Планетарные втулки с внутренним механизмом переключения передач

Эта статья посвящена самому важному элементу привода велосипеда — втулке. Одной из разновидностей является втулка с планетарным механизмом переключения передач. Название «планетарные» втулки получили за свои конструктивные особенности. Весьма сложный механизм, состоящий более чем из 40 деталей, действительно напоминает планеты солнечной системы, вращающиеся по определенной траектории.

Лидер производства таких втулок — американская корпорация SRAM, которой принадлежит (с 1997 г.) хорошо известная автомобилистам и велосипедистам фирма Sachs Bicycle Components. Также широкое распространение получили планетарные втулки японской корпорации SHIMANO на 3 и 8 передач. Так, например, новая втулка SHIMANO NEXUS INTER-8 имеет увеличенное передаточное отношение 307% по сравнению с предыдущей моделью INTER-7 (244%).

Первые планетарные втулки (250 000) были произведены фирмой Sachs в 1904 г. Это были 2-скоростные втулки «Торпедо». А уже в 1914 г. было продано свыше 833 000 шт. В 1943 г. 67% производственных площадей компании на европейской территории были разрушены, и Sachs находилась на грани банкротства. Несмотря на это в конце 1945 г. производство было восстановлено. В послевоенные годы в компании неоднократно происходили структурные изменения, а в 1997 году корпорация SRAM приобрела фирму Sachs Bicycle Components и инвестировала более миллиона долларов на развитие этого направления.

На сегодняшний день SRAM-SACHS выпускает втулки с 3, 5, 7 передачами и внутренней тормозной системой, а также есть вариант 3-5-7-скоростной втулки безтормозного типа и с тормозом роллерного типа. Недавно освоено производство втулки типа Dual-Drive 7х3 и 8x3 и 9х3, представляющей собой комбинацию из планетарной втулки на 3 передачи, на которой установлена кассета из 7/8/9 звезд. Классический наружный переключатель, установленный на раме, перемещает цепь по звездам кассеты. В итоге получается 7х3=21, 8х3=24, 9х3=27 сочетаний передач. Аналогичная система выпускается корпорацией SHIMANO и называется INTEGO. Привод состоит из 3-скоростной втулки INTER-3 и устанавливаемой на нее 8-скоростной кассеты LinkGlide (11-33 зуба).

На сегодняшний день лидер по количеству передач, установленных на планетарную втулку, — ROHLOFF (Германия). Фирмой выпускаются различные варианты втулок на 14 передач (диапазон передаточных чисел — 526%). Это безтормозные втулки, имеющие герметичный корпус, выполненный из высококачественного алюминиевого сплава, в котором собран планетарный механизм переключения скоростей. Конструкция втулки не требует обслуживания в течение всего срока службы. И не случайно на верхней модели трекингового велосипеда ST 1999 от концерна PANTHER WERKE установлена именно такая втулка.

ПРЕИМУЩЕСТВА ПЛАНЕТАРНЫХ ВТУЛОК

1. Достаточно высокий диапазон передаточных чисел. Для сравнения — набор звезд 42-32-22 и кассета 11-30 у внедорожного велосипеда, как нетрудно посчитать, имеют диапазон передаточных чисел 520%. Так для 7-скоростной втулки суммарный диапазон составляет 303%. Причем если считать четвертую передачу за прямую (100%), то относительно нее есть передачи пониженные (первая — 57%), и повышенные (седьмая –174%). Проще говоря, на велосипеде с такой втулкой можно успешно разогнаться как по шоссе, так и преодолеть крутой подъем и бездорожье. У 5-скоростной и 3-скоростной втулок диапазон передач меньше — 249% и 186% соответственно, но зато эти втулки легче и дешевле. У втулок Dual drive 7x3 диапазон передаточных чисел 434%, а у втулок 8х3 и 9х3 и того более. В лидерах сегодня — втулки ROHLOFF — 526%.

2. Быстрое и точное переключение передач с четкой фиксацией положения ручки переключателя. В отличие от механизмов с наружной системой переключения передач, данная система позволяет переключаться стоя на месте, хотя непосредственно переключение произойдет уже в движении.

3. Минимальное обслуживание. Как указано в инструкции по эксплуатации, втулка является необслуживаемым компонентом. Единственное предупреждение сводится к тому, что при мойке велосипеда водой под сильным напором не следует направлять струю на втулку. В процессе эксплуатации, возможно, потребуется регулировка управляющего привода, иначе говоря, регулировка натяжения тросика, которому свойственно растягиваться. Механизм втулки имеет пылевлагозащищенную конструкцию, но грязевые ванны все равно нежелательны. Обслуживание такого привода минимально и сводится к поддержанию в чистоте и смазке цепи.

4. Использование самой простой и прочной цепи, как на обычных дорожниках, которая работает «напрямую» без перекосов, не перемещаясь по звездам, как в случае с наружным механизмом, и как следствие очень высокий ресурс компонентов привода — передняя звезда/цепь/задняя звезда. Блок передних звезд упрощается до одной звезды, и отпадает необходимость в переднем переключателе и манетке.

5. Торможение ногами будет преимуществом, если велосипедист пересаживается с обычного дорожника — не надо переучиваться тормозить. Хотя следует понимать, что торможение только одним колесом всегда менее эффективно, чем двумя. Как правило, на таких велосипедах всегда установлен передний ручной тормоз. Но подавляющее большинство по разным причинам им не пользуются. Поэтому мы и говорим о торможении только задним колесом, что в корне неверно (представьте автомобиль, у которого не работают тормоза передних колес). В то же время в рассматриваемом случае об эффективности торможения можно забыть, если предполагается спокойная езда, без рывков и гонок. А именно для такой езды и предназначены велосипеды с внутренним приводом и планетарной втулкой.

В то же время наиболее высокоэффективными в смысле КПД являются втулки без внутреннего тормозного механизма. На моделях велосипедов с безтормозными планетарными втулками устанавливаются любые ободные или дисковые тормоза в зависимости от класса велосипеда и его назначения.

Как и любой механизм, привод с планетарной втулкой наряду с достоинствами имеет ряд недостатков, которыми в известных случаях можно пренебречь.

Следует иметь в виду, что стоят планетарные втулки в комплекте с манетками недешево, особенно это касается многоскоростных втулок, особенно ROHLOFF.

К относительным недостаткам следует отнести довольно большой вес (например, 7-ск. тормозная втулка весит около 1700 г.). Трение качения тормозной втулки по сравнению с втулками свободного качения (безтормозные с наружным переключателем) выше. Именно эти причины не позволяют широко применять такой привод в спортивных велосипедах, хотя в настоящий момент появились сообщения о применении «планетарок» в гоночных моделях.

Конструкция втулки очень сложная, и производитель настоятельно не рекомендует самостоятельную разборку. Лучше доверить это специалисту. Справедливости ради надо отметить, что неисправности внутреннего механизма встречаются крайне редко, а ресурс втулок весьма высок и превосходит ресурс многих компонентов и всего велосипеда в целом. По нашим наблюдениям, в основном проблемы связаны с неквалифицированным вмешательством и как следствие — поломкой наружных частей. Поэтому сами лучше не разбирайте планетарные втулки, а при необходимости снятия колеса внимательно ознакомьтесь с инструкцией по эксплуатации.

Подводя итоги рассмотрению достоинств и недостатков планетарных втулок, отметим, что велосипеды, укомплектованные такими приводами, очень популярны во многих европейских странах — Германии, Голландии, Франции и др. Такая сверхпопулярность объясняется прежде всего развитой сетью дорог отличного качества, широким использованием велосипеда как транспортного средства, несравнимо более высокой покупательной способностью европейцев и, пожалуй, нежеланием лишний раз возится с обслуживанием техники. Не случайно львиная доля велосипедов, выпускаемых европейскими производителями, такими как PANTHER WERKE, GAZELLE, ACCELL GROUP, STEVENS и многими другими, укомплектована приводами с планетарной втулкой.

На таком велосипеде предпочтительно прогулочное катание по парку, городу, проселочной дороге, поход умеренной сложности — словом, все, кроме экстрима и спорта.