Как выбрать шатуны для велосипеда
Подбор велосипедных шатунов по размеру рамы, длине ног или стилю езды с помощью формул и таблиц
Опытные велосипедисты знают, какое значение имеет правильно подобранная длина шатуна. Этот небольшой элемент может играть ключевую роль в системе взаимодействия человека и байка. Разница в 5 или даже 2,5 мм может стать ощутимой и повлиять не только на скорость и комфорт езды, но и на здоровье спортсмена. Из этой статьи вы узнаете, почему так важно подобрать деталь правильной длины и какие факторы нужно учитывать, делая свой выбор.
На что влияет
Шатун — это часть велосипедной трансмиссии, которая обеспечивает преобразование движений, совершаемых спортсменом в процессе кручения педалей, во вращение заднего колеса. Эта деталь составляет единый узел с рамой, звёздочками и кареткой велосипеда. У недорогих моделей шатун и основная звезда составляют монолитную конструкцию, для вариантов с более высокой ценой предусмотрена возможность приобрести эту деталь отдельно.
Длина шатунов бывает в диапазоне от 145 до 180 мм, шаг составляет 5 (реже 2,5) мм. Детали длиной от 165 мм предназначены для взрослых велосипедов, более короткие – для детских. Этот ппараметр определяется как расстояние между центральными точками осей каретки и педали.
Как правило, производители по умолчанию устанавливают на велосипеды шатуны размером 170–175 мм.
Размер детали можно найти на её внутренней стороне.
От длины шатуна зависят:
Как выбрать размер
При выборе длины шатунов следует принимать во внимание следующие факторы:
Основные методы расчёта
По длине ног с помощью формулы
Наиболее популярный способ расчёта. В соответствии с ним нужно определить расстояние от паха до нижней точки стопы в миллиметрах. Измерение осуществляется босиком и в вертикальном положении. Затем полученную величину умножают на 0,216. Итоговая цифра составит необходимую длину шатуна.
Есть ещё одна формула, по которой длина указанной детали должна составлять 18,5% от расстояния между вершиной берцовой кости (коленным суставом) и землёй.
По длине ног с помощью таблицы
Зарубежные специалисты разработали таблицу, где в правой колонке указан диапазон длины ног, а в левой – требуемый размер шатуна.
По размеру рамы
В основном этот метод подходит для классических шоссейных байков. Руководствуясь данным способом, необходимо измерить длину верхней трубы рамы и соотнести её с длиной шатуна, которая указана в правом столбце соответствующей таблицы.
На что стоит обратить внимание
Каденс
Каденс, или каденция – единица измерения, характеризующая количество оборотов педалей, которые спортсмен совершает за одну минуту (об/мин).
Каденс напрямую зависит от длины шатуна. Используя короткий рычаг, проще поддерживать высокую скорость. В этой связи каденс увеличивается пропорционально уменьшению длины рычага: при использовании коротких шатунов показатель возрастает, длинных – уменьшается. Таким образом, чем большую скорость нужно развить, тем меньший размер детали необходимо использовать.
От каденса, помимо скорости движения, зависят также нагрузка на мышцы и сердечно-сосудистую систему, а также здоровье коленных суставов. Поэтому необходимо правильно подобрать длину шатуна, чтобы каденс был для вас оптимальным.
Тип велосипеда и стиль езды
Основное правило таково: длинные шатуны используются при езде на горном велосипеде, более короткие – на шоссейном. Объясняется это следующими причинами.
При езде по шоссе основное значение приобретает частота вращения педалей (уже упомянутый каденс). Увеличение частоты педалирования повышает крутящий момент и помогает не допускать образования «мёртвых точек» при обороте педали. Поэтому короткие рычаги предпочитают спортсмены, которые занимаются трековыми гонками. Кроме того, такие шатуны меньше «цепляют» грунт на виражах, что также способствует увеличению скоростных параметров байка.
В горном велоспорте необходим иной – «силовой» стиль катания. Большого количества оборотов здесь не требуется; на первый план выходит усилие, которое необходимо приложить в процессе езды (например, чтобы подняться в гору). Как следствие, в этой разновидности велоспорта применяются длинные шатуны: чем большую длину имеет рычаг, тем меньше усилий требуется, чтобы провернуть педали. Поэтому для BMX-велосипедов (т. е. используемых в мотокроссе), а также кросс-кантри и прочих горных велосипедов размер этой детали должен быть больше, чем для шоссейных.
В то же время в DH (скоростном спуске) предпочтительнее шатуны меньшего размера, которые не будут задевать за неровности рельефа.
При езде по городу чересчур длинные шатуны могут быть неудобны, так как с высокой долей вероятности будут цепляться за малейшие препятствия. Это вызовет серьёзное неудобство при преодолении, например, рельсов или бордюров.
Q-фактор
Спортсменам стоит уделить внимание выбору Q-фактора, т. е. расстояния между плоскостями вращения головок шатунов. Максимальная эффективность езды возможна в том случае, если усилие прилагается перпендикулярно к поверхности. Если Q-фактор подобран верно, педалирование осуществляется строго вертикально, поскольку нога спортсмена находится в плоскости, параллельной плоскости шатуна. Профессионалы подбирают этот параметр исходя из индивидуальных анатомических особенностей и типа велосипеда. Как правило, увеличенный Q-фактор предусмотрен в конструкции горных байков.
Важно! Неверно подобранный Q-фактор не только уменьшает КПД при езде, но и причиняет вред коленным суставам велосипедиста.
Таким образом, каждый велосипедист должен самостоятельно определять подходящую ему длину шатунов, учитывая свои анатомические особенности, стиль катания и другие параметры. Обычно для моделей, используемых велосипедистами-любителями для езды по городу и шоссе, подходят детали того размера, который изготовитель предусмотрел в заводской комплектации байка.
Какие бывают шатуны для велосипеда и как они крепятся
10 минут Автор: Михаил Скворцов 2550
Шатун в велосипеде является неотъемлемой частью механизма, с мощью которого преобразовывается возвратно-поступательное движение во вращение заднего колеса. Отдельно шатун работать не может, он должен быть сроднен со звездочками, кареткой и рамой велосипеда. Чаще всего одна ведущая звезда или кассета звездочек неразделимо соединена с правым рычагом. Так делается у недорогих двухколесников. Может быть и по-другому. На дорогих велосипедах передние звездочки можно открутить от системы шатунов для замены, когда их зубья становятся слишком изношенными.
У большинства велосипедистов нет возможности на своем транспорте заменить только источенные до предела звездочки, приходится снимать все сразу. Затем нужно покупать шатуны на велосипед вместе с передними звездами. Хотя сами шатуны теряют работоспособность редко, только в случае аварии изгибаются, переламываются, разнашиваются посадочные места на них.
Покупая рычаги педалей, следует знать, что существует несколько непохожих типов кареток, у которых различные способы крепежа к концам вала. В этом нет ничего сложного — просто нужно взять с собой образец. Также, при необходимости, в продаже несложно найти кареточный узел в сборе с шатунами.
Материал шатунов
Рычаги педалей могут изготавливать из разных материалов:
На какие только ухищрения не идут производители шатунов, чтобы снизить вес: изготавливают их сложной замысловатой формы, делают канавку снаружи, оставляют пустоту внутри. Более легкие шатуны, кроме того что снижают общий вес велосипеда, так ещё легче раскручиваются. Чем меньшую массу нужно раскрутить, тем быстрее можно ускориться.
Хотя шатуны и являются одними из самых нагруженных деталей велосипеда, их можно сделать пустотелыми. Как в случае с рамой велосипеда, точно так же полый рычаг педали сохраняет свою прочность и жесткость при намного меньшем весе. Наличие пустоты внутри детали значительно на показатели прочности не влияет.
Стальные шатуны могут быть цельными и трубчатыми. Для отечественных велосипедов и шоссейных их делают цельными. Очень часто на горные велосипеды и спорт байки BMX ставят облегченные полые рычаги педалей.
Все прочные, у которых низка вероятность поломки, алюминиевые детали изготавливают горячей или холодной ковкой. Велосипедные шатуны прессуют по металлической вставке, а затем её удаляют, после чего получается готовая деталь с фигурной канавкой. Полые рычаги из алюминия делают только методом холодной ковки Hollowtech, впервые внедрённым фирмой Shimano. Такие изделия применяются вместе с полым валом каретки, закреплённые на его 8-ми шлицевых торцах увеличенного диаметра.
Для редких спортивных велосипедов изготавливают шатуны из титана или карбона. Карбоновые изделия могут быть как однородными, так и с алюминиевой или титановой основой внутри. Ясное дело, что чем сложнее технология изготовления, тем дороже готовое изделие.
Размеры шатунов
В зависимости от ростовки рам, шатуны выпускают разной длины. Высоким велосипедистам удобнее крутить длинные рычаги педалей, людям меньшего роста они требуются более короткими. Слишком длинные рычаги на низкорослой раме могут привести к неудобству при езде по бездорожью, даже в городе ими можно ударить по рельсу на переезде или бордюру.
Короткие рычаги трудно раскрутить, но зато потом ими легче поддерживать высокую скорость. Это можно объяснить таким показателем, как каденция — количество оборотов педалей за единицу времени. Каденция возрастает, если приходится крутить педали с короткими рычагами, а в случае с длинными всё происходит с точностью наоборот.
Длина шатунов может варьироваться в пределах от 150 до 185 мм. Для взрослого велосипеда нужно выбирать рычаги в пределах от 165 до 185 мм. На детском и подростковом байке удобны будут шатуны длиной от 150 до 177,5 мм.
Окончательно точку при выборе по длине ставит каждый велосипедист сам, учитывая свои предпочтения в стиле катания. Укороченные шатуны предпочитают трековые гонщики. На горных велосипедах предпочтительна сниженная каденция для дополнительного подхвата при спуске. В частности, фанаты даунхилла ставят рычаги как можно большей длины.
Способы крепления на валу каретки
1. Клиновидный штифт — многим знакомая деталь у старых велосипедов, сейчас встречается разве что на детских двухколёсниках.
2. Квадратный торец вала — это традиционный способ крепления, при котором оба шатуна фиксируются на скошенных незаметным клином плоскостях квадратного сечения. Подтяжка на клине происходит при помощи винта или гайки, которые вкручиваются в концы вала. Места соединения всегда закрываются пластмассовым пыльником.
3. Шестигранный торец вала — также делается со скосом для заклинивания надеваемого шатуна.
4. Шлицевое соединение — это стандарт OctaLink: вал каретки сделан со сквозным отверстием по оси, но имеет увеличенный диаметр; торцы вала круглой формы с восьмью выступами; шатуны притягиваются большим полым болтом под шестигранник на 10; снаружи соединение закрывается пыльником. Традиционный съёмник для разборки этого соединения применить не получится, ведь ему не во что будет упереться.
Q – фактор
На велосипеде для повышения эффективности педалирования нужно учитывать расстояние между плоскостями, в которых вращаются концы шатунов, то есть Q-фактор. Проверено на стенде, что при правильно выбранном Q-факторе человек развивает на 4% больше мощности, чем при поставленных с наклоном ногах.
Так устроено природой, что коленные суставы человека не могут нести длительные нагрузки, если ноги не находятся близко друг к другу. Наибольшее давление ногой можно сделать, когда вектор прикладываемой силы находится точно под углом 90 градусов к поверхности.
С появлением внедорожных велосипедов, чтобы вставить широкую покрышку, пришлось раздвигать перья заднего треугольника рамы. С уменьшением свободного зазора понадобилось сделать шатун для педали изогнутым, иначе он бы бил по раме. Поэтому на всех горных велосипедах Q-фактор завышен.
От природы или по другим причинам ноги у людей разные: искривленные в коленях или прямые, суженные у таза или выгнутые в стороны. Например, у женщин кости таза от рождения шире, чем у мужчин. Учесть анатомическую неповторимость каждого при массовом производстве велосипедов невозможно, а для профессиональных спортсменов подобрать индивидуально Q-фактор вполне реально.
Типы шатунов
1. Односоставные — монолитная конструкция, объединяющая вал и два шатуна. По сути это согнутый в разные стороны под прямыми углами толстый металлический пруток. Такая система шатунов применялась на первых велосипедах. В настоящее время её можно увидеть на BMX и детских велосипедах.
2. Двухсоставные — это не только объединенные цельно правый шатун и ведущие звёздочки, а также намертво приваренный к ним вал каретки. В этом случае лишь левый рычаг является отдельной деталью, которая фиксируется на свободном конце вала.
До недавнего времени такой способ сборки шатунов в велосипеде считался устаревшим, пока в 2004 году на заводах Shimano не возродили двухсоставную конструкцию, усовершенствовав её картриджной кареткой с подшипниками большого диаметра. Другие производители деталей для велосипедов поддержали идею возрождения системы двухсоставных шатунов.
3. Трёхсоставные — самая популярная конструкция на сегодняшний день, у которой возможно заменить ведущие звездочки отдельно от правого рычага. Разбирается в ней всё: шатуны для педалей и сами топталки, отдельно вал каретки и передние звёздочки по одной.
Нестандартные конструкции
1. Роторная система RS4X
Стандартно шатуны на велосипеде закрепляются по одной прямой линии. При этом нога велогонщика оказывается чрезмерно согнутой в колене у верхней мертвой точки. Неудивительно, что коленные суставы периодически испытывают стресс.
Кроме того, подмечено, что при вращении педалей случается такая ситуация, при которой велосипедист не может передать целиком свою силу к заднему колесу. Мертвая зона наблюдается, когда шатуны оказываются в горизонтальном положении к земле. Естественно, из-за этого снижается коэффициент полезного действия.
В роторной системе RS4X радикально решаются перечисленные проблемы. При смещении от прямой занижается верхняя мертвая точка и исключается провал момента силы в течение всего цикла вращения педалей, что обеспечивает увеличение коэффициента полезного действия.
Практика показывает, что новая схема установки обеспечивает фактический прирост мощности в 16% на трековом велосипеде. Из-за отсутствия резкого перепада нагрузки уменьшается риск возникновения боли в коленном суставе, а также растяжения сухожилий.
2. Шатуны для велосипеда с эллиптическими звездами
Эксперимент со звездочками нестандартной формы начался ещё в конце XIX века. Уже тогда знали о существовании проблемной мертвой зоны.
Впервые массовый выпуск овальных звезд под брендом Biopace открыла компания Shimano в 1983 году. Тогда в мире велоспорта было много споров о необходимости нововведения, но со временем они отпали, поскольку профессиональным велосипедистам новинка не понравилась. Термин Biopace прижился, и так называют случаи неравномерного вращения педалей. В настоящее время выпускается два экземпляра овальных звезд Osymetric и Q-rings специально для гоночных велосипедов.
Овальные звезды позволяют легче преодолевать провал в горизонтальном положении педалей. Передаточное отношение в этой точке повышается, чтобы соответствовать сниженному усилию на педали. Как результат, крутятся педали более плавно. Однако чудес не бывает, и при подъеме в горку придется попотеть, ведь из ничего ничто не получается.
О том, как снимать шатуны с велосипеда, — в полезном видеоролике:
Шатуны на велосипед: конструкция, типы, способы крепления
В велосипеде передача возвратно-поступательного движения совершается за счет шатуна. При этом он отдельно работать не может, сочетается со звездочкой, кареткой и велосипедной рамой. Конструктивные особенности шатуна во многом зависят от стоимости велосипеда и многих других моментов.
Из чего состоит шатун велосипеда?
На первый взгляд шатун велосипеда представлен простой конструкцией, предназначение которой заключается в передаче усилия на заднее колесо.
Конструктивными особенностями можно назвать следующее:
Материал шатунов
При изготовлении шатунов могут применяться самые различные материалы.
Наиболее распространенными назовем:
При выборе изделия стоит учитывать, что производители идут на самые различные ухищрения для снижения стоимости шатунов. Примером можно назвать создание полых изделий или с различными канавками. За счет этого существенно снижается вес конструкции.
Стальные шатуны на сегодняшний день изготавливаются трубчатыми или цельными. На ответственных велосипедах устанавливается цельный вариант исполнения, характеризующийся повышенной прочностью.
Размеры
Могут устанавливаться шатуны различной формы и размеров в зависимости от условий передвижения.
Сред особенностей этого момента отметим следующее:
Типы шатунов
Встречаются самые различные системы шатунов, которые устанавливаются на велосипедах.
Наибольшее распространение получили:
Способы крепления на валу каретки
Применяется достаточно большое количество различных способов крепления на валу каретки.
Наибольшее распространение получили:
Как заменить шатун?
Провести замену рассматриваемого элемента можно самостоятельно.
Инструкция выглядит следующим образом:
Как выбрать шатун для роторной системы?
При выборе учитываются самые различные моменты.
Примером можно назвать следующее:
Выбор шатуна на основе Q-фактор
Есть некоторые правила, которые следует учитывать при выборе Q-фактора. За счет этого можно увеличить передаваемое усилие на 4%.
Среди особенностей отметим:
Увеличенный Q-фактор свойственен горным велосипедам. Это связано с тем, что он предназначен для движения по пересеченной местности.
Выбор подходящих шатунов для велосипеда
Велосипедист рано или поздно сталкивается с вопросом замены шатуна. Этот вопрос актуален в случае, если деталь поломалась, повредилась либо если требуется замена звёздочек в неразборных конструкциях. Замена шатуна требует от владельца велосипеда базового понимания вопроса. На какие свойства и характеристики нужно обратить особое внимание при покупке детали и как выбрать шатуны для велосипеда?
Устройство системы крепления
Шатун — это неотъемлемая часть трансмиссии байка, обеспечивает преобразование возвратно-поступательных движений во вращение заднего колеса. С этой деталью соединены звездочки, каретка и рама велосипеда, в отдельности элемент не функционирует. Как правило, у бюджетных велосипедов основная звезда соединяется с правым шатуном в неразборную конструкцию. Более дорогие модели дают возможность отсоединить передние звёздочки от системы в случае необходимости.
Если звёздочки источились и есть необходимость в их замене — вероятнее всего, придётся снимать всю систему, т. к. в большинстве случаев нет возможности устранить проблему точечно. С передними звёздами нужно приобрести соответствующие шатуны, хотя сами они довольно износостойкие. Повредить их можно только в случае аварии. Деталь может изогнуться, переломаться, посадочные места — разноситься.
При покупке этой детали нужно помнить о разновидностях кареток, имеющих разные способы крепежей к валу, поэтому возьмите с собой в магазин образец. Возможно, вы найдёте конструкцию кареточного узла с шатунами в сборке.
Какие материалы используются для шатунов
В зависимости от заявленных требований байку, производители делают шатуны алюминиевыми, стальными, титановыми или карбоновыми. Для достижения поставленных целей производители также совершенствуют и форму этих деталей. Так, снизить вес позволяет сложная форма полой внутри детали, с канавкой снаружи. Кроме того, что облегчённый элемент конструкции делает легче сам велосипед, он позволяет легче раскрутить и достигнуть более быстрого ускорения. При этом пустотелые детали прочные и жёсткие.
Так, шатуны из стали бывают как цельные, так и полые. Цельные детали используют для шоссейников, а вот трубчатые чаще предназначены для горных велосипедов и спортбайков ВМХ для облегчения моделей.
Велосипедная система из алюминия
Детали из алюминия производятся с помощью горячей или холодной ковки. Это усиливает прочные свойства материала и сводит к минимуму поломку. Шатуны из алюминия могут делать полыми для уменьшения веса.
Титан и карбон в изготовлении шатунов встречается реже, обычно для спортивных байков. Это может быть однородная карбоновая деталь либо с алюминиевыми или титановыми вставками. Сложность технологии сказывается на стоимости байка в сторону увеличения.
Размер имеет значение
При выборе размера шатуна важно учитывать стиль катания, рост велосипедиста и ваши личные предпочтения. Разница даже в 5 мм на каждой детали довольно ощутима.
Левый шатун велосипеда
Длина шатуна велосипеда измеряется от центра оси каретки до центра оси педали и может быть 145–180 мм, с шагом 5 и иногда 2,5 мм. Понятно, что чем выше велосипедист, тем длиннее нужны детали. Но нужно также учитывать размер рамы и стиль езды. Если у вас низкая рама и слишком длинные рычаги, то при малейшей неровности (бордюры, рельсы) вы будете за них цепляться, что приведёт к неудобству.
Ключевой параметр, на который напрямую влияет размер шатуна велосипеда, — каденция. Каденция — это единица измерения скорости оборотов, сколько оборотов может сделать байкер за определённое время. Высокой каденции можно достичь при коротких рычагах, соответственно, длинные рычаги сокращают количество оборотов. Поэтому для гонок лучший выбор — короткие шатуны. И наоборот, для горных велосипедов — длинные.
Выбор размера — личные предпочтения каждого велосипедиста, учитывая стиль езды, рост и поставленные перед байком цели.
Каким способом крепятся шатуны
Разберёмся, какими способами крепят рычаги к оси каретки.
Правильный выбор Q-фактора
Важно уделить внимание правильному выбору Q-фактора. Это поможет велосипедисту повысить эффективность прилагаемых усилий до 4%. Это параметр расстояния между плоскостями, в которых осуществляется вращение головки шатунов. Максимальное давление ногой человек может осуществить, если направление прилагаемых усилий находится под углом 90 градусов к поверхности. Если расположение ног велосипедиста близко друг к другу, то коленным суставам тяжело перенести длительные нагрузки. Естественно, строение ног у людей разное. При потоковом производстве байков особенности строения конкретного человека учесть невозможно. Но спортсмены, использующие байки профессионально, вполне могут подобрать Q-фактор с учётом индивидуальных особенностей. Следует отметить, что увеличенный Q-фактор обычно предусмотрен в моделях горных велосипедов.
Разбираем типы шатунов
Нестандартная роторная система RS4X
Рассмотрим новейшую конструкцию — роторную систему шатунов для велосипеда RS4X. Принципиальное отличие от стандартных рычагов — расположение со смещением угла на несколько градусов (стандартное закрепление — по одной прямой линии). При стандартном закреплении нога велосипедиста сильно сгибается в колене в верхней точке и это негативно сказывается на коленных суставах, не позволяет велосипедисту применить свою силу в полном объёме.
Роторная система позволяет увеличить КПД за счёт занижения верхней мёртвой точки и исключения провала момента силы. Согласно исследованиям, мощность возрастает на 16%. Эта велосипедная система шатунов довольно дорогая (стоимость около 400 евро), но хороша тем, что облегчает нагрузку на коленные суставы байкера и на сухожилия.
Учитывая особенности шатунов разных систем, размер, материал, вы сможете подобрать для вашего велосипеда наиболее подходящий вариант и покупка оправдает все ваши ожидания.
Многие спорят о том, какая рама велосипеда лучше — стальная или алюминиевая. Для того чтобы понимать, какая рама удовлетворит потребности велосипедиста — разберёмся подробно, какой материал будет соответствовать заявленным требованиям.
Как определиться с выбором мотор-колеса для электровелосипеда. На какие факторы обратить внимание при выборе. Преимущества и недостатки разновидностей двигателей мотор-колеса.
Какие ставить на велосипед тормоза: дисковые или ободные — частый вопрос, который волнует многих велосипедистов. Чтобы разобраться с ним, необходимо изучить положительные и отрицательные стороны каждого вида тормозной системы.