Велосипедная вилка

Отредактировано 16.08.2022

Велосипедная вилка — часть велосипеда, удерживающая переднее колесо и обеспечивающая возможность менять направление езды во время движения. Это вторая по важности деталь после рамы и по цене, и по стоимости, и по весу. От качества вилки зависит, насколько удобным будет катание. Важны не только амортизационные свойства, но и гибкость настроек, соответствие типа и класса стилю катания

Основные детали велосипедной вилки

• Шток (рулевая труба) – часть, соединяющая вилку с рулём и рамой. Шток может быть изготовлен из стали, алюминия или карбона.
• Корона – элемент, в котором закрепляется шток и ноги велосипедной вилки.
  У однокоронных вилок шток и ноги неразделимо соединёны с короной. У двухкоронных вилок шток жестко соединён только с нижней короной, верхняя корона подвижно надета на шток, при этом ноги можно регулировать по длине.
  Короны изготавливаются литьём из алюминия, с возможной последующей ковкой (для вилок среднего и высшего класса) или карбона (для вилок полностью изготовленных из карбона).
• Нога – деталь, которая подвижно входит в штаны у амортизационной вилки или непосредственно удерживает переднее колесо у жесткой вилки. В ногах амортизированных вилок (внутри труб) находятся пружины и демпферы, регулятор жесткости, блокиратор амортизации. Из-за этого в таких вилках ноги иногда называется поршнем. У жестких вилок ноги принято называть перьями.
  Ноги вилок изготавливаются из твердой углеродной стали, их поверхность хромируется. Качество обработки поверхности и толщина хромирования выше у более дорогих вилок.
• Штаны – цельная деталь, состоящая из двух стаканов и соединяющей их вместе жесткой скобы (гориллы), которая имеется не на всех моделях. Данная деталь имеется только у амортизированной вилки. Штаны у вилок перевёрнутого типа представляют собой деталь объединяющую стаканы и корону воедино.
  Штаны для большинства вилок среднего и высшего класса изготавливаются из сплава алюминия с магнием. Чем выше процент магния в сплаве с алюминием, тем прочнее отлитая деталь. Более дорогие модели имеют большее содержание магния в алюминиевых деталях, и они соответственно надежнее. Штаны у некоторых вилок высшего класса производятся многослойным построением из алюминиевого сплава и карбона.
• Крепление дискового тормоза – две полые стойки с внутренней резьбой для неподвижного закрепления каллипера (велосипедного суппорта).
• Брейк боссы – две оси с внутренней резьбой, на которые подвижно надеваются рычаги кантилеверных тормозов или типа V-brake (ви-брейки).
• Наконечники - плоский кусок металла с пазом или прорезью для размещения оси колеса. Одна пара наконечников пера располагается внизу передней вилки, другая — на пересечении верхних и нижних перьев заднего треугольника. Наконечники низкого качества выполнены путём простой штамповки, более качественные — кованные.
  В 1930 году появился новый тип наконечников, которые стали называться "дропаутами" (см. ниже).
  Старый тип наконечников сейчас иногда можно встретить на односкоростных велосипедах, стилизованных под старину. Технически же их использование сейчас совершенно неоправданно. Трековые велосипеды и BMX используют простые наконечники вместо дропаутов, но это обусловлено спецификой данных дисциплин.
• Дропауты – крепления для оси в виде ушек на нижних концах штанов. Пазы дропаутов направлены вниз и вперёд (горизонтальные) или строго вниз (вертикальные). Преимущество такой системы заключается прежде всего в возможности легко сменить заднее колесо (лишь ослабив гайки или эксцентрики на оси), не требуя при этом переключение скоростей на задних звёздах для ослабления натяжения цепи.
  Применяются различные стандарты дропаутов: QR9 введен для обычных тонких осей диаметром 9 мм, QR15 – закрытые ушки для вставной полой оси диаметром 15 мм, QR20 – закрытые ушки для вставной полой оси увеличенного диаметра 20 мм.
  Дропауты на большинстве вилок отливаются цельно со штанами. А если штаны выполнены из карбона, тогда эти крепления являются отдельными деталями из алюминиевого сплава. На некоторых моделях высокого класса дропауты изготавливаются из нержавеющей стали, чтобы они в дальнейшем не ржавели. Отлитые из алюминиевого сплава дропауты при повреждении лакокрасочного покрытия ржавеют из-за коррозии магния.
  Задние дропауты бывают двух видов:
  
• Горизонтальные дропауты позволяют варьировать положение колеса. Такой тип дропаутов необходим для велосипедов без заднего переключателя скоростей, поскольку в этом случае ось заднего колеса должна быть подвижной для регулировки натяжения цепи.
  При установке колеса в дропауты горизонтального типа нужно быть предельно аккуратным и следить, чтобы болты или эксцентрик были надёжно закреплены во избежание последующего перекоса колеса за счёт натяжения цепи.
• Вертикальные дропауты — с пазом, расположенным строго вертикально. В этом случае нет возможности варьировать положение колеса, и даже в случае ненадёжного крепления ось колеса не изменит своего положения.
  Данный тип дропаутов в основном используется в велосипедах с системой переключения скоростей. Из-за того, что положением колеса в данном случае невозможно регулировать натяжение цепи, необходимо либо использовать переключатель скоростей с системой натяжения, либо отдельный внешний натяжитель.

Основные геометрические размеры велосипедной вилки

Основные геометрические размеры велосипедных вилок приведены на изображении ниже

Для всех вилок

• Общая длина вилки. Оказывает влияние на геометрию велосипеда. При замене вилки (особенно амортизационной на жесткую) следует учитывать разность их длин. В общем случае, не рекомендуется ставить вилку с длиной, отличающейся более, чем на 20 мм, от рекомендуемой производителем.
• Общий вылет вилки. Складывается из вылета короны и вылета дропаутов. Оказывает влияние на управляемость велосипеда — чем больше вылет, тем выше стабильность при движении по прямой, но хуже управляемость. Стандартное значение — около 45 мм для горных велосипедов и около 35 мм для гибридов

Для амортизационных вилок

• Ход вилки. Чем больше ход, тем более крупные препятствия может отрабатывать вилка, тем большие удары может гасить вилка, тем выше скорость может быть на трамплинах, тем меньше возможности полететь через руль, так как передняя часть велосипеда выше задней, тем удобное положение велосипедиста при скоростных спусках со склона. Чем меньше ход, тем ниже центр тяжести велосипеда, выше точность управления, меньше вилка раскачивается при силовом педалировании, лучше приспособлена для езды в гору.
  Считается, что чем ровнее дорога, тем меньше должен быть ход вилки. Типичные значения хода, в зависимости от предполагаемого стиля езды, такие:
  - Гибриды: 50-70 мм.
  - Кросс-кантри: 80-100 мм.
  - Велотуризм, катание на велосипеде, приключенческие гонки: 80-120 мм.
  - Дёрт: 80-100 мм.
  - Марафоны/эндуро/трейл: 120—150 мм.
  - Фрирайд: 180—250 мм
  - Даунхилл: 170—200 мм
  - Хардкорный фрирайд: 250—300 мм
• Диаметр ног. Диаметр ног рассчитывается в зависимости от нагрузки вилки и влияет на ресурс направляющих подшипников скольжения, в которых движутся ноги вилки. Чем жестче использование вилки, тем большая площадь соприкосновения ноги и направляющего подшипника требуется для уменьшения трения между ними и повышения их ресурса.
  Диаметр ног так же влияет на общий вес вилки и на торсионную жесткость.

Велосипедная вилка бывает жесткой и амортизационной.

Жесткая велосипедная вилка

В жёсткой велосипедной вилке не предусмотрено наличие движущихся элементов.

Жесткая велосипедная вилка состоит из: штока; короны; ног (перьев); дропаута; брейк босса; крепления для дискового тормоза.

Жесткая вилка позволяет развивать большую скорость по асфальту, т.к. отсутствуют затраты энергии на движения амортизаторов. К плюсам также можно отнести небольшой вес, прочную конструкцию, морозоустойчивость и долговечность.

Серьёзным недостатком является низкая скорость прохождения дороги с неровным покрытием. 

Использование жёсткой велосипедной вилки оправдана в следующих случаях:

• езда исключительно по ровным дорогам.
• стиль катания прогулочный, а высокие скорости являются редкостью.
• использование велосипеда ребёнком.
• занятие велотриалом, суть которого заключается в спортивном преодолении препятствий.

Материалом изготовления жестких вилок служит высококачественный и технологичный алюминий, карбон, сталь или титан. На первом месте по долговечности стоит карбон, а на втором сталь и алюминий. Иногда производители совмещают несколько металлов для снижения стоимости при высокой надежности и безопасности. Детали из титана возможно приобрести исключительно под заказ. Их цена очень высока.

Амортизационная велосипедная вилка

Амортизационная велосипедная вилка, как понятно из названия, содержит какой-либо амортизатор. Они выпускаются в огромном ассортименте, при этом вилки существенно разнятся в цене, качестве и долговечности.

Амортизационная велосипедная вилка состоит всего из 2 элементов: штанов (представляет собой специальные трубчатые стаканы для крепления с ногами) и заглушки (служат для закрывания ног, иногда заменяют блокировкой или регулятором подвески).

Для них необходимо постоянное обслуживание, заключающееся в осмотре, устранении дефектов, смазке. Такой уход будет способствовать хорошей работе и долговечности механизма.

Материалами для изготовления служит хромированная сталь, карбон или алюминий. Возможно совмещение металлов.

От особенностей этих штанов и заглушек существуют разновидности амортизационных вилок:

Пружинные велосипедные амортизаторы

Данный тип не содержит демпфера (из-за чего они не эффективны при движении по пересеченной местности). Имеется лишь очень мощная и прочная стальная пружина, выступающая в качестве самого основного элемента детали.

Используется на городских велосипедах для увеличения комфортности при езде.

Пружинно-эластомерные велосипедные амортизаторы

Состоит из пружины из прочной стали и демпфера, выполненного из качественного эластомера (резины).
Такой может активно применяться при движении по мелким и средним неровностям.

К существенному недостатку эластомерных амортизаторов относится низкая холодостойкость резинового демпфирующего штыря: при понижении температуры способность гасить колебания существенно снижается.

Воздушные велосипедные амортизаторы

Воздух, закаченный в вилку при помощи насоса высокого давления, выполняет роль пружины и гасящего элемента.

Является отличным вариантом для серьёзных велосипедистов, которые любят скорость и не привыкли выбирать дорогу.

Такая конструкция имеет весьма маленький вес.

Главным недостатком является изменения воздушного потока в холоднее время года. Также к недостаткам можно отнести пропускание воздуха во время экстремального катания, что происходит это за счёт снижения плотности манжет.

Маслянно-воздушные велосипедные амортизаторы

Такой тип более востребован, нежели другие. Пружину в такой конструкции заменяет воздух, а демпфер масло. В процессе сжатия происходит перетекание масла из одной полости в другую до полного восстановления.

В наличии огромное количество настроек. К плюсам можно отнести и небольшой вес вилки, а также долговечность.

Маслянно-пружинные велосипедные амортизаторы

Данный механизм работает благодаря пружине из высокотехнологичной стали и масла. Он имеет весьма большой вес, что считается существенным недостатком. Главными же достоинствами являются: высокий уровень амортизации, достигаемый в результате взаимодействия масла и стали; высокий уровень плавности хода (во время поездок чувствуется комфорт и легкость вождения).

Особенности конструкции амортизационных вилок

По особенностям амортизационных вилок выделяют:

• однокоронные (обычные)
• двухкоронные
• перевернутого типа
• одноногие

Однокоронные используются на многих велосипедах, предназначенных для велотуризма, покатушек по грязи, марафонов по пересеченной местности , гонок на выносливость (эндуро).

Двухкоронные нужны для скоростных спусков вне подготовленных трас, спусков с гор.

Перевернутого типа амортизаторы применяются для прыжков с высоты.

Одноногие вилки удерживают ось только с одной стороны консольным закреплением, поэтому для ремонта пробитой камеры не понадобится снимать переднее колесо.

Одноногая амортизационная вилка велосипеда

Тип крепления велосипедной вилки

Тип крепления велосипедной вилки обусловлен различными типами рулевых колонок и способом их крепления.

• Резьбовые (headset) вилки предусматривают прижимание подшипника при помощи гаек. Одна гайка имеет конусовидную форму, затем идёт шайба с усом и завершает всё контргайка. Устойчивость такого механизма оставляет желать лучшего, он имеет склонность к разбалтыванию и образованию люфта.
• Безрезьбовые (aheadset) вилки являются более распространёнными. В этом случае вынос руля удерживается подшипником. За фиксирование рулевого механизма отвечает якорь, который надёжно прижимает вынос и предупреждает разбалтывание. Затягивание выноса происходит при помощи двух больших винтов. Такая конструкция характеризуется более высокой надёжностью.

Ход велосипедной вилки

В соответствии с ходом велосипедной вилки выделяют:

• короткоходные имеют ход в пределах 25–40 мм, подходят для кроссовых, городских велосипедов
• средние обладают ходом в пределах 50–75 мм или 75–100 мм, могут использоваться для занятий велотуризмом, гонками и активным велокатанием
• длинноходные имеют ход в пределах 120–300 мм (иногда больше), актуальны для двухподвесных велосипедов, на которых совершаются скоростные спуски.

Способы регулирования (настроек) велосипедной вилки

Существуют велосипедные вилки, которые могут регулироваться по желанию велосипедиста. При этом существует несколько видов регулирования:

• Preload, или предварительная нагрузка, заключается в настройке жёсткости пружины. Если выбор падает на недорогую модель Preload, то надеяться на широкие возможности регулирования не стоит. Для изменения жёсткости пружины предусматривается два варианта: внешний регулятор или замена пружин. А также Preload предусматривает изменение скорости отскока вилки или возврата её в исходное положение и скорости сжатия, или compression. Все эти регулировки являются важными и полезными.
• Локаут (LockOut) – блокировка вилки. По умолчанию всегда включена на моделях без амортизации, но доступна и на большинстве амортизационных устройств. Полностью блокирует механизм, на чём работу и заканчивает.
  На многих моделях достаточно легко сломать этот блокиратор, так что пользоваться им надо аккуратно, не подвергая серьёзной нагрузке. Благо, это практически никогда и не нужно.
• Compression (Сжатие) – скорость сжатия, важна при быстром движении, чтобы быстро поймать кочку.
• Rebound (Отбой) - скорость отскока, обратная сжатию. Если есть возможность отдельной настройки, очень полезна, особенно для катания по пересечённой местности. Медленное сжатие и быстрый отскок дадут максимальную эффективность на фрирайде или даунхилле.
• Extension Control, или регулирование длины хода. Доступна далеко не всегда, так как ослабляет всю конструкцию, поэтому требует аккуратного обращения. Если экспериментировать и действовать наугад, то можно серьёзно покалечить вилку.
  Она обыкновенно делается заменой компонентов амортизатора.

Важным типом регулирования является первый вариант. Остальные регулировки требуются не всем и не всегда, поэтому за них не стоит переплачивать.