Велосипедный тормоз

Велосипедный тормоз - это устройство, позволяющее велосипеду снижать скорость и останавливаться.

В разное время на велосипедах использовались различные типы тормозов, которые можно свести к трем классам: ободные, дисковые и барабанные. В свою очередь, привод тормозов может быть механическим или гидравлическим.

Виды приводов тормозов

Как было написано выше по приводу тормоза бывают механические и гидравлические.

Механический привод тормоза велосипеда

При механическом тормозе усилие передается с помощью тросового привода или цепи велосипеда (вращением педалей назад).

На данный момент наиболее используемый привод тормоза - тросовый.

Тросовый привод представляет собой стальной трос с бобышкой на одном конце и наконечником на другом, скользящий внутри рубашки со спиральной намоткой проволоки. При нажатии на ручку трос передает усилие на рычаг (или рачаги) тормоза, что вызывает прижатие колодок к тормозной поверхности.

Достоинства:

• простота, надежность и дешевизна конструкции
• дегкость ремонта в полевых условиях

Недостатки:

• мощность ограничена растяжением троса
• необходимость регулярной подстройки по мере износа колодок и растягивания троса
• чувствительность к загрязнению тросов, что приводит к ржавлению тросов и, соответственно, ухудшению работы тормозов вплоть до отказа. Кроме того, зимой грязь и вода в рубашках может замерзнуть. 
• со временем пластиковая трубочка внутри рубашек протирается и качество работы падает. Поэтому тросы и рубашки рекомендуется менять во время сезонного технического обслуживания. Смазка тросов в таком случае не требуется, поскольку временно улучшая работу, она в будущем способствует еще большему загрязнению и замерзанию рубашек.

Гидравлический привод тормоза велосипеда

Гидравлический привод тормозов основан на передаче давления от тормозной ручки на тормозные колодки с помощью тормозной жидкости или специального масла для гидроприводов.

Принцип работы гидравлического привода (открытая система) показан на рисунке ниже.

Давление от тормозной ручки передается через шток на поршень с манжетами, далее — на тормозную жидкость (или масло), которая в свою очередь передает давление на поршни с колодками, сжимающие тормозной диск (или обод колеса). В открытой системе компенсация расширения-сжатия жидкости и износа колодок происходит за счет жидкости, содержащейся в расширительном бачке, поэтому положение колодок остается постоянным (автоподвод колодок).

Преимущества:

• высокая мощность (поскольку жидкость не сжимаема, а трос может растягиваться)
• не требуется регулярное обслуживание
• автоподвод колодок — не нужна подстройка по мере износа

Недостатки:

• сложность и дороговизна конструкции
• практическая невозможность ремонта в полевых условиях
• требуется более или менее частая прокачка системы

Ободные велосипедные тормоза

У ободных тормозов усилие торможения передается на обод колеса с помощью 2 колодок, прижимаемых к ободу рычагами, приводимыми, в свою очередь, мускульной силой велосипедиста через тросовый привод или гидравлически.

В ободных тормозах используется 2 вида колодок: обычные и картриджные. Различие в том, что картриджная колодка может быть разобрана на составные части и при износе не требуется покупать колодку целиком, достаточно заменить накладку.

В настоящий момент, на велосипедах используются ободные тормоза трех видов:

• Кантилеверы — на очень старых велосипедах и на велосипедах для велокросса.

  

  Кантилевер

• Клещевые тормоза — используются на шоссейных и некоторых дорожных велосипедах.

  

  Клещевые тормоза

• V-brake (вибрейки) — используются на остальных велосипедах.

  

  V-brake

  
  Существуют вибрейки с параллельным подводом колодок — в них используется параллелограммный механизм, который позволяет улучшить работу тормозов с изношенными колодками, но подвержен засорению и износу шарниров.

В целом, приведенное разделение практически не оставляет места для маневра — на шоссейный велосипед нельзя поставить ничего, кроме клещевых тормозов, вибрейки нельзя заменить на кантилеверы (не считая очень старых кантилеверов) и клещевые, а кантилеверы можно заменить лишь на редкие мини-вибрейки.

Преимущества

• малая нагрузка на втулку и спицевой набор.
• простота конструкции, обслуживания и ремонта.
• унификация конструкции: ручки, тормоза и колодки разных фирм совместимы между собой.
• легкость в совмещении с багажником.
• дешевые колодки.
• малый вес.
• у хороших вибрейков — высокая мощность.
• низкая цена.

Недостатки

• высокая подверженность загрязнению и обледенению механизма;
• плохое торможение, когда ободья мокрые и грязные;
• отсутствие торможения по обледенелым ободьям;
• чувствительность к восьмеркам на ободьях;
• относительно быстрый износ колодок;
• износ ободьев, опасность их перегрева в горах;
• необходимость регулярной подстройки.

Дисковые велосипедные тормоза

У дисковых велосипедных тормозов усилие передается на тормозной диск (обычно называемый ротором), жестко закрепленный на втулке колеса. Тормозная машинка (калипер) крепится на вилке или на раме и содержит в себе 2 колодки, прижимающимися к ротору одним или несколькими поршнями. Такие тормоза требуют наличия втулок с крепежом для роторов, а также креплений на раме и вилке.

Два основных класса дисковых тормозов — механические и гидравлические.

Механические дисковые тормоза

Дисковый гидравлический тормоз Shimano XT

Преимущества

• очень высокая мощность
• относительно медленный износ колодок и роторов
• нечувствительность к восьмеркам на ободе
• хорошая работа в мокрых, грязных и зимних условиях
• отсутствие износа ободов
• меньшая склонность к перегреву

Недостатки

• сложности в совмещении с багажником
• высокая стоимость тормозов и колодок
• высокая нагрузка на втулку, вилку и спицы колеса
• совместимость по запчастям (гидр.) и колодкам только с моделями того же производителя (или вообще, только с самими собой).
• относительно большой вес (мех.)
• плохая модуляция (мех.)

Барабанные велосипедные тормоза

Весь механизм тормозов находится внутри втулки колеса. Торможение производится путем нажатия педалей назад. Используются на недорогих городских велосипедах, привычны для ездивших на советских велосипедах.

Иногда барабанные тормоза ставятся в сочетании с передним ободным тормозом. Это очень удачная и надежная комбинация, использующая преимущества их обоих и компенсирующая недостатки друг друга.

Барабанные тормоза наиболее эффективны, когда педали находятся в горизонтальном положении и велосипедист начинает, слегка нажимая ногой, потихоньку притормаживать. Если ситуация на дороге становится экстремальной - позволят остановить несущийся велосипед с минимальным тормозным путем.

Достоинства

• весь тормозной механизм находится внутри втулки заднего или переднего колеса. 
• обслуживания практически ни какого не нужно – служат весь срок жизни велосипеда.
• Не подвержены никаким погодным и механическим воздействиям, работают "и в дождь и в зной", в любой грязи и на любой "восьмерке", зимой и летом.
• не боятся падений и ударов

Недостатки

• для их установки нужны специальные втулки и на заднем колесе работают только на односкоростных велосипедах
• при вертикально расположенных педалях неудобно пользоваться. В результате приходится тратить драгоценные мгновения, чтобы привести их в действие. Иногда это критически важно. Хотя опытные велосипедисты при езде всегда держат педали либо горизонтально, либо одну выше другой, но не вертикально. Это дает возможность в нужный момент сразу начать тормозить или прибавить скорости.
• если цепь слетает со звездочки – тормоза уже не работают. Правда эту проблема, как и вертикально расположенные педали, решается установкой на переднее колесо дублирующих тормозов. Обычно это V-brake.
• иногда еще в качестве недостатков говорят, что они имеют больший вес, чем вибрейки, втулка и спицы испытывают при торможении более значительные нагрузки, чем на дисковых и вибрейках, а при длительном торможении сильно нагреваются. Однако, для городских и дорожных велосипедов, на которых устанавливают барабанные тормоза, это не имеет никакого решающего значения.

Роллерные велосипедные тормоза

Инженеры компании Shimano решили сконструировать тормоза, сочетающие в себе плюсы всех предыдущих типов и не имеющих их минусов. От дисковых тормозов они должны были перенять эффективность и мощность, от барабанных – надежность и неприхотливость в обслуживании.

Механизм тормоза находится снаружи втулки, закреплен на раме. Само торможение происходит за счет силы трения, возникающего между тормозными колодками и рабочей поверхностью тормозного барабана. Тормозные колодки раздвигаются роликовым механизмом при нажатии на ручку тормоза. А усилие от ручки на роликовый механизм передается при помощи тросика. Для отвода тепла, возникающего при торможении, на внешнем корпусе барабана устанавливается радиатор.

Схематичный принцип работы роллерного тормоза

Этот тип тормозов не получил на территории стран СНГ большого распространения, хотя в магазинах его можно найти и установить.

Достоинства

• тормоза очень мощные и надежные.
• работают независимо от наличия "восьмерок" на колесе.
• регулировка почти не требуется. Они работают годами и не требуют никакого техобслуживания, так же как и барабанные.
• их можно устанавливать на скоростные велосипеды.
• тормоз хорошо защищен корпусом от дождя, снега, пыли и грязи.

Недостатки

• эти тормоза совместимы не со всеми видами втулок. В результате для апгрейда велосипеда нужно было покупать и менять еще и втулку. А с этим связан и перебор всего колеса, что, естественно, не вызвало энтузиазма у большинства велолюбителей.
• при выжатом тормозе возможно кручение колеса назад, что, согласитесь, совсем не хорошо.
• конструкция этого тормоза такова, что сам факт установки его на втулку тормозит ее вращение и ухудшает накат сам по себе, даже без нажатия на ручку тормоза. Это торможение не столь сильно, но все-таки есть.
• несмотря на радиатор, тормоз все-равно греется, так как колодки расположены в замкнутом пространстве. Это тепло передается на подшипники втулки, что тоже не улучшает их работоспособность.
• они не подходят к некоторым типам амортизационных вилок – хотя сказать, что это большой недостаток нельзя.
• как говорилось выше, тормоз хорошо защищен от дождя, снега, пыли и грязи. Однако при погружении в воду или попадании воды внутрь корпуса смазка вымывается, и тормоз начинает плохо работать.
• вес тормозов получился больше, чем у других типов, да и цена кусается