Все о велосипедной раме

Каждый велосипед можно условно разделить на две составляющие: рама и навесное оборудование (колеса, вилка, педали, цепь, переключатели скоростей и т.д.).                         

Материал рамы велосипеда.

Это главный конструктивный элемент велосипеда. Менять детали можно сколько угодно, но смена рамы равносильна смене велосипеда. Геометрия рамы велосипеда, материалы, параметры сечения труб и качество сварки — всему этому необходимо уделять огромное внимание.

В настоящий момент для велосипедов изготавливаются: стальные рамы, рамы из хроммолибденовой стали, алюминиевые рамы, титановые, магниевые, карбоновые рамы и из спецсплавов.

Сталь — наиболее распространенный материал для рам велосипедов, применяется при изготовлении младших, более дешевых моделей. К плюсам можно отнести прочность, низкую стоимость и простоту изготовления. Основной минус — самый большой вес рамы велосипеда среди прочих материалов, применяющихся для изготовления, склонность к коррозии.

Хроммолибденовая сталь — следующий по уровню материал. Данный сплав стали, хрома и молибдена обладает всеми преимуществами стали и, вдобавок, имеет меньший вес. Это и есть основное отличие от стали.

Алюминий — легкий и прочный материал. Он имеет отличные от стали прочностные характеристики, позволяет изготавливать рамы с большим диаметром труб и толщиной стенок. Благодаря этому они имеют более агрессивный вид. Рамы для велосипедов из алюминия наиболее распространены при изготовлении горных велосипедов среднего и выше среднего классов. Алюминиевые сплавы, которые используются в велостроении, обозначаются четырехзначным номером (например, 6061 или 7005). Вопреки распространенному мнению, больший номер материала не означает лучшее качество -  это число определяет всего лишь состав сплава. Так, в состав сплава 6061 входит, кроме алюминия, еще и магний, кремний, и медь. А в состав сплава 7005 добавлен цинк. Важное свойство алюминиевых рам – высокая жесткость, из-за чего велосипед становится очень легко управляемым. Но при этом все неровности дороги передаются на руки и тело велосипедиста, поэтому велосипед с такой рамой часто оборудуется амортизаторами.

Титан — прочный и сверхдорогой материал, практически не подвержен коррозии. Титановые рамы, как и  стальные рамы, пружинят, гасят толчки и вибрацию, вызванную неровностями дороги, это плюс, но выигрыша в весе перед высококачественными алюминиевыми рамами они не имеют, сложны в производстве, соответственно, мало распространен.

Магний. Преимущество сплавов на основе магния – очень малый вес и высокая прочность. Такие рамы превосходно пружинят и гасят вибрацию не хуже, чем стальные, но пока еще остаются очень дорогими.  Другой недостаток магния – высокая химическая активность, поэтому магниевые рамы относительно быстро коррозируют.

Композиты — это относительно новый материал в велосипедостроении. Для изготовления композитных рам применяются нити карбона, фибергласа, кевлара и различные скрепляющие составы (смолы). Комбинации материалов, смол и методов их скрепления позволяют достигать любых заданных характеристик. Рамы из композитных материалов высокопрочные, сверхлёгкие, отлично гасят выбрацию, но очень хрупкие, плохо выдерживают падения и удары.

Спецсплавы — в последние годы появились стальные сплавы, обладающие уникальными характеристиками, превосходящими порой характеристики титана. Данные стали обычно содержат в своем составе редкоземельные элементы.

Нельзя однозначно выделить какой-то материал как лучший, но на сегодняшний день безусловным лидером среди всех материалов, применяющихся для изготовления рам, является алюминий. Алюминиевая рама велосипеда – оптимальный вариант по соотношению цена/качество.

Баттинг

Признаком качественной рамы является "баттинг". Баттинг- процесс изготовления труб, результатом которого является изделие с различной толщиной стенок. Данный процесс позволяет увеличить толщину стенок в местах с высокой нагрузкой (пример: стыки с рулевой колонкой, кареточными узлом) и уменьшить в других, где нагрузки минимальны. Благодаря этому удается значительно снизить вес рамы. Баттинг бывает одинарный — один конец трубы имеет увеличенную толщину, двойной — оба, и тройной, когда труба имеет три различных толщины. Именно баттинг позволил конструкторам современных алюминиевых, стальных (хромомолибден и спецсплавы) и титановых рам приблизится вплотную к весу в 1300 грамм.

Геометрия рамы велосипеда

Геометрия рамы велосипеда влияет на его поведение существенным образом. В основе требований геометрии рамы любого байка — эргономичная посадка педалирования, комфортное движение, управление и торможение.  Любой велосипед с велосипедистом на борту это тяжёлая и нестабильная конструкция, где вес и центр тяжести постоянно перемещаются. Всё в порядке, пока вы катаетесь по ровной асфальтной поверхности и ваш вес довольно равномерно распределён между двумя колёсами и всё это легко контролировать,  вне дорог правила меняются. Вместо равномерного распределения веса ситуация меняется косвенным образом — то 100% веса приходится на заднее колесо, а через миг 100% — уже на переднем. Как только меняется поверхность, опытный велосипедист перемещает вес для контроля над велосипедом и комфортного педалирования. 

Относительные понятия применимые к раме велосипеда

Стабильность - способность велосипеда держать "курс", сохранять прямолинейное направление. Большая стабильность велосипеда хороша для фрирайда, даунхила, или протяженных однообразных участков - а на техничных участках трассы более важный параметр – это маневренность велосипеда.

Маневреность - способность быстро менять "курс". Маневренный и стабильный велосипед - это идеальное сочетание.

Сцепление - сила сцепления заднего колеса с поверхностью. Зависит от правильности распределения веса. Загруженное заднее колесо – выше сцепление, хуже манёвренность.

Абсолютные понятия применимые к раме велосипеда

Размер рамы – высота или длина подседельной трубы велосипеда, расстояние от центра каретки до пересечения подседельной трубы с верхней трубой ( 3 варианта, в зависимости от производителя) измеряется в дюймах. От размера рамы пропорционально зависят размеры всех остальных составляющих рамы - как то длина верхней трубы, база и т.д.

Основополагающий фактор при выборе велосипеда.

При выборе размера рамы велосипеда следует учитывать предполагаемый стиль катания - при агрессивном вне дорожном стиле езды выбирать раму заниженную, при более спокойном и "дорожном" стиле - повыше. Так же выбор размера рамы зависит от индивидуальных пропорций человека (длинна ног, рук и т.д.).

Длина верхней трубы

- расстояние между центрами рулевой колонки и подседельного штыря, горизонтальная линия. Длинная верхняя труба дает большую стабильность и меньшую маневренность велосипеда. От длины трубы зависит посадка велосипедиста - более вертикальная - прогулочная или более горизонтальная - гоночная.

Колесная база

- расстояние между передней и задней осями колёс, горизонтальная линия. Увеличенная база дает большую стабильность и меньшую маневренность велосипеда. 

Длина задних перьев

- расстояние между кареткой и осью задней втулки, горизонтальная линия. Более короткие задние перья рамы обеспечивают большее сцепление заднего колеса с поверхностью почвы и большую маневренность велосипеда. Обычно длина задних перьев минимальна - насколько это возможно (позволяет диаметр колеса).

Подседельный угол

– угол между подседельной трубой и линией, параллельной земле. При малых углах (большой наклон трубы назад) вес велосипедиста смещается назад - обеспечивая лучшее сцепление, при более вертикальных углах - вес гонщика перемещается вперёд, обеспечивает лучшую посадку для силового педалирования.

Высота каретки (или зазор)

- расстояние между кареткой велосипеда и поверхностью почвы (дорожный просвет). Увеличение зазора - уменьшает стабильность велосипеда, но при этом увеличивается проходимость и наоборот. У шоссейных велосипедов каретка находится ниже чем у горных.

Длина выноса

- расстояние от центра рулевой колонки до руля, горизонтальная линия. Длина выноса оказывает существенное влияние на маневренность велосипеда и посадку велосипедиста.

Рулевой угол

- угол между рулевой колонкой и линией, параллельной земле. Большой угол близкий к вертикали обеспечивает лучшую маневренность велосипеда. Также зависит от хода вилки.

Зазор вилки

- расстояние между центром втулки переднего колеса и воображаемой линии, проведенной через рулевую колонку, горизонтальная линия. Это характеристика вилки, а не рамы, но в комбинации с рулевым углом и длиной выноса, влияет на маневренность велосипеда. Меньший зазор - обеспечивает лучшую маневренность.

Уход вилки

- расстояние между точкой соприкосновения переднего колеса до точки соприкосновения с землёй воображаемой линии, проведённой через рулевую колонку. Меньший уход - обеспечивает лучшую маневренность. Зависит от сжатия передней и хода вилки.