Объяснение переключателей: эволюция переключения передач на велосипеде
Несмотря на то, что многие заядлые фанаты живут на односкоростных велосипедах, для большинства велосипедистов шестерни — это сладкий эликсир, который делает езду увлекательной.
Легко принять как должное легкость, с которой водители могут переключать передачи на велосипедах в наши дни. Переключатели — это механизмы, которые позволяют переключать передачи на велосипедах. Они перемещают цепь от звездочки к звездочке сзади или между звездочками спереди и регулируют требуемый провис цепи.
Переключатель SRAM Red eTap AXS является одним из новейших и самых высокотехнологичных вариантов на рынке, который предлагает беспроводное переключение; (фото/SRAM)Точно так же легко не заметить или не оценить широкий диапазон передаточных чисел современных трансмиссий. Это делает поездки, которые были почти невозможны для гонщиков даже пару десятилетий назад, доступны практически каждому.
С момента появления первого велосипеда изобретатели и производители постепенно модифицировали и дорабатывали конструкции, чтобы усовершенствовать переключатель передач и более крупные трансмиссии велосипедов.
Некоторые утверждают, что индустрия сейчас находится на пике производительности и возможностей благодаря переключателям передач и трансмиссиям. Другие, однако, видят на горизонте дивный новый мир.
Ранние велосипеды: переключатель не требуется
Возможно, будет преувеличением сказать, что первые велосипеды были смертельными ловушками; они были немного опасны. Самые ранние велосипеды начала 1800-х годов не имели трансмиссии или даже педалей.
Перенесемся в конец 1800-х годов, и самые распространенные велосипеды поставлялись с гигантским передним колесом, которое поднимало гонщиков достаточно далеко от земли, чтобы в случае падения можно было сломать множество костей. Эти велосипеды, известные как «пенни-фартинги», приводились в движение педалями, но педали были закреплены на переднем колесе. Им не нужна была цепь или трансмиссия.
(Фото/Изображение через Shutterstock)Опасности, отмеченные в случае с пенни-фартингом и другими подобными велосипедами с большими колесами того времени, привели к изобретению «безопасного велосипеда». Эти велосипеды позволяли гонщикам уверенно садиться на них. Если они упадут, по крайней мере, они не будут смотреть на 10-футовый или более зазор между их головами и землей.
Безопасный велосипед включал в себя колеса одинакового размера и односкоростную трансмиссию, которая легла в основу современной велосипедной механики.
Начало передач на велосипеде
Как только гонщики полностью крутили педали на своих велосипедах (а не бежали, сидя на них, как дети на качающихся велосипедах), потребность в большем количестве передач быстро стала очевидной. Ранние попытки включали колеса с шестернями разного размера с обеих сторон. Колеса можно было перевернуть, чтобы дать гонщикам больше или меньше мощности.
Точно так же втулки давали гонщикам несколько вариантов передач, которые были встроены в корпус. Однако работать над обоими этими вариантами было сложно, особенно на лету. Они также предлагали только пару передач, поэтому преимущества, возможно, не стоили всего дополнительного времени на переключение.
Ступичные шестерни были ранним вариантом, который давал гонщикам возможность переключать передачи; (фото/Шимано)По данным Спорт Фитнес, основа современного переключателя была заложена в патенте Жана Лубейра. Француз запатентовал двухскоростную систему, известную как «La Polyceler» в 1895 году.
Схему конструкции можно посмотреть на desraeligear.co.uk. Лопасть толкает цепь в боковом направлении через две скорости на заднем колесе, в то время как пружинный «расширитель» управляет требуемым провисанием цепи.
Переключатели идут в гонках
Несмотря на эти и многие другие варианты, появившиеся благодаря Туллио Кампаньоло и другим, переключатели не взорвались на гоночной арене до 1937 года, когда Тур де Франс впервые позволил использовать переключатели.
После этого многие производители начали возиться с различными системами, которые позволяли гонщикам переключать передачи во время езды. В одном из вариантов водители тянулись к заднему колесу, чтобы вручную переключать передачи с помощью системы, приводимой в действие стержнем, которая перемещала цепь. Это действие было чрезвычайно опасным, так как неверное движение могло привести к потере пальцев и ужасным авариям.
В 1938 году Simplex выпустила первый переключатель передач с тросовым приводом, который позволял устанавливать рычаги переключения передач на нижней трубе. Всадникам по-прежнему приходилось тянуться вниз, чтобы переключиться, но это касалось болтающихся пальцев возле вращающихся спиц.
Это переключение осуществлялось на ощупь, то есть водитель вручную помещал рычаг переключения передач туда, где, по их мнению, была включена правильная передача. В 1940-х годах в игру вступил стиль переключателей «двойной параллелограмм», который используется до сих пор.
(Фото/Шимано)В 1984 году Shimano представила индексную систему Shimano (SIS). Как следует из названия, рычаг переключения передач щелкал в нужное положение, когда цепь была правильно расположена на выбранной задней звездочке – больше не нужно искать идеальное положение рычага.
Shimano вызвала еще одно сейсмическое изменение, когда в конце 80-х интегрировала храповые рычаги переключения передач в тормозные рычаги горных велосипедов. Эта полная интеграция Shimano (STI) впервые позволила гонщикам держать руки на рукоятках при переключении передач. В 1990 году бренд применил ту же логику STI к тормозным рычагам шоссейных велосипедов.
Современные переключатели
С тех пор, как переключение передач перешло на руль, а производители по всему миру набрали в своих группах переключатели, которые мы видим сегодня, компании совершенствовали базовую конструкцию этих систем, чтобы максимизировать эффективность.
Современные трансмиссии, такие как SRAM XX1 Eagle, предлагают широкие передаточные числа и беспроводное переключение; (фото/SRAM)В велосипедных дисциплинах переключатели теперь имеют огромные диапазоны, которые затмевают предыдущие предложения. Например, групсет Eagle от SRAM оснащен 12-скоростной кассетой с диапазоном от 10 до 52 тонн. Подобные широкие передаточные числа встречаются и на шоссейных, и на гравийных велосипедах.
Чтобы переключатели плавно скользили от передачи к передаче, компании начали интегрировать такие функции, как наклонные зубья на звездочках кассеты, чтобы цепи легче вставали на место. Они также работали над тем, чтобы сдвинуть шестерни ближе друг к другу, чтобы включить больше шестерен.
Диапазон передач также требовал управления более длинными цепями и большим провисанием цепи. Задние переключатели должны были иметь конструкции, которые могли «обернуть» гораздо большую цепь, чем предыдущие наборы задних шестерен с близким передаточным числом.
Но даже этого было недостаточно. До последних нескольких лет наиболее распространенные системы переключателей от SRAM, Shimano, Campagnolo и других полагались на тросы для перемещения переключателей вверх и вниз по кассете.
Электронное переключение
Электронное переключение передач находилось в разработке в течение длительного времени, прежде чем набрать обороты в последние несколько лет, но это было скорее уловкой, чем жизнеспособным инструментом.
Трансмиссия Shimano Dura-Ace Di2 — еще один пример первоклассной трансмиссии с беспроводным переключением; (фото/Шимано)С тех пор это изменилось. Все основные производители трансмиссии теперь предлагают популярные беспроводные или частично беспроводные варианты, которые позволяют отказаться от кабелей в пользу удаленного беспроводного интерфейса. Это снижает вес и обеспечивает быстрое и надежное переключение, не подверженное растяжению троса. Растяжение троса требует регулировки переключателя и может привести к пропуску переключения.
Наиболее распространенными среди них являются системы SRAM AXS и Shimano Di2.
Слабые стороны переключателя и перспективы на будущее
Хотя переключатели стали одним из самых совершенных и эффективных элементов велосипедного оборудования, они, безусловно, не лишены недостатков.
Переключатели прикрепляются к раме велосипеда в нижней части задней части велосипеда. Они находятся в лучшем положении, чтобы выдержать удары обломков тропы или основную тяжесть повреждений при падении. Большинство из них крепятся через подвески переключателя, предназначенные для отрыва при сильном ударе, чтобы защитить сам переключатель. Тем не менее, этого часто недостаточно, чтобы предотвратить значительный ущерб.
Другие проблемы включают ограничения, налагаемые современными конструкциями велосипедных рам и колес. Давние архитектуры ограничивают количество процессоров, которые могут вместить кассеты.
Pinion предлагает трансмиссию с коробкой передач, которая заменяет переключатель на встроенную систему передач; (фото/Шестерня)У некоторых производителей есть возился с внутренними трансмиссиями коробки передач которые полностью исключают переключатель из уравнения. Вместо того, чтобы работать на незащищенном устройстве, которое может оторваться и попасть в колесо, эти системы встроены в велосипедные рамы или коробки, которые защищают их от следов и непогоды. Эти функции делают потребность в обслуживании редкой, обеспечивая надежное переключение передач в самых разных условиях или даже под нагрузкой.
В то время как коробки передач существуют, переключатель по-прежнему является основным компонентом переключения передач на всех велосипедах, от самого низкого конца спектра до профессиональных установок WorldTour.
