«Зачем изобретать велосипед, если его можно усовершенствовать?» – данное высказывание все еще актуально. Несмотря на то, что велосипед был придуман около 200 лет назад, его модернизация не прекращается. Разработчики постоянно совершенствуют внешний вид велосипеда и его комплектующее. Прогресс в области велотуризма и в частности велоспорта стремительно развивается, чему свидетельствует увеличение таких показателей как: средняя скорость, надежность качество и комфорт велосипеда.

– технически сложная, но очень важная часть современного велосипеда. Несмотря на то, что такая втулка была изобретена в начале прошлого века, производители стали использовать ее в велостроении относительно недавно. Причиной тому являлась сложная внутренняя оснастка, которой необходимы мелкие детали из высокопрочных материалов. В настоящее время планетарные втулки довольно практичны и широко используются в производстве велосипедов.

По характеру работы планетарная втулка напоминает автомобильное КПП. Внутренняя часть втулки оснащена системой шестеренок соответствующих размеров, которые обладают необходимым передаточным числом. Велосипедная планетарная втулка, также как и автомобильная коробка передач, выполняет функцию переключения скоростей, тем самым уменьшает нагрузку на ноги велосипедиста. Благодаря планетарной втулке передачи переключаются быстро и своевременно. На изображении ниже, наглядно показана внутренняя механика втулки:

По характеру работы планетарная втулка похожа на вариатор (передает крутящий момент и плавно изменяет передаточное отношение). К основным элементам втулки относятся:

• Солнечная шестерёнка (желтый цвет на изображении) – расположена в центре, также является осью заднего колеса;
• Водило (синий цвет) – несколько равных планетарных шестеренок (сателлитов), которые «намертво» фиксируют свои оси относительно друг друга и находятся в жесткой сцепке с солнечной шестерней;
• Кольцевая шестерёнка (красный цвет) – наружная шестерня (эпицикл) с внутренней зубчатой передачей, с помощью которой сцепляется с сателлитами.

Планетарная втулка, в отличие от распространенной с большим количеством звездочек (), имеет 3 или 7 передач. Велосипед, оснащенный «кассетной» втулкой имеет 21 или 27 скоростей, часть которых взаимозаменяемы за счет различных комбинаций, так как передаточные показатели звездочек довольно близки. Как правило, на велосипеде с «кассетной» втулкой редко используются все передачи. Это в свою очередь свидетельствует о том, что нет необходимости в большом количестве скоростей. К тому же диапазон передач планетарной втулки очень обширный – 180% - 500%, в зависимости от типа втулки.

Достоинства планетарной втулки

• Высокая практичность и надежность, все детали сложного механизма защищены прочным корпусом, к тому же элементы втулки постоянно смазываются трансмиссионным маслом;
• Используется встроенный механизм для переключения скоростей и тормозов, не требующий регулировки;
• Возможность переключать скорость, как на ходу, так и стоя на месте;
• Большие ресурсы велосипедной цепи и звездочек благодаря определенным техническим характеристикам планетарной втулки.

Недостатки планетарной втулки

• Относительно большой вес механизма – втулка включает в себя множество различных металлических шестеренок. Масса планетарной втулки в сборе составляет – 1,5-3 кг;
• Большой коэффициент трения – из-за чего редуктор втулки имеет низкий КПД, что является одной из причин того, почему в профессиональном велоспорте не используется втулка планетарного типа;
• Не рекомендовано эксплуатировать велосипед с планетарной втулкой в зимнее время из-за высокого коэффициента вязкости используемого трансмиссионного масла;
• Чтобы отремонтировать планетарную втулку нужно обращаться к квалифицированным специалистам. Запчасти, необходимые для ремонта довольно сложно отыскать, к тому же найти подходящее трансмиссионное масло не легкая задача.

Подводя итоги, можно сказать, что для любителей комфортной и размеренной велосипедной езды планетарная втулка будет лучшим вариантом. Для тех же, кто склонен к быстрой езде по пересеченной местности, низкий КПД и довольно высокая стоимость планетарной втулки будет большим препятствием, в таком случае лучше ее не использовать.

Велоспорт это очень трудное занятие, которое требует сноровки и большого терпения. Однако этого не достаточно. Очень важно, чтобы комплектующие этого средства, отвечали всем последним требованиям техники.

В связи с этим многие производители, устанавливают на свои модели планетарную втулку, которая обеспечивает равномерное движение и регулирует скорость во время езды. Стоит отметить, что многие и понятия не имеют, что это за элемент и что он из себя представляет.

Из чего состоит и как работает планетарная втулка

Планетарная втулка является важным элементом приводной системы велосипедов. Устройство этого приспособления заключается в сложном шестерёнчатом механизме изменений передаточного отношения. Регулирование взаимных расположений и зацеплений шестеренки происходит за счет ручки переключения скорости, которая обычно расположена на руле велосипеда.

Работа этого приспособления происходит следующим образом:

1. При низкой передаче, зубчатое колесо при помощи задней звездочки начинает двигаться. Втулка за счет планетарной обоймы перемещается и понижает передачу. За счет этого, колесо совершает 3 вращения на каждые 4 вращения звездочки, во время этого происходит понижение передачи на 25 %;
2. При прямой передаче, звездочка заставляет двигаться зубчатое колесо, которое заставляет перемещаться втулку. За счет этого происходит прямая передача;
3. При высокой передаче звёздочка передает усилие на обойму, и оно в свою очередь заставляет двигаться зубчатое колесо. Далее зубчатое колесо заставляет двигаться втулку. За сет этого, на каждые три оборота звездочки колесо совершает 4 вращения, во время этого передача повышается на 33 %.

Также стоит обратить внимание на особенности планетарных втулок:

• Современные приспособления могут иметь до 14 передач скоростей, правда такие втулки большая редкость и их стоимость достаточно высокая;
• На некоторых приспособлениях есть задняя передача. Это очень удобно для трехколесных велосипедов;
• Есть возможность использовать механизмы с фиксированной подачей. Это очень удобно для езды в зимнее время;
• Вместе с втулкой дополнительно устанавливается корпус защиты цепи. Благодаря этому, на много повышается длительность использования этого приспособления.

Устройство планетарной втулки

Рабочий процесс планетарной втулки такой же, как и у коробки передач у автомобилей – регулирование скоростных режимов. Во время езды не возникает трудностей и непредвиденных проблем. С помощью этого приспособления происходит быстрое и своевременное переключение режимов скорости. На рисунке изображено полное устройство механизма этого приспособления.

Элементы входящие в состав устройства планетарной втулки:

• Солнечная шестеренка (желтого цвета). Она располагается в центральной части этого приспособления, и выполняет функции оси заднего колеса;
• Водило (синего цвета). Это группа из нескольких планетарных шестеренок или сателлитов, которые очень крепко закреплены на своих осях и находятся в прочной фиксации с солнечной шестеренкой;
• Кольцевая шестеренка (красного цвета). Это наружная шестеренка или эпицикл. Она состоит из внутренней зубчатой передачи. Эта передача обеспечивает прочную сцепку с сателлитами.

Область применения планетарных втулок

Планетарные втулки используются в основном на городских и прогулочных велосипедах. В связи с тем, что они имеют достаточно большой вес, их очень неудобно использовать на спортивных велосипедах.

Спортивные велосипеды в основном применяют для езды на рельефной местности, с множеством ухабов, и если на них будет установлена планетарная втулка, это создаст множество неудобств и проблем.

Поэтому ее лучше устанавливать на велосипеды для городской езды, потому что эти велосипеды не встречают сильных нагрузок и их используют в основном для ровных дорог.

Поскольку городские байки используют для ежедневной езды, на них лучше всего устанавливать планетарные втулки на 3, 8 и 11 скоростей. Это конечно обойдется дороже, чем обычная классическая втулка, но у планетарной намного больше срок службы, они не ломаются и за счет этого увеличивается износ цепи.

Производители втулок

Можно выделить основные фирмы-производители этих приспособлений:

• SRAM;
• Sturmey-Archer;
• Rohloff

Фирма Rohloff занимает первое место по уровню сложности изготовленного устройства. Модели состоят из 14 планетарных составляющих.

Второе место по производству занимает фирма SRAM . Модели этого производителя имеют до 12 скоростных передач. Диапазон передач у них достигает до 420 %.

Shimano является популярным изготовителем запчастей и втулок для велосипедов. Ассортимент этого производителя имеет втулки от 3 до 11 скоростей передач.

Sturmey-Archer это производитель втулок с гибридными кассетно-планетарными механизмами. Кроме этого, эта фирма производит и другие типы втулок со скоростями 3, 5 и 7.

Преимущества использования планетарных втулок

В зависимости от свойств и функций планетарных втулок можно выделить основные преимущества этих приспособлений:

• Высокая прочность и жизнестойкость. Механизм этого приспособления находится под защитным корпусом. Кроме этого, в нем обеспечивается полное смазывание всех элементов трансмиссионным маслом;
• Быстрое и точное переключение передач скорости. В связи с тем, что переключатель расположен на руле велосипеда, можно переключать скорость, стоя на месте;
• Высокий набор передаточных чисел. К примеру, если велосипед имеет набор звезд 42-32-32 и кассету 11-30, то передаточное число у него может достигать до 520 %. Также стоит отметить, что у втулок со семью скоростями передаточный диапазон может достигать до 303 %. Во время езды, идет равномерное распределение нагрузки, и поэтому велосипеды с этими втулками могут легко преодолевать различные кочки и ухабы;
• Наличие простых и прочных цепей. Благодаря этим цепям, обеспечивается бесперебойная работа, не происходят перекосы и перемещений по звездам. Кроме того, эти элементы значительно повышают износ всей системы привода.

Недостатки планетарных втулок

Помимо достоинств, эти приспособления имеют некоторые недостатки:

• Большой вес. В отличие от обычных втулок, эти элементы достаточно тяжелые, например средняя планетарная втулка с семискоростной передачей весит примерно 1,7 килограммов;
• Невозможность использования на спортивных велосипедах. В связи с тем, что эти втулки имеют большое трение качения;
• Сложная конструкция. При обнаружении, каких либо поломок и неисправностях не нужно устранять их самостоятельно, лучше всего обратиться к специалистам;
• Высокая стоимость;
• Во время сильной и агрессивной езды повышается риск поломки шестерен.

Складные велосипеды с планетарной втулкой

Многие производители складных велосипедов комплектуют планетарной втулкой. На этих очень удобно ездить, и есть возможность равномерного регулирования распределения нагрузки во время езды. Кроме этого, они имеют целый ряд преимуществ. В связи с этим, следует рассмотреть самые известные модели этих велосипедов.

Обзор и сравнение моделей

1. Складной велосипед FORWARD Enigma 154. Он очень удобный и легкий. Он адаптирован под любые дороги – его можно использовать для езды, как на городских дорогах, так и на дорогах за городом. Благодаря установленной на нем планетарной втулкой, можно очень переключать передачи скорости и подстраиваться под любые дороги, при равномерном распределении нагрузки он отлично преодолевает кочки, различные подъемы и спуски. Помимо этого, его удобно перевозить в метро и в общественном транспорте. Правда, для этого нужна специальная сумка чехол;
2. Складной велосипед Comanche Lago. Его очень удобно использовать в мегаполисах. Он отлично подстраивается под любые дороги. Кроме этого у него хорошая маневренность при поворотах и отличная скорость. Эти велосипеды комплектуются планетарной втулкой Shimano Nexus Inter-3 sg-3c41 с тремя скоростями. Помимо этого, они очень компактные и легко складываются в специальные сумки для велосипедов. Поэтому их можно с легкостью перевозить в метро и в общественном транспорте;
3. Складной велосипед . Эти модели предназначены для повседневного использования. Их можно использовать для езды на дрогах с асфальтовым, грунтовым покрытием. Также очень хорошо преодолевают ухабы, кочки, спуски, подъемы, поэтому хорошо адаптированы для горной местности. На этих транспортных средствах установлена трехскоростная планетарная втулка с задним приводом. Этой втулкой очень удобно пользоваться и она имеет очень долгий срок службы. Кроме этого эти модели велосипедов можно настраивать как для взрослых, так и для детей;
4. Горный складной велосипед Volume Generator. Этот велосипед изготовлен из односкоростного байка и МТВ. Его в основном используют для горной местности, поскольку он отлично преодолевает большие спуски и подъемы, кочки, большие ухабы. На нем установлена втулка Shimano Alfine SG-S700 и два дисковых тормоза. Благодаря этому, можно отлично регулировать передачи скорости и подстраиваться под любой рельеф местности.

Как правильно переключать передачи при движении на велосипеде с планетарной втулкой

Велосипедами с планетарной втулкой это очень удобно управлять, и езда с этими приспособлениями очень упрощается, поскольку не возникает проблем с переключением скоростей. Поскольку эти приспособления сами переключают скорость, когда это необходимо. Однако следует ознакомиться с определенными принципами и правилами переключения скоростей:

1. Лучше всего совершать переключение передачей, когда давление с цепи полностью снято, в противном случае можно просто не переключиться и сломать весь механизм и порвать цепь;
2. Передачу нужно повышать прямо перед горой, а не во время преодоления ее;
3. Не следует переключаться одновременно на несколько передач. Все нужно делать последовательно – сначала нужно переключать первую передачу и немного разогнаться, затем вторую по такому же принципу следует переходить на третью и так далее. Весь принцип работы такой же, как и у автомобильной коробки передач;
4. Необходимо избегать все возможных перекосов цепи.

Процесс переключения:

• У всех современных велосипедах, в передней части расположены 2-3 звезды, а в задней 8-10 звезд;
• Нумерация звезд от 1 до 3 происходит в сторону увеличения звезд, а нумерация задних звезд от 1 до 6, в сторону уменьшения звезд.

Для того чтобы этот процесс стал ясен, можно рассмотреть на примере велосипеда с приводом 3х8:

• Большую переднюю звезду нужно использовать при движении на ровном асфальтовом покрытии. Совместно с этой звездой необходимо использовать задние звезды с номерами 8 до 4;
• Среднюю переднюю звезду применяют при движении на грунтовой дороге, с плохим асфальтовым покрытием. С ней используются задние звезды с 6 по 2;
• Маленькую переднюю звезду используют при езде на крутых подъемах и спусках, по ухабам и кочкам. С ней используют задние звезды с 5 по 1.

Ремонт и обслуживание планетарной втулки

Планетарные втулки очень редко ломаются. Они имеют очень долгий срок службы и очень износостойкие. Конечно, при не соблюдении правил использования, иногда у этих приспособлений может выйти из строя механизм, тогда лучше всего обратиться к специалистам для устранения неисправностей.

Не стоит осуществлять ремонт этих элементов самостоятельно, поскольку можно существенно повредить все устройство механизма, и втулка станет не пригодной для дальнейшей эксплуатации.