Для чего нужны передачи

Что такое передачи (скорости) у велосипеда и как их переключать.

В этой статье мы поговорим о переключении скоростей (передачах) на велосипеде. Для чего они нужны, как правильно выбрать передачу и как правильно переключать.

В нашем магазине продаются велосипеды с одной, 6-ю (у них одна передняя звезда и 6-ть задних звезд) и 21 передачей (3 передние звезды и 7 задних звезд).

Для чего вообще нужны передачи?

Передачи нужны для комфорта велосипедиста. Они позволяют экономить силы и подобрать наиболее удобный режим езды исходя из:

• Рельефа дороги (ровная трасса, подъем или спуск, разгон или плавное торможение)
• Качества дорожного покрытия (одно дело езда по ровному шоссе, а другое по городскому асфальту в буграх и впадинах или по грунтовой дороге)
• Требуемой скорости движения — необходимо поддерживать заданную скорость движения или разогнаться
• Погодных условий (например, попутный или встречный ветер)
• Физического состояния велосипедиста

При правильном использовании передач можно:

• быстрее, а главное более экономично (с точки зрения физических сил, при тех же прочих условиях), добраться из одной точки в другую, чем при поездке на односкоростном велосипеде.
• не маловажен и тот факт, что при правильном подборе передач, продлевается срок службы деталей байка.
• и последнее, при неправильной установке передач коленные суставы будут подвергаться гораздо более серьезной нагрузке.

Что значит «переключить передачу»

Фактически переключение передач – это переброс цепи с одних звезд на другие на передних шестеренках и задней кассете или трещотке. Что это такое и где они располагаются на велосипеде можно посмотреть на схеме. В чем разница между кассетой и трещоткой более подробно описано в статье » В чем разница между трещотками и кассетами «

Если на велосипеде 6-7 скоростей значит, на нем установлена одна передняя звезда (шестеренка) и задняя кассета на 6-7 звезд. Если 18 и больше – стоит 3 передних звезды и задняя кассета на 6-7 звезд. Иногда задние кассеты бывают и на 9-10 звезд, что позволяет довести число скоростей до 27-30.

Как нумеруются звездочки в системе и кассете (трещотке) трансмиссии

Принята следующая нумерация звезд: все звезды имеют нумерацию от рамы. Только передние три звезды (в системе) идут на увеличение – 1-я самая маленькая, 2-я средняя и 3-я самая большая, а в задней кассете звезды расположены наоборот: 1-я самая большая, а последняя самая маленькая.

Здесь важно понять, что при выборе передачи цепь не должна быть сильно перекошена. Иначе она и звезды трансмиссии будут сильно тереться друг об друга и быстро изнашиваться.

На этом рисунке показаны те варианты включения передач, которые не рекомендуется использовать как раз из-за перекоса цепи.

Чем переключают передачи.

Переключают передачи специальными ручками на руле – манетками. Они бывают вращательными – переключение скоростей происходит поворотом ручки или рычажковыми – передачи переключаются специальными рычажками.

У вращательных манеток (revoshift и grip-shift, грипшифт) — при вращении ручки на себя или от себя происходит переключение скорости.

У рычажковых переключателей имеются небольшие рычажки для пальцев. Один переключает на большую скорость, другой на меньшую. Эти манетки для многих велосипедистов более удобны, менее прихотливы в обслуживании, но часто более дорогие.

У нас можно купить велосипеды и с вращательными и с рычажковыми манетками известных японских производителей Shimano и Sypo.

Обычно левая манетка отвечает за переключение трех передних шестеренок, а правая – за переключение звездочек в задней кассете. Таким образом, для подстройки под основной тип местности используется левый переключатель и передние звезды. А правый для частных и недлительных изменений во время поездки.

Теперь важно понять, как подбирать передачи и правила их переключения.

Какие передачи и когда использовать

Самая маленькая передняя звезда (номер 1) используется при крутых подъемах, поездках по вязкому грунту или песку, густой траве, при сильном встречном ветре на грунтовке. То есть когда есть сильное сопротивление движению велосипеда. При этом на задней кассете используются самые большие звезды с номерами от 1 до 3 в зависимости от их количества в кассете.

Комбинация самой маленькой передней звезды и самой большой задней — дает максимальную мощность и используется для крутых подъемов.

Средняя передняя звезда (номер 2) это основная рабочая шестеренка. Используется чаще всего при езде по асфальту, грунтовым дорогам, при сильном встречном ветре, плотному песку и грунту, на небольших горках. При этом используются задние звезды с номерами от 2 до 5-6 в зависимости от звезд в кассетах – главное, чтобы не было сильного перекоса цепи, как показано на рисунке.

Самая большая звезда спереди (номер 3) используется при езде по ровному шоссе, асфальту, укатанной грунтовке, когда нет сильного встречного ветра, при спуске, для поддержания скорости при небольших физических нагрузках. При этом используются маленькие задние звезды на 6-7 звездных кассетах это 5,6,7 звезда. На 8-9 звездных кассетах это 5-8,9.

Комбинация самой большой передней звезды и самой маленькой задней — дает максимальную скорость.

Начинать езду рекомендуется со средней передней шестеренки. Задним переключателем подбирайте себе самую удобную нагрузку на ноги. Если дорога пошла под гору, и Вы чувствуете, что задних звезд уже не хватает, чтобы прибавить – переходите на большую звезду спереди. Как только темп вернется к обычному – вернитесь на среднюю переднюю шестеренку.

Аналогично и с нижними передачами. Поехали в гору и чувствуете, что задних звезд не хватает – переходите на переднюю малую звезду (номер 1), и потом возвращайтесь на среднюю, когда дорога станет ровной.

Считается, что на второй звезде спереди нужно ездить до 20-25 км/ч., а после этого переходить на третью звезду.

На первой звезде ездя до 10 км/ч, на очень крутых подъемах, по песку, грязи и т.п.

Трогаясь с места можно использовать передачи: 2-4, 2-5.

Что нужно еще понимать при выборе передачи. Есть у велосипедистов такое понятие – «каденс». Это частота вращения педалей в минуту. Оптимальная частота должна быть 80-110 оборотов с минуту. Это связано с физиологией коленного сустава. С выделением «смазки» в суставе для уменьшения трения костей. При слишком низком каденсе (менее 80) «смазка» более вязкая, а более 110 идет слишком сильная нагрузка на колено. Поэтому Ваша задача при выборе передачи как раз и заключается в том, чтобы держать этот оптимальный каденс (80-110 оборотов в минуту).

В общем, строгих правил нет – каждый байкер сам выбирает, как ему удобно ехать. Помня эти простые правила, не бойтесь — пробуйте. Тело само Вам подскажет, как и когда переключать передачи, а потом появится опыт и переключение передач будет происходить практически на автомате.

Правила переключения скоростей

1. Любое переключение скоростей должно происходить в движении, т.е. педали должны крутиться. Причем при переключении на передних шестеренках педали нужно крутить плавно, без усилия, чтобы цепь стала на соседнюю звезду с меньшим усилием. На них разница между зубьями соседних звезд более 10. На задних звездах кассеты перепад количества звезд не такой большой и поэтому там цепь перебрасывается спокойней.
2. Переключение на новую передачу должно быть бесшумным. Если Вы слышите неприятный металлический скрежет, значит, Вы выбрали неправильное соотношение звезд и, в итоге, цепь перекосилась, или трансмиссия велосипеда настроена неправильно.
3. Переключаться нужно заранее, не на самом подъеме или спуске, а перед ним.
4. Если нужно переключиться на несколько передач сразу – то лучше это делать поэтапно, по одной
5. Нельзя переключать одновременно передние и задние переключатели – может заклинить цепь.
6. Не переключайте передачи при неподвижном велосипеде – так можно сломать рамку переднего или лапку заднего переключателя. Более подробно, почему этого нельзя делать описано в статье » Почему нельзя переключать передачи на велосипеде стоя на месте «

Придерживайтесь этих простых принципов и правил, держите цепь смазанной, переключатели чистыми и путешествуйте на велосипеде в свое удовольствие.

И в заключении, хочется сказать вот еще что.

Существует всего два типа систем для переключения передач. Систему, основанную на звездах мы рассмотрели в этой статье.

Второй вариант — это использование планетарной втулки на заднем колесе. Она обладает как рядом преимуществ, так и некоторыми недостатками, о которых описано в другой статье и почитать об этом можно в ней.

С какой передачи лучше начинать движение авто?

В современных автомобилях, оборудованных автоматической коробкой передач и нафаршированных всевозможной электроникой, реализованы экономичные алгоритмы работы трансмиссии. А вот с механикой водителю приходится их имитировать. Как же стартовать максимально экономно?

В седанах и кроссоверах сейчас встречаются кнопки ECO, позволяющие экономить топливо. Такой режим перенастраивает коробку и помогает автомобилю стартовать с места максимально эффективно. Это значит, что двигатель развивает ровно такие обороты, чтобы не срывать колеса в пробуксовку, а коробка передач подбирает под них необходимые ступени. Это позволяет автомобилю на скользких поверхностях стартовать плавно и не расходовать лишнее горючее.

Для чего нужная первая передача?

Но как быть водителям автомобилей с механическими коробками, которых на просторах России насчитывается более половины от всего автопарка? Им приходится выполнять эти действия не автоматически, а самостоятельно, орудуя руками и ногами. К сожалению в автошколах не преподают науку экономии. Поэтому многим хочется знать, как выполнять эти действия правильно, тем более что за минувшие 25 лет моторы стали другими и вполне справляются с высокими нагрузками на малых оборотах.

Существующие на рынке механические коробки зачастую нарезаны на 5 и 6 ступеней. Первые стоят дешево, вторые дороже. Но на тех и на других передаточное отношение зубчатых колес первой ступени подбирается под задачи, связанные не только со стартом, но и с работой автомобиля под тяжелыми нагрузками. К примеру, чтобы тащиться с полной загрузкой на горку с уклоном 100%. Но такие экстремальные задачи выпадают на долю первой передачи нечасто.

Подавляющее большинство людей используют ее для обыденного старта с места или просто для движения по двору. В этом случае мотор раскручивается до 3-4 тысяч оборотов, скачкообразно растет расход топлива, катализатор забивается несгоревшими парами, а атмосфера коптится выхлопными газами. Но, главное, сцепление переживает гигантские нагрузки от двигателя, греется, диски его трутся и снижается их ресурс.

Как стартовать?

В общем, на ровных дорогах с гладким покрытием рекомендуется не жечь топливо понапрасну на первой передаче, а сразу включать вторую и стартовать с нее. Это стало возможным после запуска в производство двигателей с электронной системой управления, которая так перенастраивает клапаны, что максимальный момент доступен уже на низких оборотах. У атмосферных моторов 80% момента приходится на 2 тысячи оборотов, а у турбированных 80% момента достижимо на 1100-1200 оборотах. Это более 100 Нм для 1,6-литрового бензинового агрегата, которых вполне достаточно, чтобы сдвинуть с места не только 1,5-тонную легковую машину, но даже грузовик.

Причем программа управления мотором настроена поддавать газу для поддержания движения. Если включить вторую передачу на современной машине и очень медленно отпускать педаль сцепления, то она поедет без нарушений работы мотора. Он даже не будет троить. Электроника просто подкрутит мотор до 1200-1300 оборотов и позволит автомобилю стартовать плавно. При этом старт со второй ступени прописывается даже в сертифицированных испытаниях на экономичность. К слову, на карбюраторных машинах этот финт реализовать невозможно.

На таких машинах, как MINI или BMW, стоит помощник для старта с места. Там можно даже бросать газ на холостых оборотах. Автомобиль не заглохнет. На иных автомобилях для старта со второй передачи достаточно лишь немного погладить педаль газа, доведя стрелку тахометра до 1500 оборотов. Расход топлива при таком старте тоже падает на 50%.

Насколько вредно стартовать со второй?

Но как же ресурс сцепления? Если не раскручивать мотор свыше 2000 оборотов при старте, то никакого вреда сцеплению не будет. Ведь влияет на его ресурс не коробка передач со своими зубчатыми колесами, а тот момент, что попадает на него от двигателя. Если раскручивать мотор до 5000 оборотов, включать первую передачу и резко бросать педаль, то автомобиль, конечно же, взбрыкнет и полетит вперед. Но сцепление при таких издевательствах не проживет и месяца. Для него критичны ударные нагрузки на максимально эффективных режимах работы мотора. Поэтому бросать сцепление не рекомендуется ни на первой, ни на второй, ни на какой-либо еще передаче. Его необходимо отпускать плавно и без рывков.

Миф о вреде старта на второй передаче вызван деятельностью стритрейсеров и прочих городских спортсменов, любящих обогнать всех у светофора. Они часто стартуют со второй передачи и даже с третьей для максимально быстрого разгона или для эффектного заноса на месте. В этом случае сцепление переживает гигантские нагрузки и быстро выходит из строя. Но виновата здесь не коробка, а тот момент, что прилетает от мотора.

10 каверзных вопросов про трансмиссию (и ответы экспертов)

Слово «трансмиссия» произошло от латинского transmissio — «пересылка, передача». Трансмиссия автомобиля — это совокупность узлов и агрегатов, служащая для передачи крутящего момента от двигателя на ведущие колеса и позволяющая изменять величину момента и направление вращения. Эта совокупность вызывает разнообразные вопросы читателей — и вот ответы на самые популярные из них.

1. Какая из коробок передач самая простая?

Несмотря на то что массовое применение на автомобилях получили вначале ручные коробки передач, а затем гидромеханические, самым простым устройством для изменения передаточного отношения трансмиссии является… вариатор! Ведь в нем фактически только один основной элемент: ремень, взаимодействующий с раздвигающимися конусами — он соединяет входной и выходной вал, обеспечивая достаточно широкий диапазон передаточных отношений. Но простая — еще не значит надежная.

НЕСУЩЕСТВУЮЩАЯ ТРАНСМИССИЯ

Карданный вал, коробка передач, дифференциал, приводы колес со ШРУСами и т. п. — все это относится к трансмиссии. Однако термин «автоматическая» при этом можно отнести только к коробке передач, ведь автоматических, к примеру, ШРУСов не существует. Поэтому и трансмиссия не может быть автоматической — такая терминология используется только «ради красного словца». С таким же успехом можно назвать автоматическим весь автомобиль при наличии в нем АКП.

2. Что лучше для вариатора — ремень или цепь?

Клиноременной вариатор (Mitsubishi, Nissan, Renault, Лада и т. д.) — это на сегодняшний день наиболее распространенный тип бесступенчатых коробок передач. Ресурс ремня, как правило, ограничен — около 150 тысяч км. Клиноцепной вариатор встречается реже (различные модели Audi, Subaru, Kia) — ресурс его несколько выше, и он рассчитан на более высокие нагрузки.

3. Почему роботы с двумя сцеплениями быстро переключаются?

Потому что в таких коробках за четные и нечетные передачи отвечают отдельные первичные валы и, соответственно, отдельные диски сцепления. Скажем, если вы едете на первой передаче, то второй вал уже вращается на второй! Именно благодаря такому «горячему резерву» переключение происходит за миллисекунды, а рывки во время смены передач практически не ощущаются. Но это — при последовательном переключении передач. А при скачке сразу на несколько передач, например, с седьмой на третью, — скорость переключения ниже, поскольку коробка не может предугадать, в какой момент и на сколько водитель вдруг резко нажмет педаль газа.

4. С какой целью в бесступенчатых вариаторах используют виртуальные передачи?

Технических причин в этом решении нет. Но такие коробки больше нравятся водителям, потому что мотор избавляется от монотонного звучания — его обороты меняются, что более привычно нашему слуху.

5. Надо ли прогревать трансмиссию?

Надо. В отличие от двигателя, который может прогреваться даже на стоянке на холостом ходу, элементы трансмиссии набирают температуру только в движении за счет трения. Поэтому рекомендации избегать резких нагрузок в первые минуты движения относятся не только к мотору, но и к трансмиссии.

6. Для чего применяют дорогой двухмассовый маховик?

Маховик — это пограничник, стоящий между двигателем и трансмиссией. Раньше маховик представлял собой обточенную чугунную отливку с плоской поверхностью для контакта с ведомым диском сцепления — и на него был напрессован зубчатый венец для шестерни стартера.

Сейчас более половины автомобилей с механической коробкой передач комплектуют двухмассовым маховиком. Одна его часть по-прежнему жестко соединена с фланцем коленчатого вала, а другая, по которой работает сцепление, может поворачиваться относительно первой. Их связывают мощные пружины, ограничивающие угол взаимного поворота. Это демпфер крутильных колебаний, облегчающий работу трансмиссии при работе в паре с мощными моторами, имеющими низкие обороты холостого хода в угоду экологии. При поломке двухмассового маховика многие стремятся заменить его обычным, но вскоре понимают, какого комфорта при вождении они лишились.

7. Полукарданный шарнир — это половинка шарнира?

Нет, это полноценный шарнир, обеспечивающий работу при небольших углах скрещивания валов. А ещё он резиновый, и потому очень эффективно снижает крутильные колебания в трансмиссии. Примером может быть упругая резиновая муфта типа Giubo («Джубо»), которая устанавливалась между коробкой передач и карданным валом в Жигулях.

8. Что такое универсальный шарнир?

Универсальным шарниром равных угловых скоростей называется такой, который может компенсировать как угловые, так и осевые взаимные перемещения валов. Их ставят на приводы ведущих колес в качестве внутренних — там, где угол работы больше 20–25 градусов не требуется. Для наружных, обеспечивающих поворот колес, нужны большие углы. Такие шарниры выполняют по схемам GKN, Lubro — с шариками в качестве рабочих тел. Однако стали популярны и трехшиповые шарниры — триподы.

9. Существуют ли шрусовые карданы?

При проектировании автомобилей наряду с классическими карданными валами применяют валы со ШРУСами. Так делают некоторые производители заднеприводных автомобилей. А, например, на вазовских полноприводных автомобилях ШРУСы на карданы начали ставить сначала тюнинговые фирмы, а затем такие машины пошли и с главного конвейера. Сейчас Лада Niva Travel имеет валы привода передней оси и заднего моста со ШРУСами.

ПОЛУОСИ — ВАМ ДЛИННУЮ ИЛИ ПОКОРОЧЕ?

К приводным валам разной длины все привыкли еще со времен ВАЗ‑2108. А полуоси в балке заднего моста у автомобилей обычно были одинаковыми: так проще и дешевле. Но у Оды (она же — Иж‑2126) использовались полуоси разной длины. По компоновочным соображениям двигатель и вся линия трансмиссии ижевской машины были смещены вправо от продольной оси, поэтому левая полуось оказалась длиннее.

10. Чем ШРУС лучше кардана?

Удобную для установки в приводы управляемых колес характеристику обеспечивают разными способами. Вначале были разработаны кулачковые шарниры, но они отличались высоким трением и ускоренным износом. Затем появились шариковые и трехшиповые конструкции, в которых трение скольжения было заменено трением качения.

Карданный шарнир (или шарнир Гука) представляет собой две вилки, между которыми установлена крестовина. При нахождении валов на одной оси одиночный карданный шарнир передает вращение равномерно. Но по мере роста угла между валами выходной будет вращаться всё более неравномерно. Он будет то забегать вперед, то отставать от ведущего вала. Устранить это явление можно, применив связку из двух шарниров. При этом вилки промежуточного вала должны быть параллельны, а входной и выходной валы либо параллельны, либо располагаться так, чтобы промежуточный вал стоял под одинаковыми углами к обоим валам. В приводе управляемых колес одиночный шарнир Гука ставить нельзя из-за неравномерного вращения и соответствующих вибраций. А сдвоенные шарниры применяют разве что на тяжелой технике, где есть много места.