Планетарна коробка передач для велосипеда

Наши партнеры ArtmMisto

Передній перемикач, задній перемикач, "півень", касета ... Людину, яка вирішила купити собі велосипед, велика кількість нових термінів, часом, вганяє в ступор. А вже якщо "просунутий" продавець в веломагазині розкриє перед очманілий покупцем страшну таємницю постійного обслуговування багатошвидкісного велосипеда - налаштувань перемикачів, мийки і мастила ланцюга, заміни зношених деталей приводу - то бідолаха, поміркувавши, може взагалі відмовитися від покупки такого складного агрегату, або віддати перевагу йому старий добрий дорожній лісапед з однієї-єдиної передачею ...

Тим часом, є рішення, що поєднує в собі зручність багатошвидкісного велосипеда з простотою обслуговування одношвидкісного. Це - планетарна втулка. Суть її в тому, що в самому корпусі втулки заднього велосипедного колеса поміщається планетарний шестерінчастий механізм перемикання передач.

Планетарна втулка (internal hub) - це складна система перемикання швидкостей для велосипеда. Вона більш надійна і довговічна, ніж звичайна втулка, але дуже погано реагує на сверхнагрузки, тому їх не іспользвуют в змаганнях або екстремальному катанні. Найбільш просунуті моделі (наприклад деякі Dutch байки) мають 7-й ступінчастими планетарними втулками, а на спрощені Сітібайки (або складні) ставлять 3-х ступінчасті. У таких втулках механізм і зірки знаходяться в мастилі під захисною оболонкою, а сама система нагадує коробку передач автомобіля.

Патент на планетарну втулку датується 1880-м роком. Вперше такі втулки використовували на триколісних мотоциклах. 1895-го американським інженером була винайдена компактна 2х швидкісна планетарна втулка, так і не знайшла успіху на ринку. Вже на початку 20-го століття кількість швидкостей збільшилася до 3 (автор - компанія Sturmey-Archer). У 1930-ті роки ринок був сповнений планетарка, практично на кожному велосипеді стояла така втулка (особливою популярністю вони користувалися в Великобританії, Голландії, Німеччини, Скандинавії). Пізніше з'явилися перемикачі швидкостей і касети, що встановлюються на втулки. Завдяки своє дешевизні і невибагливістю така система незабаром витіснила планетарні втулки.

Компанія Sturmey-Archer (одні з основних виробників планетарок, розробила 3- і 5 швидкісні системи ще в 1987, в той час як Shimano тільки закінчили роботу над 3-х швидкісними втулками. Останнім часом вони знову почали набувати популярності і все більше компаній випускають на ринок планетарні втулки. Основними з них є Sturmey-Archer, Rohloff, Shimano, Sram (з купленої в 2001м Fichtel & Sachs), Bendix (випускала втулки з 1950 по 1970 рр). а також NuVinci з їх унікальною системою "CVP" .

На даний момент в цій сфері лідирує компанія Rohloff, про яку докладно можна прочитати тут .

Основні елементи:

• Сонячна шестерня: знаходиться в центрі (зелена на малюнку) - це і є вісь колеса.

• Водило: жорстко фіксує один щодо одного осі декількох планетарних шестерень (сателітів) однакового розміру, що знаходяться в зачепленні з сонячною шестірнею (сині).

• Кільцева шестерня (епіцикл): зовнішнє зубчасте колесо, що має внутрішній зачеплення з планетарними шестернями (червона) - наводиться в дію ланцюгом.

Планетарна передача в режимі підвищення швидкості. Водило (синє) обертається зовнішнім джерелом. Зусилля знімається з сонячної шестірні (зелена), в той час як кільцева шестерня (червона) закріплена нерухомо. Червоні мітки показують обертання вхідного вала на 45 °.

Переваги планетарних втулок:

• Механізм перемикання передач повністю захований всередині корпусу втулки заднього колеса, що дозволяє захистити його від попадання бруду. За рахунок цього довговічність деталей істотно підвищується.

• Можна переключатися передач навіть тоді, коли ви стоїте на місці.

• Використовуються ланцюги та зірочки звичайної ширини (для одношвидкісних велосипедів). Ланцюг постійно йде прямо. Використовуються зірочки з високим профілем зубів. Все це позначається на збільшенні ресурсу ланцюгів і зірочок.

• Механізм перемикання передач і вбудований гальмо в таких системах не обслуговуються, що спрощує експлуатацію велосипеда.

• Високий ресурс втулок, деталі яких працюють в масляній ванні.

недоліки:

• Найбільший недолік багатошвидкісних втулок з планетарним механізмом - це їх велика вага: такі втулки в два-чотири рази важче звичайних задніх втулок гірського велосипеда. Правда, потрібно відзначити той факт, що відпадає необхідність в ряді деталей трансмісії, наприклад перемикачах передач, так що реальна різниця у вазі не настільки велика.

• Складний шестерінчастий механізм має досить високу тертя, що обумовлює знижений ККД. Ці властивості стали визначальними для відмови від використання таких втулок на спортивних велосипедах.

• Планетарні втулки все ж не призначені для роботи в екстремальних умовах і, до того ж, вони майже неремонтоздатність ніде крім спеціалізованого велосервісу.

Комбіновані втулки:

Подібні експерименти провела американська компанія SRAM. SRAM DualDrive поєднує в собі внутрішній і зовнішній приводи. Суть його полягає в тому, що з трехскоростной планетарної втулкою комбінується 8- або 9-швидкісна касета і звичайний задній перемикач передач. Вся система управляється однією рукою за допомогою комбінованої манетки: ручка що обертається (gripshift) управляє зовнішнім перемиканням, а додатковий важіль внутрішнім.

У 2006 році подібна система з'явилася і у Shimano - Nexave Intego.

Головне питання, яке хвилює потенційних покупців планетарних втулок - про кількість передач: "А чому це їх так мало? Ось у" звичайних "велосипедів - 21, 24, 27. Тут же - 7, 8 ... та й 14 замало ..."

Постараюся пояснити: У велосипеда з "звичайними" Паралелограмна перемикачами (переднім і заднім) загальна кількість передач - це кількість зірок "системи" (передніх), помножене на кількість зірок касети (задніх). Наприклад: 3 передніх Х 9 задніх = 27. На ділі ж використовуються далеко не всі ці комбінації. Щоб уникнути перекосів ланцюга, зазвичай користуються тільки наступними: 1х1,2,3, 2х2,3,4,5,6,7,8, 3х7,8,9, разом - 13 передач. Якщо ж врахувати, що деякі передачі мають дуже близькі один до одного передавальні відношення (практично дублюють один одного, т. Н. "Подвійні" передачі), то ефективна кількість передач виходить і того менше. У планетарному ж механізмі всі заявлені передачі - ефективні, т. Е. Реально працюють.

У Росії велосипедів з планетарними втулками набагато менше, ніж в Європі. На мій погляд, причина тут, скоріше, історична - в СРСР планетарні втулки не випускалися ніколи. І ось чому:
- «планетаркі» дуже складні як у виготовленні, так і в ремонті. Навряд чи Держплан дав би будь-якого заводу добро на будівництво дорогого цеху з випуску планетарних механізмів для потреб любителів покататися з комфортом. Та й при тому, м'яко кажучи, посередній якості виробництва велосипедів, яке сповна відчули власники "Туристів" і "Спутников", господарі велосипедів з планетарними втулками просто змучилися б з їх ремонтом ...
- в СРСР на чільне місце завжди ставився великий спорт, і велосіпедізм тут - не виняток. А в велоспорті планетарні втулки не прижилися в силу їх великої маси ...

Співвідношення передач на прикладі втулки Shimano Alfine:

8

1.615: 1

7

1.419: 1

6

1.223: 1

5

1

4

0.851: 1

3

0.748: 1

2

0.644: 1

1

0.527: 1