальным будет переключиться, например, с третьей на вторую.
На повышение нужно идти последовательно, то есть сначала первая, затем вторая и так далее. При сбросе скоростей можно перешагивать. В однообразных условиях, где нельзя развить скорость (тротуар с пешеходами, например), лучше применять только главную передачу без переключений.
Велосипеды с планетарными втулками способны преодолевать значительные расстояния без большого количества спусков и подъемов, поэтому их часто можно встретить в больших городах с развитой сетью дорог и населенных пунктах на ровной местности. Такой вариант трансмиссии идеально подойдет тем, кто не хочет постоянно возиться с кассетами и цепями и при этом часто ездят по городу, загородным поселкам и равнинным трассам.
Планетарные втулки. Принцип работы, плюсы и минусы.
Для переключения передач на велосипедах используют две системы:
Что такое скорости у велосипеда и как их переключать мы рассмотрели в отдельной статье, а здесь поговорим о втором типе механизмов переключения передач – о планетарных втулках.
Планетарная втулка (планетарка) – механизм переключения скоростей, основанный на принципе работы планетарной передачи.
Что такое планетарная передача можно почитать в википедии.
Трансмиссии на планетарных втулках, переживают в настоящее время свое очередное возрождение. Изобретенная впервые в далеком 1880 году для мотоциклов, она была двухскоростной и не смогла получить широкого распространения.
Затем, в начале 20 века количество скоростей увеличилось до трех, и в 30 годы 20 века велосипедный рынок был полон ими. Особенно велосипеды с планетарками были распространены в Европе и, в частности, в Великобритании, Германии, Голландии, на Скандинавском полуострове.
Позже, с появлением на рынке более дешевых и легких переключателей скоростей и кассет, устанавливаемых на втулке, они опять ушли в забвение. Но прогресс не стоит на месте и в 21 веке производители велосипедов вновь обратили свой взгляд на планетарные системы переключения скоростей. Особенно это стало заметно после разработки 7-скоростных втулок в конце 90-х. С этого периода они постоянно совершенствуются.
В чем принцип работы планетарной втулки.
Для её работы используется простая планетарная эпициклическая зубчатая передача.
Попробуем разобраться в работе этого механизма хотя бы на уровне общего понимания работы трех скоростной планетарки.
Планетарные шестерёнки, прикреплённые к «планетарной обойме» (деталь салатового цвета), сцепляются с зубьями на внутренней поверхности «зубчатого колеса» или эпицикла. Это розовая деталь на рисунке с зубьями внутри.
При вращении планетарной обоймы (голубой), зубчатое колесо (розовое) вращается 4 раза на каждые 3 оборота планетарной обоймы. Это соотношение у разных моделей планетарных втулок разное.
Принцип работы планетарной передачи во втулке велосипеда:
Во втулках с более чем тремя скоростями, используют не менее двух разных блоков планетарных механизмов или комбинируют планетарные многоступенчатые шестерёнки с несколькими параллельными рядами зубьев.
Видео как работает планетарная втулка
В чем плюсы планетарных втулок
Т.е., если необходимо быстро переключится с 1-ой скорости на 5-ю, то на обычной системе нужно последовательно переключать скорости: с первой на вторую, потом на 3, 4 и только потом на 5-ю, что занимает определенное время, то в планетарке можно сразу переключить с первой на пятую.
Правда, все плюсы от такого переключения можно ощутить только на многоскоростных моделях. На модели с тремя скоростями это не так заметно, хотя переключение всё равно происходит быстрее и удобнее чем на стандартном варианте.
Особенно это удобно при езде в городском ритме.
Вообще эти втулки необслуживаемый компонент. Единственно, в процессе эксплуатации, возможно, придется регулировать натяжение тросика переключения передач, который может растянуться. Зато Вы избавлены от проблемы износа звезд системы, кассеты, цепи, настройке механизма переключения передач и прочих забот.
На планетарной втулке, как и на односкоростном велосипеде, используются только две звезды – передняя и задняя, и цепь работает без перекосов. В результате одна цепь будет работать всю велосипедную жизнь.
А с учетом того, что односкоростные цепи дешевле своих многоскоростных собратьев и их не нужно регулярно менять – эксплуатация такого велосипеда будет стоить значительно дешевле. А теперь добавьте сюда необходимость так же регулярно, в связи с износом, менять звезды системы и кассеты, их стоимость, а так же стоимость таких работ и станет понятно, что при длительной эксплуатации велосипеда, первоначально более высокая цена планетарной втулки вполне себя оправдывает и окупает.
Механизм втулки находится в масле в пыле и влагозащищенном корпусе, но грязевые ванны для него все равно нежелательны.
Помните, что обычный механизм переключения передач требует регулярной мойки и чистки от попадающей в него грязи для уменьшения износа цепи и звезд.
Так же при мойке велосипеда струей воды под большим напором, например, на автомойке или домашним кёрхером, не нужно струю воды направлять непосредственно на саму втулку.
Ножной тормоз – один из самых интуитивно понятных, эффективных и надежных. Работает в любую погоду: в грязи, под дождем, на колесах с «восьмеркой» и т.д. Лично мне байки с такими тормозами нравятся больше всего. Особенно если в дополнение к ножному тормозу на заднем колесе стоит ободной тормоз на переднем.
Справедливости ради скажем, что ножной тормоз работает только на втулках с внутренним тормозным механизмом. Существуют многоскоростные втулки без такого механизма и на велосипедах с ними устанавливают дисковые или ободные тормоза.
Так что если велосипед используется при поездках на работу, то чистые брюки – большой плюс.
Встроенный в планетарку барабанный тормоз надежно работает при низких температурах и, в отличие от V-brake и дисковых тормозов, не боится налипания снега на тормозные колодки и обледенения ободов или ротора, продолжая зимой работать так же надежно, как и летом.
Недостатки планетарных втулок
У обычных переключателей передаточное отношение в среднем 550%. Это значит, что за один оборот педалей на самой высокой передаче велосипед проедет в 5,5 раз большее расстояние, чем на самой низкой передаче.
У планетарных втулок это соотношение порядка 300%. На них сложно будет преодолевать крутые подъемы и разгоняться до высоких скоростей.
Хотя прогресс не стоит на месте, и инженеры велосипедных фирм работают над улучшением выпускаемых моделей. Уже сейчас есть хорошие 7, 11 и даже 14 скоростные варианты.
Тут то же не все однозначно. Да, сама планетарная втулка тяжелее аналогичной втулки с кассетой для горного многоскоростного велосипеда. Но, ставя её, Вы так же снимаете с велосипеда все ненужное оборудование для переключения передач (две передних звездочки, оставляя только одну, одну ручку переключения передач, тросики, механизмы переброски цепи и т.д.) Вместе с этим отпадают вопросы по их обслуживанию. Да и, в конце концов, если Вы не веломаньяк по весу, то лишние полкило для городского велосипеда не делают никакой погоды.
Как правильно переключать передачи на планетарной втулке
Планетарный механизм переключения скоростей на велосипеде имеет сходство с механической коробкой передач на автомобиле, поэтому если систематически неправильно переключать передачи – можно сломать даже такой надежный механизм, как у них.
Переключать передачи на планетарной втулке в движении нужно без педалирования. Т.е. в момент переключения велосипед должен двигаться накатом (педали крутить не нужно) или стоять на месте.
С помощью ручки переключения, установленной на руле, выбирается нужная скорость и буквально через пару секунд можно крутить педали.
Помните, что при езде в горку переходим на пониженную передачу. На трех скоростной втулке – это первая скорость.
Если нужно ехать быстрее – переходим на повышенные скорости. На трех скоростной втулке – это третья скорость.
Ну и еще. Не забудьте прочитать инструкцию к вашему велосипеду. Вполне возможно, что производитель втулки, установленной на Вашем байке, описал правила эксплуатации своего оборудования.
Перечислив все плюсы и минусы планетарных втулок можно сделать итоговый вывод:
Планетарная втулка для езды по городу значительно удобнее, чем переключение передач на звездочках.
Поэтому, если Вы не веломаньяк, борющийся с каждым граммом веса, используете велосипед для городских поездок и для спокойной (не скоростной) езды по более-менее равнинной местности с небольшими горками, не любите постоянно мыть трансмиссию и следить за её износом, то велосипед с планетарной втулкой это как раз то, что Вам нужно.
Если вы любите агрессивную езду, скоростные поездки, а так же преодолеваете большие подъемы – лучше выбирайте обычную систему переключения передач на звездах.
Благодаря всем перечисленным выше преимуществам планетарок, в Европейских странах городские велосипеды с ними очень распространены.
Планетарная втулка для велосипеда: принцип работы и установка
Велоспорт приносит много пользы и удовольствия, но в то же время требует и ответственной подготовки, сноровки и выносливости. А самое главное – велосипед должен быть оснащен самыми современными комплектующими.
Велосипеды многих производителей сейчас имеют установленную планетарную втулку. Она обеспечивает более плавную регулировку скоростей, а значит и более плавное движение. О других функциях и преимуществах планетарного механизма расскажем в данной статье.
Немного истории
Первая планетарная втулка для велосипеда – дело рук американского механика Стьюарда Томаса Джонсона. Свой компактный механизм он запатентовал в 1895 году, а всего через год англичанин Уильям Рейли предложил усовершенствованную двухскоростную втулку. С самого начала существования эта деталь имела коммерческий успех в велосипедной индустрии за счет своих небольших и потому удобных размеров.
Следующим шагом стало создание трехскоростной втулки в 1902 году. Это удалось сразу двум изобретателям – автору детали с двумя скоростями Уильяму Рейли и его соотечественнику Джеймсу Арчеру. В 1903 Френк Боуден и его компания Three-Speed Gear Syndicate завладела патентами на оба трехскоростных механизма. Позже втулка Рейли была выпущена, как первая подобная в истории велоиндустрии.
Пока Арчер и Рейли трудились над своими изобретениями свой трехскоростной вариант представил Майкл Педерсен. В этом же году он предложил миру планетарную втулку, основанную на принципе «контрпривода». Ее необычность заключалась в том, что вместо привычного зубчатого колеса при конструировании была применена солнечная шестерня. Вслед за этим, в 1904 году, еще один вариант под лицензией Wanderer выпустила немецкая компания Fichtel & Sachs.
Так, в первое десятилетие 20 века было создано и запущено в продажу около 14 видов трехскоростных планетарных втулок. А к 30-м годам использование втулки стало обычным делом для всех любителей велоспорта из Великобритании, Германии и даже Скандинавии. В тех государствах, где велосипед был популярным видом повседневного транспорта, появились и более мощные аналоги с большим количеством передач. Стоили они гораздо меньше, однако были не такими качественными.
К 1987 году компании, продолжающие изготавливать планетарные втулки, предлагали весьма скудный выбор разновидностей: в Sturmey-Archer делались экземпляры с 3 и 5 передачами, в Fichtel & Sachs и Shimano – двух и трехскоростные. Но все же интерес к использованию этого велосипедного механизма не угасал. К 80-ти летнему юбилею со дня изготовления первой втулки была выпущена целая книга об истории механизма, а качество изделий и количество вариаций постоянно возрастало.
Elan – первая в мире планетарная втулка от компании Sachs с передаточным диапазоном 339%. У этой модели 1995 года было целых 12 скоростей. Очень легкая, но при этом надежная втулка Speedhub 500/14 с 14 передачами принадлежит Rohloff. Здесь диапазон составляет 526%, и это единственный из подобных механизмов, который можно устанавливать на горные велосипеды.
На современном этапе выпуск усовершенствованных втулок не прекратился. В 2007 году NuVinci презентовали бесступенчатую планетарную втулку, также известную, как велосипедный вариатор. Она рассчитана на ежедневное использование велосипеда. Скоростного ограничения у данного механизма не было, передаточный диапазон достигал 350%.
Другие крупные предприятия 2000-х, задействованные в выпуске велооборудования, также значительно расширили свой ассортимент новыми изобретениями. Уже известная фирма Sturmey-Archer производила механизмы с 3, 5 и 8 скоростями. Японцы Shimano делали традиционные трех- и пятискоростные, а также именно они в 2010 году создали новую модель, рассчитанную на 11 скоростей.
Последователи Fichtel & Sachs под названием SRAM выпускали детали с 3, 5, 7 и 9 передачами, а в общем их система SRAM Dual Drive представляла собой скомбинированную втулку с задним дерайлером. Такая конструкция обеспечивала трансмиссию невероятно широкого диапазона. Похожий принцип был использован компанией Canyon в гибридной планетарной втулке 1442.
Комплектация механизма
Что такое планетарная втулка на велосипеде? Это часть приводной системы, напоминающая всем знакомую автомобильную коробку передач. Ее основная задача, точно также, как у КП, – регулировка скорости и смена передачи. Чем больше передач, тем сложнее будет строение планетарной втулки.
По сути, планетарная втулка велосипеда представляет собой шестеренчатый механизм, который регулирует передаточное отношение за счет изменения расположений и зацеплений шестерен. Запускается при нажатии на рычаг переключения скоростей, который находится на руле велосипеда. Рассмотрим внутреннее строение механизма:
Принцип работы
Как же работает планетарная втулка на велосипед? На низкой передаче звездочка приводит в движение зубчатое кольцо. Втулка перемещается при помощи планетарной обоймы, благодаря чему передача снижается на четверть и колесо совершает 3 оборота на 4 вращения звездочки.
При прямой передаче звездочка также вращает зубчатое колесо, которое затем двигает втулку.
На высокой передаче под давлением звездочки вращается обойма, сообщающая скорость зубчатому колесу. От него начинает работать планетарная втулка, и теперь колесо совершает 4 вращение на 3 оборота звездочки.
На каких велосипедах используется
Планетарные втулки ставятся на городские велосипеды, предназначенные для ежедневной езды на работу, или прогулочные, созданные для размеренной езды по городу. На ровных асфальтированных трассах или специальных велодорожках механизм справляется со своей задачей на ура, регулировать скорости при его наличии – одно удовольствие.
Для наиболее комфортной езды в городской среде специалисты советуют приобретать трех- или пятискоростные, а также 11-скоростные планетарки. По сравнению с обычными, планетарные втулки несколько дороже, однако именно они помогают продлить срок службы цепи и других деталей при частом использовании.
Кстати говоря, подобные сооружения очень тяжелы. Тяжеловесность – это основная причина, по которой планетарные втулки не ставят на спортивные и горные велосипеды. Их вес уменьшает маневренность на ухабистой загородной дороге, как и максимально возможную скорость.
Изготовление планетарок
Топ крупнейших производителей:
По всему миру насчитываются десятки производителей, выпускающих втулки. Но при выборе механизма для вашего велосипеда стоит выбрать проверенную компанию, где качество изделий не вызывает сомнения.
Совет: лучшие велосипеды с планетарной втулкой стоят недешево, но если решили приобрести велосипед с таким механизмом, то экономить не стоит. Надлежащее качество может обеспечить та фирма, где опытные мастера работают на самом современном оборудовании. Только при этих условиях технология будет соблюдена на 100%, а значит и сама втулка прослужит гораздо дольше.
Преимущества и недостатки использования
Как и любое устройство, планетарная втулка обладает определенными достоинствами и недостатками. Для начала разберемся, какие преимущества она дает любителям передвигаться на велосипеде.
Первое и главное, что стоит отметить, – продолжительный срок службы. Качественная планетарка обеспечивает комфортное переключение скоростного режима в течении нескольких лет ежедневного использования. Все потому, что подвижные детали втулки располагаются внутри прочного корпуса, а значит, им не страшно воздействие влаги и прочих факторов окружающей среды. При дополнительном смазывании маслом быстрый износ и вовсе невозможен.
Удобный переключатель – несомненно плюс. Он располагается на руле, что облегчает переключение передачи на любой скорости движения. Можно увеличивать и уменьшать передачу даже стоя на месте.
Третий, но не менее важный фактор, — это прочность цепей. Конструкция не допускает даже минимальных перекосов, которые могут стать причиной нарушенного функционирования втулки.
И еще одно достоинство планетарной втулки заключается в большом наборе чисел передаточных – до 520%. Данное значение, впрочем, зависит от конкретной модели и может немного колебаться. Однако важно то, что это позволяет правильно распределять нагрузку при движении.
У втулки данного типа есть и некоторые недостатки. Как уже говорилось ранее, планетарная втулка – очень тяжелый элемент, она весит больше 1,5 килограмма. Поэтому ее применение не универсально – такая деталь не подойдет для спортивного велосипеда.
Недостатком может показаться и высокая рыночная цена на планетарки. Чем больше количество скоростей, тем сложнее производство и, следовательно, выше стоимость механизма.
Втулки невозможно починить самостоятельно. Любое повреждение требует обращения к специалисту.
Планетарный механизм в складных великах
Этот механизм используется также при производстве городских складных велосипедов. Модели созданы для спокойной езды по ровным дорогам, они очень удобны (как в езде, так и в переноске). Плавное переключение скоростей благодаря работе втулки – дополнительный бонус для обладателя.
Переключение передач при движении на велике
Для сохранности механизма необходимо соблюдать некоторые правила при переключении скоростей. Звучит сложно, но на деле все не так.
Переключать скорости следует без педалирования. Можно провести аналогию с автомобилем: переключение передачи происходит при отпущенной педали газа. Значит, при той же манипуляции крутить педали («газовать») на велосипеде не стоит. После смены скорости начинать педалировать можно через несколько оборотов колес, то есть не сразу, а через пару секунд.
Когда вы движетесь в гору, то нужно выбрать более низкую передачу, чем при обычной езде. Для трехскоростной втулки это первая, а для 5 и более – достаточно опуститься до третьей.
Повышение скоростного режима нужно осуществлять, переключая каждую передачу последовательно, одну за другой, и ни в коем случае не перескакивать. А вот при замедлении этому правилу можно не следовать. Если же вы проезжаете участок дороги, где вам не нужно существенно менять скорость, включайте главную передачу.
Ремонт и обслуживание
Если планетарная втулка все же не выдержала агрессивной езды и была повреждена, то не стоит разбирать ее и чинить самостоятельно. Без специальных знаний можно сотворить более серьезную поломку, чем было изначально, и планетарка станет вовсе непригодной для использования. В ситуации неисправности нужно обратиться в сервис, где специалисты легко устранят неполадки.
Заключение
Планетарные втулки – полезная вещь для тех, кто много ездит на велосипеде. Этот механизм обеспечивает плавное вождение и удобное переключение скорости. При правильном обращении он способен прослужить много лет. Они невероятно прочны, поэтому установив эту деталь однажды, вы сможете комфортно передвигаться на прогулках, каждый день доезжать до работы и получать максимальное удовольствие от поездок!