Интернет журныл о промышленности в Украине

can-you-help.me - Як влаштований велосипед. Амортизатори.

Задній амортизатор погашає кінетичну енергію передану через удари заднього колеса при стрибку, наїзді на бордюр. За принципом амортизації бувають: пневмотіческіе, гідравлічні, еластомерні і пружинні.

Задній амортизатор

У двухподвесном велосипеді демпфирующим елементом на задньої підвіски працює амортизатор. на У двухподвесном велосипеді демпфирующим елементом на задньої підвіски працює амортизатор Одразу він представлений в розрізі з компенсаційною камерою

Принципом роботи задній амортизатор не суттєво відрізняється від амортизатора вилки, але є нюанс: амортизатора не обов'язково повертатися, призначаючи траєкторію колеса. Отже, його монтаж більш зручний, і, що важливо, виробник може знизити дію бічних сил на шток амортизатора.

Основне завдання амортизатора - відпрацювання нерівностей, відмінність високо- і низькочастотних коливань підвіски. Розглянемо пристрій звичайного заднього амортизатора.

Як пружний елемент служить кручена металева пружина (як на малюнку) або герметична повітряна камера, в цьому випадку амортизатор називається «повітряним».

За допомогою кріпильних отворів амортизатор монтується до рами і кріпиться до важеля задньої підвіски За допомогою кріпильних отворів амортизатор монтується до рами і кріпиться до важеля задньої підвіски. Налаштування амортизатора аналогічна налаштувань вилки. Наприклад, амортизатор моделі "DNM Burner-RC" має три незалежних регулювання: швидкість відбою, швидкість стисла і попередня навантаження пружини (тонке налаштування жорсткості пружини під масу велосипедиста).

Більш досконалі конструкції передбачають і інші регулювання. Наприклад, двухдиапазонная настройка відбою і / або стиснення, яка контролює ці параметри окремо на початку або кінці ходу стиснення амортизатора. Ще буває настройка прогресивності стиснення за допомогою зміни тиску в компенсаційній камері або зміни її обсягу. Компенсаційна камера в амортизаторі створена для зменшення габаритних розмірів основного корпусу, управління прогресією стиснення, кращого охолодження амортизатора.

Схема роботи амортизатора:

1 - верхня точка кріплення, 2 - нижня точка кріплення (не показана), 3 - позитивна повітряна камера, 4 - негативна повітряна камера, 5 - регулювання відбою, 6 - повітряний клапан позитивної камери, 7 - повітряний клапан негативної камери, 8 - кріплення троса режимів роботи до блокуючого клапану демпфера, 9 - привід блокуючого клапана демпфера, 10 - кріплення троса режимів роботи до запірного клапану позитивної камери, 11 - привід запірного клапана позитивної камери, 12 - шток, В - повітря, М - масло

При стандартній роботі амортизатора в позитивній камері 3 і негативної камері 4 створюється баланс тисків. При стисненні підвіски, амортизатор розтискається, і, шток 12 рухається вниз, створюючи підвищений тиск в позитивній камері 3. Отже, в негативній камері 4 тиск зменшується. Дросельні отвори в поршні забезпечують потрібний рівень демпфірування. Управління режимом роботи амортизатора (traction control) має три ступені.

  • 1. Амортизатор повністю «відкритий», тобто доступний весь активний хід. Запірний клапан 11 в цьому випадку повністю відкритий, поєднуючи підпоршневу простір з позитивною камерою 3.
  • 2. Амортизатор працює в «закритому» режимі, зі зменшеним до 1/3 ходом. В такому випадку запірний клапан 11 закритий, і позитивна камера роз'єднана з підпоршневу простором. Так як обсяг підпоршневу простору набагато менше, ніж сумарний обсяг його з позитивної камерою, хід амортизатора (рух поршня вниз) стає істотно менше.
  • 3. Амортизатор заблокований. В такому випадку разом з закриттям запірного клапана 11 ще й блокуються клапаном 9 дросельні отвори d. Отже, шток 12 стає нерухомим щодо корпусу амортизатора.

Задня підвіска

Принцип роботи задньої підвіска велосипеда відрізняється від передньої тільки тим, що заднє колесо не є рульовим, воно не повертає. Але у задньої підвіски є ряд особливостей:

  • • вона навантажена значно більше, ніж передня, що частково знімає питання її чутливості. Однак тут же виникає інша проблема: навантаження, що додаються до важелів підвіски і заднього амортизатора, досить значні, і вимагають підвищеної уваги до їх конструкції. При цьому велосипед повинен залишатися якомога легшим, тобто елементарне посилення додатковим металом протипоказано;
  • • підвіска повинна ефективно відпрацьовувати нерівності і при цьому не розгойдуватися в такт педалювання. І якщо вилка гойдається, в основному, коли байкер підводитеся сідла і крутить педалі стоячи, то задній амортизатор схильний розгойдування, навіть коли велосипедист спокійно сидить в сідлі і крутить педалі рівномірно;
  • • конструкція задньої підвіски повинна по можливості виключати бічну деформацію, тобто володіти значною бічний (латеральної) жорсткістю. Спочатку цей фактор не брався особливо в розрахунок, але в міру поширення двухподвесов для змагальних дисциплін це стало важливим.

Сьогодні вдосконалення задньої підвіски ведеться в трьох напрямках.

  • Перше, поліпшується кінематика підвіски, а саме взаємне розташування важелів і шарнірів.
  • Друге, застосування платформної технології в задніх підвісках.
  • Третє, розробка одночасно і технічно, і естетично поліпшену конструкцію.

Передній амортизатор інтегррован в вилку Передній амортизатор інтегррован в вилку. Вилка утримує переднє колесо і елементи гальмівної системи. Зазвичай вилки мають амортизатор, але випускаються і без амортизації. Корпус вилки, як і рами, проводиться з різних матеріалів: алюміній, сталь, карбон, титан, магній. Для амортизації використовують системи пружин, еластомерів, масла і повітря.

Вилки виробляють двох типів: «жорсткі» без амортизатора і «м'які» - з амортизатором. Використання жорсткий вилки - виправдане для шосейної їзди якщо траса рівна і гладка, як трек.

Для їзди по не дуже хорошій дорозі краще вибрати вилку мінімум з вигнутими пір'ям, так як прямі пір'я передають всі удари і вібрації безпосередньо в кисті рук. Що неприємно, часом боляче і точно шкідливо для здоров'я.

Класифікація велосипеда за кількістю підвісок.

На схемі позначені типи підвіски залежно від кількості підресорених коліс:

• «ригиден» - велосипед не має підвіски. Перевага в легкості і надійності. Недоліки - малокомфортний комфорт і погіршується керованість на нерівній поверхні. Зменшити тряску можна, використовуючи широкі, до 2,3-2,5 дюймів покришки або трохи пружну "титанову", углепластиковую (карбон) вилку;

• «хардтейл» (hard tail - англ. «Жорсткий хвіст») - такий велосипед має амортизацію в вилці, але без задньої підвіски. Сьогодні хардтейл - найбільш популярний вид гірського велосипеда. Крім поліпшеного комфорту, амортизатор робить велосипед більш керованим, оскільки грунтовому ділянці дороги, колесо помітно менше підстрибує, а значить, знаходиться в кращому зчепленні з дорогою;

• «двухподвес» - велосипед має амортизаційну підвіску обох коліс. Це самий комфортабельний варіант, але вони, як правило, важче хардтейлов аналогічного рівня, і за ціною помітно дорожче. Двухподвеси, завдяки одночасній роботі обох амортизаторів швидше хардтейлов по їзді на пересіченій місцевості.

Гірські велосипеди, в основному, комплектуються вилками з амортизатором. Розглянемо детально основні плюси і мінуси від амортизаційних вилок.

Основні плюси:

  • 1. Підвищений контакт з поверхнею, поліпшені контроль і керованість. Якщо на достатній швидкості колесо рухається по нерівній поверхні, виникає сила, яка прагне відірвати його від дороги. З жорсткою вилкою (підвіскою) так і відбувається, і швидкість треба знижувати. Але завдяки амортизатора переднє колесо плавно, без ударів обкатує нерівності.
  • 2. Підвищена прохідність. Це суб'єктивне відчуття велосипедиста, в зниженні вібрацій від керма, і зменшення зусиль при ривку керма на себе, щоб подолати чергове препядствие.
  • 3. Швидкість і енергія. М'яка вилка дозволить не тільки пройти нерівність на високій швидкості, але також затратити при цьому менше енергії. Аморотізатор «проковтує» не тільки вертикальний компонент сили, що прагне підкинути переднє колесо вгору, але частково і горизонтальний, гальмуючий велосипед. Чим гостріше кут нахилу вилки до площини дорожньої поверхні, тим ефективніше відпрацьовується горизонтальний компонент, тим вище швидкість в умовах сильного бездоріжжя. Хоча при цьому трохи погіршується динаміка і маневреність, оскільки одночасно збільшується викочування колеса (відстань від його осі до рульової колонки) і довжина бази велосипеда. Якщо кут нахилу вилки прагне до 90 градусів, вилка краще відпрацьовує дрібні «удари» на дорозі з твердим покриттям, велосипед швидше прискорюється в розгоні, легше повертає, але курсова стійкість знижується.
  • 4. Покращена гальмування. У разі різкої роботи переднього гальма, зменшується шанс перевернутися через кермо. Сила інерції, яка прагне привернути велосипед через кермо, частково компенсуються роботою амортизатора. Важливо! У длінноходной вилки при стисканні сильно змінюється кут нахилу рульової труби, тому ви можете з більшою ймовірністю перевернутися через кермо на крутому спуску і / або різко загальмувати переднє колесо.
  • 5. Комфорт їзди і зносостійкість. Передня підвіска (амортизатор) дозволяє знизити ударні навантаження на раму в місцях рульової колонки, Кермо та винос підсідельного штиря, підвищивши цим їх термін служби. Кисті рук велосепедіста, плечовий пояс і верхній відділ хребта, без амортизації страждають в першу чергу.

Варто відзначити, що на якості амортизації позначається співвідношення підресореною і непідресореної мас Варто відзначити, що на якості амортизації позначається співвідношення підресореною і непідресореної мас.

Підресорена маса - це маса вузлів, що спираються на амортизаційну підвіску. У разі велосипеда це разом узяті рама, сідло, кермо, байкер, корисний вантаж.

Безпружинна маса - маса вузлів велосипеда, що не спираються на підвіску. Це разом узяті колеса, рухливі труби вилки, важелі задньої підвіски. Чим менше безпружинна маса, тим краще амортизація.

Для визначення співвідношення, сядьте на велосипед і подивіться, які частини переміщаються, під вашим вагою. Кермо, рама, сідло, багажник, все додаткове навесноеоборудованіе і велосипедист будуть підресореними масами. А що залишилися в "непожвіжном стані" колеса, гальма, штани вилки, важелі задньої підвіски - безпружинні маси. Якщо у велосипеда немає ніякої підвіски, то амортизатором може послужити тільки на пневматична шини. При наїзді колеса на дорожню нерівність безпружинні частини отримують імпульс, пропорційний їх масі, який, навантажуючи підвіску, передається підресореним частинам. Це викликає "шкідливі удари" і вібрації. Повністю виключити неподрессорнную масу неможливо, тому максимально зменшують їх вага. Тест показує, що гонщик на велосипеді з двома підвісками (які зазвичай важче, ніж хардтейли) на складній трасі показує кращий результат і витрачають менше сил, ніж спортсмен на мотоциклі з одного підвіскою. А велосипед без підвіски (ригиден) вже кілька років не використовуються навіть в аматорському спорті.

Основні мінуси:

  • 1. Амортизаційна вилка помітно важче, жорсткою.
  • 2. При русі по гладкому шосе або підйомі в гору, витрачаються додаткові зусилля, так як велосипед розгойдується, на підвісці. і частина енергії, що передається від трансмісії колесам, розсіюється, динаміка погіршується. Особливо сильно це помітно на длінноходниє (понад 100 мм) вилок, які не мають стабільної платформи. На рівній дорозі і підйомі, амортизаційну вилку вигідніше зробити максимально жорсткою і короткою. Якщо глибина ходу вилки менше 80 мм, то втрати мало помітні.