Сегодня мы поговорим о всевластной царице в мире велосипедных рам – геометрии. Итак, быстрее под кат!

На самом деле большинство велосипедистов имеют довольно косвенное представление о геометрии велосипедной рамы. Нет, они все, конечно, знают, что такое ЕТТ и преимущества наклона верхней трубы. Но часто читая даже мудренный обзор велосипеда от очень опытного гонщика начинаешь понимать, что человек описывает раму на основе своих эмоций, большинство которых можно предугадать по конструкции рамы. Постигать всю науку велосипедных геометрий мы не будем, так как у меня есть сомнения, что вы хотите стать инженером-проектировщиком велосипедов, но основные нюансы постараемся охватить.

Для начала давайте выясним, какие есть компоненты рамы. Большинство современных рам базируются на одном типе – «бриллиантовом». Название подобного типа рам произошло из-за схожести двух треугольников, которые образуют раму на подобие бриллианта. В таких рамах треугольники уже давно перестали быть треугольниками, но название прижилась, и им еще пользуются. Существуют еще открытые рамы («женские»), лигерад, кантиливерные, лежачие, крестообразные, фермовые, монококи, складные, тандемы, пенни-фартинг и еще несколько тысяч разновидностей.

Классическая «бриллиантовая» рама состоит из следующих труб – верхней, нижней, подседельной и пары перьев. Вот они “собственной персоной”:

S/T – подседельная труба, T/Ta – верхняя труба, T/Th – эффективная длина верхней трубы, С/S – нижние перья, F/R – смещение вилки, H/T ang – угол наклона рулевой трубы, S/T ang – угол наклона подседельной трубы, W/B – база

Некоторые дополняют этот список еще и подседельным стаканом, но это не столь существенно. Значительно более интересен угол наклона рулевой трубы, который отсчитывается от горизонтали. Чем больше этот угол и чем ближе к вертикали стоят перья вилки, тем быстрее разгоняется велосипед, и тем лучше вилка отрабатывает мелкие неровности дороги. И наоборот, чем угол меньше, чем более полого (острее) расположены перья вилки к поверхности, тем хуже динамика и управляемость; зато вилка легче проглатывает крупные колдобины и кочки, и они меньше влияют на движение байка. Если в кросс-кантри угол рулевой обычно 71-69 градусов, а длина колесной базы – 100-107 см, то в DH (Down-Hill – скоростной спуск с горы) это соотношение будет около 64-65 градусов и 110-117 см. Малый угол наклона передней вилки в сочетании с большой длиной перьев, как у велочопперов, приводит к ухудшению маневренности, эффективности управления, увеличению минимального радиуса виража и необходимости поворачивать руль на больший угол.

Что еще серьезно влияет на управляемость велосипеда? Амортизация. В момент торможения, когда байк «клюет носом» при сжатии амортизационной вилки, база уменьшается. В результате байк становится более управляемым, но менее устойчивым. Если нагрузить тяжелым грузом багажник или уменьшить ход задней подвески (поставить более короткий амортизатор) у двухподвеса (велосипед с передними и задними амортизаторами), ситуация поменяется на противоположную. Байк станет более устойчивым, но им будет труднее управлять. Не так давно появились велосипеды, геометрию которых можно менять практически «на ходу». Хотя, по сути, ноу-хау состоит в том, что в задней подвеске поворачивается один болт, но он изменяет угол соединения частей этой самой подвески, что дает вам два разных велосипеда по ощущениям. Вдобавок меняется угол наклона рулевой колонки, так что разницу поймет даже ребенок. Нужна ли такая система – вопрос хороший, но его следует оставить для другого разговора.

Одна из главных труб – верхняя. Она своей длиной определяет посадку велосипедиста. Длина верхней трубы определяется как расстояние от оси рулевой трубы до оси подседельного штыря. Кроме этого, длина влияет на распределение массы велосипеда. Длинная труба способствует разгрузке переднего колеса, из-за этого могут начаться проскальзывания при поворотах. А короткая приводит к тому, что колени задевают руль при педалировании способом «танцовщица». Любители кросс-кантри выбирают длинную трубу и длинный (100-130 мм) вынос для получения низкой, растянутой посадки. Это усложняет прохождение поворота и преодоление сложных участков, но ведь главная борьба обычно происходит на подъемах. Для скоростного спуска и фрирайда сочетают слегка укороченную верхнюю трубу с коротким выносом. Поэтому на склоне райдер сдвигается больше назад, чем обеспечивает правильное распределение нагрузки между колесами. Кроме того, дополнительная загрузка переднего колеса, когда райдер слегка перемещен вперед, помогает проходить техничные участки.

Как всегда, важен еще и угол расположения верхней трубы, который, прежде всего, задает высоту стендовера – расстояния от верхней трубы рамы до земли – и величину безопасного расстояния от жизненно важных органов байкера до верхней трубы рамы. Это очень важно в экстремальных видах спорта. Кроме того, при уменьшении высоты рамы возрастает ее жесткость и прочность, что играет важную роль в прыжковых дисциплинах и жестком фрирайде. В последнее время заниженная верхняя труба используется в шоссейных и кроссовых велосипедах. Это позволяет уменьшить количество размеров выпускаемых рам и их вес.

На правильную развесовку влияет и наклон подседельной трубы. Если труба расположена вертикально и каретка находится точно под седлом, крутить педали будет очень неудобно. Если двигаться в другую сторону – уменьшать угол между трубой и горизонталью, – больше будет нагрузка на заднее колесо, и меньше – на переднее. На крутом подъеме, если байкер сидит в седле, переднее колесо может полностью разгрузиться и потерять контакт с дорогой. А на крутых спусках все происходит с точностью наоборот. Переднее колесо загружается, и чем дальше назад смещен байкер, тем устойчивее велосипед и меньше вероятность падения через руль. Считается, что угол наклона подседельной трубы в 73 градуса (плюс-минус 1-2 градуса) обеспечивает правильную, удобную посадку и распределение нагрузки. Этот угол точно подобран для идеального байкера с длиной бедра 32 дюйма (813 мм). Для большего удобства и подгонки байка к велосипедисту с индивидуальными ростом, длиной рук и ног и т.д. можно заменить прямой подседельный штырь на изогнутый. Или просто сдвинуть седло вперед или назад. При правильно установленном седле нога в нижнем положении практически полностью распрямляется, что обеспечивает максимальную эффективность при педалировании.

На развесовку влияет не только угол подседельной трубы, но и длина перьев заднего треугольника (если он, конечно, есть). Короткие перья нагружают заднее колесо и увеличивают его сцепление с грунтом, а также делают задний треугольник более компактным, поджатым и жестким. Байк легче взбирается в гору, быстрее проходит повороты и разгоняется. У прогулочных велосипедов и турингов база обычно увеличена, и задний треугольник растянут. Вследствие этого ухудшается динамика, и ехать под горку ощутимо сложнее. На этот компромисс в таких велосипедах идут из-за необходимости разместить сзади багажник, который при нагрузке “баулом” не будет зацеплять пятки велосипедиста.

При выборе рамы в большинстве случаев пользуются двумя цифрами – ростовкой (длина подседельной трубы) и ЕТТ (эффективная длина верхней трубы или горизонтальное расстояние между центром рулевого стакана и центром подседела). Первая просто определяет, подходит вам такой велосипед или нет, ведь если рама рассчитана на наездника в 160 см ростом, а на нее сядет 2-метровый гигант, будет немного неудобно. Вторая цифра отвечает за предназначение велосипеда: если она мала – велосипед прогулочный и посадка максимально прямая, если ЕТТ большая – то на раме можно ездить только «лежа», что очень эффективно, но не всем удобно.

Порой я встречаю мнения, что геометрия современных велосипедов шагнула намного вперед и все эти правила скоро можно будет выбросить в мусор. И если с первой часть я полностью согласен, то вторая пока что просто смешна. Да, уже сейчас есть конструкции велосипедных рам, которые способны немного «обмануть» физику поведения велосипеда. Но все они предназначены для очень узкого круга профессионалов, да и в обычном пользовании не очень удобны.

А что же остается нам, простым смертным? Да все то же – при покупке велосипеда брать с собой транспортир с рулеткой и выбирать велосипед, который максимально нам подходит!

• , 28 Авг 2015

Таблица с описанием геометрии шоссейного велосипеда может сбить с толку как новичка, так и продвинутого спортсмена. В этой статье мы рассмотрим, что значат различные параметры геометрии шоссейного байка и на что стоит обратить внимание при покупке.

Покупая новый велосипед, нужно учесть ряд факторов: вид езды который вы предпочитаете, ваш опыт, физическая форма, и конечно же бюджет. Но частенько даже эти факторы не позволяют, из огромного списка, выбрать именно свой шоссейник.

Важнейшими показателями будут геометрия велосипеда и его размер. Если купить не подходящий размер, езда на велосипеде будет не комфортной и травмы вам обеспечены.

Прежде чем направиться в велосипедный магазин или заказать байк по интернету, стоит обратить внимание на таблицу с геометрией. Это позволит, во-первых, определиться какой байк подойдет вашему стилю катания и, во-вторых, выбрать нужный вам размер.

Однако, таблицы геометрии велосипеда могут как помочь, так и запутать любого человека, так как разные производители имеют разную размерную сетку, а каждая модель велосипеда может иметь свою геометрию.

Что такое таблица геометрии велосипеда?

Таблица геометрии велосипеда содержит различную информацию и может отличаться у разных производителей, но в основном вы там найдёте следующие параметры: длина основных трубок рамы, угол наклона рулевой колонки и подседельного штыря. Также, скорее всего будут обозначены: колесная база, нижнее перо, stack и reach

В таблице также будут указаны различные размеры доступных рам, так вы сможете увидеть, как размер рамы влияет на самые важные значения, которые определяют подходит ли вам велосипед.

В добавок, некоторые таблицы будут иметь такие данные, как rake (расстояние между рулевой осью и центром колеса) и trail (расстояние между контактной точкой покрышки и рулевой оси). Эти данные могут помочь определить какой тип геометрии имеет велосипед и дать характеристику управляемости. Мы вернемся к этому позже.

Насколько полезной будет таблица геометрии при выборе велосипеда?

Таблица геометрии позволит подобрать идеально подходящий размер рамы, поможет в последующем байк фите, укажет на совместимость компонентов и охарактеризует управляемость велосипеда.

Для того чтобы цифры в таблице действительно помогли в выборе правильного размера рамы, нужно знать свои параметры, которые лучше всего измерять у специалиста по байк фиту. Но, даже самостоятельно можно разобраться как должны быть размещены седло и руль, а также определить идеальную ширину руля и длину шатунов.

Какие основные параметры помогут выбрать подходящий велосипед?

• Длина верхней трубы (Toptube length)

Этот параметр указывает на длину рамы и позволит подсчитать длину выноса руля. Это ключевой фактор в определении, такого понятия как, reach (с англ. дотягиваться).

• Длина рулевой трубы (Headtube length)

Это вертикальное измерение передней трубки рамы. Длина рулевой трубки определяет, можно ли с конкретной рамой получить подходящую вам высоту руля. Эндуранс и туринг велосипеды обычно имеют длинную рулевую трубу, для более ровной посадки, в то время как гоночные велосипеды имеют короткую переднюю трубку для агрессивной посадки.

Длина рулевой трубы влияет на reach (читайте ниже), хотя высоту руля можно будет позже настроить с помощью разделительных колец.

• Высота рамы и расстояние между кареткой и рулевой (Stack и Reach)

Stack это вертикальное расстояние между кареткой и верхней точкой рулевой колонки, а reach – это горизонтальное растояние от центра каретки до рулевой.

Если вы знаете свои параметры, то stack и reach будут самыми важными цифрами при выборе правильного размера рамы. Также, это самый простой способ сравнить размерную сетку у разных производителей. К примеру, не все 56 рамы одинаковые, так что стоит это учитывать.

В большинстве своем, велосипед для гонок будет иметь низкий stack и длинный reach, в то время как велосипед с более расслабленной геометрией будет иметь высокий stack и короткий reach. К примеру гоночный велосипед S-Works Tarmac в размере 56 имеет stack 564 мм и reach 395 мм, а эндуранс байк S-Works Roubaix в том же размере имеет stack 611 мм и reach 381 мм.

• Угол наклона подседельного штыря (Seattube angle )

Высота седла легко настраивается, так что длина штыря не имеет особого значения, зато угол наклона будет сильно влиять на посадку.

На профессиональном байк фите вы узнаете подходящее вам расстояние между носом седла и центром руля – это поможет определить нужно ли сдвинуть седло назад или вперед. Угол наклона подседельного штыря влияет на изначальную позицию седла.

Какие параметры в таблице геометрии характеризуют управляемость велосипеда?

Качество езды на велосипеде нельзя определить только лишь по данным геометрии. Тем не менее, следующие цифры могут подсказать, чего можно ожидать от управляемости велосипеда.

• Длина между осью переднего колеса и кареткой (Front-centre)

Это расстояние помогает определить насколько четко будет ощущаться велосипед в поворотах и насколько отзывчивой будет передняя часть байка во время езды в седле и стоя, упираясь на руль. Этот параметр также может влиять на то, как ощущаются вибрации от дороги на руле.

• Длина между задней осью и кареткой (Rear-centre)

Чем длиннее расстояние между задней осью и кареткой, тем медленнее байк будет реагировать на изменения мощности педалирования, и тоже самое касательно управляемости.

• Выкат переднего колеса (Trail)

Многие говорят об уголе наклона рулевой, но на самом деле на управляемость передней части велосипеда по большей части влияет комбинация между смещением вилки (rake) и уголом наклона рулевой, так называемый, trail, или выкат переднего колеса.

В сущности чем больше значение trail, тем устойчивее будет велосипед, а меньший trail означает быструю управляемость. Значение trail обычно будет в пределах 50-70 мм.

• Длина нижних перьев (Chainstay)

Также как выкат переднего колеса, на устойчивость велосипеда влияет длина нижних перьев. Типичный "гоночный" велосипед имеет перья длиной 405-415 мм, в то время как "эндуранс" велосипеды обычно имеют более длинные перья (около 420 мм). К примеру гоночный велосипед Trek Madone в размере 56 см имеет нижние перья в 410 мм, а эндуранс велосипед Trek Domane – 420 мм. Колёсная база тоже имеет похожую историю – эндуранс будет иметь более длинную колесную базу чем гоночный велосипед.

Общее правило – чем длиннее велосипед, тем он более устойчивый и менее поворотливый.

• Высота каретки (Bottom bracket height)

Чем ниже каретка, тем ниже центр тяжести велосипеда. Это приводит к стабильной управляемости. Но есть ограничения – должно быть достаточное расстояние, чтобы на поворотах не цепляться педалями об землю. Высоту каретки обычно проектируют в тандеме с выкатом переднего колеса (trail), тогда получается сбалансированный велосипед.

Также измеряют высоту от задней втулки колеса до центра каретки (Bottom bracket drop). У гоночного Trek Madone – это 70 мм, а у эндуранс байка Domane 78 мм. Более высокая каретка у гоночных велосипедов помогает быстро заезжать в повороты.

Геометрия велосипеда — углы и размеры — определяет очень многое в поведении велосипеда. От неё зависит устойчивость, управляемость, проходимость (в хорошем смысле), динамика разгона, эффективное торможение, спуск с горы и подъём на оную, прохождение крутых виражей и возможность заниматься крутым экстримом. В стародавние времена геометрия велосипеда жестко и однозначно определялось геометрией рамы. Сейчас это уже не так. Появились подвески, передняя и задняя. А, значит, геометрия велосипеда и поведение байка зависят от характеристик подвесок (ход, жесткость, демпфирование), и от их настройки. Дабы не углубляться в дебри, а просто, окинуть, густой лес, небрежным взглядом знатока, рассмотрим основные моменты.

1. Геометрия велосипеда и угол наклона подседельной трубы

Во многом задаёт посадку байкера и удобство вращения педалей, — если труба торчит вертикально и каретка находится точно под седлом, то педалировать неудобно, некуда девать бедра. А так же определяет развесовку байка, то есть распределение нагрузки, на переднее и на заднее колёсо. Чем меньше угол наклона (он отсчитывается от горизонтали) и чем выше байкер, тем больше нагрузка на заднее колесо и, естественно, меньше на переднее. На крутом подъёме, если байкер сидит в седле, переднее колесо может полностью разгрузиться и потерять контакт с дорогой. И байкер рискует опрокинуться на спину. А на крутых спусках, все с точностью наоборот. Переднее колесо загружается, и чем дальше назад смещён байкер, тем устойчивее велосипед и тем меньше вероятность падения через руль. Считается, что угол наклона подседельной трубы, равный 73° (плюс, минус 1°…2°) обеспечивает правильную, удобную посадку и распределение нагрузки. Этот угол точно подобран для идеального байкера с длиной бедра 32 дюйма (813мм). Для дополнительной корректировки этого угла и подгонки байка к реальным габаритам рейдера (рост, длина рук и ног, …) можно заменить прямой подседельный штырь на изогнутый (Thomson). И, что ещё проще, можно сдвигать седло вперед или назад. При правильно установленном седле, нога в нижнем положении практически полностью распрямляется.

2. Высота каретки

Определяет клиренс велосипеда — зазор между педалью и дорогой, когда шатун опущен вертикально вниз. Слишком малый клиренс не позволяет сильно наклонять байк, при скоростном прохождении поворота — можно зацепиться педалью за камень, кочку, корень, ускоряясь на выходе из виража. Или задеть звездами системы за кочку. Поэтому, байки для разных стилей катания имеют разную высоту каретки над землёй, — для DH и фрирайда каретку поднимают повыше, до 34…36см. В качестве конкретного материала, имеется таблица №1, которую любезно предоставил Алексей Маджуга и, где, на примере велосипедов KONA показано как меняются размеры от назначения байка и стиля катания.

Примечание. В связи с явным прогрессом в устройстве и работе амортизационных вилок и задних амортизаторов и созданием «стабильных платформ», ход амортизаторов увеличился в последние годы и, вполне возможно, увеличится ещё больше.

Кроме того, чем выше расположена каретка, тем выше надо поднимать седло и, тем больше становится высота велосипеда и выше располагается центр тяжести системы байк + байкер. Что, несомненно, влияет на устойчивость и управляемость. На высоком байке проще сохранять равновесие, а при входе в вираж, угол наклона, необходимый для того, что бы скомпенсировать силой тяжести, силу центробежную, возникающую от движения по кругу (радиусу) будет МЕНЬШЕ, чем у низкого байка. Что следует из самой элементарной геометрии. Следовательно, на высоком велосипеде проще гонять по узким лесным синглтрекам и легче его «укладывать» в крутые виражи. То есть, ещё раз, для прохождения виража на данной скорости и по данному радиусу, высокий байк надо наклонять вбок на меньший угол, чем низкий. Но при торможении и спуске, картина получается обратной. На крутых подъёмах, спусках и при резком торможении передним тормозом, высокий велосипед имеет больше шансов потерять равновесие — опрокинутся назад или перевернуться через руль. Что бы уменьшить этот вредный эффект увеличивают базу велосипеда — расстояние между осями колёс. Заодно получают большую мягкость и плавность хода, байк меньше подпрыгивает на колдобинах, корнях и кочках. Но длиннобазный байк обладает большей курсовой устойчивостью и хуже вписывается в крутые виражи, что опять таки, следует из простой геометрии. Для улучшения управляемости и маневренности приходится «играть» с углом наклона рулевой трубы и уменьшать Trail (выкат переднего колеса).

3. Угол наклона рулевой трубы (отсчитывается от горизонтали)

Отметим только следующее. Чем больше этот угол, чем ближе к вертикали стоят перья вилки, тем быстрее разгоняется велосипед и тем лучше вилка отрабатывает мелкие торчки и неровности на дороге. И, наоборот, если угол меньше, а перья вилки расположены более полого (острее) к поверхности, тем хуже динамика и управляемость, но зато вилка легче проглатывает крупные колдобины и кочки и они меньше влияют на движение байка. В кросс-кантри угол рулевой обычно 71…69 градусов, а длина колесной базы — 100…107 см, то в DH — 64…65 градусов и 110…117 см. Смотри таблицу №1. Малый угол наклона передней вилки в сочетании с большой длиной перьев, что характерно для велочопперов, приводит к ухудшению маневренности — эффективности (остроты) управления: увеличению минимального радиуса виража и необходимости поворачивать руль на больший угол.

4. Геометрия велосипеда и передней вилки и Trail (выкат переднего колеса)

Маленький эксперимент. Если поставить правильный велосипед вертикально на оба колеса, держа за раму и наклонить в сторону, то и руль сам повернется в ту же сторону. Причина такого поведения кроется в конструкции передней вилки и рулевой колонки. Именно они определяют взаимное расположение двух важных точек. Точки А — места контакта переднего колеса с дорогой и точки В — пересечения оси рулевой колонки с той же дорогой. Взаимное положение этих точек задает не только направление куда повернётся руль при наклоне велосипеда, но и его курсовую устойчивость, управляемость, строгость управления, стабильность на виражах и многое другое. Все велосипедыможно разделить на два типа: ВА и АВ. Тип АВ — у которого точка контакта переднего колеса с дорогой расположена впереди точки В (рис.№2а). Тип ВА — Точка А лежит позади точки В (рис.№2б).

При наклоне велосипеда типа АВ в одну сторону, его руль будет поворачиваться в другую сторону и по очень ясной причине — точка приложения силы трения А лежит впереди оси вращения колеса В. Велосипед, при повороте «без рук», будет складываться пополам как ширма и с грохотом сыпаться на землю. Совсем иначе реагирует на наклон руль и переднее колесо велосипеда типа ВА, — они будут поворачиваться в сторону наклона велосипеда сами, и безо всяких рук. А при правильных размерах и углах, велосипед будет стремиться вернуться в вертикальное положение точно так, как будто его руль повернули руками — рулю надо только немного помочь, направить его в нужном направлении, и все будет ОК! По этой причине велосипеды типа АВ в магазинах не сыскать.

Теперь о форме передней вилки.

Варианты, изображенные на рис.№3, а) и б), дают нам слишком большое расстояние между точками В и А, что приводит к «сверх устойчивости» велосипеда. Чем больше расстояние между этими точками, тем больше момент силы, поворачивающий переднее колесо и, само собой, руль в сторону наклона велосипеда. Результат понятен, курсовая и вертикальная устойчивость очень хорошая, а управляемость «ниже плинтуса». Поэтому, для уменьшения расстояния между этими точками, вилку на велосипедах изгибают вперед, рис.№3, в). Но, даже если вилка прямая, то меняют её наклон, относительно оси рулевой колонки, или петухи, в которых крепится переднее колесо, смещают вперед. Рис.№4.

Расстояние между осью рулевой колонки и осью втулки переднего колеса, называют по разному, и Rake и Fork Offset, а у нас можно столкнуться с выбегом, смещением или вылетом вилки. Величина вылета вилки R обычно находится в пределах от 30 до 50мм. Зная вылет вилки, угол наклона оси рулевой колонки и реальный диаметр (с учетом толщины и деформации шины) колеса, легко можно подсчитать расстояние между точками А и В. Это расстояние называется Trail или выкат (выбег) переднего колеса, иногда его можно найти в каталогах. Итак, зная Trail, считается коэффициент устойчивости (управляемости) (Ку), который равен: Trail (Т), деленный на сумму, состоящую из длины базы велосипеда (G) плюс Trail (Т), результат деления умножается на 100%. Теперь формула: Ку=(Т/)100% (1), все очень просто. У современных велосипедов Ку лежит в диапазоне от 5% до 7,5% и выбирается обычно значение близкое к границе устойчивости, по весьма прозрачной причине — таким велосипедом легче управлять.

5. Геометрия велосипеда меняется при работе амортизации

В момент торможения, когда байк «клюёт носом» при сжатии амортизационной вилки, база уменьшается, но Trail уменьшается ещё больше, а, следовательно, уменьшается и Ку. Выходит, что при торможении байк становится более управляемым, но и менее устойчивым. То же самое происходит при педалировании стоя, когда байкер приближает корпус к рулю и при спуске со склона, особенно если переднее колесо интенсивно притормаживается.

Если теперь нагрузить тяжелым грузом (симпатичной девушкой) багажник или уменьшить ход задней подвески (поставить более короткий амортизатор) у двухподвеса, то ситуация поменяется прямо на противоположную. Trail увеличится, Ку возрастет, байк станет более устойчивым, но им будет труднее управлять. Это наверняка знакомо многим вело туристам. С хорошо нагруженным багажником, байк прет как танк, особенно если хорошо разогнаться. Но повернуть или проехать по извилистой тропинке на малой скорости, ой как нелегко. Сейчас многие байки для экстрима имеют длинные дропауты задних перьев, которые позволяют сдвигать заднюю ось в широких пределах или ставить колесо меньшего диаметра, не 26, а 24 дюйма. Не удивительно, что при этом меняется устойчивость и управляемость велосипеда. Появились уже первые трейловые байки, геометрию которых можно изменять прямо на ходу в широких пределах. Например, новинка сезона, байк BIONICON EDISON. С помощью промышленного клапана который применяют в устройствах пневмо автоматики и пневмо линий геометрию рамы можно менять на 6 градусов! Угол наклона рулевой трубы 67,5°…73.5°. Угол наклона подседельной трубы 71°…77°. Ход вилки 69мм…147мм, ход задней подвески 142мм при колёсной базе 1056мм. На одном и том же байке теперь можно и катить в кросс-кантрийном стиле и эффектно спускаться с крутого склона.

6. Апгрейд

Замена амортизационной вилки и заднего амортизатора на более длинные или короткие влияет на устойчивость и управляемость байка. Это следует обязательно учитывать.

7. Длина верхней трубы

Длина верхней трубы определяется, как расстояние от оси рулевой трубы до оси подседельного штыря. Это расстояние, вместе с длиной выноса, во многом определяет посадку велосипедиста. И, кроме того, она так же влияет на развесовку велосипеда. Длинная труба способствует разгрузке переднего колеса, — могут начаться проскальзывания при поворотах. Более короткая, — может привести к тому, что колени станут задевать руль при педалировании способом «танцовщица». Любители кросс-кантри выбирают длинную трубу и длинный вынос (100…130мм) для получения низкой, растянутой посадки. Это усложняет прохождение поворота и преодоление сложных участков, но главная борьба, обычно происходит на подъемах. Для скоростного спуска и фрирайда сочетают слегка укороченную верхнюю трубу с коротким выносом. Поэтому на склоне, рейдер сдвигается далеко назад и обеспечивает правильное распределение нагрузки между колёсами. Кроме того, дополнительная загрузка переднего колеса, когда рейдер слегка перемещается вперёд, помогает проходить техничные участки.

8. Наклон верхней трубы

Задает, прежде всего, высоту стендовера — безопасное расстояние от жизненно важных органов байкера до верхней трубы рамы. Это очень важно в экстремальных видах спорта. Кроме того, уменьшается строительная высота рамы и, как следствие, возрастает её жёсткость и прочность, что играет роль в прыжковых дисциплинах и жестком фрирайде. В последнее время заниженная верхняя труба используется в шоссейных и кроссовых велосипедах. Это позволяет уменьшить количество размеров выпускаемых рам и их вес.

9. Длина нижних перьев

Она определяется по линии, параллельной земле, от оси каретки до оси задней втулки. Длина нижних перьев влияет на развесовку и динамику байка. И, неважно, сидит байкер в седле или стоит на педалях, в этом отличие влияния длины перьев на развесовку, от наклона подседельной трубы. Ведь, когда байкер встает с седла, наклон подседельной трубы уже не влияет на распределение нагрузки между колёсами. Короткие перья нагружают заднее колесо и увеличивают его сцепление с грунтом, а также делают задний треугольник более компактным, поджатым и жестким. Байк легче взбирается в гору, быстрее проходит, повороты и разгоняется. У прогулочных велосипедов и турингов база обычно увеличена и задний треугольник растянут. Это ухудшает динамику и требует большей затраты энергии для того, что бы забраться в гору. Но на это приходится идти, что бы разместить на багажнике большой и объемный вело рюкзак (штаны) и не задевать его пятками при вращении педалей.

И ещё пару слов о том, какая геометрия велосипеда подходит для разных стилей катания.
Чем острее байк «заточен» под скоростной спуск и жесткий фрирайд, тем длиннее ход его амортизаторов, острее угол рулевой трубы, больше колесная база и выше кареточный узел. Байк для дерта, имеет укороченную подседельную трубу, заниженный стендовер (расстояние от земли до середины подседельной трубы) и короткий вынос. Это полезно для безопасности и удобства рейдера при выполнении прыжков и трюков и для большей прочности рамы.

06.11.2005 г. Юрий Разин. Геометрия велосипеда.

PS. Выражаю благодарность Алексею Маджуге за ценные советы и рекомендации по особенностям геометрии современных байков

© «Федерация Путешественников» — Геометрия велосипеда

От геометрии велосипеда (байка) - от размеров и углов - зависят многие параметры поведения велосипеда. Зависит управляемость, устойчивость, динамика разгона, проходимость (в положительном смысле), эффективность торможения, подъём на гору и спуск с горы, возможность заниматься экстремальной ездой и проходить крутые виражи. С давних времен геометрия велосипеда однозначно и жестко определялась геометрией рамы.

На сегодняшний день, это уже не соответствует истине. Появились подвески, задняя и передняя. А, следовательно, геометрия и поведение велосипеда во многом зависят от характеристик подвески (демпфирование, жесткость, ход) и от их настроек. Чтобы не углубляться в дебри, а, всего лишь, окинуть небрежным взором знатока, этот густой лес, перейдем к рассмотрению основных моментов.

КАКИЕ ДОЛЖНЫ БЫТЬ НАКЛОНЫ И УГЛЫ БАЙКА, ВЫБИРАЕМ ПРАВИЛЬНУЮ ГЕОМЕТРИЮ ВЕЛОСИПЕДА

По большей части, задаёт посадку велосипедиста и определяет удобство педалирования. Если труба расположена вертикально и каретка расположена непосредственно под седлом, то осуществлять педалирование неудобно, бедра некуда девать. Еще одним параметром, определяемым наклоном подседельной трубы, является развесовка байка, говоря проще, распределение нагрузки между задним и передним колёсом. Чем угол наклона меньше (его отсчет производится от линии горизонта) и чем выше расположение велосипедиста, тем меньшая нагрузка ложится на переднее колесо и большая на заднее.

При крутом подъёме в гору, если велосипедист сидит в седле, нагрузка на переднее колесо велосипеда может полностью исчезнуть и произойдет потеря контакта с дорогой. А велосипедист, в это время, рискует упасть на спину. При крутых спусках, процесс происходит в обратном порядке. Происходит загрузка переднего колеса, и чем больше велосипедист смещен назад, тем более устойчивое положение занимает велосипед, и, тем самым, уменьшается вероятность упасть через руль.

Принято считать, что если угол, с которым наклонена подседельная труба, равен 73° (с погрешностью 1°…2°), велосипедисту обеспечивается правильная, удобная посадка и правильно распределяется его вес. Это утверждение действительно для идеального велосипедиста, длина бедра которого составляет 813мм (32 дюйма). Чтобы произвести дополнительную корректировку этого угла и подгонку велосипеда к реальным габаритам велосипедиста (длина ног и рук, рост…), можно произвести замену прямого подседельного штыря на выгнутый (Thomson). Или можно сдвинуть седло назад или вперед, что ещё проще. Если седло установлено правильно, в крайнем нижнем положении педали нога должна практически полностью распрямится.

КАКАЯ ДОЛЖНА БЫТЬ ВЫСОТА КАРЕТКИ ВЕЛИКА

Данный параметр определяет клиренс байка - расстояние между дорогой и педалью в тот момент, когда она находится в крайнем нижнем положении. Если клиренс слишком мал, то это не позволит вам сильно наклонить велосипед, тогда во время скоростного прохождения поворота велика вероятность того, что вы зацепитесь педалью за корень, кочку, камень, совершая ускорение при выходе из виража.

По этой причине, у велосипедов, предназначенных для разных способов катания, высота каретки над землёй имеет разную величину. К примеру, для фрирайда и DH каретку поднимают намного выше, чем в дорожниках (примерно 34…36 см). Как наглядный пример, приводитсяТаблица №1 (которую для данной статьи любезно предоставил Маджуга Алексей) в которой, на примере байков KONA, продемонстрировано изменение геометрических размеров в зависимости от стиля катания и назначения байка.

Примечание.По той причине, что в устройстве и работе задних амортизаторов, амортизационных вилок, а так же создании стабильных платформ наблюдается явный прогресс, ход амортизаторов в последние годы существенно увеличился и, велика вероятность того, что, со временем, он увеличится ещё больше.
Помимо этого, если каретка расположена высоко, выше нужно поднимать и седло, соответственно, высота велосипеда увеличивается и центр тяжести подвижной системы «велосипед + велосипедист», поднимается вверх. Нет никаких сомнений в том, что это влияет на управляемость и устойчивость. На высоком велосипеде проще держать равновесие, а при исполнении виража, угол наклона, который призван скомпенсировать при помощи силы тяжести возникающую при круговом движении (по радиусу) центробежную силу, будетБолее малым, чем у велосипеда с низкой кареткой.

Это следует из школьного курса геометрии. Соответственно, на велосипеде с высокой посадкой гораздо легче ездить по лесным синглтрекам и проще укладываться в резкие повороты. Это означает, ещё раз, чтобы пройти вираж с заданной скоростью и по фиксированному радиусу, низкий велосипед нужно наклонить вбок на более чем высокий угол. Однако, при спуске и торможении, все выглядит совершенно наоборот. Во время крутых подъёмов, спусков и при моментальном торможении с помощью переднего тормоза, на велосипеде с высокой посадкой вероятность потери равновесия, падения назад или кувырка через руль, намного увеличивается. Чтобы свести к минимуму этот неприятный эффект, стараются увеличить колесную базу байка - длину от оси переднего колеса до оси заднего.

Одновременно с этим достигается большая плавность и мягкость хода, велосипед меньше подпрыгивает на кочках, колдобинах и корнях. Но велосипед с большой колесной базой имеет большую курсовую устойчивость и хуже входит в крутые виражи, что, опять же, можно понять благодаря школьному курсу геометрии. Чтобы повысить показатели маневренности и управляемости, приходится «крутить» угол наклона рулевой трубы и делать Trail (вынос переднего колеса) меньше.

КАК ИЗМЕНИТСЯ ГЕОМЕТРИЯ БАЙКА ПРИ ЗАМЕНЕ ВИЛКИ

Стоит отметить следующий момент. Чем больше значение этого угла, тем ближе к вертикальной плоскости находятся перья вилки, тем выше скорость разгона велосипеда, и тем более качественно вилка отрабатывает всевозможные мелкие неровности и кочки на дороге. И, соответственно, если угол будет уменьшаться, перья вилки будут становиться более пологими по отношению к поверхности (острее), в следствии, ухудшается управляемость и динамика, но, одновременно с этим, вилка начинает легче переносить крупные кочки и колдобины, и они, в меньшей степени, влияют на движение велосипеда.

Для кросс-кантрийных велосипедов угол рулевой чаще всего от 71 до 69 градусов, а расстояние между осями колес – от 100 до 107 см, а в DH угол равен примерно 64…65 градусов, а длина колесной базы составляет 110…117 см (См. табл. №1). Невысокий наклон передней вилки в паре с длинными перьями, что довольно часто используется в велочопперах, приводит к значительному ухудшению маневренности велосипеда, остроты (эффективности) управления, увеличению минимально-возможного радиуса виража и заставляет поворачивать руль на более высокий угол.

TRAIL (ВЫНОС ПЕРЕДНЕГО КОЛЕСА) И ПАРАМЕТРЫ ПЕРЕДНЕЙ ВИЛКИ ВЕЛОСИПЕДА

Небольшой эксперимент. Если уставить велосипед правильной конфигурации вертикально на два колеса, взять за раму и произвести наклон в сторону, то в ту же сторону должен сам повернуться и руль. Причина этого явления кроется в геометрии рулевой колонки и передней вилки. Именно эти детали определяют расположение пары важных точек между собой. Точки А - точки контакта дороги и переднего колеса, и точки В – точки пересечения оси, проходящей через рулевую колонку, и дороги. Взаимное расположение этих точек определяет не только направление поворота руля во время наклона велосипеда, но и его управляемость, курсовую устойчивость, стабильность при виражах, строгость управления и многое другое. Байки можно условно разделить на два вида: АВ и ВА. Велосипед АВ-типа, это тот, в котором точка касания переднего колеса и дороги располагается впереди точки В(рисунок №2а). Велосипед ВА-типа - тот, в котором точка А находиться позади точки В(рисунок №2б).

Если наклонить велосипед АВ-типа в одну сторону, то руль повернется в противоположную сторону и, по вполне понятной причине, точка А, в которой прикладывается сила трения, будет находиться ближе, чем ось рулевой трубы (точка В). Велосипед, если осуществлять поворот без рук, сложится пополам, как книжка, и со стуком упадет на землю. Совершенно по-другому реагирует на наклон велосипеда переднее колесо и руль велосипеда ВА-типа - они будут клониться в сторону наклона байка сами и без помощи рук.

А при сбалансированных углах и размерах, велосипед будет возвращаться в вертикальное положение именно так, как если бы его руль поворачивали руками, рулю только нужно немного помочь, подправить его в правильном направлении, и все получится просто великолепно! По данной причине байков АВ-типа в магазинах не найти.

ТЕПЕРЬ НЕМНОГО О ГЕОМЕТРИИ ПЕРЕДНЕЙ ВИЛКИ.

Исполнения, которые изображены наРисунке №3, а) и б), дадут нам чрезмерно большое расстояние от точки А до точки В, что вызывает эффект сверх устойчивости байка. Чем длиннее расстояние от одной из этих точек до другой, тем более высокий момент силы, осуществляющей поворот переднего колеса и, естественно, руля в ту же сторону, в которую наклонен велосипед. Результат понятен, вертикальная и курсовая устойчивость достаточно хороши, а управляемость хуже некуда. По этой причине, чтобы уменьшить расстояние между этих точек, вилку на байках изгибают вперед,Рисунок №3, в).

Однако, даже если велосипед оснащен прямой вилкой, то меняется её наклон, по отношению к оси, проходящей сквозь рулевую колонку, или петухи, к которым монтируется переднее колесо, сдвигают вперед.Рисунок №4. Расстояние от оси, проходящей сквозь втулку переднего колеса, до оси рулевой колонки, имеет разные названия, и Fork Offset, и Rake, а у нас иногда можно наткнуться на выбег, смещение или вылет вилки. Значение величины вылета вилки R, чаще всего, укладывается в значение от 30 до 50 миллиметров.

Если вылет вилки, угол оси, проходящей сквозь рулевую колонку, и реальный диаметр (если учитывать толщину и деформацию шины) колеса известны, то с легкостью можно произвести расчет расстояния между точками В и А. Данное расстояние называют Trail-ом или выкатом (выбегом) переднего колеса, случается, что его можно отыскать в каталогах. В итоге, при известном Trail-е, можно рассчитать коэффициент управляемости (устойчивости) (Ку), который равняется: Trail-у (Т), деленному на сумму того же Trail-а и длины колесной базы велосипеда (G), результат проведенных операций умножается на 100%. Посмотрим на формулу: Ку=(Т/)*100%(1), нет ничего сложного. У современных моделей велосипедов Ку находиться в пределах 5 … 7,5 %, и обычно выбирается значение, наиболее приближенное к границе устойчивости. Причина этого достаточно проста - велосипед такой конструкции легче в управлении.

КАК МЕНЯЕТСЯ ГЕОМЕТРИЯ ВЕЛОСИПЕДА ВО ВРЕМЯ РАБОТЫ АМОРТИЗАТОРОВ

В момент, когда происходит торможение и велосипед клюёт носом во время сжатия амортизационной вилки, колесная база уменьшается, но, в то же время, Trail ещё больше уменьшается, а следовательно, становиться меньше и Ку. Получается, что во время торможения, управляемость велосипедов становится больше, но падает устойчивость. Та же ситуация наблюдается и при педалировании стоя, в момент, когда велосипедист приближает корпус ближе к рулю и во время спуска с горки, особенно, если осуществляется интенсивное притормаживание передним колесом.

Теперь, если нагрузить багажник тяжелым грузом (красивой девушкой) или сделать меньше ход заднего амортизатора (установить менее длинный амортизатор) у двухподвеса, то положение изменится на прямо противоположное. Trail станет больше, Ку повысится, велосипед будет более устойчив, но управлять им станет труднее. Это, без сомнений, знакомо большинству вело-туристов. С плотно нагруженным багажником, велосипед едет уверенно, как танк, в особенности, если набран хороший разгон. Но осуществить поворот или проезд по извилистой тропинке с невысокой скоростью, ой как непросто.

Сегодня многие байки, предназначенные для экстрима, оснащены длинными дропаутами задних перьев, дающими возможность в широких пределах сдвинуть заднюю ось или установить колесо, имеющее меньший диаметр, вместо 26-ти - 24 дюйма. Никого не удивит тот факт, что во время этого изменяется управляемость и устойчивость велосипеда.

В продаже уже есть первые трейловые велосипеды, геометрия которых изменяется прямо во время езды, причем в широких пределах. К примеру, новинка сезона, велосипед BIONICON EDISON. При помощи промышленного клапана, применяемого в устройствах пневмолиний и пневмоавтоматики, можно изменить геометрию рамы на 6 градусов! Наклон рулевой трубы – от 67,5° до 73.5°. Наклон подседельной трубы от 71°до 77°. Ход переднего амортизатора от 69 до 147 мм, ход заднего амортизатора 142 мм при учете колёсной базы в 1056 мм. Теперь, на одном велосипеде можно и эффектно съезжать с крутого склона, и катить в стиле кросс-кантри.

Тюнинг байка или как улучшить ездовые качества велосипеда Замена заднего амортизатора и передней амортизационной вилки на более короткие или длинные влияет на управляемость и устойчивость велосипеда. Это обязательно нужно учесть.

Продолжительность верхней трубы - это расстояние от оси подседельного штыря до оси рулевой трубы. Данное расстояние, совместно с длиной выноса, по большей части, определяет посадку велосипедиста. Помимо этого, размер верхней трубы существенно влияет на развесовку байка. Труба большой длины позволяет разгрузить переднее колесо, из-за чего могут возникнуть проскальзывания во время поворотов. Более короткая верхняя труба может стать причиной того, что колени будут цепляться за руль во время педалирования способом танцовщица. Люди, которые предпочитают ездить в стиле кросс-кантри, обычно выбирают трубу подлиннее, с длинным выносом (от 100 до 130мм), чтобы получить низкую, растянутую посадку.

Это затрудняет прохождение крутых поворотов и преодоление затрудненных участков, однако, основная борьба, чаще всего, происходит во время подъемов. Для фрирайда и скоростного спуска используют сочетание слегка укороченной верхней трубы и короткого выноса. Благодаря этому, на склоне велосипедист переносит свой вес далеко назад, тем самым, обеспечивая верное распределение нагрузки на каждое колесо. Помимо этого, дополнительная загруженность переднего колеса, при перемещении велосипедиста слегка вперёд, поможет преодолевать технически сложные участки.

УГОЛ НАКЛОНА ВЕРХНЕЙ ТРУБЫ БАЙКА

Прежде всего, определяет высоту стендовера - расстояние от верхней трубы велосипедной рамы до жизненно необходимых органов велосипедиста. Этот параметр очень важен для экстремальных видов спорта.

Помимо этого, становится меньше строительная высота велосипедной рамы, вследствие чего, еще больше её прочность и жёсткость, что важно для прыжковых дисциплин и жесткого фрирайда. В последнее время стало модным использовать заниженную верхнюю трубу в кроссовых и шоссейных велосипедах. Это дает возможность произвести уменьшение размеров производимых рам и их массы.

ДЛИНА НИЖНИХ ВЕЛОСИПЕДНЫХ ПЕРЬЕВ

Длина нижних перьев определяется по параллельной горизонту линии, от оси задней втулки до оси каретки, длина которых оказывает влияние на динамику велосипеда и его развесовку. Причем, неважно, находится велосипедист в сидячем или стоячем положении, этим и отличается влияние длины нижних перьев на развесовку и влияние, оказываемое наклоном подседельной трубы. Потому что, когда велосипедист встает с седла, угол наклона подседельной трубы перестает влиять на распределение тяжести между колёсами.

Перья небольшой длины повышают нагрузку на заднее колесо и способствуют увеличению его сцепления с дорогой, и, одновременно, делают более компактным, жестким и поджатым задний треугольник. Велосипед легче едет в гору, более быстро преодолевает повороты и шустрее разгоняется. Для турингов и прогулочных велосипедов база, чаще всего, увеличена и растянут задний треугольник. Это делает хуже динамику и заставляет прикладывать больше энергии, чтобы подняться в гору. Но на эти жертвы приходится идти для того, что бы на багажнике разместить объемный и тяжелый вело рюкзак и не цепляться за него пятками во время вращения педалей.

И ещё несколько слов по поводу различия в геометрии велосипедов в соответствии с разными стилями катания.
Чем больше велосипед заточен для скоростного спуска и жесткого фрирайда, тем более длинным будет ход амортизаторов, более острым наклон рулевой трубы, более высоким расположение кареточного узла и длиннее колесная база. Велосипед для дерта выделяется укороченной подседельной трубой, заниженным стендовером (расстоянием от центра подседельной трубы до земли) и коротким выносом. Это обеспечивает безопасность и удобство велосипедиста во время выполнения трюков и прыжков, и более высокую прочность рамы велосипеда.

Сегодняшняя тема для общения – велосипедная рама, а точнее ее геометрия.

Как то мы на блоге обсуждали выбор и писали, что лучше качественный объектив на старенькой тушке, иначе плохой объектив не раскроет все преимущества новой тушки. С велосипедом все наоборот. Если Вы поставите крутое оборудование на деревянную раму, грош цена ему будет. Самое важное – рама велосипеда, а потом уже навесное оборудование.

Какие характеристики геометрии рамы и как именно они влияют на поведение велосипеда на дороге – вот об этом мы сегодня поговорим.

Начнем мы по порядку, от начала рамы до ее конца.

Рулевая труба. Наклон рулевой трубы измеряется числом – чем оно больше, тем больше угол наклона, а значит, велосипед будет сильнее наклонен вперед. Если угол крутой – велосипедом легче будет управлять, легче ехать под горку. Маленький угол наклона обеспечивает устойчивость на больших скоростях, а также при езде по неровной местности. Но при спуске с горы на поворотах велосипед с таким углом склонный упасть в сторону. Велосипеды с навороченными амортизационными вилками имеют свойство регулировать ход подвески, тем самым изменяя угол наклона рулевого стакана. Но это не туристическая тематика.

Приведем немного цифр для кросс-кантри и DH соответственно: 70-71 и 66-69 градусов.

Кареточный узел, а точнее его высота.

Дорожный просвет велосипеда не только определяет его проходимость, а определяет и его маневренность. Если посадка велосипеда низкая, значит, высокая вероятность зацепиться педалями на повороте, или передними звездами о деревья и прочие препятствия. Но при низком расположении каретки управляемость велосипеда резко увеличивается.

Нижние перья и их длина.

Короткие нижние перья обеспечивают лучшее качение и намного качественнее прохождение поворотов. Но не у всех велосипедов длина нижних перьев максимально короткая, именно поэтому нужно обращать на это внимание. велосипедная рама, имеющая короткие низкие перья является по-настоящему качественной и добросовестно сконструированной.

Подседельная труба и угол ее наклона.

« получается оптимальным в том случае, когда подседельная труба располагает наездника точно над кареткой. При скоростном спуске хорошо, когда уходит назад от каретки» – вот так вот пишет один из известных авторов велосипедной литературы. Другие же люди четко объясняют, что расположение седла прямо над кареткой весьма неудобное, потому что, некуда деть бедра. Углом наклоном подседельной трубы определяется развесовка велосипеда. Логично – чем больше наклонена труба назад, тем больше нагрузка на заднее колесо.

Верхняя труба рамы: наклон и длина.

Длина верхней трубы помогает разгрузить переднее колесо, но возможно появится проскальзывание колеса при поворотах. Также длинная труба обеспечивает лежачую посадку, которая усложняет прохождение поворота, но на подъеме дает преимущество. Чем больше наклонена верхняя труба в сторону подседельной трубы, тем меньше высота рамы, а значит больше жесткость велосипеда. Чем более параллельна к горизонту верхняя труба, тем легче разогнать велосипед и тем лучше его накат.

Это теория, которая значительно облегчит Вам процесс выбора велосипедной рамы именно под Ваш стиль катания. Но реальные ощущение от разных геометрий рам Вы сможете понять, попробовав все на практике.

P.S. Ваш опыт очень важен для нас и наших читателей. Поэтому напишите в комментариях собственное мнение о том, какая у Вас велосипедная рама. Опишите ее главные достоинства и недостатки. Спасибо за внимание!