Велосипед: строение, виды, конструкции, запчасти. Устройство велосипеда

Велосипед (он же байк) – очень практичное и удобное транспортное средство, которое плотно вошло в жизнь современного человека. С каждым годом количество велосипедистов на городских улицах растет, что не может не радовать. Кроме того, есть люди, для которых велосипед не просто средство передвижная, а смысл жизни и основной способ заработка. Количество профессиональных видов спорта с использованием велосипеда на сегодняшний день также довольно велико.

Каким бы ни был велосипед (а он имеет довольно много видов), его принципиальная конструкция остается неизменной. Несмотря на то что она довольно проста, как и в любой другой технике, здесь есть ряд нюансов. Сегодня мы с вами подробно разберем строение велосипеда и элементы его конструкции.

Рама

Как и автомобиль, велосипед имеет несущую конструкцию, на которую крепятся все остальные элементы. Называется эта конструкция рамой. Именно видом рамы обуславливается назначение велосипеда, а ее качество влияет на срок его службы.

Рама представляет собой ромбовидный остов, сваренный из таких элементов:

1. Передние трубы (верхняя, нижняя).
2. Подседельная труба.
3. Верхние перья.
4. Нижние перья.

Как они соединяются, можно увидеть на иллюстрации, приведенной ниже.

На современном рынке велосипедов можно встретить огромное количество вариантов рам. Они делятся на такие классы:

1. Городские.
2. Горные.
3. Шоссейные.
4. Спортивные.
5. Трюковые.

Разница между видами велосипедной рамы может выражаться не только в ее внешнем виде, но и в материалах изготовления, прочностных характеристиках, а также весе.

Полноразмерные и складные

Велосипеды могут быть полноразмерными и складными. Отличие последних выражается наличием по меньшей мере одного стыка, по которому можно сложить раму. Следовательно, их легче транспортировать в общественном или личном транспорте. Чтобы поместить обычный велосипед, к примеру, в багажное отделение легкового авто, его придется разобрать. Складные велосипеды хороши в плане транспортировки, но они уступают полноразмерным моделям по ходовым качествам и надежности. Как правило, это любительские городские велосипеды, к которым не предъявляется высоких требований по скорости и прочности. Особой популярностью среди велосипедистов-любителей пользуется складной велосипед «Стелс». Справедливости ради стоит отметить, что разобрать современный велосипед для транспортировки в авто можно за несколько минут. На сбор уйдет на пару минут больше. Поэтому складные велосипеды покупаются гораздо реже.

Материал рамы

Материал, из которого изготовлена рама, является самым важным показателем велосипеда и обуславливает его стоимость. Для современных велосипедов используют стальные, алюминиевые и карбоновые рамы.

Сталь чаще всего применяется для городских байков. Материал отличается высокой прочностью и стойкостью к механическим воздействиям. Недостатком стальной рамы является ее вес и слабая гибкость. Все это плохо сказывается на динамике велосипеда.

Алюминий – прочный, легкий и гибкий материал. Алюминиевые рамы, по сравнению со стальными аналогами, обладают лучшей динамичностью и амортизацией. Цена у них также выше.

Карбон – углеродное волокно, которое используется для изготовления дорогих велосипедных рам. По сравнению с металлическими аналогами, карбоновые рамы отличаются особой прочностью, долговечностью, ударостойкостью, легкостью и маневренностью.

Колеса

Важной частью велосипеда являются колеса. Они удерживают раму в вертикальном положении и за счет вращения приводят велосипед в движение. Колесо устроено довольно просто. Оно состоят из втулки, обода, камеры и покрышки.

Втулка – центральная часть колеса, состоящая из оси, подшипников и шайб. Главная задача втулки – задание и поддержка крутящего момента. У задней втулки внутреннее устройство сложнее, чем у передней, так как она участвует в раскручивании колеса. На дорожных моделях простой конструкции, в заднюю втулку дополнительно встраивается тормозной механизм. Строение заднего колеса скоростного велосипеда отличается тем, что на втулку крепятся звездочки переключения передач. В планетарные втулки также помещают скрытый механизм для переключения передач.

Обод – кольцо, которое крепится к втулке через спицы. Геометрия обода и уровень натяжения спиц определяют устойчивость колеса к динамическим нагрузкам и повреждениям. Ободья для велосипедного колеса делают из алюминия, а спицы – из легких сплавов. Головки для регулировки натяжения спиц располагаются со стороны обода.

Камера (шина) – резиновое полое изделие, которое ложится на обод и накачивается воздухом. Сверху на камеру накладывается покрышка. Таким образом, единственным элементом камеры, который контактирует с «внешним миром», является ниппель, через который камера накачивается воздухом. Чтобы шина не повредилась об головки спиц, на внутреннюю часть обода накладывается резиновый флиппер.

Покрышка – оболочка защищающая шину от механических воздействий и создающая сцепление колеса с дорогой. Покрышка состоит из бортов, боковин и протектора. В зависимости от предназначения велосипеда, он оснащается одним из четырех типов покрышек:

1. Слики и полуслики. Используются на шоссейных велосипедах, для ровных дорог.
2. Дорожные. Имеет средний рисунок протектора. Подходят как для шоссе, так и для грунтовых дорог.
3. Агрессивные. Имеют ярко выраженный рисунок протектора и предназначаются для горных дорог.
4. Гибридные. Немного агрессивнее, чем дорожные покрышки, но не настолько проходимы как горные.

Для видимости велосипеда в темное время суток, на спицы ставят светоотражающие элементы – катафоты оранжевого или красного цвета.

Вилка

Управление велосипедом осуществляется через рулевой узел. Он состоит из таких элементов:

1. Вилка.
2. Рулевая колонка.
3. Вынос руля.
4. Непосредственно руль.

Строение вилки велосипеда не отличается особой сложностью. Вилка является промежуточным узлом между передним колесом и рулем. При помощи штока она устанавливается в передний стакан рамы. Руль вставляется вовнутрь вилки, а колесо крепится к ней через ушки ног (дропауты). Чтобы вилка свободно вращалась во время поворота, в стакан устанавливают рулевую колонку. В ее состав входят: верхняя и нижняя чашки, подшипники, а также фиксирующие кольца. Чашки или запрессовываются, или вкручиваются по внутренней резьбе стакана. Кольца устанавливаются на шток, который прочно фиксируется в рулевой колонке.

Руль

Руль состоит из двух элементов: горизонтальной трубы и вертикального штока (выноса). В зависимости от изгиба горизонтальной трубы, бывают такие виды руля велосипеда:

1. Прямой.
2. Изогнутый вниз.
3. Изогнутый вверх.
4. «Баран».

Вынос представляет собой промежуточную деталь между горизонтальной трубой руля и регулировочной трубой. Он обуславливает расстояние между рулем и рамой. Чем длиннее вынос, тем более горизонтальным будет положение велосипедиста во время езды. На велосипедах простой конструкции вынос не ставится.

Амортизация

Амортизацией называют способность велосипеда к гашению колебаний и смягчению ударов. Традиционная амортизационная система располагается в передней вилке. Амортизационные вилки бывают нескольких видов:

1. Пружинные.
2. Пружинно-эластомерные.
3. Воздушно-масляные.
4. Пружинно-масляные.

Длина хода вилки, скорость отбоя и блокировка регулируются посредством специальных конструктивных элементов. Вилки, которые не оснащены амортизационной системой, называются жесткими. Их используют для шоссейных и дорожных моделей. Кроме стандартной амортизации, горные велосипеды могут оснащаться дополнительным задним амортизатором, который нивелирует колебания рамы при проезде неровностей.

Трансмиссия

Трансмиссия относится к элементам, без которых не поедет велосипед. Строение этого узла, по сравнению с другими, отличается сложностью и большим количеством механизмов. К последним относятся:

1. Каретка.
2. Ведущие звезды.
3. Шатуны.
4. Педали.
5. Цепь.
6. Ведомые звезды.
7. Переключатели скоростей.
8. Монетки.

Кареточный узел размещается в нижнем стакане рамы. Строение каретки велосипеда несложное. Она служит соединительным узлом между передними звездами и шатунной парой. За счет фиксированных подшипников, на которые посажена сквозная ось, каретка обеспечивает стабильное вращение педалей, без проворачивания. Каретки бывают двух типов: картриджная и с открытыми подшипниками.

Шатуны призваны соединить каретку с педалями. Они могут крепиться на квадратное или шлицевое крепление. Шатуны идут в комплекте с передней звездочкой (или звездочками), которая крепится на одном из них (правом).

Педали – это опоры для ног, которые через шатуны передают механическую энергию на каретку. В зависимости от области применения, педали бывают таких видов:

1. Классические. Устанавливаются на любительские велосипеды. Зацепление обуви происходит сугубо за счет силы трения.
2. Контактные. Имеют специальные вставки для контакта с велосипедной обувью.
3. Экстремальные. Отличаются широкой поверхностью и вставками-фиксаторами.
4. С ремешком.
5. Мини-педали.

Задние звезды трансмиссии крепятся к задней втулке. Несколько задних звезд приходится на одну переднюю. Звезды малого размера отвечают за высокие передачи, а крупного – за низкие.

Цепь играет роль связующего звена между передними (ведущими) и задними (ведомыми) звездами. Строение скоростного велосипеда отличается тем, что у него по несколько звезд спереди и сзади. С помощью переключателей, происходит перебрасывание цепи с одной звезды на другую. Переключатели управляются монетками, расположенными на руле. Контакт между монетками и переключателями происходит через приводные тросы. Виды переключателей скоростей на велосипеде немногочисленны: монетки могут быть рычажными и барабанными. На велосипеде с одной передачей, переключатели отсутствуют, а спереди и сзади располагается по одной звезде.

Тормоза

Тормоза являются важнейшей системой, без которой крайне не рекомендуется эксплуатировать велосипед. Строение тормозов может быть разным. Существует три типа тормозных велосипедных систем:

1. Ободные (они же «Ви-брейковые» или «клещи»).
2. Дисковые.
3. Барабанно-втулочные.

Ободной тормоз – устройство, оснащенное колодками, которые зажимают обод колеса, при нажатии на рычаг, расположенный на руле. «Клещи» устанавливаются на месте крепления крыльев (щитков защищающих велосипедиста от летящего с колес сора). Такие тормоза могут использоваться как самостоятельно, так и в тандеме с другими видами.

Дисковый тормоз устроен более сложно. Он состоит из диска (тормозной поверхности, закрепленной на втулке колеса), калипера и привода (рычаг с тросиком). На калипере крепятся тормозные колодки, которые зажимают диск при нажатии ручки расположенной на руле. Дисковые тормоза более «отзывчиво» реагируют на нажатие рычага, так как их колодки имеют меньший ход. Такие тормоза могут быть как простыми механическими, так и более изощренными – гидравлическими.

Барабанно-втулочные тормоза являются пережитком прошлого, однако до сих пор устанавливаются на простые дорожные велосипеды. Барабан располагается прямо в задней втулке. При вращении педалей назад он разводит колодки, которые, вступая в контакт с рабочей поверхностью, останавливают колесо.

Седло

Это простейший элемент, но без него нельзя представить велосипед. Строение седла практически идентично для разных типов байков. Различия могут быть в форме, ширине, длине и мягкости. На спортивных велосипедах седла узкие, продолговатые и твердые. А на любительских, таких как складной велосипед «Стелс», к примеру, они широкие и мягкие. Некоторые модели дополнительно подпружиниваются снизу. Седло устанавливается на подседельный штырь, который заходит в одноименную трубу и зажимается специальным механизмом. Положение штыря в трубе обуславливает высоту посадки.

Заключение

Как можно заметить, велосипед, строение которого мы сегодня детально рассмотрели, не так уж и прост. По описанной выше схеме работают все байки. И даже самые оригинальные конструкции велосипедов-самоделок отличаются от нее лишь наличием дополнительных элементов.