Устройство велосипеда

Велосипед считается самым доступным видом транспорта. Но по мере роста количества автомобилей у населения он отошел на задний план, став больше развлечением, чем средством передвижения. Несмотря на это байк спасет ситуацию, когда сломалась машина, ведь на нем можно с легкостью добраться до нужной точки города не волнуясь за пробки и простои на перекрестках.

Конструкция

Как и любое другое транспортное средство велосипед время от времени ломается. Обращаться в мастерские не всегда выгодно. Да и в этом вовсе нет смысла, потому что его ремонт не так уж и сложен. Но без знания устройства конструкции и составных частей велосипеда мало что можно сделать.

Устройство велосипеда

Рама

Главной функциональной частью велосипеда является рама. Это сваренные между собой трубки различного профиля и диаметра, позволяющие создать наиболее компактную, надежную и практичную систему. В нее интегрированы все остальные компоненты.

Ранее рамы изготавливались из стальных труб с тонкой стенкой, из-за чего велосипеды весили неимоверно много. Но благодаря развитию современных технологий сегодня для их производства используются сплавы алюминия, а в некоторых случаях – титан, что делает конструкцию прочной и долговечной.

Самым эффективным в плане легкости и практичности является карбон. Этот материал стал отличной заменой стали, обеспечив велосипед требуемыми характеристиками по прочности, выносливости и уменьшив его вес.

Главный контур рамы состоит из верхней, нижней и подседельной трубы. Также есть головная труба, в которую вставляется руль с передней вилкой. Задняя часть рамы состоит из сдвоенного контура, называемого задний треугольник. Он выполняется из труб меньшего диаметра ради компактности и легкости велосипеда.

Каждая модель велосипеда может иметь отличную от остальных конструкцию рамы. Она может быть без верхней трубы или вовсе складная. В случае с моноколесом (это также велосипед) рама вовсе отсутствует. Вместо нее используется подседельный штырь, закрепленный на вилке.

Универсальные крепления

На раме могут быть закреплены различные универсальные крепления, в которые устанавливаются: фляга с водой, насос, ремонтная сумку, другие аксессуары. В более дорогих моделях велосипедов предусмотрены крепления для дисковых тормозов, что актуально, если владелец захочет модернизировать тормозную систему.

Универсальные крепления

Петух

Отдельной функциональной частью рамы является петух. Это специальный кронштейн, на который закрепляется переключатель передач. Существует 2 модификации рам в зависимости от способа размещения на ней петуха: с вмонтированным и со съемным кронштейном.

Петух на раме

Седло

Седло отвечает за комфорт и удобство во время езды. Есть большое количество видов, форм и материалов, из которых их изготавливают. Эта делать крепится на подседельный штырь, который затем вставляется в подседельную трубу.

Седло

Седла, как функциональная деталь, состоят из нескольких компонентов, придающих им упругость, способность регулировать наклон. Их подразделяют по типу велосипеда. Например, для горных моделей оно имеет вытянутую форму, чтобы обеспечить свободу ногам (наездник во время таких поездок часто принимает положение стоя). Для передвижения по городу предназначено седло широкой формы. В нем обеспечивается полная посадка, хорошая амортизация и умеренная упругость за счет наличия пружин.

К раме седло крепится с помощью пары специальных приспособлений: подседельного штыря и подседельного хомута.

Подседельный штырь (глагол)

С помощью подседельного штыря можно отрегулировать высоту седла. В зависимости от конструкции он может быть жестким или амортизационным. В последней разновидности имеется интегрированная пружина, которая смягчает удары, возникающие при поездке по неровностям дороги, обеспечивая наилучшие условия для велосипедиста.

Подседельный штырь

Подседельный хомут

Подседельный хомут предназначен для закрепления подседельного штыря в раме. С его помощью можно осуществлять регулирование угла наклона седла относительно рамы. В более дорогих моделях велосипедов хомут выполнен в виде эксцентрика, в более дешевых установлен обычный болт.

Подседельный хомут

Рулевая колонка

С помощью рулевой колонки осуществляется управление велосипедом. Она состоит из нескольких деталей.

Руль

Это трубка определенной формы, которая закреплена с помощью вертикального штока с передней вилкой. Руль может быть трех форм, каждая из которых соответствует тому или иному стилю езды: прямой, выгнутый и шоссейный (или по-другому бараньи рога). На нем крепятся ручки переключения скорости, тормозов и различные приспособления (спидометр, GPS и т.д.).

Руль

Классический велосипед имеет выгнутый руль, что обеспечивает меньшее мышечное напряжение при езде. Для спортивных стилей езды предпочтительнее прямой и «бараньи рога». Каждый человек имеет определенную степень развития мышц на руках, поэтому подбирает ту форму руля, которая для него предпочтительней, так как ощущение комфорта будет разным.

Грипсы

Велосипедист держится за так называемые грипсы. Это накладки, которые надеты на ручки руля и предназначены для обеспечения максимального сцепления с ним и противоскольжения при намокании ладоней. Они могут быть изготовлены из различных материалов (резина, поролон и проч.) с определенными качествами.

Грипсы

Вынос руля

Для обеспечения наиболее комфортного расположения руля относительно рамы велосипеда применяется вынос руля. Он позволяет под удобным углом расположить руль, обеспечивая наилучшие условия для езды.

Благодаря выносу руля седок выбирает оптимальный наклон туловища: вертикальную позу для прогулок или низкую лежачую позицию для скоростной езды. Во втором случае минимизируется сопротивление, создаваемое потоком воздуха, и одновременно увеличивается сила надавливания на педали.

Вынос руля

Система переключения передач

Самым сложным механизмом велосипеда в конструктивном плане является система переключения передач. Она начинается с элементов управления, расположенных на руле и заканчивается на заднем треугольнике на петухе.

Система переключения скоростей состоит из большого числа компонентов. Каждый из них должен быть надежным и долговечным, идеально взаимодействовать друг с другом, обеспечивая плавность, стабильность переключения передач. Из-за этого этот узел также является самым дорогостоящим в велосипеде.

Передний переключатель

Передний переключатель, находиться на педальном узле и обеспечивает переключение цепи по звездам различного размера, тем самым изменяя коэффициент передачи вращения на заднее колесо. Этот узел состоит из шатунов, каретки и шестерни. Устройство управляется посредством моноблоков-манеток, устанавливаемых на руле. По своим конструктивным и практическим показателям является более надежным и неприхотливым по сравнению с задним переключателем.

Передний переключатель

Задний переключатель

Задний переключатель представляет собой механизм, устанавливаемый на петухе или специальном кронштейне на задней вилке, который предназначен для перекидывания цепи между звездами, расположенными на втулке заднего колеса.

Из-за низкого расположения, доступного всем неблагоприятным факторам, и сложной конструкции этот механизм в отличие от переднего является менее надежным и более прихотливым в обслуживании.

Задний переключатель

Система тросов

Для обеспечения связи между ездоком и всеми механизмами предусмотрена система тросов. Она соединяется с манетками и рычагами на руле, обеспечивая переключение передач и торможение колес. В некоторых моделях велосипедов (как правило, более дорогих) тормозные тросы заменены на шланги, по которым циркулирует жидкость. Она давит на поршень в моноблоке и выдвигает тормозные колодки при торможении.

Система тросов

Манетки

Для переключения скоростей на руле устанавливаются манетки. Это устройства в виде рычажных переключателей, которые посредством тросов перекидывают цепь между звездами с меньшим диаметром на больший и обратно.

Манетки

Ролик заднего переключателя

Непосредственно в процессе смены передач участвует специальный ролик заднего переключателя. По нему направляется цепь строго на зубья, исключая вероятность проскальзывания. Это сильно нагруженный элемент велосипеда, который требует регулярной чистки и смазки.

Ролик заднего переключателя

Колеса

Колесо, как и другие компоненты велосипеда, требует периодического обслуживания. При эксплуатации техники спицы ослабевают, поэтому их нужно по мере необходимости подтягивать.

Обод

Обод – деталь, на которой закреплены спицы. Также на него надевается покрышка. Выпускаются модели ободов с размерами от 24 до 28 дюймов. Чем больше диаметр, тем выше скорость езды, но тем большее усилие необходимо приложить для их вращения колес.

Обод

Покрышки

За устойчивость велосипеда на дороге отвечают покрышки. Они могут иметь различный протектор, размер, обеспечивая те или иные показатели. В зависимости от типа протектора различают 3 разновидности покрышек:

  • слик;
  • полуслик;
  • шипованные.

Покрышки

Спицы

Для обеспечения центровочного крепления ступичной втулки к ободу используются спицы. Они представляют собой самый уязвимый элемент транспортного средства, который постоянно подвергается чрезмерно высоким нагрузкам. Если при езде по ровной дороге на них действует вес велосипеда с ездоком, то во время передвижения по горам они постоянно подвергаются ударам, которые вполне могут стать причиной разрыва.

Спицы

Втулка

Ось колеса вставлена во втулку. Здесь же находятся подшипники, которые обеспечивают плавность вращения. Втулка является средством скрепления колеса воедино: через спицы к ободу.

Втулки различаются по максимальной нагрузке, которую они могут выдержать, количеству устанавливаемых спиц, виду тормозной системы.

Втулка

Ниппель

Для накачивания шины воздухом предназначен ниппель. Это простой по устройству механизм, который представляет собой обратный клапан. Он предотвращает выход воздуха из внутреннего пространства покрышки.

Ниппель

Тормозная система

Тормозная система представляет собой самый важный компонент велосипеда, который требует постоянного обслуживания. Во-первых, необходимо регулярно следить за чистотой колодок, что бы под них не попадала грязь. Это может повредить не только накладки, но и диски. Во-вторых, необходимо следить за степенью износа накладок тормозов. В-третьих, должна выполняться регулярная проверка на общую работоспособность, чтобы в любой момент можно было нажать на тормоза и остановиться.

Тормозные системы разделяются на три группы.

  1. Ободные или клещи, V-brake. Это устройства зажимного типа с колодками. При нажатии на рычаг тормоза на руле клещи сдавливаются, воздействуя на обод колеса. Применяются в качестве дополнительной системы торможения на велосипедах шоссейного типа. Монтируются на место крепления крыльев. Бывают 3 типов:
    • боковой тягой;
    • векторные;
    • кантилеверные.

    Ободные тормоза

  2. Дисковые. Представляют собой системы из калипера, приводного механизма, диска, закрепленного на втулке. Колодки смонтированы на калиперах, которые сдвигаясь к центру, обжимают диск.Дисковые
  3. Барабанно-втулочные системы представляют собой самый подходящий вариант для односкоростных велосипедов общего назначения. Тормоз расположен в задней втулке и приводится в действие путем нажатия педалей назад.

Амортизационная система

Амортизационная система предназначена для обеспечения комфортной езды по дорогам с различными параметрами. Она подразделяется на переднюю и заднюю.

Вилка

Вилки со встроенным амортизатором устанавливаются на горные и спортивные велосипеды, где максимальная скорость не важна, а существенными являются именно показатели смягчения удара при приземлении и скачках. Жесткая вилка устанавливается на шоссейные и скоростные модели велосипедов, там, где важны параметры максимальной скорости.

Различают вилки по длине хода, который может быть от 40 до 300 мм и типу амортизирующего вещества: эластомер, масло, воздух.

Вилка с амортизатором

Задний амортизатор

В качестве заднего амортизатора также выступает вилка, которая смягчает удар при езде по очень плохой дороге, но при этом также поглощает часть энергии при педалировании. Модели с двумя амортизаторами называются двухподвесные.

Задний амортизатор

Система

Под системой понимается весь передний приводной комплекс, который включает педали, шатуны, цепь и кассету звезд. В зависимости от модификации велосипеда система может состоять из 1-й, 2-х или 3-х звезд с различным числом зубьев, что обеспечивает выбор между скоростями.

Система называется кареткой, в которой имеется вал с шатунами. К ним посредством вращающейся оси прикреплены педали.

Педали

Педали в зависимости от способа постановки ног разделяются на 3 разновидности:

  • с ремешками или туклипсы;
  • обычная платформа;
  • контактные для использования специальных велотуфлей.

Педали

Цепь

Самым подверженным механическому износу устройством в велосипеде является цепь. Она требует регулярного ухода, смазки и чистки от грязи. Кроме этого периодически ее необходимо менять, потому что со временем меняются ее геометрические параметры (растягивается).

Цепь

Шатуны

Деталь, посредством которой педали крепятся к каретке. Существует два варианта крепления: квадратное и шлицевое.

Шатуны

Кассета

Задний набор звезд или кассета, также ее называют трещоткой. Современные велосипеды комплектуются числом звездочек от 6 до 10 с количеством зубьев от 11 до 34, что обеспечивает большой выбор скоростей велосипедисту в зависимости от тех заданий, которые он перед собой ставит.

Кассета