Корзина
532 отзыва
Скидки для постоянных клиентов магазина! Ознакомиться

Велосипедная вилка

Велосипедная вилка

22.03.15

Велосипедная вилка (англ. bicycle fork) — многофункциональная несущая деталь (или механизм) рулевого управления велосипеда, который удерживает переднее колесо на велосипеде и соединяет ось колеса с рулём напрямую.

В основные функции различных вилок входят:

  • поворот колеса точно на угол поворота руля;
  • удержание точной траектории колеса за счёт торсионной жёсткости собственной конструкции;
  • восприятие нагрузок при торможении велосипеда передним тормозом;
  • удерживание оси переднего колеса;
  • гашение вертикальных колебаний переднего колеса при скоростной езде по неровностям (в случае с амортизационными вилками), обеспечивая качественное демпфирование и качество управления велосипедом;
  • обеспечение безопасности езды на велосипеде за счёт достаточной прочности собственной конструкции, рассчитанной под определённый тип использования.

Устройство велосипедной вилки

Составные части вилки показаны на рисунке.

  • Шток — ось вилки, которая жёстко запрессована в корону вилки. Шток вставляется в рулевой стакан рамы велосипеда и прочно удерживается выносом сверху. Шток может быть стальным, алюминиевым или карбоновым.
  • Корона — деталь вилки, в которую (у однокоронных вилок) запрессован шток и обе ноги вилки(у двухкоронных верхняя корона надевается на шток под вынос и держит ноги). Корона производится из алюминия литьём, с последующей ковкой (все вилки среднего и высшего класса) или карбона (если шток тоже карбоновый).
  • Ноги (у жестких вилок — «перья») — части вилки трубчатого профиля, которые либо соединяются с осью колеса напрямую (у жёстких вилок), либо телескопически задвигаются внутрь конструкции штанов (у амортизационных вилок). В ногах амортизационных вилок частично располагаются: внешние регулировки вилки, пружины и демпферы.
  • Штаны — деталь амортизационной вилки, состоящая из двух «стаканов» трубчатого сечения, соединенных в большинстве случаев друг с другом гориллой в виде единой детали (не относится к вилкам перевернутого типа). Внутрь штанов задвигаются ноги вилки. Штаны производятся из дешевых алюминиевых сплавов (вилки низшего класса) и дорогих прочных алюминиевых сплавов (некоторые заказные вилки для хардкорного фрирайда); сплавов алюминия с магнием или многослойной конструкции из алюминиевых сплавов и карбона (некоторые вилки высшего класса вплоть до даунхильных). Большинство вилок имеет штаны из магниевого сплава с алюминием.
  • Дропауты — точки крепления колеса — обычно представляют собой единую деталь со штанами. Однако если штаны карбоновые, то дропауты могут быть изготовлены из алюминиевого сплава. Отдельные модели вилок имеют дропауты из нержавеющей стали, что снимает распространённую проблему коррозии магния в этом месте. Дропауты бывают открытые (под 9 мм ось) и закрытые (15 мм и 20 мм сквозные оси).

Используемые материалы велосипедных вилок

Жёсткие вилки обычно изготавливаются из стали, алюминиевых сплавов, углепластика и иногда — из титана.
Алюминиевые и стальные вилки — самые простые и дешевые в изготовлении. При этом алюминиевые считаются наиболее худшими для использования, потому что сильнее передают вибрации на руки. Они так же потенциально не очень надежны (из-за возможности быстрой усталости металла). Стальные же вилки более надежны, но немного тяжелее.
В шоссейных скоростных велосипедах, начиная со среднего уровня, массово используются карбоновые вилки, причем шток у них может быть как алюминиевым (дешевле), так и карбоновым (легче и дороже). Дропауты у недорогих карбоновых вилок, как правило, алюминиевые. Выпускаются карбоновые вилки и для горных велосипедов, а так же — для даунхилла.

Титановые вилки, доступные в нашей стране, изготавливаются фирмой Рапид и другими, по единичным заказам. Особенности конструкции титановых вилок всецело зависят от пожеланий заказчика.

В амортизационных вилках применяются самые различные материалы в различных сочетаниях, что зависит от класса вилки. В общем случае, алюминиевые детали дороже стальных, а карбоновые — намного дороже алюминиевых, и являются признаком сверхдорогих высококачественных гоночных вилок.
Ноги амортизационных вилок могут изготавливаться из следующих материалов:
Сталь с последующим хромированием рабочей поверхности — вилки низшего уровня.
Алюминиевый сплав — вилки среднего и высокого уровня. Используются покрытия рабочей поверхности различных видов:

  • твёрдый износостойкий лак бежевого цвета,
  • твёрдый износостойкий тефлоновый лак чёрного цвета,
  • никелирование.

Геометрические размеры вилок на велосипед

  • 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 - > меньше возможности полететь через руль, так как передняя часть велосипеда выше задней - > удобное положение райдера 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, покатушки, приключенческие гонки: 80-120 мм.
  • Дёрт: 80-100 мм.
  • Марафоны/эндуро/трейл: 120—150 мм.
  • Фрирайд: 180—250 мм, однокоронные, двухкоронные, двухкоронные перевернутого типа вилки.
  • Даунхилл: 170—200 мм, двухкоронные вилки.
  • Хардкорный фрирайд: 250—300 мм, двухкоронные вилки перевернутого типа.

Диаметр ног. Диаметр ног рассчитывается в зависимости от нагрузки вилки и влияет на ресурс направляющих подшипников скольжения, в которых движутся ноги вилки. Чем жёстче 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 жёсткость.

Значения диаметров ног для существующих велосипедных вилок:

  • 28 мм — старые КК вилки, вилки низкого уровня,
  • 30 мм — некоторые лёгкие КК вилки,
  • 32 мм — вилки для КК и лёгкого экстрима (наиболее распространённый размер),
  • 36-40 мм — распространённые вилки для даунхилла и фрирайда.
  • 37-42 мм — хардкорный фрирайд (вилки от «Avalanche Downhill Racing» серии MTN и вилки от «Risse racing»)

Жёсткие вилки

Карбоновая вилка с короной

В таких вилках смягчение ударов в некоторой степени происходит за счёт упругой деформации материала ног, оставшаяся часть ударов приходится на покрышки и руки байкера. Они применяются на велосипедах, преимущественно предназначенных для езды по дорогам. Выпускаются огромным количеством фирм, начиная от абсолютно неизвестных китайских и заканчивая мировыми брендами, такими как DT Swiss.
Жесткие вилки не позволяют развить большую скорость на неровной дороге, но у них есть и ряд преимуществ:

  • Высокая надежность;
  • Нечувствительность к морозу, соли, грязи;
  • Нет необходимости в проведении ТО;
  • Очень выгодное отношение стоимость/вес: жесткая вилка на 1-1,5 кг легче, чем амортизационная за те же деньги;
  • Практически неограниченная толщина покрышки;
  • Металлические вилки обычно имеют отверстия для установки багажника, полного крыла, иногда — дополнительных флягодержателей.

Используемые в изготовлении жестких вилок материалы указаны в порядке возрастания цены:

  • Хромомолибденовая сталь. Вес вилки 1000-1200 г, что приближается по весу к топовой амортизационной, зато цена самая низкая, около 60€.
  • Алюминиевый сплав. Как ни странно, но вес не сильно отличается от стальной вилки — около 950 г. Цена выше, порядка 75€. В преимущества можно записать широчайшую цветовую гамму.
  • Карбон. Бывают нескольких видов:
  1. С алюминиевыми узлами (дропауты, корона, шток) — имеют средний вес (около 800 г) и цену (120—150€);
  2. Цельнокарбоновые — самые легкие (от 300 г), но цена начинается от 170€, плюс необходимо соблюдать аккуратность при работе с карбоновым штоком. Бывают как с выраженной короной, так и без нее. 

 

  • Титановый сплав — редкие вилки, выпускаются преимущественно фирмой Рапид. Вес порядка 600—850 г в зависимости от ряда факторов, цена высокая, от 170—200€. Прочность и надёжность всех этих вилок достаточная даже для участия в гонках. Однако естественно, что сверхлегкие карбоновые вилки требуют большей аккуратности, чем тяжёлые стальные — например, у карбоновых вилок могут быть более жёсткие требования по процессу установки и по максимальному весу байкера.

Амортизационные вилки

Применяются на велосипедах, предназначенных для использования на неровных рельефах местности, бездорожья, высокоскоростном использовании на неровном рельефе местности, экстремальном использовании и т. д. Служат двум целям:

  • Улучшают контроль над велосипедом на высокой скорости — колесо лучше держит траекторию и сцепление с поверхностью земли; гасит удары, возникающие на колесе при экстремальном использовании и прыжках.
  • Увеличивают комфортность и безопасность высокоскоростной езды.

Слабые стороны таких вилок по сравнению с жесткими — больший вес и цена, необходимость в систематическом техническом обслуживании, подверженность паразитной раскачке при силовом педалировании.

Одноногие вилки

Это вилки, имеющие консольное крепление переднего колеса.

Одноногие вилки бывают трех типов:

  • Телескопические (Cannondale Lefty)
  • Рычажные (USE S.U.B Anti Dive)
  • Жесткие (Cannondale, Rapid)

Особенности одноногих вилок:

  • Высокая стоимость;
  • Для некоторых моделей необходимо использовать специальные передние втулки;
  • Невозможность установки ободных тормозов;
  • Возможность смены передней покрышки без снятия колеса.
  • Невозможность снять колесо без снятия тормозной машинки.

Совместимость вилок

Дисковые тормоза. Как правило, современные амортизационные вилки рассчитаны на установку дисковых тормозов с ротором диаметром 160 мм с помощью крепления Post Mount (реже — IS Mount). Другие стандарты и/или диаметры роторов поддерживаются через переходники. Вилки для экстремальных дисциплин могут быть изначально рассчитаны на роторы 180 или 203 мм — в этом случае, использование роторов меньшего размера невозможно.

Ободные тормоза:

  • Вибрейки и кантилеверы — ряд моделей вилок имеет возможность установки таких тормозов с помощью стационарных или съемных брейк-боссов.
  • Клещевые тормоза — используются на шоссейных велосипедах.
  • FirmTech — это стандарт установки ободных гидравлических тормозов Magura[2], поддерживается отдельными вилками.

Дропауты

В вилках используются различные стандарты дропаутов:

  • QR9 — стандартная тонкая ось с эксцентриковым (или болтовым на старых велосипедах) зажимом. Наиболее часто встречающийся стандарт, на всех без исключения велосипедах нижнего ценового диапазона и на большинстве не экстремальных.
  • QR15 — вставная полая ось диаметром 15 мм, с фиксацией эксцентриком. Появилась сравнительно недавно, стандарт продвигается компаниями Shimano и Fox, теперь уже почти все присоединились.
  • QR20 — вставная полая ось диаметром 20 мм, с фиксацией эксцентриком (для экстремальных дисциплин).
  • 20 mm Thru-Axle — вставная полая ось диаметром 20 мм, с фиксацией болтовыми хомутами (особо прочный, для экстремальных дисциплин).

Чем больше диаметр оси, тем выше торсионная жесткость вилки — так, в погоне за увеличением жесткости стандарт QR15 массово внедряется и в велосипедах для кросс-кантри, где ранее применялся только стандарт QR9.
В зависимости от типа дропаутов, требуется соответствующая втулка, причем втулки для оси 15 или 20 мм могут быть конвертированы для работы с более тонкой осью с помощью соответствующих проставок.

Диаметр штока

Обозначается в дюймах зависит от имеющихся рамы и рулевой колонки. Старые резьбовые рулевые колонки использовали стандарт 1″.
Стандарты безрезьбовых рулевых колонок:

  • 11/8″ — самый распространенный стандарт.
  • 11/2″ — стандарт Cannondale.

Конусный шток 11/8″-11/2″ (англ. tapered) — активно внедряется в современные горные велосипеды. Требует специальную рулевую колонку, несовместим с неинтегрированными рулевыми колонками.
Чем больше диаметр штока, тем выше прочность и жесткость соединения «вилка-рама», но при этом может увеличиваться вес. Рама с рулевым стаканом для толстого штока может быть использована с более тонким путем установки соответствующей рулевой колонки (или проставок в существующую рулевую колонку), такие комплектующие называются «Reducer». Так же не так давно появилась возможность установки вилки с конусным штоком в рулевой стакан 11/8. Для этого необходимо использовать переходную рулевую, например Nukeproof Warhead 44IETS. Совместимость достигается за счёт выноса нижнего подшипника за пределы стакана в удлинённую чашку рулевой.