Шатуны для велосипеда

Какие бывают шатуны для велосипеда и как они крепятся

10 минут Автор: Михаил Скворцов 136

Шатун в велосипеде является неотъемлемой частью механизма, с мощью которого преобразовывается возвратно-поступательное движение во вращение заднего колеса. Отдельно шатун работать не может, он должен быть сроднен со звездочками, кареткой и рамой велосипеда. Чаще всего одна ведущая звезда или кассета звездочек неразделимо соединена с правым рычагом. Так делается у недорогих двухколесников. Может быть и по-другому. На дорогих велосипедах передние звездочки можно открутить от системы шатунов для замены, когда их зубья становятся слишком изношенными.

У большинства велосипедистов нет возможности на своем транспорте заменить только источенные до предела звездочки, приходится снимать все сразу. Затем нужно покупать шатуны на велосипед вместе с передними звездами. Хотя сами шатуны теряют работоспособность редко, только в случае аварии изгибаются, переламываются, разнашиваются посадочные места на них.

Покупая рычаги педалей, следует знать, что существует несколько непохожих типов кареток, у которых различные способы крепежа к концам вала. В этом нет ничего сложного — просто нужно взять с собой образец. Также, при необходимости, в продаже несложно найти кареточный узел в сборе с шатунами.

Материал шатунов

Рычаги педалей могут изготавливать из разных материалов:

На какие только ухищрения не идут производители шатунов, чтобы снизить вес: изготавливают их сложной замысловатой формы, делают канавку снаружи, оставляют пустоту внутри. Более легкие шатуны, кроме того что снижают общий вес велосипеда, так ещё легче раскручиваются. Чем меньшую массу нужно раскрутить, тем быстрее можно ускориться.

Хотя шатуны и являются одними из самых нагруженных деталей велосипеда, их можно сделать пустотелыми. Как в случае с рамой велосипеда, точно так же полый рычаг педали сохраняет свою прочность и жесткость при намного меньшем весе. Наличие пустоты внутри детали значительно на показатели прочности не влияет.

Стальные шатуны могут быть цельными и трубчатыми. Для отечественных велосипедов и шоссейных их делают цельными. Очень часто на горные велосипеды и спорт байки BMX ставят облегченные полые рычаги педалей.

Все прочные, у которых низка вероятность поломки, алюминиевые детали изготавливают горячей или холодной ковкой. Велосипедные шатуны прессуют по металлической вставке, а затем её удаляют, после чего получается готовая деталь с фигурной канавкой. Полые рычаги из алюминия делают только методом холодной ковки Hollowtech, впервые внедрённым фирмой Shimano. Такие изделия применяются вместе с полым валом каретки, закреплённые на его 8-ми шлицевых торцах увеличенного диаметра.

Для редких спортивных велосипедов изготавливают шатуны из титана или карбона. Карбоновые изделия могут быть как однородными, так и с алюминиевой или титановой основой внутри. Ясное дело, что чем сложнее технология изготовления, тем дороже готовое изделие.

Размеры шатунов

В зависимости от ростовки рам, шатуны выпускают разной длины. Высоким велосипедистам удобнее крутить длинные рычаги педалей, людям меньшего роста они требуются более короткими. Слишком длинные рычаги на низкорослой раме могут привести к неудобству при езде по бездорожью, даже в городе ими можно ударить по рельсу на переезде или бордюру.

Короткие рычаги трудно раскрутить, но зато потом ими легче поддерживать высокую скорость. Это можно объяснить таким показателем, как каденция — количество оборотов педалей за единицу времени. Каденция возрастает, если приходится крутить педали с короткими рычагами, а в случае с длинными всё происходит с точностью наоборот.

Длина шатунов может варьироваться в пределах от 150 до 185 мм. Для взрослого велосипеда нужно выбирать рычаги в пределах от 165 до 185 мм. На детском и подростковом байке удобны будут шатуны длиной от 150 до 177,5 мм.

Окончательно точку при выборе по длине ставит каждый велосипедист сам, учитывая свои предпочтения в стиле катания. Укороченные шатуны предпочитают трековые гонщики. На горных велосипедах предпочтительна сниженная каденция для дополнительного подхвата при спуске. В частности, фанаты даунхилла ставят рычаги как можно большей длины.

Способы крепления на валу каретки

1. Клиновидный штифт — многим знакомая деталь у старых велосипедов, сейчас встречается разве что на детских двухколёсниках.

2. Квадратный торец вала — это традиционный способ крепления, при котором оба шатуна фиксируются на скошенных незаметным клином плоскостях квадратного сечения. Подтяжка на клине происходит при помощи винта или гайки, которые вкручиваются в концы вала. Места соединения всегда закрываются пластмассовым пыльником.

3. Шестигранный торец вала — также делается со скосом для заклинивания надеваемого шатуна.

4. Шлицевое соединение — это стандарт OctaLink: вал каретки сделан со сквозным отверстием по оси, но имеет увеличенный диаметр; торцы вала круглой формы с восьмью выступами; шатуны притягиваются большим полым болтом под шестигранник на 10; снаружи соединение закрывается пыльником. Традиционный съёмник для разборки этого соединения применить не получится, ведь ему не во что будет упереться.

Q – фактор

На велосипеде для повышения эффективности педалирования нужно учитывать расстояние между плоскостями, в которых вращаются концы шатунов, то есть Q-фактор. Проверено на стенде, что при правильно выбранном Q-факторе человек развивает на 4% больше мощности, чем при поставленных с наклоном ногах.

Так устроено природой, что коленные суставы человека не могут нести длительные нагрузки, если ноги не находятся близко друг к другу. Наибольшее давление ногой можно сделать, когда вектор прикладываемой силы находится точно под углом 90 градусов к поверхности.

С появлением внедорожных велосипедов, чтобы вставить широкую покрышку, пришлось раздвигать перья заднего треугольника рамы. С уменьшением свободного зазора понадобилось сделать шатун для педали изогнутым, иначе он бы бил по раме. Поэтому на всех горных велосипедах Q-фактор завышен.

От природы или по другим причинам ноги у людей разные: искривленные в коленях или прямые, суженные у таза или выгнутые в стороны. Например, у женщин кости таза от рождения шире, чем у мужчин. Учесть анатомическую неповторимость каждого при массовом производстве велосипедов невозможно, а для профессиональных спортсменов подобрать индивидуально Q-фактор вполне реально.

Типы шатунов

1. Односоставные — монолитная конструкция, объединяющая вал и два шатуна. По сути это согнутый в разные стороны под прямыми углами толстый металлический пруток. Такая система шатунов применялась на первых велосипедах. В настоящее время её можно увидеть на BMX и детских велосипедах.

2. Двухсоставные — это не только объединенные цельно правый шатун и ведущие звёздочки, а также намертво приваренный к ним вал каретки. В этом случае лишь левый рычаг является отдельной деталью, которая фиксируется на свободном конце вала.

До недавнего времени такой способ сборки шатунов в велосипеде считался устаревшим, пока в 2004 году на заводах Shimano не возродили двухсоставную конструкцию, усовершенствовав её картриджной кареткой с подшипниками большого диаметра. Другие производители деталей для велосипедов поддержали идею возрождения системы двухсоставных шатунов.

3. Трёхсоставные — самая популярная конструкция на сегодняшний день, у которой возможно заменить ведущие звездочки отдельно от правого рычага. Разбирается в ней всё: шатуны для педалей и сами топталки, отдельно вал каретки и передние звёздочки по одной.

Нестандартные конструкции

1. Роторная система RS4X

Стандартно шатуны на велосипеде закрепляются по одной прямой линии. При этом нога велогонщика оказывается чрезмерно согнутой в колене у верхней мертвой точки. Неудивительно, что коленные суставы периодически испытывают стресс.

Кроме того, подмечено, что при вращении педалей случается такая ситуация, при которой велосипедист не может передать целиком свою силу к заднему колесу. Мертвая зона наблюдается, когда шатуны оказываются в горизонтальном положении к земле. Естественно, из-за этого снижается коэффициент полезного действия.

В роторной системе RS4X радикально решаются перечисленные проблемы. При смещении от прямой занижается верхняя мертвая точка и исключается провал момента силы в течение всего цикла вращения педалей, что обеспечивает увеличение коэффициента полезного действия.

Практика показывает, что новая схема установки обеспечивает фактический прирост мощности в 16% на трековом велосипеде. Из-за отсутствия резкого перепада нагрузки уменьшается риск возникновения боли в коленном суставе, а также растяжения сухожилий.

2. Шатуны для велосипеда с эллиптическими звездами

Эксперимент со звездочками нестандартной формы начался ещё в конце XIX века. Уже тогда знали о существовании проблемной мертвой зоны.

Впервые массовый выпуск овальных звезд под брендом Biopace открыла компания Shimano в 1983 году. Тогда в мире велоспорта было много споров о необходимости нововведения, но со временем они отпали, поскольку профессиональным велосипедистам новинка не понравилась. Термин Biopace прижился, и так называют случаи неравномерного вращения педалей. В настоящее время выпускается два экземпляра овальных звезд Osymetric и Q-rings специально для гоночных велосипедов.

Овальные звезды позволяют легче преодолевать провал в горизонтальном положении педалей. Передаточное отношение в этой точке повышается, чтобы соответствовать сниженному усилию на педали. Как результат, крутятся педали более плавно. Однако чудес не бывает, и при подъеме в горку придется попотеть, ведь из ничего ничто не получается.

О том, как снимать шатуны с велосипеда, — в полезном видеоролике:

Шатуны на велосипед: конструкция, типы, способы крепления

В велосипеде передача возвратно-поступательного движения совершается за счет шатуна. При этом он отдельно работать не может, сочетается со звездочкой, кареткой и велосипедной рамой. Конструктивные особенности шатуна во многом зависят от стоимости велосипеда и многих других моментов.

Из чего состоит шатун велосипеда?

На первый взгляд шатун велосипеда представлен простой конструкцией, предназначение которой заключается в передаче усилия на заднее колесо.

Конструктивными особенностями можно назвать следующее:

1. В большинстве случаев система представлена сочетанием левого и правого шатуна.
2. В основном конструктивном элементе есть отверстие, предназначенное для крепления педалей.
3. На звездочке есть определенные крепежные отверстия, которые позволяют равномерно распределить нагрузку.
4. Устанавливается и защита от звезды. Она защищает одежду от повреждения и грязи.
5. Посадочный элемент для крепления каретки.

Материал шатунов

При изготовлении шатунов могут применяться самые различные материалы.

Наиболее распространенными назовем:

• Углеродистая сталь. Сегодня она применяется при изготовлении практически всех изделий, что связано прежде всего с высокой прочностью и надежностью. Обычная сталь из-за воздействия повышенной влажности покрывается коррозией, но есть и нержавеющая сталь.
• Алюминий. Подобный сплав получил широкое распространение по причине небольшого веса. Кроме этого, материал не реагирует на воздействие повышенной влажности. Однако не стоит забывать о том, что алюминий мягкий сплав, при передаче высокой нагрузки конструкция может деформироваться. Поэтому служат алюминиевые шатуны на протяжении относительно недлительного периода.
• Титан. Этот материал сегодня применяется крайне часто, так как характеризуется повышенной устойчивостью к различного рода воздействию. Недостатком титана можно назвать его довольно высокую стоимость. Производство подобного сплава определяет то, что в его структуре редко образуются пустоты, которые могут стать причиной снижения прочности. Кроме этого, на поверхности даже при длительном применении в условии повышенной влажности не появляется коррозия. Титан легче стали и при этом обладает высокой прочностью.
• Карбон. Современные технологии позволили получить материалы, обладающие повышенной прочностью, износоустойчивостью и легкостью. При этом карбон выглядит довольно привлекательно, может прослужить в течение длительного периода. Карбоновые шатуны устанавливаются в большинстве случаев на спортивных велосипедах.

При выборе изделия стоит учитывать, что производители идут на самые различные ухищрения для снижения стоимости шатунов. Примером можно назвать создание полых изделий или с различными канавками. За счет этого существенно снижается вес конструкции.

Стальные шатуны на сегодняшний день изготавливаются трубчатыми или цельными. На ответственных велосипедах устанавливается цельный вариант исполнения, характеризующийся повышенной прочностью.

Велодни…Ни дня без велосипеда!

Шатуны для велосипеда

Мы обсудили, что такое манетки и вынос руля. Сегодня пообщаемся про шатуны для велосипедов и как их менять, какие бывают съёмники для шатунов и как снимать шатуны с велосипеда.

Шатуны

Шатуны — одни из самых сильно нагруженных деталей велосипеда. На отечественных дорожных велосипедах их делают из стали, а на импортных и спортивных — из алюминиевых сплавов. Чтобы уменьшить вес и сохранить прочность, производители пускаются на разные ухищрения — делают их полыми, имеющими замысловатые поперечные сечения.

Иногда (чаще на недорогих велосипедах) блок передних звездочек выполнен в виде неразборной конструкции, объединенной вместе с правым шатуном, и тогда при замене звездочек приходится менять оба шатуна. На велосипедах средней и верхней ценовых категорий передние звездочки обычно можно отсоединить от правого шатуна, то есть их можно менять независимо, по мере износа зубьев.

Необходимость замены шатунов возникает также при их поломке или повреждении. Снимать шатуны (один или оба) приходится еще для того, чтобы добраться до каретки (для ее регулировки или замены).

Шатуны никакой регулировки не требуют.

Обычно новые шатуны приобретаются вместе с передними звездочками.

При покупке новых шатунов надо учитывать то, что существуют несколько разновидностей кареток, отличающихся типом оси. Надо выбирать шатуны, совместимые с имеющейся кареткой. Кроме того, шатуны выпускаются разной длины, (от 165 до 180 мм). Слишком длинные шатуны на раме небольших размеров могут привести к неудобствам при езде по неровной местности, а слишком короткие потребуют дополнительных усилий при педалировании.

Типы шатунов и кареточных механизмов

Существуют и другие типы шатунов. Например, на новом оборудовании SHIMANO ( в частности, группы XTR2003 и SAINT) каретка выполнена в виде моноблока, когда правый шатун конструктивно объединен с осью каретки. Для обслуживания такой каретки и шатунов необходим специальный инструмент.

Съемник шатунов велосипеда

Съемник шатунов (съемник системы) — инструмент, позволяющий снимать систему с вала каретки неинтегрированного типа. Обычно совмещает две функции: шестигранник для разборки педалей-топталок и собственно съемник.

Шатуны удерживаются на валу каретки болтом под внутренний шестигранник 8 мм Но только отвинтить болт недостаточно, поскольку шатун сидит с натягом на валу каретки и иногда «прикипает», поэтому требуется специальный съемник. Он представляет собой винт с двухсекционной головкой (гнездовой ключ и грани под рожковый ключ), на который навинчена гайка особой формы с внутренней и наружней резьбой. Часто к съемнику прилагается переходник для использования с каретками шлицевых стандартов

Снятие шатунов с велосипеда

Кроме съемника требуется шестигранник на 8 мм. Если шатуны (особенно алюминиевые) долгое время не разбирались, потребуется залить соединение машинным маслом, WD40 или каким-нибудь «жидким ключом», чтобы не сорвать резьбу на шатунах.
Перед вкручиванием съемника шатуна необходимо убедиться, что диаметр «пальца» съемника, который будет давить на квадратную ось с закрепленным шатуном, меньше размера квадратного отвертия. Бывает так, что на палец съемника шатунов надета подвижная головка, диметр которой больше квадратного отверстия оси. Последствия плачевны, если вовремя не остановиться. Съемник упирается в сам шатун и начинает выдавливать не шатун, толкая ось вперед, а сам себя, «зверски» срезая резьбу. Совет был бы избыточным, если бы такие случаи не происходили.
Отвинтив болт, ввинчиваем съемник в шатун до упора. Резьбу в гнезде следует перед этим очистить, а винт съемника не должен выступать внутрь шатуна (иначе съемник вкрутится не так глубоко, как следует). Затем закручиваем болт съемника, выдавливая шатун с вала. Может потребоваться большое усилие — будьте осторожны! Если переусердствовать, будет сорвана резьба внутри шатуна и придется его менять (не говоря о проблемах дальнейшего снятия), поэтому не следует экономить время на «отмачивании» в масле.

Установка шатунов

Ключевой момент — это очистка всех поверхностей соединения и щедрое покрытие их густой смазкой. Во-первых, это позволит легче и ровнее установить шатун, во-вторых, значительно облегчит последующее его снятие, а в-третьих, устранит один из самых распространенных источников загадочных хрустов и скрипов «где-то в районе каретки».
Шатун должен быть глубоко посажен на вал, чтобы исключить возникновение люфта — в противном случае посадочное гнездо быстро выйдет из строя. Это достигается закручиванием крепежных болтов с моментом 50-70 Нм, то есть с очень большим усилием.

Навигация по записям

Шатуны для велосипеда : 10 комментариев

Why does this have to be the ONLY reliable socrue? Oh well, gj!

Выбор подходящих шатунов для велосипеда

Велосипедист рано или поздно сталкивается с вопросом замены шатуна. Этот вопрос актуален в случае, если деталь поломалась, повредилась либо если требуется замена звёздочек в неразборных конструкциях. Замена шатуна требует от владельца велосипеда базового понимания вопроса. На какие свойства и характеристики нужно обратить особое внимание при покупке детали и как выбрать шатуны для велосипеда?

Устройство системы крепления

Шатун — это неотъемлемая часть трансмиссии байка, обеспечивает преобразование возвратно-поступательных движений во вращение заднего колеса. С этой деталью соединены звездочки, каретка и рама велосипеда, в отдельности элемент не функционирует. Как правило, у бюджетных велосипедов основная звезда соединяется с правым шатуном в неразборную конструкцию. Более дорогие модели дают возможность отсоединить передние звёздочки от системы в случае необходимости.

Если звёздочки источились и есть необходимость в их замене — вероятнее всего, придётся снимать всю систему, т. к. в большинстве случаев нет возможности устранить проблему точечно. С передними звёздами нужно приобрести соответствующие шатуны, хотя сами они довольно износостойкие. Повредить их можно только в случае аварии. Деталь может изогнуться, переломаться, посадочные места — разноситься.

При покупке этой детали нужно помнить о разновидностях кареток, имеющих разные способы крепежей к валу, поэтому возьмите с собой в магазин образец. Возможно, вы найдёте конструкцию кареточного узла с шатунами в сборке.

Какие материалы используются для шатунов

В зависимости от заявленных требований байку, производители делают шатуны алюминиевыми, стальными, титановыми или карбоновыми. Для достижения поставленных целей производители также совершенствуют и форму этих деталей. Так, снизить вес позволяет сложная форма полой внутри детали, с канавкой снаружи. Кроме того, что облегчённый элемент конструкции делает легче сам велосипед, он позволяет легче раскрутить и достигнуть более быстрого ускорения. При этом пустотелые детали прочные и жёсткие.

Так, шатуны из стали бывают как цельные, так и полые. Цельные детали используют для шоссейников, а вот трубчатые чаще предназначены для горных велосипедов и спортбайков ВМХ для облегчения моделей.

Велосипедная система из алюминия

Детали из алюминия производятся с помощью горячей или холодной ковки. Это усиливает прочные свойства материала и сводит к минимуму поломку. Шатуны из алюминия могут делать полыми для уменьшения веса.

Титан и карбон в изготовлении шатунов встречается реже, обычно для спортивных байков. Это может быть однородная карбоновая деталь либо с алюминиевыми или титановыми вставками. Сложность технологии сказывается на стоимости байка в сторону увеличения.

Размер имеет значение

При выборе размера шатуна важно учитывать стиль катания, рост велосипедиста и ваши личные предпочтения. Разница даже в 5 мм на каждой детали довольно ощутима.

Левый шатун велосипеда

Длина шатуна велосипеда измеряется от центра оси каретки до центра оси педали и может быть 145–180 мм, с шагом 5 и иногда 2,5 мм. Понятно, что чем выше велосипедист, тем длиннее нужны детали. Но нужно также учитывать размер рамы и стиль езды. Если у вас низкая рама и слишком длинные рычаги, то при малейшей неровности (бордюры, рельсы) вы будете за них цепляться, что приведёт к неудобству.

Ключевой параметр, на который напрямую влияет размер шатуна велосипеда, — каденция. Каденция — это единица измерения скорости оборотов, сколько оборотов может сделать байкер за определённое время. Высокой каденции можно достичь при коротких рычагах, соответственно, длинные рычаги сокращают количество оборотов. Поэтому для гонок лучший выбор — короткие шатуны. И наоборот, для горных велосипедов — длинные.

Выбор размера — личные предпочтения каждого велосипедиста, учитывая стиль езды, рост и поставленные перед байком цели.

Каким способом крепятся шатуны

Разберёмся, какими способами крепят рычаги к оси каретки.

• Клиновидным штифтом. В современных моделях такое крепление практически не встречается, используется только для детских байков.
• Квадратным торцом вала. Наиболее распространённое крепление. В этом способе на скошенных плоскостях квадратного сечения клином зафиксированы оба рычага. Подтянуть рычаг на клине можно с помощью винта или гайки. Для удобства в соединительных местах предусмотрены пыльники из пластмассы.
• Шестигранным торцом вала. Похожий принцип с предыдущим способом.
• Шлицевым соединением. В вале каретки делается сквозное отверстие по оси с преувеличенным диаметром, торцы вала имеют круглую форму. Шатуны крепятся крупным пустотелым болтом под шестигранник, снаружи предусмотрен пыльник.
• С использованием интегрированной оси. Ось каретки и один шатун составляют единую деталь. Второй крепится любым из перечисленных выше способов.

Правильный выбор Q-фактора

Важно уделить внимание правильному выбору Q-фактора. Это поможет велосипедисту повысить эффективность прилагаемых усилий до 4%. Это параметр расстояния между плоскостями, в которых осуществляется вращение головки шатунов. Максимальное давление ногой человек может осуществить, если направление прилагаемых усилий находится под углом 90 градусов к поверхности. Если расположение ног велосипедиста близко друг к другу, то коленным суставам тяжело перенести длительные нагрузки. Естественно, строение ног у людей разное. При потоковом производстве байков особенности строения конкретного человека учесть невозможно. Но спортсмены, использующие байки профессионально, вполне могут подобрать Q-фактор с учётом индивидуальных особенностей. Следует отметить, что увеличенный Q-фактор обычно предусмотрен в моделях горных велосипедов.

Разбираем типы шатунов

• Односоставный— цельная конструкция, которая объединяет вал и два рычага. Представляет собой толстый пруток, который согнут в разных направлениях под прямыми углами. Такая конструкция использовалась ранее. На сегодня её можно встретить на BMX или детских байках.
• Двухсоставный— левый рычаг представлен отдельной деталью, закреплённой на сводном краю вала, а к правому шатуну с ведущими звёздочками приварен вал каретки. Сегодняшние производители эту конструкцию усовершенствовали с помощью картриджной каретки, имеющей подшипники крупного диаметра. Конструкция активно используется различными производителями.

Нестандартная роторная система RS4X

Рассмотрим новейшую конструкцию — роторную систему шатунов для велосипеда RS4X. Принципиальное отличие от стандартных рычагов — расположение со смещением угла на несколько градусов (стандартное закрепление — по одной прямой линии). При стандартном закреплении нога велосипедиста сильно сгибается в колене в верхней точке и это негативно сказывается на коленных суставах, не позволяет велосипедисту применить свою силу в полном объёме.

Роторная система позволяет увеличить КПД за счёт занижения верхней мёртвой точки и исключения провала момента силы. Согласно исследованиям, мощность возрастает на 16%. Эта велосипедная система шатунов довольно дорогая (стоимость около 400 евро), но хороша тем, что облегчает нагрузку на коленные суставы байкера и на сухожилия.

Учитывая особенности шатунов разных систем, размер, материал, вы сможете подобрать для вашего велосипеда наиболее подходящий вариант и покупка оправдает все ваши ожидания.

Многие спорят о том, какая рама велосипеда лучше — стальная или алюминиевая. Для того чтобы понимать, какая рама удовлетворит потребности велосипедиста — разберёмся подробно, какой материал будет соответствовать заявленным требованиям.

Как определиться с выбором мотор-колеса для электровелосипеда. На какие факторы обратить внимание при выборе. Преимущества и недостатки разновидностей двигателей мотор-колеса.

Какие ставить на велосипед тормоза: дисковые или ободные — частый вопрос, который волнует многих велосипедистов. Чтобы разобраться с ним, необходимо изучить положительные и отрицательные стороны каждого вида тормозной системы.