Подшипники лежат в основе каждой вращающейся части вашего велосипеда, но изменит ли ваша поездка замену стали на керамику?
С тех пор, как древние египтяне использовали платформу из стволов деревьев для перемещения гигантских каменных блоков на место при строительстве пирамид, подшипники помогли человечеству продолжать движение.
Интересно, что первый официальный патент на шарикоподшипник был получен для велосипеда. Французский механик Жюль Сурирэ установил их на велосипед, который в ноябре 1869 года выиграл первую в мире велогонку между городами Париж-Руан. В наши дни подшипники более известны всем велосипедистам как вещи, которые разваливаются. во время разборки и требуют часов на руках и коленях в поисках под рабочими столами или холодильниками для извлечения.
Помимо уроков истории, подшипники играют огромную роль в том, как велосипеды могут так свободно двигаться. Педали, шатуны, колеса, гарнитуры, натяжные колеса… если он вращается, подшипники находятся в его центре, и без них мы бы с трудом могли ехать куда-то быстро. Существует множество различных типов подшипников, поэтому на данном этапе стоит прояснить несколько определений, чтобы избежать путаницы.
Когда мы говорим о «подшипнике», мы имеем в виду компонент, состоящий из пяти основных частей: шариков, уплотнений, сепараторов шариков, обойм и смазки. Концепция проста - несколько шариков зажаты между двумя вогнутыми поверхностями (дорожками), что позволяет им вращаться относительно друг друга (один обычно фиксируется) с минимальным трением. Клетки и уплотнения удерживают все на месте и защищают от грязи, а смазка смазывает и защищает подвижную систему.
В большинстве современных велосипедов теперь предпочтение отдается «картриджным подшипникам». Эти герметичные узлы имеют несколько преимуществ по сравнению со старыми системами «свободных подшипников», которые в основном ограничивались недорогими, более дешевыми компонентами (хотя некоторые избранные детали высшего уровня по-прежнему предпочитают использовать систему со свободными шариками, чашками и конусами из-за к более тонкой настройке). Картриджные подшипники обычно требуют гораздо меньшего обслуживания, и когда они в конечном итоге изнашиваются, это обычно не вызывает необратимого повреждения деталей вокруг него. Кроме того, их можно легко заменить.
«Шариковые подшипники» относятся к самим шарикам. Шариковые подшипники могут быть изготовлены из различных материалов, в том числе из хромистой стали, нержавеющей стали и - более позднего появления в мире велосипедов (о чем подробнее позже) - из керамики, обычно из нитрида кремния (Si3N4). «Гибридный» подшипник - это подшипник с керамическими шариками и металлическими кольцами.
Не все подшипники одинаковы, независимо от того, из чего они сделаны. Однажды я видел, как один из ведущих велосипедных механиков вынул ювелирную лупу, внимательно изучил внешне чистый, блестящий шарикоподшипник и заявил: «Я не буду вставлять их в свои втулки». Они как украшения для торта». Как и в большинстве других вещей, в отношениях существует иерархия, и вы получаете то, за что платите.
Что ходит вокруг… не обязательно круглое
Самые дешевые шариковые подшипники могут быть даже не идеально круглыми. Подшипники обычно классифицируют по шкале округлости, измеряемой до миллионных долей дюйма. Стальной шар класса 200 означает, что он круглый с допуском в 200 миллионных долей дюйма. Следовательно, более низкий номер - например, класс 25 - означает более точно изготовленный мяч. Для размеров, используемых в велосипедах, оценки варьируются от 2000 до 3, при этом все, что ниже 100, обычно считается «точным мячом». Эта система классификации используется как для стальных, так и для керамических шариков, а также для дополнительной градации по шероховатости поверхности, где керамика обычно обеспечивает гораздо более гладкий результат - это лишь одно из ее неотъемлемых преимуществ.
Имеют ли эти крошечные различия в округлости и поверхности какое-либо реальное значение для среднего велосипедиста? Алан Уэзерилл из британского производителя компонентов Hope Technology говорит: «В конечном счете, если шарики низкого качества и не идеально круглые или гладкие, они вызовут повышенное трение и преждевременный износ всех компонентов подшипника. Это неизбежно потерпит неудачу. Качество мяча, независимо от материала, является наиболее важным фактором».
Важность шарикоподшипников намного больше, чем можно предположить по их размеру, поэтому велосипедная индустрия поднимает такой шум вокруг керамических шариков. Вот в чем дело: керамические шарики, как правило, более круглые, гладкие, твердые и легкие, чем стальные, поэтому теоретически они должны обеспечивать меньшее трение и большую долговечность. Они также значительно дороже, так что стоит внимательно изучить потенциальные преимущества керамических шаров, прежде чем расставаться со своими деньгами…
Jacob Csizmadia, основатель CeramicSpeed, был первым человеком, который представил керамические гибридные подшипники для профессионального велоспорта еще в 2000 году. Данные испытаний CeramicSpeed довольно смело утверждают, что энергосбережение составляет от шести до девяти ватт по сравнению со стальными подшипниками. Если это правда, то это приличный кусок энергии и, возможно, время, сэкономленное простой заменой ваших подшипников, но не все думают, что керамический подшипник - это настоящее чудо, в которое некоторые хотели бы нас поверить.
Weatherill объясняет, почему Hope посчитала необходимым предложить керамические подшипники для своих ступиц и кареток: «Мы сделали это, потому что об этом нас попросил [рынок]. Мы не делали этого с инженерной точки зрения. Многое из этого хайп. Керамические подшипники используются в промышленных машинах, потому что они вращаются со скоростью 25 000 об/мин, и в этом есть значительные преимущества, но велосипедное колесо вращается, скажем, только при 300 об/мин, поэтому разница по сравнению с очень качественными стальными шариками, которые мы уже использовали, очень велика. незначительный.'
Директор CeramicSpeed Мартин Бэнк стремится оспорить точку зрения Уэзерилла и защищает данные своих испытаний, говоря: «Керамические подшипники - это не маркетинговая реклама. Керамические шарики превосходят стальные при любых нагрузках, возникающих при езде на велосипеде, при условии соответствующего высокого качества керамики».
Это вопрос качества, предполагает Банке, возможно, поэтому некоторые люди до сих пор не убеждены в керамических подшипниках: «Качество керамических подшипников [других производителей] разное. Это означает, что на рынке есть очень плохие, обычно дешевые подшипники с более высоким коэффициентом трения, более высокой хрупкостью и коротким сроком службы, и поэтому некоторые по уважительной причине все еще сомневаются в керамических подшипниках».
На просьбу прокомментировать утверждение Уэзерилла о необходимости керамических шариков при более низких скоростях вращения велосипеда, Бэнк говорит: «Если вы посмотрите на первую страницу большой книги о гибридных подшипниках, вы скажете: ответ - нет [необходимости в них на велосипеде]. На самом деле это далеко не так. Верно то, что керамические подшипники изначально были изобретены для высокоскоростных применений, где меньший вес и высокая жесткость шариков, а также низкое трение подшипников позволяли машинам вращаться быстрее, не разрушая подшипник. Но, как и в случае со многими другими технологиями, керамические подшипники оказались очень хорошими свойствами и для велосипедов. Такой материал, как углеродное волокно, тоже изначально не был изобретен для велосипедов, но теперь им пользуются все».
Как будто в подтверждение точки зрения Бэнке, одним из недавних выходов на рынок керамики после начального периода неопределенности является Chris King, американский бренд с, пожалуй, самым престижным именем в области подшипников для велосипедов. В первые дни керамического «бума» Крис Кинг не стремился вмешиваться и некоторое время продолжал бороться со сталью. Тем не менее, теперь он также предлагает керамические обновления для всех своих компонентов, за исключением гарнитур.
'С момента появления керамики вокруг нее было много ажиотажа, и ряд продуктов, представленных на рынке, не имели общей конструкции, обеспечивающей наилучшие характеристики этого материала, что в некоторых случаях приводило к это дурное имя», - говорит Кинг, владелец одноименной компании. «Решение предложить керамический вариант было сознательным выбором, а не маркетинговым ходом», - подчеркивает он, и он оправдывает запоздалое вступление компании в гонку за керамикой, говоря: «Качественные стальные шарики и смазки работают очень хорошо, и у нас есть многолетний опыт, подтверждающий это. Чтобы узнать об особенностях керамических шаров, мы подвергли их всестороннему тестированию. Решение предложить керамический вариант было принято только после того, как мы доказали себе, что это действительно выгодно».
Одним из таких преимуществ, по словам Кинга, является то, что «керамические шарики обладают исключительной способностью сохранять свою «истинную» сферическую форму под нагрузкой. Это создает условия для исключительно долгого и бесперебойного срока службы наших керамических компонентов».
И все же Кинг признает, что преимущества в производительности невелики: «Наше исследование показало, что наши гибридные керамические подшипники предлагают тонкие преимущества для взыскательного потребителя». Преимущества заключаются в основном в возможности использовать более легкие смазочные материалы. Кинг говорит: «В гибридном керамическом подшипнике King использование керамического шарика снижает потребность в смазке, поэтому можно использовать более легкую смазку и меньше ее, чем в сопоставимом стальном подшипнике. Меньше смазки означает меньшее сопротивление подшипников».
Это похоже на территорию «маргинальной выгоды». Возможно, из подшипников можно было бы выжать больше производительности, если бы все детали были керамическими, а не только шарики? Крис Кинг, Хоуп и CeramicSpeed предлагают «гибридные» керамические подшипники (керамические шарики в стальных дорожках), может быть, керамика на керамике будет еще лучше?
Кинг говорит, что он «еще не смог доказать, что есть потребность в полностью керамических подшипниках», а также называет стоимость главной причиной отказа от полностью керамических подшипников. Бэнк предполагает, что керамические гонки могут быть более хрупкими и с большей вероятностью отказа, поэтому он тоже придерживается гибрида.
Отвечая на вопрос, что, по их мнению, ждет нас в будущем, и Банке, и Кинг соглашаются, что керамические подшипники никуда не денутся. Бэнке даже предсказывает «огромное увеличение количества обновлений послепродажного обслуживания - многие люди, которые покупают дорогую колесную пару в один год, вероятно, купят комплект для обновления подшипников в следующем».
Как не заметить хороший подшипник
Поднимите руки, если вы сделали это… поставьте велосипед на рабочую стойку или переверните его вверх дном, заставьте колеса или каретку быстро вращаться, а затем посмотрите, как долго они будут вращаться. Чем дольше они крутятся, тем лучше подшипники, верно?
Это уловка, используемая производителями в веломагазинах и на выставках, где посетителям предлагается крутить колесо или BB и восхищаться тем, как он без усилий вращается целую вечность. Простой способ добиться этого - удалить смазку из подшипников и использовать легкое масло, чтобы уменьшить трение и облегчить вращение. Это то, что гонщики, особенно гонщики на время, пытались получить преимущество.
Конечно, при этом не учитываются значительные силы, действующие на подшипник, возникающие при педалировании и весе велосипедиста. Как только вы сядете на велосипед, не говоря уже о том, чтобы мчаться по дороге, шарики будут сильно вдавлены в гонку, и если смазка не справится с этой силой, она просто выдавится из пятна контакта, что приведет к поломке. мяч движется прямо по поверхности дорожки без смазки.
Банке объясняет: «Стальной подшипник без уплотнений, абсолютно чистый и сухой, может очень хорошо вращаться на стенде. Но как только вы добавляете вес, стальные шарики соприкасаются со стальными дорожками качения, и трение резко возрастает». Того же эффекта можно добиться, «увеличив зазор в подшипнике». На дороге вы столкнетесь с люфтом и повышенным износом, а подшипник, вероятно, быстро выйдет из строя».
Мораль такова: не верьте раскрутке – буквально. Единственный способ обеспечить долговечность и реальный, хотя и незначительный, прирост производительности - быть уверенным в качестве ваших мячей.
Важность кабелей и способы их подключения
