В процессе эксплуатации велосипеда на раму действуют нагрузки, которые многократно повторяются. Эти циклические нагрузки возникают от неровностей дорожного полотна: ямы, кочки, выбоины в асфальте и др. Когда в различных конструкциях начали использовать алюминиевые сплавы (особенно в авиации и космонавтике), то проведённые исследования показали, что однократная нагрузка не вызывает деформаций и разрушения материала, но определённое количество циклов нагрузок в материале конструкций вызывало деформацию, трещины и последующее за этим разрушение.

Это явление характеризуется термином «усталостное разрушение». Количество циклов нагружения, которое приводит к разрушению назвали «усталостной долговечностью».

Те же исследования показывали, что наличие трещин, вмятин, отверстий, сварных швов в наиболее нагруженных местах конструкции снижает долговечность самой конструкции на порядок. Такая тенденция называется «локальная концентрация напряжения». Даже небольшое отверстие в конструкции способствует увеличению напряжения рядом с собой как минимум в 2 раза, а царапина достаточной глубины в 5-6 раз. Трещина повышает локальное напряжение до предела текучести и поэтому планомерно увеличивается с возрастающей скоростью.

Насколько долговечна рама велосипеда

Такие свойства сплавов из алюминия вынуждают конструкторов рам проектировать их таким образом, чтобы напряжения в раме распределялись как можно более равномерно. Поэтому, в местах стыка труб и сварных швов увеличивают толщину труб — так называемый баттинг. Также изменяют высоту сечения трубы в плоскости, которой она наиболее нагружена, используя переменное овальное сечение. Для более равномерного распределения нагрузок применяют профилирование, гидроформинг, усиление косынками или сварку рамы из листа (технология монокок).

Стальные конструкции также испытывают явления усталости, но в меньшей мере. Стали более долговечны и имеют больший предел усталости. Они выдерживают намного большее количество циклов нагрузок, но также до определённого момента.

Вообще, долговечность алюминиевой рамы во многом зависит от сплава, из которого она сделана. Если взять две рамы из разных сплавов, имеющих между собой разницу усталостного разрушения в 1,5 раза, то соответственно одна из них прослужит на 50% дольше. Но, если на ней будет кататься человек весом в 1,5 раза больше, то срок службы обоих рам будет одинаковым. Это правило действует только если геометрия двух рам одинаковая.

Также читать на эту тему:

Чтобы соединить между собой трубы, из которых состоит рама велосипеда применяют три основных метода…

В чистом виде алюминий не используется. Существует большое количество различных сплавов, содержащих в различном процентном соотношении кремний, магний, цинк и медь…

Баттинг начали использовать ещё в 70-х годах прошлого столетия на стальных рамах, когда появились технологии изготовления труб с разной тощиной стенок по её длине. Когда алюминиевые рамы вытеснили металлические…

Впервые такую технологию применяли на стальных рамах. Монококовыми рамами называют также конструкции, где трубы свариваются между собой на отдельном участке, а не по всей длине, например в районе рулевой колонки или каретки…

Особенно такая технология эффективна при формировании герметичных пустотелых деталей велосипеда. Формирование высоким внутренним давлением жидкости осуществляется после помещения заготовки в…

Как сообщает сайт популярного веломагазина http://bikemotive.com.ua/ — самое главное, что необходимо усвоить – тормозит не велосипед, все делает сам гонщик. В момент, когда человек зажимает тормоз, машина замедляет движение, а человек продолжает двигаться вперед по инерции. Именно в это время гонщику необходимо удержать тело в правильной позиции, для того чтобы суметь справиться с байком, при торможении.

Распределения веса при езде на велосипеде

Необходимо почувствовать, что велосипед является лишь инструментом в руках райдера.

Гонщик влияет на торможение.

Особое значение в процессе торможение играет правильное распределение веса и положение тела. В основном, новички и райдеры – любители при торможении переносят основную массу тела на руль и намного слабее опираются на ноги, результатом этого становится сильные травмы, ушибы и падения через руль. Но, самым распространенным итогом такого перераспределения веса является нехватка сил у райдера, для того чтобы удержать тело на расстоянии от руля. В итоге, гонщик ложится животом на руль, наперевес и в это же время пытается продолжать вывернуть руль. Зачастую следствием этого является падение, причем чаще всего с сильными травмами.

При владении правилами грамотного торможения, подобных ошибок можно избежать, сохранить свою жизнь и здоровье, и что немаловажно выиграть гонку.

Для того чтобы научиться распределять свой вес во время езды необходимо:

• Руки держать прямыми;
• Ноги по возможности согнуть;
• Корпус тела отклонить назад.

Таким образом, получиться максимально упереться ногами в педали велосипеда в момент торможения, ведь удерживаться во время езды только руками тяжело, однако использовать руки и ноги, в качестве упора при торможении также нелегко, но это полностью исключит падение и перелет через руль.

Сцепление при торможении.

Покрышка на велосипеде будет иметь лучшее торможение при увеличении количества горизонтальны частей, распределяя вес на большую плоскость. Для того чтобы исключить боковые соскальзывания, необходимо повысить количество продольных частей. Это обусловлено уровнем давления: низкий уровень приводит к лучшему сцеплению в момент торможения. Но, стоит учесть, что даже в таком случае понадобится самостоятельно найти «золотую точку» между накатом, пробоем и сцеплением.

При выборе покрышек необходимо учитывать, что чем выше шипы, тем будет выше уровень торможения, но стоит учесть, что на асфальте и на болотистом грунте это правило не работает. Для таких трасс лучшим выбором будут покрышки грязевого типа или полугрязевого.

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

Февраль 25, 2016

Велосипедная рама (bicycle frame) - это основополагающий компонент любого велосипеда. От неё зависят такие важные особенности, как: дальнейшее предназначение "байка", стиль катания, удобство, комфорт и конечно же безопасность. Прочность велосипеда тоже напрямую зависит от велорамы. На сегодняшний день существует очень много различных вариантов велосипедных рам, они отличаются материалом, геометрией и прочими важными деталями. Чтобы разобраться во всём этом, достаточно просто рассмотреть некий усреднённый вариант рамы и понять, из каких частей она состоит и как правильно называются отдельные компоненты.

Компоненты велорамы

Любая «классическая» велосипедная рама конструктивно состоит из труб, которые могут быть изготовлены из различных материалов, сочетаний материалов, сплавов или композитов. Чтобы получить нужное в каждом конкретном случае (сбалансированное) соотношение характеристик прочности/гибкости часто применяются комбинированные материалы. Трубы могут быть произвольной формы и сечения, с квадратным или круглым профилем.

Привычная всем конструкция рамы - это два треугольника, передний и задний (эти треугольники можно представить виртуально, если также мысленно рассмотреть раму сбоку).
Они могут иметь любую форму, не обязательно идеально-ровную геометрическую, но при этом всё равно сохраняют это название. Конечный вид зависит от фантазии и намерения производителя или же "дизайнера" рамы, если он фигурировал во время её создания. Несмотря на то, что передний треугольник можно считать таковым весьма условно (поскольку он состоит из 4-ёх труб, а не из 3-ёх), в его строении можно выделить следующие элементы: рулевой стакан (headset), основная труба (head tube), верхняя труба (top tube) и подседельная труба (seat tube).

Задний треугольник состоит из: подседельная труба (seat tube), задние верхние перья (seat stays) и нижние (chain stays) перья. В нижней части рамы, там где основная труба переходит в задний треугольник и «встречается» с подседельной трубой, располагается

Нижние задние перья переходят в кронштейны для крепления заднего колеса, или их ещё называют дропаутами (dropout) . Задние перья также включают в себя крепления под тормозную систему v-brake, но в наше время почти поголовно идёт крепление под дисковый тормоз.

Конструкция рамы иногда отличается от "классической" в силу различных ухищрений от производителей и предполагаемого назначения велосипеда. Но даже в этом случае основной принцип и названия элементов рамы сохраняются, даже если их форма претерпевает изменения.

Чтобы обеспечить непосредственную функциональность будущего "байка" и всех его систем, велосипедная рама включает в свою конструкцию отдельные элементы, служащие для установки специфических компонентов. Рассмотрим такие элементы рамы поближе:

В рулевой стакан устанавливается рулевая колонка (headset) , в отверстие для каретки - устанавливается соответственно каретка (bottom bracket) , а в отверстие подседельной трубы устанавливается подседельный штырь (seatpost) вместе с седлом .

Кронштейны крепления втулки заднего колеса или "дропауты" могут быть: вертикальными, горизонтальными или регулируемыми.
Вертикальные дропауты наиболее удобные и простые в эксплуатации - они позволяют быстро поставить колесо на место, и сделать это максимально ровно (натяжение цепи в этом случае обеспечивается задним переключателем скоростей, отдельная ручная регулировка не требуется).

Горизонтальные дропауты сейчас применяются всё реже за счёт специфичности конструкции. С их помощью натягивается цепь, что особенно актуально для "синглспидов" (велосипедов с одной передачей, без заднего переключателя). Ещё одним вариантом использования может быть в тандеме с планетарной втулкой. Однако, при достаточном усилии ось колеса может сместиться. Чтобы предотвратить это, существуют специальные фиксаторы оси.

Регулируемые дропауты бывают самых различных вариаций: с отверстиями для крепления заднего переключателя или без него. Они позволяют, как следует из названия, гибко регулировать "базу" велосипеда в небольших пределах. Такие дропауты легко меняются, а велосипед можно легко превратить в односкоростной.

Современные вело-рамы так же часто включают в себя дополнительные конструктивные элементы для крепления аксессуаров и прочих доп. устройств. На большинстве рам можно увидеть отверстия для установки флягодержателя , а также крепёжные элементы для троссиков тормозной и систем переключения передач .
Последние часто заменяются отверстиями на рамах высокого класса, чтобы пропустить рубашки тросов внутри, тем самым улучшив эстетический вид велосипеда, повысить удобство и снизить неприятный эффект перетирания рубашки или рамы. Некоторые рамы дополнительно комплектуются отверстиями для фиксации крыльев , что обычно характерно для дорожных и туристических (tour) велосипедов.

Рассмотрим подробнее некоторые элементы рамы и попытаемся понять, каким образом происходит подбор совместимых компонентов под каждую конкретную раму и какие встречаются отличия:

Рулевые стаканы (headset) на раме бывают обычные или же интегрированные. С учётом этих особенностей к стакану подбирается рулевая колонка.

Обычные рулевые стаканы распространены гораздо больше, они чаще встречаются в продаже и не предполагают никаких сложных особенностей. Под такие рулевые стаканы проще всего найти и подобрать рулевую колонку, притом сделать это с учётом собственных предпочтений в стиле катания.

Интегрированные рулевые стаканы считаются более профессиональным и продуманным инженерным решением, простым в установке и практически не требующим обслуживания, однако способным вывести раму из строя в ряде случаев (или же привести к дорогостоящему ремонту).

Подробнее о рулевых стаканах и совместимых с ними рулевых колонках можно прочитать в .

Кареточный узел рамы состоит из стакана , в который устанавливается каретка . Этот стакан различается длиной и типом резьбы, в зависимости от особенностей рамы.

Встречаются три типа резьбы на раме:

1. Английская резьба (BSW, 1.37 in x 24 TPI);
2. Итальянская резьба (BSC, ITA 36 mm x 24 TPI);
3. Французская/швейцарская резьба (М35×1);

Бывают так же стаканы с интегрированными системами. В них подшипники с чашками запрессовываются непосредственно в раму, а центральным элементом остаётся ось. Такие системы называются "Pressfit" и они набирают популярность в конструкции профессиональных рам в последнее время. Также встречаются эксцентриковые каретки, которые проворачиваются в своём посадочном месте и отличаются функционалом автоматического натяжения цепи. Последние используются крайне редко, они являются альтернативой приводу с системой переднего переключения передач.

Подседельная труба рамы оснащается зажимом подседельного штыря (seat clamp) . Он бывает интегрированный (только на старых моделях рам) или внешний.
В зависимости от диаметра подседельной трубы, зажимы бывают следующих наиболее распространённых стандартов: 27,2 мм; 30 мм; 31.8 мм; 34.9 мм;

Внешние зажимы подседельного штыря могут быть:

• Эксцентриковые - зажимается без инструментов руками, приложением физической силы. Удобны, понятны и просты в обращении для всех, не требуют дополнительных инструментов.
• Болтовые - фиксируют подседельный штырь при помощи болта, обычно на шестиграннике. Менее удобные, требуют инструмент для регулирования силы затяжения, но зато более надёжные.

Конструкция рамы так же может значительно варьироваться в случае наличия или отсутствия задней подвески и её разновидностей.
Как правило, в таких случаях у велосипедной рамы будет отсоединяемый задний треугольник и некая конструкция (индивидуальная), на которую будет крепиться сам амортизатор.

Геометрия рамы

Велосипедная рама и её прямое назначение во многом зависит от геометрии, наиболее значимого и весомого параметра для этого изделия. Геометрия рамы определяется длиной труб и углами, при которых они соединяются. Наиболее значимыми и определяющими параметрами геометрии рамы можно отметить: угол наклона рулевого стакана, угол наклона подседельной трубы, длина верхней трубы и длина подседельной трубы.

Детально разбирая геометрию рамы, следует выделить некоторые характерные размеры рамы, которые часто указывает тот или иной производитель. Эти размеры достаточно значимы при выборе, особенно с учётом предполагаемой дисциплины катания:

• Saddle height (высота седла) - расстояние от центра каретки до середины седла
• Stack (стэк) - вертикальное расстояние от центра каретки до верхней точки рулевой колонки
• Reach (рич) - горизонтальное расстояние от центра каретки до верхней точки рулевой колонки
• Bottom braket drop (отступ каретки) - расстояние, которое определяет, насколько занижен центр каретки относительно центра задней втулки
• Handlebar drop (отступ руля) - расстояние, которое выражает вертикальную разницу между верхней частью седла и верхней частью руля
• Saddle seatback (отступ седла) - горизонтальное расстояние между передней частью седла и центральной частью каретки
• Standover height (полная высота) - высота от земли до верхней трубы переднего треугольника
• Front center - расстояние от центра каретки до центра передней втулки
• Toe overlap - определяет расстояние от ноги райдера на педали до переднего колеса во время поворота последнего

Геометрия рамы играет определяющую и самую важную роль в поведении велосипеда на дороге, его устойчивости, отзывчивости руля. Она же задаёт удобство и комфорт посадки, влияет на характеристики разгона и торможения, общую динамику велосипеда. Следует обратить самое пристальное внимание на эти размеры, выбирая раму под индивидуальные запросы и пожелания. Существует ряд наиболее важных практичных размеров, которые и следует учесть в первую очередь:

• Длина верхней трубы. Измеряется от центра рулевой колонки, до центра подседельного штыря по прямой горизонтальной линии. Этот параметр напрямую влияет на стабильность и маневренность велосипеда. Чем длина выше, тем более устойчивым и отзывчивым будет велосипед.
• Угол рулевого стакана. Угол между рулевым стаканом и прямой вертикальной параллельной линией. Больший угол определяет лучшую манёвренность велосипеда.
• Угол подседельной трубы. Определяется наклоном подседельной трубы по отношению к прямой параллельной вертикальной линии. Данная характеристика отвечает за смещение центра тяжести, а именно отвечает на вопрос: "Смещается ли центр тяжести и насколько сильно, когда велосипедист сидит в седле?" От этого зависит и предрасположенность байка к экстрим-элементам и трюкам, а также определяет уверенное сцепление с поверхностью (если угол больше) или же большую предрасположенность для динамичной ездеы во время скоростного педалирования (если угол меньше).
• Колёсная база. Расстояние между центрами передней и задней втулки колёс по прямой горизонтальной линии. Чем больше колёсная база, тем более устойчивым, манёвренным и стабильным будет велосипед.
• Длина нижних перьев заднего треугольника рамы. Измеряется от центра кареточного узла до центра задней втулки колеса. Чем меньше длина - тем надёжнее и прочнее рама и, тем лучше сцепление велосипеда с поверхностью, а велосипед более отзывчив при рулении и прочих скоростных манёврах.
• Клиренс/высота до кареточного узла. Расстояние между крайней нижней точкой велосипеда (кареткой) и землёй. Влияет на проходимость и скорость. Чем больше высота - тем увереннее и стабильнее велосипед на бездорожье, меньше вероятность зацепить рамой за любые неровности или препятствия. Но вместе с этим происходит большая потеря скорости и динамики.
• Длина выноса. Измеряется от центра рулевой колонки до руля (вынос). Значительно влияет на маневренность и удобство посадки.

Полный размер рамы традиционно измеряется вдоль подседельной трубы, от центра кареточного узла, до центра верхней трубы (в том месте, где она пересекается/встречается с подседельным штырём). Так определяется «ростовка» рамы и велосипеда в целом. Однако существуют и другие способы измерения.

Размер рамы находится в прямой связи с ростом человека, который
собирается ездить на велосипеде, собранном на основе этой рамы. Эту связь можно условно представить в таком виде: Рама размера XS рассчитана под рост 152-162 см; рама размера S под рост 162-172 см; рама размера M под рост 172-182 см; рама размера L под рост 182-192 см; рама размера XL под рост 192 и выше;

Размер рамы для экстремальных дисциплин катания принято подбирать чуть меньший, чтобы увеличить управляемость и манёвренность для выполнения трюков и различных прыжковых элементов.

Материалы рамы

Велосипедная рама может быть изготовлена из различных материалов. С момента зарождения велодвижения традиционно это была сталь, однако рама так же может быть изготовлена из алюминиевого сплава, карбонового волокна, титана, термопластика, или даже бамбука и дерева. Каждый материал даёт сочетание своих уникальных характеристик и недостатков, им присущих. Так же в последнее время часто используются сочетания различных материалов (композиты), чтобы добиться необходимого баланса низкого веса и высокой прочности конструкции. При выборе материала для рамы важную роль играют следующие свойства:

• Плотность - от этого параметра зависит конечный вес рамы
• Жёсткость - незначительно влияет на передачу энергии педалирования и комфорт райдера. Определяет способность рамы деформироваться без разрушения.
• Предел прочности или поперечная прочность - определяют силу, с применением которой материал деформируется.
• Растяжение/упругость - определяет, насколько сильно нужно деформировать материал, прежде чем он сломается.
• Усталость - определяет долговечность рамы в перспективе активной эксплуатации.

Краткие преимущества и недостатки самых распространённых материалов рам, облегчающие выбор рамы под индивидуальные запросы и стиль катания:

• Стальные рамы. Для производства рам в настоящее время чаще всего используется хром-молибденовая сталь, которая отличается отменной прочностью, надёжностью и выносливостью, так же неизменно хорошей упругостью материала (рама ощущается комфортной в движении так как немного "играет", правда тем самым теряя в динамике движения).
  Рамы из этой стали достаточно легко отремонтировать в случае поломки и они очень долговечны за счёт превосходных усталостных характеристик. Но и недостатки у таких рам весьма существенные, сюда можно отнести и высокий вес по сравнению с рамами из других материалов (на несколько килограмм при одной и той же ростовке) и подверженность коррозии. Для борьбы с коррозией раму покрывают специальным составом, однако в случае повреждения лако-красочного покрытия остановить развитие коррозии бывает весьма затруднительно. Следовательно, такая рама не столь неприхотлива и долговечность сводится на нет подобными проблемами. Конечно, коррозия не столь сильно проявляется по сравнению с кузовом автомобиля, например, но велосипед вполне способен потерять товарный вид и снизить показатели прочности с течением времени. Велосипедную раму из стали часто выбирают любители туризма и спокойных покатушек за достаточное сбалансированное сочетание характеристик, хороший комфорт (что немаловажно в дальних поездках) и разумную стоимость.
• Титановые рамы. Применение титана в велопроизводстве позаимствовано из авиации. Но, несмотря на то, что титан обладает рядом неоспоримых положительных качеств, таких как: повышенная удельная прочность и невероятно низкий вес (зачастую ниже алюминиевых аналогов при большей прочности), коррозионная устойчивость, повышенная упругость (титановые рамы считаются одними из самых комфортных) и великолепные усталостные характеристики (а значит и долговечность), у подобных рам есть ряд существенных недостатков.
  Сложный технологический процесс изготовления подобной рамы и не всегда оправданная высокая стоимость, а так же практически полная неремонтопригодность в случае повреждения. Титановые рамы чаще всего становятся выбором понимающих профессионалов, которые давно занимаются велоспортом и готовы мириться с завышенной ценой этого фундаментального компонента.
• Алюминиевые рамы. А точнее - рамы из различных сплавов алюминия с примесями, поскольку алюминий в чистом виде достаточно мягкий металл. Сплавы алюминия делятся по сериям, так в 7000 серии используется примесь цинка, а в 6000 добавляют магний. Алюминиевые рамы наиболее распространены на сегодняшний день и востребованы за счёт идеального компромисса в цене, качестве и наборе характеристик.
  Эти рамы практически не подвержены коррозии, отличаются низким весом, но вместе с тем пониженной упругостью и повышенной жёсткостью. На практике они менее комфортабельные и не совсем предназначены для велосипедов, на которых подразумевается преодолевать большие расстояния. Считается, что велосипеды на основе таких рам более манёвренные и отзывчивые, с лучшей динамикой разгона. Алюминиевые рамы наилучшим образом подходят для экстремальных дисциплин. Из недостатков этого материала так же стоит отметить неудовлетворительные усталостные характеристики. В последнее время производители всё чаще заявляют о пожизненной гарантии на свои алюминиевые рамы. При изготовлении алюминиевых рам так же иногда применяется интересная, инновационная технология гидроформирования , которая исключает наличие швов в конструкции рамы или снижая их количество, делая конечное изделие более эстетически привлекательным.
• Карбоновые рамы (углеволокно). Такая рама изготавливается из углеродных волокон, пропитанных специальными клейкими смолами. Этот материал представляет собой классический композит. Обладает достаточной прочностью для типичной велорамы, однако обременён кучей недостатков, таких как: необычайно сложный технологический процесс изготовления и вместе с этим высочайшая стоимость рамы (часто неоправданная), низкая ударная вязкость материала, абсолютная неремонтопригодность.
  Такой рамы хватает на пару лет активной эксплуатации, при этом стоимость многократно выше любых аналогов. Подобные рамы подойдут для профессиональных велогонщиков, которые гоняются за каждым граммом лишнего веса, чтобы не потерять в производительности. Такие велосипеды целесообразно использовать для гоночных соревнований, оставшееся время держа его в "консервации" тёплого помещения. Единственным достойным весомым преимуществом карбоновой рамы будет самый низкий вес рамы среди прочих аналогов, а так же то, что данный материал попросту не подвержен коррозии.
• Прочие редкие материалы практически не встречаются в массовом производстве.
  Из них можно выделить алюминиевые сплавы с редкими примесями, различные породы дерева (в том числе бамбук).

При изготовлении рамы велосипеда и отдельных труб производители иногда используют технологию "баттинга" . Эта технология позволяет немного снизить конечный вес рамы за счёт использования разной толщины стенок трубы рамы и вместе с тем варьируя плотность материала на разных наиболее нагруженных участках рамы. Обычно такая рама плотнее в местах стыков, что обуславливается необходимым запасом прочности в этих точках с учётом повышенной нагрузки на узел. Баттинг бывает двойной и тройной.

Геометрия рамы велосипеда – параметр, от которого зависит поведение вашего двухколесного байка, его суть, характер, уровень соответствия с вашим ростом и собственными возможностями. Геометрия велосипедных рам складывается из углов, под которыми сварены трубки рамы и длины этих трубок. В своем сочетании они образуют различную высоту кареточного узла (если очень грубо, то высоту ваших ног от земли), могут варьировать распределение массы райдера по осям велосипеда, создают различные углы наклона рулевой колонки, меняя остроту и особенности управления, создают разные длины базы, переднего и заднего треугольника, варьируют высоту велосипеда.

Каждый из перечисленных параметров оказывает непосредственное влияние на все, и выбирая себе велосипед, райдеры часто озадачиваются тем, какую геометрию рамы им следует выбрать. Мы обобщим основные геометрические характеристики велорам, попытаемся рассказать то, на что и как оказывает непосредственное влияние каждая особенность геометрии, и объясним – почему универсальный велосипед с идеальными характеристиками невозможно построить.

Ростовка рамы привязана к длине трубы подседельного штыря. Размеры M, L, XL, 17, 19, 21 дюйм – все это исходит от ее размера, но если производитель байка серьезный и с умом подходит к проектированию геометрии, то изменение ростовки будет влиять и на другие геометрические характеристики. В хорошей раме плотно взаимосвязана между собой каждая деталь.
На что влияет ростовка? Если велосипед вам велик, то вы упретесь промежностью в верхнюю трубу в месте стэндовера рамы (см.схему), если ростовка мала, то вам придется излишне вытаскивать подседельный штырь, и рама, зачастую, окажется еще и короткой (коленями вы будете задевать руль).

Но этим все не ограничивается. Малая ростовка делает байк более комфортным для исполнения множества трюков, а случае с триалом, минимальный размер подседельной трубы позволяет осуществлять максимально возможные поджатия байка под себя с последующим запрыгиванием на препятствия.

Суть ростовки триальной геометрии в одном кадре

Эффективная длина рамы - величина, зависимая от длины переднего треугольника и наклона подседельного штыря, измеряется от макушки рулевого стакана до подседельного штыря (в горизонтальной плоскости). Если эта величина мала, то велосипед будет хорошо ощущаться на техничных извилистых тропах. Часто такая геометрия соотносится с короткими перьями и в итоге перерастает в очень интересного «коротыша» для техничного катания с максимальной степенью свободы в движениях. Длинные байки, если это достигнуто не смещением массы райдера назад, а увеличением длины верхней трубы переднего треугольника делают посадку удобной для поддержания высоких скоростей и для преодоления апхилл-участков.

Угол наклона рулевой колонки - один из явных классификаторов предназначения современного велосипеда.

На велосипедах для даунхилла и лютого фрирайда угол часто заваливается – вилка, словно челюсть бульдога, начинает выпирать вперед относительно рамы. Рулевое управление теряет свою остроту, благодаря чему рулежка становится более стабильной и склонной к прямым траекториям. А это важно при скоростном спуске. Также при заваленном угле рулевой колонки вилка получается повернутой подвижной частью амортизатора в сторону встречающихся препятствий, и как результат, амортизатор начинает эффективно отрабатывать всякие встречающиеся неровности. А обратная сторона медали – потеря остроты управляемости и гасящее КПД размещение вилки. Последнее особенно серьезно чувствуется на подъеме – байк словно упирается колесом в каждый встречающийся камень.

На шоссейных байках наклон вилки минимален (рулевая колонка практически не завалена), чуть больше наклон рулевой на циклокроссовых велосипедах. В кросс-кантрийных геометриях наклон по-прежнему незначителен, но позволяет гармонично сочетать достойный накат и удобство штурма вершин с хоть каким-то контролем велосипеда на спусках. Геометрия AllMountain имеет больший завал рулевой колонки, что делает байк более интересным на спусках с потерей скорости на ровных участках и на проездах апхилл-участков дистанции, на велосипедах для DH подъем в гору потребует огромных растрат энергии впустую, но на самих спусках контроль будет на высоте. В триальных геометриях завал рулевой позволяет получить более длинную базу для удобства продерга на препятствия, но трюки через переднее колесо, ровно как и общий контроль велосипеда уменьшатся.

Угла наклона рулевой колонки не всегда хватает велосипеду для кросс-кантри, превращая спуск в полную зависимость от точного просчета траектории вниз, что видно на этом фото.

Угол наклона подседельного штыря - важный элемент размещения массы райдера по осям велосипеда. Заваленный назад подседельный штырь уводит за собой массу тела, частично разгружая переднее колесо. Как результат, в сочетании с короткой базой это позволяет получить прямую посадку уровня «комфорт», и в сочетании практически со всем остальным – улучшить простоту выдергивания велосипеда. Последнее важно в экстремальных дисциплинах велосипедного спорта.

Если угол подседельного штыря не завален, то масса распределяется по осям байка более равномерно, и как бонусом, райдер получает оптимальное размещение тела относительно кареточного узла (долго работать педалями становится проще).

Высота каретки - это не просто клиренс вашего велосипеда, а высота центра тяжести, влияющего на контроль над конем. Практически везде, кроме триала, производители стремятся каретку занизить (в триале высокая каретка улучшает стабильность велосипеда в стойке на заднем колесе и упрощает процесс исполнения большинства трюков).

У фрирайдных велосипедов высота каретки относительно осей часто стремится к нулю, на кантрийных байках высота отрицательная. Низко расположенные педали проще крутить в гору, тогда как нулевая высота относительно оси дает запас хода прожимающейся на препятствиях вилки.

В велосипедах для стрита и парка ситуация с кареткой неоднозначна. Низкая каретка улучшает стабильность полета, и в целом, имеет право на жизнь в катании на дертах и на парковых AIR-фигурах. С другой же стороны, на низкой каретке невозможно использовать пеги и выполнять некоторые стритовые трюки. Нулевая каретка – популярный вариант в стрите.

Высокая каретка прибавляет устойчивости в триале при стойке на заднем колесе.

Длина задних перьев - важнейший параметр геометрии рамы велосипеда. Чрезмерно короткие перья усложняют подъем на велосипеде в гору и прочность всей конструкции (больше нагрузок в итоге идет на рулевой стакан), но зато дают неплохую управляемость и свободу в исполнении множества трюков. Длинные и умеренно длинные перья открывают производителями невиданное поле для сложнейшей велосипедной инженерии. В них можно заложить моменты качения байка при обработке препятствий, снизить негативную жесткость рамы, улучшив ее показатели комфорта и накатистости. Никогда у хорошего XC-велосипеда не будет слишком коротких перьев, ровно как и у серьезного велосипеда для даунхилла. И никогда у современного велосипеда для фан-райдинга и трюков не будет длинных перьев рамы.

Перья - сложнейший компонент велосипеда. Хорошо спроектированный задний треугольник можно встретить только у достойного уровня рам.

Но я все равно хочу универсальный велосипед!

Золотая середина велосипедного мира – это велосипеды All Mountain. Их геометрии наиболее сбалансированы и такие велосипеды, при должных навыках, позволяют получать удовольствие от катания практически в любых ситуациях. Но следует понимать, что All Mountain уступит во всем более специализированным вариантам.

Универсальные геометрии рам велосипедов существуют, но идеального решения для всех дисциплин найти не получится.