Основные требования велосипедной рамы

Велосипедная рама должна быть надежной и прочной. Расположение прочностных показателей по раме должны находиться в соответствии с характером нагрузки на нее, например, верхние перья работают на сжатие, нижние на изгиб. Такой показатель как легкость рамы считается вторичным требованием, так как чрезмерное витвейнерство (погоня за лёгкостью) ведет к тому, что велосипедная рама теряет свои прочностные характеристики, вследствие чего страдают ходовые свойства. Не столь важными, но все же необходимыми качествами, которыми еще должна обладать рама, являются:

• виброгашение – способность амортизировать толчки и поглощать вибрации во время езды, не перенося их на организм велосипедиста;
• ремонтопригодность – возможность выполнять ремонтные работы по истечению гарантийного периода, так как стоимость рамы достаточно высокая, а основная нагрузка приходится именно на нее.

Прочностные характеристики карбоновой велосипедной рамы

Благодаря своим физическим свойствам, такой материал как , так как прочность карбоновых нитей намного выше, чем прочностные характеристики алюминиевых сплавов.

К тому же карбон – это ткань, что позволяет, при производстве велосипедных рам, задавать такое направление волокнам которое необходимо в соответствующем месте рамы, для повышения прочности и упругости. Например: верхние перья работают на сжатие, следовательно, карбоновые нити укладываются вдоль, это способствует в несколько раз превзойти прочностные показатели алюминиевых рам и одновременно сделать ее легче. Но в таком случае сопротивление к поперечным нагрузкам будет понижено, что является приемлемым, так как воздействие таких нагрузок на верхнюю трубку перьев не поступает при езде на велосипеде.

Рамы из алюминиевых сплавов проигрывают в прочности конструкциям из карбона, из-за физических свойств металлов, для которых характерно сохранять свою молекулярную структуру во всех направлениях (исключениями являются сложные сплавы, которые не используют в велостроении). Также карбон позволяет комбинировать несколько слоев волокон, различного направления, что дает возможность повысить практичность уязвимых участков рамы.

Виброгашение и жесткость карбоновой рамы

Жесткость – это способность материала деформироваться в зависимости от прикладываемой к нему силы, не изменяя свои физические размеры. Другими словами, чем меньше жесткость, тем больше гибкость и пружинистость материала.

Руководствуясь одним лишь показателем – жесткостью, алюминиевые сплавы были выбраны для производства велосипедных рам. Казалось бы, использование алюминия облегчает раму, но стальные рамы имеют такой же вес, так как выполнены из более тонкой трубы. Например, всемирно известная фирма Colnago все еще производит легкие, стальные велосипеды шоссейного типа, конкурируя с алюминиевыми и карбоновыми велосипедными рамами.

Показатели жесткости у алюминия выше, чем у стали, поэтому, при нагрузке, алюминиевая рама деформируется меньше чем стальная, благодаря чему показатели разгона и управления выше, но способность поглощать вибрацию, во время передвижения, почти нулевая. Стальная рама буквально пружинит на дороге в отличие от алюминиевого сплава. Используя алюминиевую раму, велосипедист принимает на себя все удары, которые не смогли поглотить резиновые покрышки.

Карбоновые рамы имеют высокий показатель виброгашения благодаря своей тканевой структуре. В процессе производства такой рамы, волокна карбона пропитывают специальной вязкой смолой, которая позволяет рассеивать энергию при деформации по всей конструкции. Правильно расположенные карбоновые нити позволяют получить отличные показатели виброгашения и упругости, что совершенно невозможно используя алюминий.

Разработчики карбоновых велосипедных рам изобрели дополнительный способ гасить вибрации – тормозной каллипер сместили на нижнее перо, что позволило сделать верхние перья равными по размеру, и заложили в них способность амортизировать толчки. Некоторые фирмы по производству рам делают верхние перья немного изогнутыми, чтобы они выполняли функцию рессор.

За счет хорошей гибкости, карбон применяется в велостроении уже несколько десятилетий. Например, такие мировые компании как Cannondale и Orbea использовали карбон в безшарнирных двухподвесных рамах, где нижние или верхние перья были гнущимися. Способность карбона выдерживать большое количество циклов нагружения и не деформироваться, дает возможность увеличит амортизирующую способность рамы и одновременно снизить вероятность поломки.

Уровень виброгашения влияет не только на комфортные условия эксплуатации велосипеда, но от этого так же зависит здоровье позвоночника и спины велосипедиста в целом.

Вес карбоновой рамы

Несмотря на то, что карбоновые рамы прочнее алюминиевых и стальных рам, они еще и намного легче. Средний вес рамы из карбона составляет примерно 1150-1300 гр., облегченный вариант – 900 гр. Самые легкие алюминиевые рамы имеют вес 1300-1400 гр. Следовательно, карбоновые рамы намного легче самых облегченных типов рам из алюминия.

Практичность карбоновых рам

Важным фактором в выборе карбоновой рамы является ее надежность. В начале выхода на рынок рам из карбона, был миф о том, что карбон ненадежен и со временем трескается, в надежде снизить их конкурентоспособность.

Теоретически, образование трещин в карбоновой раме возможно лишь в смоле, которая выполняет роль связующего вещества. Но нынешние смолы имеют достаточно большую вязкость, что полностью исключает образование трещин. Можно провести такой опыт: взять смолу ЭД-20, отвердитель, пластификатор, смешать в таких пропорциях – 2-1-1, по поверхности полученного материала, после застывания, наносят удар топором, топор влипает в смолу, не образуя при этом трещин.

Рамы из карбона может разрушиться из-за чрезмерных нагрузок, на которые она не рассчитана. Карбоновые волокна отделяются одна от другой, образуя неглубокие канавки, напоминающие трещины. Причём этот процесс довольно продолжительный, и чтобы рама полностью разрушилась, необходимо прикладывать очень большие нагрузки, с которыми не справится никакой другой материал.

Эти т рещины в карбоновых рамах образовываются на протяжении длительного времени использования велосипеда, но вполне безопасно ездить и на нём с незначительными трещинами. Если небольшие разрывы в карбоновой структуре не увеличиваются, то ремонтные работы можно отложить, но лично я не советую сильно затягивать с ними. Многие велосипедисты, которые использую карбоновую раму, ездят на треснувших или заклеенных рамах.

Алюминиевые рамы весом более 2 кг действительно трескаются и ломаются реже, чем карбоновые, но дело в том, что толщина трубок в таких рамах очень большая и соответственно вес от 15 килограмм и больше. Что касается облегченных рам из алюминиевого сплава с тонкими трубками, то здесь число поломок и трещин очень высокое. Основным минусом алюминиевой рамы является ее физическая структура, из-за которой трещина распространяется по сварному шву, от одного края к другому, что разрушает целостность всей конструкции.

Большой неприятностью будет, если алюминиевая рама треснет на большом расстоянии от дома или ближайшего населенного пункта, потому как у алюминия нет точно выраженного порога усталости, что означает – рама с пробегом 3-5 тысяч километров может дать трещину в любой момент. Карбон в свою очередь имеет высокий показатель надежности при циклической нагрузке.

Ремонтноспособность карбоновых рам

Данное качество является очень важным, так как любая трещина на раме, сделанная из карбона, заклеивается без больших усилий и затрат. Отремонтировать карбоновую раму возможно даже не прибегая к использованию специальных условий. Для ремонта достаточно иметь эпоксидную смолу и стеклоткань, всё это можно найти в магазинах. Так же раму можно отремонтировать до полного восстановления в специальных ремонтных веломастерских за вполне приемлемую сумму, их можно найти в интернете.

Алюминиевые рамы можно отремонтировать с помощью сварки, но для этого необходимо:

• специальные условия;
• баттированные тонкостенные трубки очень сложно заварить;
• теряется смысл ремонта – алюминий накопил усталость и может образоваться новая трещина, как по шву, так и в другом месте.

Небольшой видео-ролик с тестами алюминиевой и карбоновой велосипедных рам:

Желаю Вам удачного выбора!

Выбор рамы для велосипеда - это самое главное при покупке транспортного средства. Ведь это каркас, на котором все держится. Перед покупкой стоит обратить внимание на материал, геометрию и соответствие стилю езды. Эти факторы и помогут определиться с тем, какая рама лучше для велосипеда.

Материал изготовления

Первое, на что нужно обратить внимание - материал рамы велосипеда. Что лучше сказать достаточно сложно, ведь изделие подбирается в зависимости от типа транспортного средства и того, какой у вас бюджет.

Используются такие материалы рам для велосипеда:

• углеродистая сталь. Самый дешевый и низкокачественный вариант;
• хромомолибденовая сталь. Используется для простых дорожных велосипедов. Это металл с хорошим накатом, он смягчает удары, достаточно прочный и надежный. Недостатков несколько - большой вес и низкая устойчивость к коррозии;
• алюминиевые сплавы. Материалы велосипедных рам такого типа стоят недорого и весят мало. Устойчивые к коррозии, позволяют быстро разогнаться, способны выдержать значительный вес. Минус в том, что не поддаются ремонту;
• титановые сплавы. Такие рамы мягкие, хорошо гасят вибрации, мало весят, очень прочные и прослужат не один десяток лет. Но недостаток в том, что стоимость достаточно высокая;
• карбон. Рама велосипеда, материал для которой - углепластик, лучше всего подходит для спортсменов. Она прочная, весит около килограмма, бывает разной жесткости и формы. Но заплатить придется немало. К тому же, карбоновые изделия не ремонтируются.

Остается вопрос, с какого материала лучше рама велосипеда. Если планируете просто ездить по городу или бездорожью - остановитесь на алюминиевых сплавах. Для профессиональных занятий спортом подойдет титан и карбон. А вот сталь - не лучший вариант, поскольку прослужит недолго.

Геометрия велорамы

Выбор велосипедной рамы основывается не только на материале. Под каждый тип транспортного средства подбирается своя конструкция.

Для внедорожных велосипедов используются такие рамы:

• хардтейл. Это типичная модель без заднего амортизатора. На раму можно установить багажник и дисковой тормоз;
• софтлейн. Отличный вариант для поездок по бездорожью. За счет того, что задние крылья упругие, происходит амортизация. Такая модель хорошо справляется с неровными дорогами, но не подойдет для прыжков;
• двухподвес. Это модель с задним амортизатором;
• тандем. Рама рассчитана на то, что будет устанавливаться передняя амортизационная вилка и колеса с широкой резиной.

В поисках нового шоссейного байка вы будете удивлены разнообразием выбора. Существует множество факторов, по которым вам стоит отфильтровать свой выбор, от цены и комплектующих элементов, стиля езды до личной преданности определенному брэнду и даже цвету.

Иногда выбор велосипеда основан на выборе материала, из которого изготовлена рама велосипеда. Шоссейные байки делают в основном из четырех материалов: сталь, алюминий, титан и карбоновое волокно, - а материал, как известно, может влиять на качество и стиль езды, так что неплохо было бы знать основные принципы и разницу прежде, чем вы сделаете выбор.

Для некоторых выбор материала так же важен, как и перечень экипировки и цена, т.к. разные материалы предназначены для разных типов езды. Рама - сердце вашего нового шоссейного велосипеда, и основной бюджет уходит именно на неё, и большую роль играет здесь именно материал, поэтому выбор должен быть тщательно продуман.

Ниже расскажем об основных преимуществах каждого материала, что поможет вам сделать правильный выбор.

Алюминий

Алюминий - самый популярный материал, используемый изначально для шоссейных велосипедов по доступной цене. Он идеально подходит для изготовления велосипедных рам, т.к. обеспечивает ей жесткость и легкость. Долгое время алюминиевые рамы несправедливо клеймили как небезопасные и некомфортные для поездок, но жесткость зависит от дизайна - последние алюминиевые рамы развеивают мифы о своей ненадежности и предлагают мягкие поездки.

Хотя алюминий у большинства больших брэндов может считаться свойственным только велосипедам начального уровня, существует множество первосортных опций, так что не сбрасывайте его со счетов только потому, что он используется для шоссейных велосипедов начального уровня. Просто взгляните на супер легкий Kinesis Aethein (фото ниже) или новый Specialized Allez, как образец использования высококлассного алюминия.

Честно сказать, алюминий сейчас на пике своей популярности. Некоторые производители продвигают его с целью получить самые легкие рамы, и разумные покупатели осознают, что за те же деньги получают приличное качество. Примером является иконический Cannondale CAAD12 (и предыдущая версия CAAD10), а также много других. В соотношении цены и качества тяжело придумать лучший вариант, чем алюминий.

Покупайте алюминий, если вы ограничены бюджетом и хотите получить легкую и жесткую раму для гонок или лучшую подборку характеристик за свои деньги.

Сталь

В прошедшие годы сталь была единственным материалом, поэтому выбор велосипеда был относительно прост. В наши дни у нынешнего поколения сталь все еще имеет место быть, она славится своей плавностью во время езды, именно поэтому велотуристы все еще склоняются к ней, но последние стальные рамы возродили интерес к высокопроизводительным стальным шоссейникам и даже к гоночным велосипедам, как доказали Volare 953 команды Madison-Genesis пару лет назад. Сегодня сталь используется небольшим количеством производителей, но в действительности с ней просто работать, и сталь стала выбором развивающейся индустрии изготовления на заказ. Если вы хотите раму по своим размерам, сталь - хороший вариант.

Последние стальные рамы, намного легче и жестче, чем были ранее, и стали достойной альтернативой карбону и алюминию.

Покупайте сталь, если вы хотите раму на заказ или хотите улучшить качество гладкой езды, невзирая на лишний вес.

Титан

Титан - высоко востребованный материал, благодаря высокой прочности и амортизации. Он также легче стали, крепче алюминия и имеет анти-коррозийные свойства, а тот факт, что поверхность можно полировать, значит, что он долговечен, компенсируя высокую стоимость свойствами материала, хотя он и не настолько дорогой, как лет двадцать назад.

Титан может использоваться в самых лучших скоростных велосипедах, а также на великах, созданных для комфортных поездок на длинные дистанции с багажом или без него, как например, Sabbath September (на фото).

Большинство титановых рам делают из труб 3AL-2.5V (где к титану примешивается 3% алюминия и 2,5% ванадия), а титановый сплав 6Al-4V более высокого класса, можно увидеть на более дорогостоящих велосипедах.

Покупайте титан, если хотите получить долговечный и легковесный велосипед и обеспечить себе мягкие поездки.

Карбоновое волокно

Для многих велосипедистов не существует других вариантов, кроме карбонового волокна. В мире гонок это - преимущественно используемый материал, он самый легкий и жесткий из всех четырех материалов для рам, но он также может быть и самым дорогостоящим. В последние годы цены на рамы сильно упали, и теперь вы можете купить карбоновый велик за доступную цену.

Карбон - самый гибкий из материалов, а аэродинамика шоссейных великов дает возможность стать универсальным, как у этого Trek Madone.

Тем не менее, рамы из карбонового волокна не делаются по каким то общепринятым стандартам. Существенная разница между дешевым и дорогим карбоновым волокном, вплоть до типов используемых волокон, в том, как они изготавливаются, а также в других важных воздействующих факторах. Карбоновое волокно легко используется дизайнерами для создания рам с определенными характеристиками, будь то легкий вес, комфорт, жесткость.

Покупайте карбон, если хотите получить самый легкий и жесткий шоссейный велосипед, который только можно купить за деньги, или же если хотите быть быстры как ветер.

{ ArticleToC: enabled=yes }

В нашу повседневную жизнь новые научные разработки входят все увереннее. Десяток лет назад только стратегические отрасли использовали инновационные технологии, а сегодня ими не удивить обывателя. Углеродного волокна тоже коснулись эти тенденции, которое «перекочевало» из самолетостроения в велосипедную отрасль, где из него делают рамы для велосипедов.

Профессиональный велосипедист не может себе отказать в удовольствии купить карбоновый велосипед. Во время соревнований этот байк, благодаря малому весу, помогает им достичь наивысшей скорости.

Stevens Scope Team

Cannondale Moto Carbon 1 Eu

Marin A-14 Attack Trail C-XT9

Corratec C-Time Dura Ace Di2 11S

Ghost Race Lector Comp

Любителю прокатиться, не нужен карбоновый велосипед, обладающий массой достоинств и одним весомым недостатком – слишком высокой ценой. Стоит ли платить такие суммы, чтобы проехать десяток раз на байке, не покидая пределов города?

Из достоинств карбона, назвать можно такие:

• эстетичность;
• низкий коэффициент деформации;
• завидная упругость. Байк необычайно комфортен при езде по неровной дороге;
• маленький вес. Он, в сравнении со стальными и алюминиевыми велосипедами на 20 и 40% меньше (соответственно);
• минимальный риск получения травм за счет того, что разрушение при ударной нагрузке проходит без пластической деформации;
• соотношение веса и плотности материала (квадратный сантиметр, по данным производителей, выдерживает до 70 тонн нагрузки);
• низкая способность к нагреванию.

Но, не обошлось без «ложки дегтя»:

• высокая чувствительность к соленой среде;
• непригодность к ремонту;
• продолжительный процесс изготовления и высокая стоимость

Любители нарекают на случающиеся поломки. Эксперты же едины во мнении, что к ним приводит неправильная эксплуатация, а точнее, езда на по бездорожью, где выйти может со строя всякое транспортное средство со стальной или алюминиевой рамой.

Если же использовать карбоновый велосипед в езде профессиональной, т.е. на значительные расстояния по трассам ровным и подготовленным, но с высокой скоростью, конструкция ведет себя идеально. Невесомый карбоновый байк с отличной амортизацией – транспорт для профессионалов.

Как выбрать карбоновый велосипед

Конструкций с применением углеволокна, изготовленных для велосипедистов велосипедистов, только 2: шоссейный байк и горник.

Его назначение – неспешная езда по подготовленным трассам. Карбоновый байк считают лучшим тренажером, поддерживающим все мышечные группы в тонусе. С ним приятно преодолевать большие расстояния, получая от езды удовольствие. Это успели оценить любители и профессионалы.

Горники – это особые модели, назначением которых является езда по пересеченной местности. Отличают его широкие колеса и своеобразная геометрия рама, позволяющая справляться без проблем с перепадами высот. Эти велосипеды универсальные, но в нише конструкций для начинающих не встречаются модели с рамой из карбона. Есть карбоновые велосипеды среди полноценных горников и байков для кросс-кантри. На рынке пока немного инновационных моделей, поскольку производители нередко предпочитают классику, проверенную временем – байки с алюминиевой рамой с баттингом, т.е. разной толщиной стенок.

Сколько стоят карбоновые велосипеды

Стоимость карбоновых велосипедов или байков, имеющих детали из этого материала, не низкая. Она находится в пределах 1900-4500 долларов США. Поэтому позволить себе стать владельцем карбонового велосипеда могут не все. Хотя, байк такой стоимости оправдывает ее. Облегчить вес байка стало навязчивой идеей для многих, поэтому люди платить готовы любые суммы.

Сборка карбонового велосипеда

Любители велосипедов, не раз ремонтировавшие их, знающие технические тонкости, могут своими руками собрать сверхлегкий карбоновый велосипед. Пригодится опыт и имеющиеся в Интерне подсказки. Модернизация обойдется семейному бюджету в меньшую сумму, чем покупка заводского байка.

Заменить придется:

• колеса (за два выложить нужно от 250 долларов до 500);
• раму – еще 250-380 долларов;
• руль – до 100 долларов;
• седло – 50-60 долларов;
• вилку, стоит которая, в пределах 70-100 долларов.

На стоимость модернизации сильно влияет модель и бренд байка, подлежащего модернизации. Полезно знать, что подавляющее большинство подобной продукции выпускается в Китае, но не стоит расстраиваться по поводу качества — китайская велосипедная продукция считается качественной.

Вес промышленного карбонового велосипеда в среднем равен 900 граммов. Понятно, что не получится самостоятельно добиться подобного результата, но после модернизации средство передвижения станет намного легче, и хозяина порадует появившимися качествами.

Отдать предпочтение карбоновому велосипеду или с алюминиевой рамой

Каждый исходит из собственных предпочтений, поэтому сложно дать однозначный ответ. С помощью неоднократно проводившихся краш-тестов ответить на него старались, но к единому мнению так и не пришли. Карбоновые модели в два раза превышают по прочности алюминиевые конструкции при ударных нагрузках. По весу тоже выигрывают карбоновые байки – на 20% они легче.

Еще один важный показатель – особенность эксплуатации. Без учета их, неполными будут аргументы в пользу карбона, который выигрывает при спортивной езде, где первостепенную роль занимает вес, но уступает алюминиевому собрату при использовании в быту. Алюминиевая рама удешевляет конструкцию, отличающуюся прочностью, но проигрывающую по срокам в сроке эксплуатации. В зависимости от интенсивности использования, он составляет от 6 до 10 лет.

Но, повреждения карбона легко исправить, используя смолу эпоксидную и стекловолокно, в отличие от алюминия, где ремонт потребует сварку. Но и она спасает не всегда из-за усталости металла, накапливающейся со временем.

Выбирая карбоновой модели, сталкиваются со сложностью, связана которая, с отсутствующей международной маркировкой, из-за чего легко приобрести подделку.

Видео: Процесс изготовления карбоновых велосипедов

Детские велосипеды с алюминиевой рамой популярнее классических вариантов с рамой из стали из-за некоторых характеристик сплавов алюминия. Рассмотрим плюсы, минусы и особенности таких моделей.

Преимущества алюминиевых рам

Основное преимущество рам из алюминиевых сплавов - небольшой вес, который значительно меньше, чем у стальных. Это значит, что ребенку будет проще управлять велосипедом, а также самостоятельно переносить его с места на место. Алюминиевые модели являются идеальным вариантом для девочек, которые физически слабее, чем мальчики того же возраста и роста, а также для детей худощавого телосложения. Меньший вес облегчает начало движения, подъем в гору, набор скорости.

Байк с рамой из алюминия особенно подходит для маленьких детей, которые только учатся навыкам езды. На тяжелом стальном велосипеде им сложно начать движение, приходится прилагать большие усилия, чтобы сдвинуть его с места. Значительный вес байка неудобен для детей, что может привести к отказу от катания.

Еще одним плюсом рам из алюминиевых сплавов является их стойкость к коррозии, они не ржавеют при попадании влаги, как стальные. Алюминий окисляется только под воздействием антигололедных реагентов, но детские модели не используют в зимнее время, поэтому такую особенность металла можно не учитывать при выборе.

Алюминиевая рама отличается высокой жесткостью. Для детских велосипедов это качество является преимуществом, так как улучшает управляемость байком. Стоит учесть, что жесткая рама не амортизирует, то есть не гасит вибрации, возникающие во время езды по неровной дороге. При покупке обратите внимание на качество седла - оно должно быть достаточно мягким и широким, чтобы выполнять роль амортизатора и снижать нагрузку на позвоночник ребенка.

Недостатки алюминиевых рам

К недостаткам алюминиевых рам относят сложность, а часто и невозможность ремонта - сломанную трубу можно сварить только с помощью аппарата аргонно-дуговой сварки. При этом нет гарантии, что сварной шов получится достаточно надежным и в месте его расположения не произойдет повторного разлома. Срок службы рам из алюминия - 5-10 лет, что меньше, чем у стальных вариантов, но вполне достаточно для детских велосипедов. Ребенок редко катается на одном байке больше двух лет, так как вырастает из купленной модели.

Детский велосипед с алюминиевой рамой будет стоить дороже, чем аналогичный вариант со стальной. Разница в стоимости обусловлена ценой металла, а также сложными технологиями, используемыми для изготовления алюминиевых труб. Однако модели с рамой из алюминия являются лучшим выбором по соотношению цена/качество. Например, легкие байки из карбона стоят значительно больше.

Изготовление алюминиевых рам

Алюминиевые рамы для детских велосипедов изготавливают не из чистого алюминия, а из его сплавов. Добавление меди, магния, железа, цинка, хрома, кремния и марганца обеспечивает улучшение характеристик готового изделия, оно становится более надежным, лучше подвергается обработке. Алюминиевую раму после отлития сильно нагревают, а затем охлаждают - такая закалка повышает прочность труб.

У рам из алюминия трубы толще, чем у стальных, однако, увеличение толщины стенок не вызывает увеличения веса конструкции. Легкость сохраняется благодаря особым технологиям изготовления - баттингу и гидроформингу. С их помощью можно уменьшить толщину стенок в местах с небольшой механической нагрузкой.