Что такое планетарная втулка: устройство и область применения простым языком

Содержание

Велосипедная цепь предназначена для передачи, по возможности с малыми потерями, крутящего момента с ведущей звездочки велосипеда на ведомую. При этом степень эффективности цепи может составлять до 98 %. Цепь может также быть частью переключателя скоростей.

Конструкция цепи

Конструкция цепи (цепь Галля) 1. Наружная пластина 2. Внутренняя пластина 3. Валик (пин) 4. Втулка 5. Ролик

Велосипедные цепи различаются шириной и расстоянием между осями (пинами) скрепляющими звенья цепи. Ширину цепи определяет количество ведомых звездочек на кассете следующим образом:

Обслуживание цепи

Цепь необходимо периодически промывать, смазывать, а каждые несколько тысяч километров — менять, так как в процессе эксплуатации цепь растягивается, а диаметр звездочек уменьшается из-за износа и при работе цепь начинает «наезжать» на зуб. Показателем того, что цепь надо заменить, является удлинение её на 0,5 %. Если под рукой нет специальных измерительных инструментов, оценить степень износа цепи можно, установив цепь на большую ведущую звезду,обнимая ею всю звезду, зажав с одной стороны рукой, и попробовав другой рукой с противоположной стороны звезды оттянуть цепь от зубьев. Если освобождается более 3-4 зубьев (или цепь оттягивается на высоту более половины зуба от верхушки зуба под пальцами), то цепь (или звездочка) считается критически изношенной. Ещё один хороший метод измерить износ цепи: измерить длину 24 звеньев в центрах оси. Если это значение равно 304.8 мм или 1 футу, то цепь считается не изношенной. Если её длина увеличилась на 3-4 мм, то цепь считается изношенной и подлежит замене. Многоскоростным системам необходима цепь с повышенной поперечной гибкостью.

Лучший способ переключения передач на велосипеде

Как уже говорилось, переключать передачи можно только под минимальной нагрузкой на педали.

Поэтому оптимальная схема переключения скоростей выглядит так:

1. Интенсивно педалируя, разгоните велосипед.
2. Затем прекратите крутить педали. Момент, когда велосипед еще движется по инерции на высокой скорости без помощи велосипедиста, оптимален для переключения передач. Если речь идёт о горе, то нужно почувствовать точку равновесия (хотя, если сил хватает до разгона для движения по инерции – так даже лучше).
3. В этот момент нужно щелкнуть манеткой и услышать характерное перекидывание цепи.
4. После нажатия снова начинайте крутить педали – как минимум до момента, пока не услышите щелчок перескочившей на соседнюю звезду цепи. Если щелчка не было, или вместо него вы слышите треск зависшей в неопределенном положении цепи, немного надавите на ту же манетку, не нажимая на нее до конца. При этом продолжайте крутить педали. Цепь сменит положение в течение нескольких секунд. Однако, методика работает только в случае, когда у нас прямая тяга. Поэтому, фокус сработает только в тех случаях, когда переключение (причем вверх или вниз) обеспечивается натяжением тросика. В противном случае толку мало. Тогда можно просто перекинуть на следующую передачу, услышать переключение и вернуть ручку обратно. Правда цепь может и проскочить нужную звезду. Такое происходит на недорогих низкокачественных переключателях или на неправильно настроенном оборудовании.

Если вы все делаете правильно, но передачи все равно переключаются с трудом, обратите внимание на состояние цепи и звездочек. После каждого катания они обязательно должны быть очищены от грязи и лишней влаги

Особенно важно это при катании зимой. Цепь нужно смазывать как можно чаще – зимой перед каждой поездкой, летом раз в неделю

Причина неполадок с переключением может крыться и в износе механизма. Если вдруг цепь начинает проскальзывать прямо по зубчикам – значит настало время менять или кассету, или соответствующую звезду. Также, если переключатель уже старый, то могли ослабнуть возвратные пружины и сбиться позиционирование. Такое оборудование настроить на идеальную работу точно не выйдет.

Что такое планетарная втулка

Планетарная втулка — сложно устроенная механическая система, предназначенная для перехода с одного скоростного режима на другой. Система помещена внутрь втулки на заднем колесе велосипеда. Работа механизма организована за счёт одной или более планетарных передач.

Данное устройство относится к системе трансмиссии велосипеда. От неё зависит, какую скорость можно развить, как часто необходимо крутить педали, а также плавность движений велосипеда.

Это довольно сложный механизм. Он особенно интересен тем, что по принципу действия подобен коробке передач, которой оснащены автомобили.

Классическим вариантом велосипедной трансмиссии является кассета со звёздами, которую закрепляют на заднем колесе байка. При поломке её легко можно снять, отремонтировать или заменить на новую, она подвержена различным воздействиям окружающей среды.

Этот нюанс принципиально отличает устройство планетарки от кассеты, ведь в этом случае система переключения передач герметично закрыта корпусом втулки. Это обеспечивает защиту элементов устройства от влияний внешних факторов.

Система планетарной передачи была изобретена ещё в 1880 году. Изначально её применяли в устройстве мотоциклов. Первые модели планетарных редукторов были 2-скоростными. На начальных этапах существования эти устройства не пользовались популярностью.

Далее о втулках снова вспомнили в 30-е годы ХХ века. Число передач возросло до 3, они стали популярны в оснащении велосипедов. Более всего планетарные велосипеды были в ходу в странах Западной Европы (Великобритания, Германия, Нидерланды) и в скандинавских государствах.

По причине возникновения на велосипедном рынке кассет со звёздочками, которые имели меньшую стоимость и легче поддавались ремонту, планетарные втулки вновь утратили широкое распространение.

В современное время наблюдается очередное возрождение планетарки. Конец XX века ознаменовался изобретением 7-скоростных приспособлений, и редукторы снова начали возвращать былую славу. Начиная с этого времени, данное устройство постоянно модернизируется.

Для чего нужен переключатель скоростей?

Передачи нужны велосипедисту для регулирования усилий, прилагаемых для кручения педалей на разных участках местности: равнина, подъем, спуск. Если велосипед (например, устаревшая модель с маленьким и большим колесом, называющаяся пенни-фартинг) имеет фиксированную передачу (одну-единственную), то одна прокрутка педалей будет крутить колесо также на один оборот.

У тех велосипедов, которые имеют переключатель скоростей, есть возможность достичь оптимальной частоты вращения педалей (каденса), с приложением адекватного количества усилий. Для горного подъема используют большие звезды (шестерни) сзади в сочетании с маленькой передней звездой. Для равнинной местности без ветра можно переключаться на заднюю шестерню поменьше.

Как правильно переключать передачи при движении на велосипеде

Планетарные втулки не просто вывести из строя благодаря надёжному устройству системы. Правильная эксплуатация прибора способна обеспечить владельца долгими годами бесперебойной работы. И наоборот — регулярное пренебрежение правилами использования устройства механизм редуктора так или иначе придёт в негодность.

Главный принцип эксплуатации велосипеда на планетарной втулке идентичен особенностям работы с АКПП – переход с одного скоростного режима на другой должен осуществляться без подачи «газа». Когда речь идёт о велосипеде, под «газом» понимается вращение педалей.

Переключение передач должно совершаться таким образом:

• Усилия, оказываемые на педали, минимальны или отсутствуют. Движение велосипеда происходит накатом, либо велосипед не движется.
• Переключение передачи осуществляется с помощью специальной ручки.
• По прошествии приблизительно 2 секунд можно вращать педали.

Педали для велосипеда и их классификация

Купив велосипед и даже пользуясь им некоторое время, владельцы редко задумываются о замене педалей. Ведь от их конструкции управляемость байка и скорость его передвижения зависят мало. Но на самом деле, педали, предназначенные для конкретного стиля езды — это удобство для велосипедиста и экономное расходование его мускульной энергии.

Более того, если байк используется для экстремальной езды по пересеченной местности или на нем выполняются трюки, то качество и конструкция педалей становятся на первое место.

Широкое разнообразие выпускаемых сегодня моделей, начиная с бесконтактных и до различных вариантов специального назначения, позволяет подобрать их в соответствии с требованиями удобства и безопасности.

Колеса для велосипеда: конструкция и особенности

Степень безопасной и комфортной езды на велосипеде во многом зависит от установленных на транспортное средство колёс, ведь они не только должны справляться с весом велосипедиста, но и амортизировать ударные нагрузки от препятствий на дороге, а также обеспечивать хорошее сцепление с ней и накат.

Разнообразие видов велосипедных дисциплин, являющихся двигателем прогресса в области усовершенствования конструкций, предопределило и огромное количество типов колес.

Несколько конструктивных видов обода, материалы, включая карбон, различные по назначению покрышки, в том числе и бескамерные, дают более десятка сочетаний. Современные колеса способны удовлетворить самые неожиданные запросы владельцев велосипедов.

Новейшие многоскоростные модели

Современные производители представляют продукцию с возможностью переключения более трёх скоростей. Механизмы оснащены планетарными шестернями, приводящими в движение одна другую. Равномерное расположение скоростей обеспечивается правильным подбором передаточных отношений.

Принцип работы передовых механизмов ничего не отличается от более упрощённых втулок.

Познакомимся с актуальными моделями многоскоростных планетарных втулок:

• Планетарная втулка Rohloff Speedhub – революционное изобретение производства Германии, признана лучшей моделью из существующих сегодня. Механизм имеет возможность переключения до 14 скоростей, обладает диапазоном выше 5:1. Данная модель способна составить конкуренцию 27-скоростным велосипедам на звёздочных трансмиссиях.
• Планетарная втулка Shimano Alfine 11 SG-700. Данная модель планетарной втулки Shimano, выпускаемая с 2010 года, имеет 11 передач. При относительно небольшой тяжести она обладает диапазоном передач выше 4:1, что позволяет сравнить её с велосипедами на звёздочных трансмиссиях, имеющих 20 скоростей. Привлекательна данная модель ещё и тем, что по стоимости Shimano выйдет дешевле, чем Rohloff.
• Планетарная втулка Sram i—Motion 9. 9-скоростное оснащение, общее передаточное отношение которого достигает 340%.
• Планетарная втулка Shimano Nexus Inter 8 – имеет 8 передач, охват передаточного отношения доходит до 307%. Модель предполагает использование в спокойных городских условиях.
• Планетарная втулка Shimano Nexus Inter 7 с диапазоном 244% — популярная и надёжная 7-скоростная модель, идеально подходящая для ежедневного перемещения по городу.

Причины ухудшения работы заднего переключателя:

1. Отсутствие обслуживания. Чаще всего переключатель при покупке велосипеда работает четко и без нареканий, но посоле сезона эксплуатации можно заменить ухудшение работы или даже соскакивания цепи с крайних звезд. В 70% случаев помогает настройка заднего переключателя, но иногда и это не помогает, тогда следует заменить тросик и рубашку, так как они забиваются грязью и мешают плавному ходу тросика в рубашке. Обычно ТО велосипеда делают раз в год, в которе включена настройка переключателей.

2. Износ самого переключателя. Все когда-нибудь ломается и переключатель на велосипеде не исключение. Чаше всего изнашиваются оси параллелограмма переключателя из-за чего образуется небольшой люфт, который не дает правильно настроить переключение.

3. Износ звездочек переключателя. Со временем изнашиваются пластиковые звездочки из-за чего цепь уже не держится на них, что приводит к плохой работе переклюка. Также оси звездочек могут изнашиваться и звездочка будет излишне болтаться на оси, что приводит к ухудшению переключения.

4. Кривой петух или сам переключатель. Когда вы падаете или задеваете что-то переключателем, то чаше всего гнется (ломается) петух, так как он сделан специально из более слабого сплава чем сам переключатель (чтобы сохранить целой более дорогую запчасть). Искривление не дает вставать цепи ровно, что сводит старания по настройке перекидки к нулю. Читай как выпрямить петух своими рукам.

5. Проблемы с тросиком. Иногда при установке или при падении тросик может сильно изогнутся, после чего место изгиба будет препятствовать плавному движению тросика в рубашке. В этом случае требуется его замена.

Так же бывает, что тросик разлохмачивается (вот почему следует использовать наконечники тросов) и в последствии одна из стонких нитей начинает отделяться от основного пучка, в итоге препятствует нормальному движению тросика в рубашке. Иногда может порваться одна нить в тросике и тоже не давать нормально работать, тут можно вычленить ее из основного пучка по все длине тросика. Но самым лучшим вариантов будет заменить тросик на новый.

Если тросик был установлен новый, то иногда через некоторое количество километров (около 100 км.) можно заметить ухудшение переключения — это из-за того, что тросик немного растягивается. В этом случае немного нужно будет подтянуть болт натяжения тросика.

Пошаговая инструкция

Стабильность переключения передач зависит от растянутости троса, наличия повреждений. В этом случае барабан прокручивают по часовой стрелке до правильного положения. В некоторых ситуациях барабан подкручивают до плавного перескакивания цепи. Если проблема не устранена, трос подлежит замене. Порванное или поврежденное изделие можно заменить самостоятельно.

Когда проблема в пружине, ее очищают от загрязнений, затем смазывают и проверяют. Настройка и регулирование не потребуется, если при устранении неисправности работа скоростей восстановилась. Перед тем как отрегулировать переключатели, нужно проверить наличие деформации плоскости петуха.

Появление неисправности могло начаться после падения велосипеда или удара. В этом случае проверяют транспортное средство на наличие деформаций. Поломанные винты, рамки и ушки заменяют. Затем вновь проверяют работоспособность транспорта.

После всех проверок можно отрегулировать передний переключатель и задний. В противном случае манипуляции не помогут. Любые неисправности могут негативно сказаться на качестве езды, привести к неожиданным серьезным поломкам, травмам. Полезно проводить настройку передачи в качестве профилактики исправности транспортного средства.

Перед началом настройки нужно проверить наличие деформации плоскости петуха

Задний переключатель

Владельцы должны знать, как правильно настроить скорости на велосипеде. Самостоятельное регулирование требует соблюдения инструкции:

• перемещают цепь на малую звезду;
• откручивают винт;
• ослабляют натяжение троса;
• регулируют винт с буквой «Н»;
• натягивают трос.

Проверяют работоспособность механизма переключателей. Несколько раз прокручивают педали, наблюдают за перекидыванием цепи. Если проблема не устранена, натягивают трос сильнее. После проверки перемещают цепь на большую звезду и регулируют натяжение винта с буквой «L».

Настроить переключение можно при наличии отверток, шестигранных ключей и пассатижей. Сам транспорт фиксировать необязательно. Желательно заранее подготовить тряпочку для очищения деталей и смазочный материал. Регулировка ограничителей возможна после проверки исправности составляющих механизма.

Конструкция заднего переключателяСхема переключения

Передний переключатель

Пошаговая инструкция пояснит, как настроить переключатели скоростей на велосипеде. Процесс сводится к регулировке натяжения и ограничителей передач. Важна настройка качества переброса. Стоит заранее устранить люфты, заменить деформированные детали. Настроить передний переключатель можно по следующей схеме:

• цепь переставляют на наименьшую звезду;
• снимают фиксирующий элемент;
• ослабляют натяжение троса;
• регулируют рамку винтом с буквой «L»;
• трос натягивают;
• фиксируют винтом.

Цепь переставляют на среднюю звезду и проверяют. При необходимости вновь регулируют рамку, фиксируют правильное натяжение троса. Барабан на левой монетке поможет быстро добиться верного натяжения. Передний переключатель скоростей проверяют.

Любое натяжение троса сбрасывают на минимальной скорости. Чтобы завершить регулировку и быстрее настроить передний переключатель, после исправления положения троса его закрепляют болтом, проверку повторяют.

Переключение передач должно быть исправным. Регулировка может потребоваться по причине разбалтывания, износа деталей, повреждений. Провести работы можно самостоятельно, если заранее ознакомиться с конструкцией механизма, изучить инструкцию, в точности следовать алгоритму.

Устройство переднего переключателяНастройка

Недостатки системы

1. Нет возможности применения планетарных втулок в условиях спортивных соревнований из-за повышенной восприимчивости шестеренок к трению.
2. Ощутимый вес: планетарный механизм весит около килограмма, вследствие чего происходит повышенная нагрузка на задние колёса.
3. Ремонт планетарной втулки велосипеда в домашних условиях не представляется возможным и к тому же в данный момент времени не многие велосипедные мастерские занимаются ремонтированием данных деталей, поэтому чаще всего после поломки системы приходиться устанавливать новую втулку.
4. Высокая стоимость механизма поэтому установка системы на старый байк не имеет смысла, лучше купить новый велосипед с планетарной втулкой.

Строение и принцип работы

Сама конструкция планетарной втулки сложная и похожа на автомобильную коробку передач.

К деталям шестерного отсека относятся:

• Малое центральное зубчатое колесо (солнце);
• Зубчатые колёса (сателлиты);
• Рычажный механизм (водило);
• Большое центральное зубчатое колесо (эпицикл).

Солнце с закрепленными планетарными шестерёнками закрепляется на осях заднего колеса, шестерёнки фиксируются рычажным механизмом определяющим направление движения и контролирующим сателлиты.

Завершает планетарную систему большое центральное зубчатое колесо, двигающееся при помощи кручения педалей: при переключении скоростей звёздочки соединяются со втулкой посредством шлицевых приводов и меняют вращательные скорости рычажных механизмов в отношении кольцевой шестерни, вследствие этого происходит регулирование и перестройка направления велосипеда под угол движения.

Одна из главных особенностей планетарной втулки – качество механизма передающего и преобразующего крутящее движение.

Малое центральное зубчатое колесо неподвижно, а ведомый эпицикл и водило замыкают движение на корпусе втулки.