Втулки велосипедні треба знати. Велосипедні колеса: Втулки. Як правильно перемикати передачі під час руху на велосипеді

Сучасні втулки розрізняються за багатьма параметрами: призначенням, матеріалами з яких виготовлені, "начинкою". Втулки, призначені для гірських, гібридних та туристичних, шосейних або міських велосипедів, відрізняються за такими показниками, як вага, міцність, якість захисту від зовнішніх впливів. Втулки передніх та задніх коліс також суттєво різняться.

По-перше, навантаження на переднє колесо набагато менше, ніж на заднє, а значить, деталі можна робити мініатюрніше і легше.

По-друге, на задню втулку покладено ряд додаткових функцій, таких як передача моменту, що крутить, від педалей до колеса і багатьох інших: задні втулки велосипедів майже завжди включають механізми вільного ходу, нерідко гальмівні механізми і, іноді, механізми внутрішнього перемикання передач. Втулки із внутрішнім перемиканням передач (internal gear hubs), так звані планетарні втулки, мають стільки відмінностей від традиційних, що будуть розглянуті пізніше в окремій статті.

Втулка є одним із найдорожчих вузлів велосипеда. Від їх якості багато в чому залежить скільки ви витрачатимете сил, на те щоб подолати деяку відстань.
Серед компанії, які випускають втулки для велосипедів, можна виділити Shimano, DT Swiss, American Classic, Tune, Hope, Nuke Prof, Chris King. Найбільшого поширення набули втулки Shimano. Вони мають широкий модельний ряд і ціни у дуже великому діапазоні – від дешевих до дорогих.

Втулки розрізняються за наявності додаткових пристроїв, міцності, типу захисту від зовнішніх впливів, ваги та ціни. Втулки «простого» типу, які встановлюються на гірських і шосейних велосипедах, мають схожу будову, але існують інші втулки, з вбудованим гальмами (барабанними) і втулки з внутрішнім перемиканням передач (планетарні), які відрізняються кардинально і мають складну систему.

Особливості конструкції

Загальний вигляд більшості втулок приблизно однаковий. Найпростіша конструкція має втулки переднього колеса звичайного велосипеда. Це циліндричний корпус, по торцях якого розташовуються фланці з отворами для кріплення спиць. Усередині корпусу знаходяться вісь та підшипникові вузли, закриті тими чи іншими за конструкцією пильниками.

Втулка передня Shimano Alivio MC12

Втулка передня дискова Shimano Alivio M475

Втулка M475 - найпопулярніша і одна з найдешевших втулок для дискових гальм - надійна, але важкувата. Випускається у конструкції на 32 та 36 спиць.

Пристрій задньої втулки велосипеда складніший, тому що має передбачати не тільки можливе кріплення ротора для гальма, але також кріплення для системи зірок (касета/тріскачка) – храповий механізм.
Залежно від того, як кріпиться храповий механізм втулки, різняться на два види. Дешеві та застарілі різьбові втулки, де блок зірок разом з храповим механізмом – тріскачка, накручується на втулку. І сучасні – барабанні (Freehub, FH), які мають храповий механізм на самій втулці та набір зірок – касета, одягається окремо.

Загальний вигляд Deore LX представлений нижче.

Позначення на схемі:

• 1 - ексцентрик
• 2 - складання деталей на осі втулки
• 3, 15 - контргайки
• 4, 5, 7, 13, 14 - шайби
• 8, 12 - кільця ущільнювача
• 9, 11 – конуса підшипників
• 10 - вісь
• 16 - пильовик
• 17 - порожнистий болт кріплення барабана втулки до корпусу
• 18 - набір кульок (у втулці M475 їх 10 з кожного боку)
• 19 - барабан ("горіх")
• 20 – шайба

Технічна документація на втулку Shimano HB-M475.

Задня втулка Shimano Deore M530

Корпуси втулок можуть бути точеними, литими або штампованими, виготовленими із сталі, алюмінієвих сплавів або сплавів титану, хоча сталеві вже можна віднести до застарілих. Точені та штамповані втулки мають кращі вагові та міцнісні характеристики, ніж литі. Візуально точені втулки можна відрізнити слідами різця на зовнішній поверхні (спіральний слід, схожий на дуже дрібне різьблення). Втулки, призначені для коліс з радіальним спицевим набором, мають зміцнені фланці, здатні витримувати суто радіальні навантаження, звичайні втулки для цього не застосовні. Осі втулок можуть бути сталевими, алюмінієвими чи титановими. Останнім часом серед втулок високого рівня з'явилася чітка тенденція до використання порожнистих осей великого діаметра, що мають меншу вагу та більшу жорсткість.

Втулка задня дискова Shimano Deore LX M585

На даний момент найбільшого поширення набули втулки з радіально-упорними конусними підшипниками кочення. Такі підшипники складаються із зовнішньої та внутрішньої обойми, набору кульок і, іноді, сепаратора. Як внутрішній обойми виступає конус, що нагвинчується на вісь втулки, як зовнішній - корпус втулки. Головні переваги таких підшипників - ремонтопридатність та можливість регулювання у міру зношування. Досить серйозна незручність - складність складання (багато деталей) та необхідність регулювання.

Інший тип підшипників, що зустрічався раніше лише в окремих моделях втулок для шосейних велосипедів, це радіальні промислові (нерозбірні) підшипники, так звані "проми". Нині вони дедалі ширше поширюються як серед шосейних, а й серед гірських велосипедів. До їх переваг можна віднести кращий ККД, простоту установки, відсутність необхідності регулювання. З урахуванням легкої заміни підшипника ресурс втулки збільшується багаторазово. Цікава особливість деяких втулок високого класу полягає в тому, що вони розуміються лише одним шестигранним ключем. Але радіальні підшипники погано переносять осьові навантаження, що іноді виникають у велосипедних колесах.

Втулки Mavic Deemax

Ці втулки Mavic ставить на свої однойменні колеса безкамерні топового класу. Ці втулки окремо від коліс не продаються. Задня втулка розбирається за 20 секунд за допомогою ключа для регулювання підшипників (іде в комплекті) та двох шестигранників на 5 мм. Влаштовано там все дуже просто (дивіться схему нижче). Два підшипники, два собачки, вісь, що складається з трьох частин. Все цілком доступно для чищення/ремонту самотужки навіть для тих, хто особливо не навчений досвідом метушні з веложелезом. Зрозуміло, підшипники у втулках - закриті та необслуговуються (т.зв. "промислові") - по два в кожній втулці. Однак Mavic пропонує їх періодично регулювати та дає для цього спеціальний ключ. При цьому в інструкції написано, що для цієї делікатної операції слід звернутися до сервісу Giant-Russia в Москві.

Внутрішній пристрій втулок Deemax 02

Внутрішній пристрій втулок Deemax 05

Втулки Shimano з порожнистою віссю E-thru (XTR/DEOREXT/SLX)

Також для топових лінійок компонентів Shimano відносно нещодавно розробила систему ексцентрика порожнистої осі E-thru, яка не потребує інструментів, оптимізує жорсткість та балансування ваги та забезпечує легкість дії з внутрішнім кулачковим механізмом та новою структурою кріплення. Система порожнистої осі 15 мм на 15% жорсткіше по моменту, що крутить, і на 25% жорсткіше на поперечний зсув, ніж традиційна система передньої осі 9 мм з ексцентриком. Є також система порожнистої осі 8 мм для втулки туристичного велосипеда/гібриду та динамо-втулки.

Такі втулки представлені в лінійках XTR, XT, SLX та мають цифру 8 наприкінці номера моделі НВ-М978, НВ-М778, НВ-М758, НВ-М668.

Кріплення роторів

Втулки велосипедів поділяються на звичайні та дискові. Дискові втулки передбачають можливість встановлення дискових гальм велосипедом, т.к. ротор дискового гальма розміщено на втулці.

Розрізняють два стандарти кріплення ротора, які не сумісні один з одним:

• ISO. Кріплення ротора за допомогою 6 болтів.
• Center Lock. Шлицеве ​​кріплення ротора, яке використовується компанією Shimano.

Втулки E-thru використовують лише кріплення Center Lock:

Про заміну спиць

Для передньої втулки, що не має дискового або барабанного гальма, заміна спиць, що лопнули, не становить жодної проблеми, так як спицю можна легко завести у фланець втулки збоку. Але цей варіант малозастосовний у разі, якщо розглядається втулка з дисковим гальмом або задня втулка. Для встановлення спиці у фланець, доведеться знімати ротор гальма та зірки, що сильно ускладнює роботу та вимагає застосування спеціальних інструментів. Для спрощення цих операцій компанії Mavic та Shimano розробили втулки з нетрадиційним способом кріплення спиць.

Mavic використовує втулки із сегментованими фланцями під спеціальні прямі спиці. Замінити спицю у колесі, зібраному на таких втулках, дуже просто. Але зараз колеса на таких втулках виробляє, наскільки я знаю, тільки сам Mavic та їхня вартість дуже висока.

Shimano пішли іншим шляхом, створивши нові безфланцеві втулки DDH (directional design hub) у групі Deore (HB-M555 та FH-M555). Спиці традиційної форми (із загнутою розклепаною головкою) вставляють ізольовані від підшипників порожнини через прорізи на корпусі втулки. Заміна спиць провадиться без зняття будь-яких деталей, що дуже зручно. Вартість безфланцевих втулок не дуже відрізняється від традиційних, що є їх істотним плюсом. Єдиний серйозний недолік - у процесі експлуатації прорізи на корпусі забиваються брудом і зняти спиці з колеса стає дуже проблематично.

Кріплення осі втулки на раму велосипеда

Колесо кріпиться на велосипеді шляхом закладення кінців осі втулки в пази на пір'ї рами та їх наступної затяжки, яка може здійснюватися або гайками, накрученими на кінці осі, або за допомогою ексцентрикового механізму або, як його ще називають, quick release. Зручність використання ексцентрикової стяжки полягає в можливості швидкого зняття та встановлення колеса без використання інструментів, яка при необхідності іноді залишатиме десь велосипед, в умовах нашої країни іноді перетворюється на недолік. Друга перевага – незмінність регулювання підшипників при затягуванні ексцентрика після встановлення колеса на велосипед. Всі сучасні втулки, крім найдешевших, мають ексцентриковий механізм.

Виробники

Найбільшого поширення на даний момент набули втулки Shimano. Особливо це стосується задніх втулок, що мають помітно складнішу конструкцію, ніж передні: багато велосипедів комплектуються задніми втулками Shimano і дешевими передніми втулками інших виробників. Shimano випускає втулки лише на конусних підшипниках. Серед втулок задніх коліс для гірських велосипедів лише втулка групи Tourney має вкрай застарілу конструкцію з різьбовою тріскачкою, решта – більш прогресивну типу FreeHub. Втулки груп Tourney і Altus/Acera мають найпростіший брудозахист, Alivio - більш розвинений, Deore - подвійний, Deore LX і Deore XT - подвійний захист і покращений обробку бігових доріжок підшипників, XTR - найкращу обробку, брудозахист та кульки з нержавіючої сталі. На мій погляд - втулки Deore LX - найкращі втулки Shimano за співвідношенням ціна/якість: Deore сильно поступається своїми характеристиками, а Deore XT значно дорожче. Інший відомий виробник обладнання для гірських велосипедів, що випускав втулки на конусних та промислових радіальних підшипниках - SRAM з 2002 року перестав їх випускати. Точніше, він продовжує випускати лише втулки із внутрішнім перемиканням передач.

Більшість недорогих гірських велосипедів комплектується втулками Formula (з Тайваню), що мають середні характеристики. На відміну від них, інша Formula (з Італії) випускає втулки, призначені для встановлення дискових гальм на промислових підшипниках. Щоправда, відгуки про їхню продукцію дуже неоднозначні - від захоплених до відверто негативних. Дорогі та якісні втулки випускають такі компанії, як DT Swiss, Hope, Hayes, American Classic, Hadley, DMR, Novatec та деякі інші. Зустрічаються і непогані втулки від дочірніх компаній-виробників велосипедів: Coda, Scott Components та ін.

Обслуговування

Відразу зазначу, що тут йдеться лише про найпоширеніші типи втулок. Їх обслуговування зводиться до обслуговування несучих підшипників: їх чистці та заміні мастила, а також регулюванню, так як тріскаткові механізми ("горіхи") втулок умовно-нерозбірні, механізми втулок типу "Торпедо" необслуговуються, а інші типи механізмів зустрічаються дуже рідко і повинні мати якісь конкретні вказівки щодо обслуговування в паспорті велосипеда. При помірній експлуатації перебирання втулок для заміни мастила слід проводити раз на сезон або раз на 5000 км., при агресивному використанні обслуговування необхідно проводити частіше. У разі появи люфта в підшипниках або сторонніх звуків при обертанні колеса перебирання або регулювання необхідно проводити якомога швидше. Якщо у втулки потрапила вода, бажано перебрати їх. Втулки шосейних та міських велосипедів можуть перебиратися рідше через більш щадний режим експлуатації. Втулки на промислових підшипниках також мають обслуговуватись.

У разі використання конусних підшипників варто оглянути поверхню кульок і бігових доріжок на наявність тріщин і сколів і, у разі потреби, замінити кульки та конуса. Перед закладкою свіжого мастила, необхідно добре вичистити втулку від залишків відпрацьованої. Не варто розріджувати консистентне мастило рідкими маслами, інакше мастило буде легко вимиватися і швидко спрацьовувати. Крім обслуговування підшипників, користуючись нагодою, бажано оглянути втулки на предмет появи тріщин у корпусах і, головне, на фланцях у зоні розташування спицевих отворів.

Підсумки

Робота втулки дуже залежить від типу підшипників, якості їх обробки, а також якості ущільнень. М'якість і легкість обертання підшипників визначається точністю виготовлення, типом полірування бігових доріжок та їх поверхневим зміцненням. Чим вище поверхнева міцність бігових доріжок, тим менше опір обертанню втулки, особливо під навантаженням, але при цьому може знижуватися довговічність через схильність до фарбування матеріалу.

Надмірно щільний сальник суттєво гальмуватиме обертання втулки, а вільний погано виконуватиме свої функції. Всі сучасні втулки, крім найнижчого рівня, мають подвійне ущільнення. У дорогих втулках, наприклад DT Swiss, застосовується лабіринтне ущільнення, яке ефективніше захищає внутрішню порожнину втулки. У той же час, будь-яка подібна захист допомагає захистити підшипники лише від бруду і води, що летить, тому не варто зайвий раз занурювати втулки у воду.

Чому так? Все просто, як можна розбирати, обслуговувати та ремонтувати якийсь вузол велосипеда, не знаючи його конструкції, властивостей та механізму дії?! Ні, звичайно, є такі, хто ремонтує все навмання, правда, по нормальному, полагодити виходить тільки половину, ну та гаразд !

Хто читає нашу статтю не вперше, вже добре ознайомлений із принципом викладу інформації, а хто читаємо вперше, нагадаємо, все робимо по порядку.

З цієї статті ви дізнаєтесь:

1. Міфи про втулку.

2. Яку втулку купити.

3. Мінуси різьбових з'єднань втулки.

4. Плюси втулки зі шліцевим з'єднанням.

5. Грязьовий захист втулки.

6. Екс-центрик Maxle.

7. Правила вибору втулки.

Як історію втулок ми розглядали в статті про , тому повторяться не будемо.

Втулка з колесом – це важіль та точка опори. Всі ми знаємо, що чим більше колесо, тобто сам важіль, тим краще накат, а чим краще ковзання та кочення у втулці – тим легше крутиться колесо, виходить той самий накат. Існує міф, що у втулках губиться частина енергії, або, так званої, потужності від педалювання. Хочемо зауважити, що науково доведено протилежне. У книзі Успенського «Теорія велосипеда» вказані числа, які доводять, що втрати у втулках настільки малі, що їх можна знехтувати. Виявляється, що втрата в каретковому вузлі з ланцюгом становить 4,5%, переднє колесо витрачає 7,4% втрат, а заднє колесо - 18% загальної енергії. А тепер увага. Втрати у втулках коліс становлять лише 0,47% енергії! Так що, якщо хочете покращити накат – поміняйте гуму та ланцюговий привід. Чому такий малий відсоток втрати енергії пояснює сама конструкція втулки: кульки крутяться навколо своєї осі, а також навколо осі колеса плюс все це знаходиться в мастилі. Тому не варто економити на мастилі під час обслуговування втулок, вкладіть її туди стільки, ніби вона не ваша 🙂 Незабаром ми зробимо огляд різних мастил, перелопатимемо безліч форумів і напишемо статтю про кращі мастила підшипників для різних компонентів велосипеда та різних умов їзди.

Багато людей нам пишуть, що купили нові втулки, і задоволені добрим накатом. Коли запитуєш, скільки велосипеду років – відповідають «Близько 5 років». Ставати відверто смішно, адже це марна трата грошей. Є лише небагато людей, які в сезон наїжджають понад 5 тисяч кілометрів і змушені через 5-6 років роботи велосипеда замінювати втулки, і те, що таке буває не дуже часто. Та й втулки міняти цілком не завжди обов'язково. У багатьох якісних виробників вело-компонентів, та вело-втулок, посадкове гніздо під підшипник легко замінюється на нове. Вартість таких гнізд не велика, якість, звичайно, на порядок нижча за заводську, але це вже набагато краще, ніж просто викидати цілу втулку. Наприклад, у мене та у Сашка велосипеди 96-го та 2005-го року випуску, відповідно, і вони їздять ще на рідних втулках. Я б сказав, не просто їздять, а літають, бо накат божевільний. Та що все про нас та про читаємо далі про втулки!

Нова втулка завжди крутитиметься на порядок гірше, ніж та, що вже була в роботі. Захочете дізнатися більше інформації – вивчайте трибологію, науку про зношування. А простими словами ми скажемо, що нова втулка має трохи припрацювати, зноситься, і тоді накат буде кращим. Не вірите? Поставте нову втулку, зробіть поштовх, порахуйте кількість обертів. Проїдьте 100-150 км, повторіть експеримент. Гарантуємо, що кількість обертів колеса при однаковій силі поштовху буде більшою, ніж уперше. І ще, якщо не хочете проблем із втулками, не поскупитеся, і купіть втулку високого рівня, це раціональне капіталовкладення.

Коли настав час вибору втулки, ставить запитання «Яку втулку купити?». І помчала…. Половина каже, що тільки на пром-підшипниках, а половина каже, що лише конусні, або так звані насипні підшипники. Команда буде золотою серединою, яка об'єктивно розповість про переваги та недоліки різних втулок.

Спочатку була кулька. Потім був насипний підшипник. Потім був промисловий підшипник. Ось і вся історія 🙂 На теорії - промислові підшипники, це відносно нова розробка, а отже, краще. Насправді вело-туризму – що простіше вузол, то він краще. Звичайні насипні підшипники - це трошки, відверто сказати, геморой, але який лікується, а пром-підшипники - це солодка вата, яка принесе нам невиліковну хворобу, діабет. А тепер чітко – для їзди містом та на відстань до 200 км за день, або 500 за похід, промислові підшипники – саме те! Вони дуже зручні, не вимагають регулювання, добре захищені від впливу довкілля. Щодо тривалих походів з великими навантаженнями – тоді вибір за насипними підшипниками. Все просто, що ті, що інші підшипники дуже легко, але промислові підшипники набагато складніше в установці, а насипні вимагають простого, але тонкого регулювання. У разі походу замінити промисловий підшипник просто неможливо, чи інакше кажучи, дуже затратно. Тим більше, ми ніколи не знаємо, коли вийде той чи інший підшипник з ладу. Якщо розламається кулька в насипних підшипниках – замінити її, це 10 хвилин, від зупинки, до повного збору колеса, а ось пром-підшипник вимагатиме випресування та запресування назад вже нового, у зборі, підшипника.

Вирішувати вам, а ми сказали свою думку.

Втулки бувають задні та передні. Відмінність від перших – наявність посадкового місця для задніх зірок. Раніше, задні зірки були цілісні, і накручувалися на різьблення. Тепер все по-іншому, і така конструкція йде в історію.

Справа в тому, що різьбове з'єднання втулки та тріскачки має багато мінусів:

— Можливість зірвати різьблення під час встановлення.

— Нерівномірне зношування тріскачкового механізму і самих зірок.

— Недостатня міцність та жорсткість.

— Великі втрати енергії у вузлі.

Щоправда, такі задні зірки досі встановлюються на велосипедах завдяки їхній дешевизні та взаємозамінності.

Саме тому на зміну тріскачка прийшли касети. Завдяки шліцевому з'єднанню втулки з касетою вдалося досягти великих успіхів!

А саме:

— Найменша вага.

— Храповий механізм вдалося встановити всередину шліцевого барабана, а отже, зменшилася втрата енергії на обертанні в підшипниках.

— Відстань між підшипниками стала більшою, а значить і жорсткість втулки стала вищою.

— Надійність кріплення завдяки шліцям стала набагато вищою, і зірвати касету зі шліців не реально.

— Легкість в установці завдяки шліцевому з'єднанню.

— З'явилася нагода замінювати окремі зірки, а не всю касету.

Матеріалом для втулок служила сталь, зараз використовують алюмінієві сплави, і дуже рідко, титанові сплави, як у серії Shimano XTR.

Ми вище писали про храповий механізм, багато хто не знає, як він діє, але всі знають, що це так звана тріскачка. Але це не правильна назва. Давайте ми розповімо про храповий механізм і його принцип роботи.

Храповий механізм – це рушійна частина задньої втулки. Його конструкція проста – це храповик та собачки (від 2 до 6). Собачки пружні і чіпляються за зубці храповика, тим самим передають крутний момент від зірок до колеса. Коли зірочки не рухаються, собачки притиснуті і не стикаються з храповиком, який свого часу вільно обертається. Найшвидше з ладу виходять собачки та їх пружинки, які можна легко замінити в барабанних втулках, і дуже важко у тріскотках.

Але деякі компанії, а саме CRISS, KING і т.д., розробили механізм, який просто вічний. Це два сталеві зубчасті кільця та пружина. Під час кочення зубчасті кільця не стикаються з колесом, а під час педалювання пружина втискає кільця у втулку, тим самим встановлюючи з'єднання кілець з колесом. Просто та надійно.

Ще один вид втулок – це ролерні. Якщо передні ролерні втулки – це гальмівні, то задні – зворотні гальмівні втулки. Про такі втулки докладніше опишемо в іншій статті.

Грязьовий захист втулки - це добре, тільки в міру. Звичайні пильовики, покращені пильовики - це найбільш ходовий варіант, а контактні та лабіринтні ущільнювачі - це складні пристосування, які збільшують опір коченню у втулці. Але, пильовики, це ті ж презервативи, що не гарантують 100% захисту 🙂 Кращий варіант запобігання пилу – перебрати вчасно втулку, особливо після проїзду глибокого броду або купання в солоній воді.

Ми розглянули класифікацію втулок на кшталт кріплення задніх зірок. Настав час розглянути втулки на вигляд кріплення до рами велосипеда.

Що ми знаємо про таке кріплення? Це те, що можна закріпити за допомогою болта, або за допомогою ексцентрика. Все більше інформації 90% населення просто не знає, а ми розповімо!

Ми не розповідатимемо про стандартні довжини осей, про силу затиску тощо, ми розповімо про нові прибамбаси, для швидкого фіксування колеса в дропаутах вилки або в задньому пір'ї рами.

Матеріалом для осей втулок є сталь, алюмінієві та титанові сплави.

Як усім відомо, екс-центрики погано тримають колеса біля велосипедів екстремального стилю їзди. Для цього був придуманий екс-центрик MAXLE та MAXLE Lite. Його суть дуже проста – відсутність затискної гайки з одного боку. Натомість на осі розташована різьблення, і, відповідно, різьбовий отвір на дропауті вилки. Порядок встановлення простий. Спочатку ексцентрик просочується через безрізьбовий отвір, далі вісь закручується в різьбовий отвір і вся вісь затискається екс-центриком. Але й сам ексцентрик не простий, а особливий. Трубка-корпус розсічена на чотири пелюстки, і під час затиску вона фіксується в дропауті вилки. Особливість - використання тільки з дисковими гальмами. Версія Lite – відрізняється лише вагою та використаним матеріалом. Вага легша приблизно вдвічі. Чи є гроші, агресивно катаєте, поламали вже не одну вісь? Тоді Maxle створено для Вас! І не подумайте, що це реклама, інші фірми потім також розпочали виробництво подібних втулок і дуже успішно.

Це найголовніші та найуспішніші розробки кріплень коліс у рамі. Історія пам'ятає багатьох «кулібінів», які намагалися винайти щось нове, але нічого путнього у них не вийшло.

А ще, варто звернути увагу на одну цікаву річ – це амортизаційну втулку.

Смішно, але ж це правда! Конструкція втулки дуже складна. Та й вага втулки великий, та й користі з тієї втулки не дуже багато. Якщо двома словами описати суть дії амортизації, то все просто. Сама втулка ходить по осі по напрямній скобі. Щоб хід втулки не був просто шатом, вільний простір заповнений пружним елементом. Ось і усі понти. Саме тому ніхто про неї не знає, але вона існує – амортизаційна втулка. Тепер Ви можете легко сперечатися зі своїм другом про існування амортизаційної втулки на пляшку пива. Стоп, не пива, звичайно, а соку. Щось наша команда сьогодні розійшлася на жарти 🙂 Пора вже закінчувати описи втулок, і наприкінці підіб'ємо невеликий підсумок про втулки та правильний вибір втулок.

Як правильно зробити вибір втулки:

- якщо є вільні гроші – краще купити втулку рівня вище;

- гнатися за порадами маркетологів і вестися на скупі цифри не потрібно, а краще запитати у товаришів відгуки;

- Насипні або пром-підшипники - вирішувати тільки Вам шляхом порівняння умов використання підшипників (про це ми писали вище) зі своїми умовами їзди;

- при виборі втулки варто звернути увагу на тип задніх зірок. Краще брати касету, ніж тріскачку;
- тріскачка - це різьбове з'єднання на втулці, касета - шліцеве;

— якщо умови їзди та вільні засоби дозволяють – варто звернути увагу на вибір динамо-втулки. Про них читайте у нас на сайті;

— планетарна втулка, здається дорожчою, але вона включає три компоненти – втулку, набір задніх зірок, супорт і дорогий ланцюг.

Якщо у Вас є доповнення – пишіть коментарі, з радістю відповімо, обговоримо та доповнимо! Є питання – ставте! Не соромтеся спілкуватися та розширювати коло своїх знань. Для того, щоб бути завжди в курсі подій, підписуйтесь на розсилку.

Подивіться корисне відео, як обслуговувати втулки. Приємного перегляду!

Бажаємо всі удачі на дорогах та гарної роботи компонентів! До нових зустрічей:).

З повагою, команда

Андрій Григор'єв

Втулки - одні з найважливіших і, часто, дорогих вузлів велосипеда, будь то дорогий спортивний мотоцикл або простенький підлітковий. Від їхньої якості дуже суттєво залежить накатистість, а значить і коефіцієнт корисної дії велосипеда, що важливо – адже байкер при їзді витрачає свої власні сили. Недарма підшипники кочення вперше масово з'явилися саме на велосипедах, а вже пізніше поширилися на безліч інших машин і механізмів.

Загальні особливості конструкції

Втулки, призначені для велосипедів, відрізняються за такими параметрами, як наявність додаткових пристроїв, міцність та тип захисту від зовнішніх впливів. Відповідно, значно різняться і вага, і вартість. І якщо втулки гірського та шосейного велосипеда мають приблизно однакову будову, то втулки з вбудованими гальмами вже відрізняються дуже суттєво, а втулки з внутрішнім перемиканням передач – кардинально.

Найпростіша конструкція – біля втулки переднього колеса звичайного велосипеда. Циліндричний корпус, по торцях якого розташовуються фланці з отворами для кріплення спиць. Усередині корпусу знаходяться вісь та підшипникові вузли, закриті пильовиками. Влаштування задньої втулки будь-якого велосипеда помітно складніше.

Задні втулки багатошвидкісних велосипедів, крім планетарних, може бути двох видів. Застарілі різьбові втулки, де тріскачка, т. е. блок зірок разом із храповим механізмом, нагвинчується на втулку чи сучасні – барабанні ( Freehub), де храповий механізм є частиною втулки, а касета є лише набір зірок. Крім втулок із традиційним храповим механізмом, зустрічаються так звані «ролерні» втулки, які набагато краще витримують ударні навантаження на механізм вільного ходу та із зіркоподібним механізмом, наприклад, у DT Hügi.

Корпуси сучасних втулок можуть бути литими, точеними або штампованими, виготовленими з алюмінієвих сплавів і частково сплавів титану. Зараз найбільш поширені точені та штамповані алюмінієві втулки. Втулки, призначені для коліс з радіальним набором спиці, мають зміцнені фланці, здатні витримувати радіальні навантаження. Осі втулок можуть бути сталевими, алюмінієвими чи титановими. У середині 2000-х з'явилися передні втулки з наскрізними осями діаметром 15 або 20 мм та задні з осями 12 мм.

Втулки гірських велосипедів поділяються на «звичайні» та «дискові», тобто призначені для встановлення на них роторів дискових гальм. Наразі поширені два несумісні стандарти кріплення роторів: ISOна шести болтах і шліцеве зі стопорним кільцем, так званий Shimano Center Lock.

Колесо може кріпитися на рамі чи вилці або гайками – тільки на недорогих велосипедах, або за допомогою ексцентрикового механізму ( quick release). Зручність використання ексцентрикової стяжки полягає у можливості швидкого зняття та встановлення колеса без використання інструментів. Двадцятиміліметрові осі для DH кріпляться ексцентриком і болтовою стяжкою ніг вилки.

Сучасні втулки гірських велосипедів від середнього рівня мають подвійне контактне ущільнення. У дорогих втулках, наприклад DT Swiss, та втулках шосейних велосипедів застосовується лабіринтне ущільнення, яке створює менший опір обертанню колеса, ніж контактне, але дещо гірше захищає від бруду та води.

Типи підшипників

На даний момент найбільшого поширення набули втулки з радіально-упорними конуснимипідшипниками кочення. Наприклад, усі втулки Shimano використовують саме такі підшипники. Підшипники складаються із зовнішньої та внутрішньої обойми, набору кульок і, іноді, сепаратора. Як внутрішній обойми виступає конус, що нагвинчується на вісь втулки, а зовнішня обойма впресована в корпус втулки. Головні переваги підшипників цього – ремонтопридатністьі можливість регулюванняу міру зношування. З недоліків - складність складання(багато деталей) та необхідність регулювання.

Інший тип підшипників, що зустрічався раніше лише у втулках шосейних велосипедів, це радіальніобоймові (промислові) підшипники. Наразі вони поширилися і серед втулок для гірських велосипедів. До переваг можна віднести менші втрати на тертя, простоту складаннявтулок; відсутність необхідності регулювання. З урахуванням легкої заміни підшипника ресурс втулки збільшується багаторазово. Але радіальні підшипники погано переносять осьові навантаження, що іноді виникають у велосипедних колесах. Цікава особливість деяких подібних втулок високого класу полягає в тому, що вони розуміються лише одним шестигранним ключем.

Про заміну спиць

Для передньої втулки, що не має дискового гальма, заміна спиць, що лопнули, не становить жодної проблеми, так як спицю можна легко завести у фланець втулки збоку. Але цей варіант малозастосовний у разі, якщо розглядається втулка з дисковим гальмом або задня втулка. Для установки спиці у фланець доведеться знімати ротор гальма і касету, що сильно ускладнює роботу і вимагає застосування спеціальних інструментів. Для спрощення цих операцій Mavic розробили втулки із нетрадиційним способом кріплення спиць.

Mavic використовує втулки із сегментованими фланцями під спеціальні прямі спиці. Замінити спицю у колесі, зібраному на таких втулках, дуже просто. Shimano пробували піти іншим шляхом, створивши безфланцеві втулки DDH(Directional design hub) і втулки з невеликою кількістю спиць, розміщених ніпелями до втулки (ступінчасті фланці) із закріпленням не по центру обода, як це буває зазвичай, а з його боків. Зараз, щоправда, вони пішли шляхом Mavic.

Виробники

Найбільшого поширення на даний момент набули втулки Shimano. На недорогих велосипедах – різних китайських виробників, які постачають їх лише на конвеєри складальні.

Дорогі та якісні втулки випускають такі компанії, як DT Swiss, Hope, Hayes, American Classic, Tune, Chris King та деякі інші. До втулок високого рівня можна віднести і Shimano XTR. Їхня вартість може становити від $100 до $300.

Підсумки

Насамкінець варто згадати, що якість роботи втулки дуже залежить від типу підшипників, якості їх обробки, а також якості ущільнень. М'якість та легкість обертання підшипників визначається точністю виготовлення деталей, типом полірування бігових доріжок та кульок підшипників, їх поверхневим зміцненням та дотриманням допусків. Але пам'ятайте, що, якого б високого рівня не були втулки на вашому велосипеді, все ж таки, не варто зайвий раз занурювати їх у воду, на користь це не піде.

Втулки є одними з найважливіших елементів велосипеда, будь це дорогий спортивний велосипед або простенький міський, адже від їх якості дуже суттєво залежить накатистість, а значить і коефіцієнт корисної дії (ККД) велосипеда, високе значення якого дуже важливо, адже велосипедист при їзді витрачає не щось, а свої власні сили. Недарма підшипники кочення вперше з'явилися саме на велосипедах, а вже пізніше поширилися на безліч інших машин і механізмів.

ПРИЗНАЧЕННЯ:

Сучасні втулки розрізняються за багатьма параметрами: призначенням, матеріалами з яких виготовлені, "начинкою". Втулки, призначені для гірських, гібридних та туристичних, шосейних або міських велосипедів, відрізняються за такими показниками, як вага, міцність, якість захисту від зовнішніх впливів. Втулки передніх та задніх коліс також суттєво різняться. По-перше, навантаження на переднє колесо набагато менше, ніж на заднє, а значить, деталі можна робити мініатюрніше і легше.

По-друге, на задню втулку покладено ряд додаткових функцій, таких як передача моменту, що крутить, від педалей до колеса і багатьох інших: задні втулки велосипедів майже завжди включають механізми вільного ходу, нерідко гальмівні механізми і, іноді, механізми внутрішнього перемикання передач. Втулки із внутрішнім перемиканням передач (internal gear hubs), так звані планетарні втулки, мають стільки відмінностей від традиційних, що будуть розглянуті пізніше в окремій статті.

ОСОБЛИВОСТІ КОНСТРУКЦІЇ

Загальний вигляд більшості втулок приблизно однаковий. Найпростіша конструкція має втулки переднього колеса звичайного велосипеда. Це циліндричний корпус, по торцях якого розташовуються фланці з отворами для кріплення спиць. Усередині корпусу знаходяться вісь та підшипникові вузли, закриті тими чи іншими за конструкцією пильниками. Влаштування задньої втулки помітно складніше. Загальний вигляд наведено нижче. Позначення на схемі: 1 - ексцентрик, 2 - складання деталей на осі втулки, 3, 15 - контргайки, 4, 5, 7, 13, 14 - шайби, 8, 12 - ущільнювальні кільця, 9, 11 - конуса підшипників, 10 - вісь, 16 - пильовик, 17 - порожнистий болт кріплення барабана втулки до корпусу, 18 - набір кульок, 19 - барабан ("горіх"), 20 - шайба.

Корпуси втулок можуть бути точеними, литими або штампованими, виготовленими зі сталі або алюмінієвих сплавів, хоча сталеві вже можна віднести до застарілих. Точені та штамповані втулки мають кращі вагові та міцнісні характеристики, ніж литі. Візуально точені втулки можна відрізнити слідами різця на зовнішній поверхні (спіральний слід, схожий на дуже дрібне різьблення). Втулки, призначені для коліс з радіальним спицевим набором, мають зміцнені фланці, здатні витримувати суто радіальні навантаження, звичайні втулки для цього не застосовні. Осі втулок можуть бути сталевими, алюмінієвими чи титановими. Останнім часом серед втулок високого рівня з'явилася чітка тенденція до використання порожнистих осей великого діаметра, що мають меншу вагу та більшу жорсткість.

На даний момент найбільшого поширення набули втулки з радіально-упорними конусними підшипниками кочення. Такі підшипники складаються із зовнішньої та внутрішньої обойми, набору кульок і, іноді, сепаратора. Як внутрішній обойми виступає конус, що нагвинчується на вісь втулки, як зовнішній - корпус втулки. Головні переваги таких підшипників - ремонтопридатність та можливістьрегулювання у міру зношування. Досить серйозна незручність - складність складання (багато деталей) та необхідністьрегулювання.

Інший тип підшипників, що зустрічався раніше лише в окремих моделях втулок для шосейних велосипедів, це радіальні промислові (нерозбірні) підшипники. Нині вони дедалі ширше поширюються як серед шосейних, а й серед гірських велосипедів. До їх переваг можна віднести кращий ККД, простоту установки, відсутність необхідності регулювання. З урахуванням легкої заміни підшипника ресурс втулки збільшується багаторазово. Цікава особливість деяких втулок високого класу полягає в тому, що вони розуміються лише одним шестигранним ключем. Але радіальні підшипники погано переносять осьові навантаження, що іноді виникають у велосипедних колесах.

КРІПЛЕННЯ ОСІ ВТУЛКИ НА РАМУ ВЕЛОСИПЕДУ

Колесо кріпиться на велосипеді шляхом закладення кінців осі втулки в пази на пір'ї рами та їх наступної затяжки, яка може здійснюватися або гайками, накрученими на кінці осі, або за допомогою ексцентрикового механізму або, як його ще називають, quick release. Зручність використання ексцентрикової стяжки полягає в можливості швидкого зняття та встановлення колеса без використання інструментів, яка при необхідності іноді залишатиме десь велосипед, в умовах нашої країни іноді перетворюється на недолік. Друга перевага – незмінність регулювання підшипників при затягуванні ексцентрика після встановлення колеса на велосипед. Всі сучасні втулки, крім найдешевших, мають ексцентриковий механізм.

ВИРОБНИКИ

Найбільшого поширення на даний момент набули втулки Shimano. Особливо це стосується задніх втулок, що мають помітно складнішу конструкцію, ніж передні: багато велосипедів комплектуються задніми втулками Shimano і дешевими передніми втулками інших виробників. Shimano випускає втулки лише на конусних підшипниках. Серед втулок задніх коліс для гірських велосипедів лише втулка групи Tourney має вкрай застарілу конструкцію з різьбовою тріскачкою, решта – більш прогресивну типу FreeHub. Втулки груп Tourney і Altus/Acera мають найпростіший брудозахист, Alivio - більш розвинений, Deore - подвійний, Deore LX і Deore XT - подвійний захист і покращений обробку бігових доріжок підшипників, XTR - найкращу обробку, брудозахист та кульки з нержавіючої сталі. На мій погляд - втулки Deore LX - найкращі втулки Shimano за співвідношенням ціна/якість: Deore сильно поступається своїми характеристиками, а Deore XT значно дорожче.

Інший відомий виробник обладнання для гірських велосипедів, що випускав втулки на конусних та промислових радіальних підшипниках - SRAM з 2002 року перестав їх випускати. Точніше, він продовжує випускати лише втулки із внутрішнім перемиканням передач.

Більшість недорогих гірських велосипедів комплектується втулками Formula (з Тайваню), що мають середні характеристики. На відміну від них, інша Formula (з Італії) випускає втулки, призначені для встановлення дискових гальм на промислових підшипниках. Щоправда, відгуки про їхню продукцію дуже неоднозначні - від захоплених до відверто негативних.

Дорогі та якісні втулки випускають такі компанії, як DT Swiss, Hope, Hayes, American Classic та деякі інші. Зустрічаються і непогані втулки від дочірніх компаній-виробників велосипедів: Coda, Scott Components та ін.

ОБСЛУГОВУВАННЯ

Відразу зазначу, що тут йдеться лише про найпоширеніші типи втулок. Їх обслуговування зводиться до обслуговування несучих підшипників: їх чистці та заміні мастила, а також регулюванню, так як тріскаткові механізми ("горіхи") втулок умовно-нерозбірні, механізми втулок типу "Торпедо" необслуговуються, а інші типи механізмів зустрічаються дуже рідко і повинні мати якісь конкретні вказівки щодо обслуговування в паспорті велосипеда. При помірній експлуатації перебирання втулок для заміни мастила слід проводити раз на сезон або раз на 5000 км., при агресивному використанні обслуговування необхідно проводити частіше. У разі появи люфта в підшипниках або сторонніх звуків при обертанні колеса перебирання або регулювання необхідно проводити якомога швидше. Якщо у втулки потрапила вода, бажано перебрати їх. Втулки шосейних та міських велосипедів можуть перебиратися рідше через більш щадний режим експлуатації. Втулки на промислових підшипниках також мають обслуговуватись.

Треба сказати, що для розбирання втулки на радіально-упорних підшипниках потрібні конусні ключі та знімач касети, у разі задньої втулки, тому зазвичай простіше здати велосипед на перебирання майстерні. При заміні мастила необхідно використовувати пластичне мастило типу Літола, ШРУС або іншого якісного пластичного мастила. У разі використання конусних підшипників варто оглянути поверхню кульок і бігових доріжок на наявність тріщин і сколів і, у разі потреби, замінити кульки та конуса. Перед закладкою свіжого мастила, необхідно добре вичистити втулку від залишків відпрацьованої. Не варто розріджувати консистентне мастило рідкими маслами, інакше мастило буде легко вимиватися і швидко спрацьовувати.

Крім обслуговування підшипників, користуючись нагодою, бажано оглянути втулки на предмет появи тріщин у корпусах і, головне, на фланцях у зоні розташування спицевих отворів.

ПІДСУМКИ

Робота втулки дуже залежить від типу підшипників, якості їх обробки, а також якості ущільнень. М'якість і легкість обертання підшипників визначається точністю виготовлення, типом полірування бігових доріжок та їх поверхневим зміцненням. Чим вище поверхнева міцність бігових доріжок, тим менше опір обертанню втулки, особливо під навантаженням, але при цьому може знижуватися довговічність через схильність до фарбування матеріалу.

Надмірно щільний сальник суттєво гальмуватиме обертання втулки, а вільний погано виконуватиме свої функції. Всі сучасні втулки, крім найнижчого рівня, мають подвійне ущільнення. У дорогих втулках, наприклад DT Swiss, застосовується лабіринтне ущільнення, яке ефективніше захищає внутрішню порожнину втулки. У той же час, будь-яка подібна захист допомагає захистити підшипники лише від бруду і води, що летить, тому не варто зайвий раз занурювати втулки у воду.

Чи це дорогий спортивний байк або простенький підлітковий. Від їх якості дуже суттєво залежить накатистість, а значить і коефіцієнт корисної дії велосипеда, що важливо – адже байкер при їзді витрачає не що-небудь, а свої власні сили. Недарма підшипники кочення вперше масово з'явилися саме на велосипедах, а вже пізніше поширилися на безліч інших машин і механізмів.

Загальні особливості конструкції

Втулки, призначені для різних велосипедів, відрізняються за такими параметрами, як наявність додаткових пристроїв, міцність та тип захисту від зовнішніх впливів. Відповідно, значно різняться і вага, і вартість. І якщо втулки гірського та шосейного велосипеда мають приблизно однакову будову, то втулки із вбудованими гальмами вже відрізняються дуже суттєво, а втулки з планетарним перемиканням швидкостей – кардинально.

Найпростіша конструкція – біля втулки переднього колеса звичайного велосипеда. Циліндричний корпус, по торцях якого розташовуються фланці з отворами для кріплення спиць. Усередині корпусу знаходяться вісь та підшипникові вузли, закриті пильовиками. Влаштування задньої втулки будь-якого велосипеда помітно складніше.

Задні втулки багатошвидкісних велосипедів, крім планетарних, може бути двох видів. Застарілі різьбові втулки, де тріскачка, т. е. блок зірок разом із храповим механізмом, нагвинчується на втулку чи сучасні - барабанні ( Freehub), де храповий механізм є частиною втулки, а касета є лише набір зірок. Крім втулок із традиційним храповим механізмом, зустрічаються так звані «ролерні» втулки, які набагато краще витримують ударні навантаження на механізм вільного ходу та із зіркоподібним механізмом, наприклад, у DT Hügi.

Корпуси сучасних втулок можуть бути литими, точеними або штампованими, виготовленими з алюмінієвих сплавів і частково сплавів титану. Зараз найбільш поширені точені та штамповані алюмінієві втулки.

Втулки, призначені для коліс з радіальним набором спиці, мають зміцнені фланці, здатні витримувати радіальні навантаження. Осі втулок можуть бути сталевими, алюмінієвими чи титановими. У велосипедів, призначених для екстремальних дисциплін, з'явилися передні втулки з осями діаметром 20 мм та задні з осями 12 мм.

Втулки гірських велосипедів поділяються на «звичайні» та «дискові», тобто призначені для встановлення на них роторів дискових гальм. Наразі поширені два несумісні стандарти кріплення роторів: ISOна шести болтах і шліцеве зі стопорним кільцем, так званий Shimano Center Lock.

Колесо може кріпитися на рамі або вилці або гайками - тільки на недорогих велосипедах або за допомогою ексцентрикового механізму ( quick release). Зручність використання ексцентрикової стяжки полягає у можливості швидкого зняття та встановлення колеса без використання інструментів. Двадцятиміліметрові осі для DH кріпляться ексцентриком і болтовою стяжкою ніг вилки.

Сучасні втулки гірських велосипедів від середнього рівня мають подвійне контактне ущільнення. У дорогих втулках, наприклад DT Swiss, та втулках шосейних велосипедів застосовується лабіринтне ущільнення, яке створює менший опір обертанню колеса, ніж контактне, але дещо гірше захищає від бруду та води.

Типи підшипників

На даний момент найбільшого поширення набули втулки з радіально-упорними конуснимипідшипниками кочення. Наприклад, усі втулки Shimano використовують саме такі підшипники. Підшипники складаються із зовнішньої та внутрішньої обойми, набору кульок і, іноді, сепаратора.Як внутрішній обойми виступає конус, що нагвинчується на вісь втулки, а зовнішня обойма впресована в корпус втулки.

Головні переваги підшипників цього типу ремонтопридатністьі можливість регулюванняу міру зношування. З недоліків - складність складання(багато деталей) та необхідність регулювання.

Інший тип підшипників, що зустрічався раніше лише у втулках шосейних велосипедів, це радіальніобоймові (промислові) підшипники. Наразі вони поширилися і серед втулок для гірських велосипедів.

До переваг можна віднести менші втрати на тертя, простоту складаннявтулок; відсутність необхідності регулювання. З урахуванням легкої заміни підшипника ресурс втулки збільшується багаторазово. Але радіальні підшипники погано переносять осьові навантаження, що іноді виникають у велосипедних колесах. Цікава особливість деяких подібних втулок високого класу полягає в тому, що вони розуміються лише одним шестигранним ключем.

Про заміну спиць

Для передньої втулки, що не має дискового гальма, заміна спиць, що лопнули, не становить жодної проблеми, так як спицю можна легко завести у фланець втулки збоку. Але цей варіант малозастосовний у разі, якщо розглядається втулка з дисковим гальмом або задня втулка. Для установки спиці у фланець доведеться знімати ротор гальма і касету, що сильно ускладнює роботу і вимагає застосування спеціальних інструментів.

Mavic використовує втулки із сегментованими фланцями під спеціальні прямі спиці. Замінити спицю у колесі, зібраному на таких втулках, дуже просто. Shimano пішли іншим шляхом, створивши нові безфланцеві втулки DDH(Directional design hub). Спиці традиційної форми (із загнутою розклепаною головкою) вставляються у спеціальні прорізи на корпусі.

Єдиний серйозний недолік - у процесі експлуатації прорізи на корпусі забиваються брудом і зняти спиці з колеса стає дуже проблематично. Мабуть, це і спричинило те, що DDH втулки так і не стали широко поширеними.

Друга очевидна причина полягає в тому, що компанія зайнялася виробництвом цілих коліс (вілсетів). Їх відмінними рисами стали використання невеликої кількості спиць, розміщених ніпелями до втулки (ступінчасті фланці) із закріпленням не по центру обода, як це буває зазвичай, а з його боків.

Виробники

Найбільшого поширення на даний момент набули втулки Shimano. На погляд багатьох велосипедистів, втулки Deore LX ($15 та $30 за передню та задню) вагою 205 та 426 гр. - найкращі втулки Shimano за співвідношенням ціна/якість для велосипеда середнього рівня. Для недорогих велосипедів можна вважати прийнятним вибір втулки Shimano Alivio ($10 і $15 відповідно).

До втулок високого рівня можна віднести і Shimano XTR. Їхня вартість може становити від $100 до $300. А вага тих же дискових втулок American Classic складає всього 120 і 225 р.!

Підсумки

Насамкінець варто згадати, що якість роботи втулки дуже залежить від типу підшипників, якості їх обробки, а також якості ущільнень. М'якість та легкість обертання підшипників визначається точністю виготовлення деталей, типом полірування бігових доріжок та кульок підшипників, їх поверхневим зміцненням та дотриманням допусків. Але пам'ятайте, що, якого б високого рівня не були втулки на вашому велосипеді, все ж таки, не варто зайвий раз занурювати їх у воду, на користь це не піде.

Андрій Григор'єв