Велосипедная задняя втулка с переключением передач. Планетарная втулка, вариатор, коробка передач и еще…

Выбирая велосипед с несколькими скоростями, покупатель часто сталкивается с многообразием непонятных ему терминов: передний переключатель, задний переключатель, кассета, манетки, «петух», планетарная втулка. Разобраться в этом хитросплетение неподготовленному человеку достаточно сложно. В этой статье мы попробуем разобраться с вопросами переключения скоростей.

В настоящее время существует два вида переключения передач: классическая схема с переключателями и планетарная втулка.

Классическое переключение

Самый распространённый вариант это классическая схема переключения с кассетой и переключателями. На задней втулке установлен набор звёздочек, называемых «кассетой», и внешний переключатель, крепящийся к раме через переходник именуемый «петух». В многоскоростных велосипедах (более 7 скоростей), есть также две или три звезды спереди и внешний передний переключатель.

Общее количество передач – это количество звёзд передней системы, умноженное на количество звёзд задней кассеты. Например: 3 передних и 9 задних передач в сумме дают 27 скоростей. Но на самом деле использовать все комбинации нельзя и даже противопоказанно, поскольку приведёт к преждевременному износу и поломке оборудования. Чтобы избежать перекосов цепи, исключив тем самым вероятность поломки, обычно рекомендуют использоваться такие сочетания как: 1х1,2,3, 2х2,3,4,5,6,7,8, 3х7,8,9.

Классическая схема с переключателями самая распространенная и доступная. Можно подобрать подходящую систему или отдельные запасные части. Главный плюс – ее легко ремонтировать при поломке или сделать апгрейд до более продвинутой. Но есть и несколько минусов: задний переключатель крепится с правой стороны рамы и его легко сломать, при неудачном падении велосипеда на правый бок. Также система требовательна к чистоте, поскольку все компоненты открыты, необходимо чистить компоненты и смазывать цепь, дабы исключить её преждевременный износ. Необходимо научиться правильно, переключать передачи – ни в коем случае нельзя переключаться под нагрузкой. Всегда необходимо переключать передачи заранее и в момент переключения необходимо давить на педали не сильно, чтобы избежать разрыва цепи. Данная система переключения не совместима с задним ножным тормозом.

Если соблюдать правила переключения, держать велосипед в чистоте и своевременно делать необходимое техническое обслуживание, то классическая система переключения будет вас радовать качественной и надёжной работой.

Плюсы

Доступность

Большое разнообразие деталей

Отличная ремонтопригодность (в магазинах всегда большой выбор деталей и починить переключение не составит большого труда), ремонт смогут сделать в любом велосипедном сервисе

Минусы

Возможно сломать при падении

Необходимость в чистке и уходе

Соблюдение правил переключения (использовать только определённые комбинации и переключение не под нагрузкой)

Несовместимость с задним ножным тормозом

Если Вы выбираете горный велосипед или Вам нужна отличная ремонтопригодность, то выбор один - классическая система переключения скоростей.

Планетарная втулка

Планетарная втулка - закрытая система переключения скоростей для велосипеда, весь механизм находится внутри задней втулки. Конструкция надёжная и долговечная. В простых планетарных втулках 3 скорости, самые продвинутые модели имеют до 14 передач.

Наибольшую популярность планетарные втулки получили в первой половине 20 века, практически на каждом велосипеде стояла такая втулка (особенной популярности они пользовались в Великобритании, Голландии, Германии, Скандинавии). Однако, появившиеся позже переключатели скоростей и кассеты, вытеснили планетарные втулки, благодаря своей дешевизне и неприхотливости.

У велосипеда с планетарной втулкой отсутствует внешний переключатель снаружи лишь одна звезда и цепь, а весь механизм переключения спрятан внутри задней втулки. Это самое главное преимущество планетарных втулок - нет лишних деталей, которые так легко повредить при падении. Вся система переключения находится внутри корпуса втулки, надёжно защищена от грязи и внешнего воздействия. Переключения можно производить как под нагрузкой, так и без, поскольку цепь всё время стоит на одних передачах, то нет вероятности её повреждения при переключении. В отличие от классической системы переключения, планетарная втулка совместима с задним ножным тормозом.

Главный недостаток планетарных втулок – большая стоимость и плохая ремонтопригодность. Сложный механизм переключения внутри втулки стоит намного дороже классической системы переключения.

Планетарная втулка надёжна, при правильной эксплуатации ресурс – десятки тысяч километров. В приводе используются толстые цепи и звездочки, их ресурс во много раз превышает срок службы аналогичных компонентов велосипедов с классическим переключателем. Планетарная трансмиссия не требует обслуживания, единственная регулировка – подтяжка тросика в процессе эксплуатации. Однако если что-то сломается в планетарной втулке, то ремонт может обойтись дорого и делать его придется в специализированной мастерской.

Несмотря на большое количество скоростей в самых продвинутых моделях, не для всех видов катания будет достаточно скоростей планетарных втулок. Такая система переключения скоростей подойдет для неспешного, комфортного катания по городу, лесу и паркам. Но если мы говорим про езду в стиле кросс-кантри или более экстремальное катание на велосипеде, то количество скоростей и диапазона передач будет недостаточно.

Стоит отметить и намного больший вес планетарной втулки, если сравнивать с классической системой передач, развесовка велосипеда будет смещена в сторону заднего колеса. Не всем это подойдёт и не для каждого вида катания это будет приемлемо.

Плюсы

Большой ресурс при правильной эксплуатации

Механизм переключения передач полностью закрыт в корпусе втулки, что позволяет защитить его от попадания грязи

Совместим, как с ручными тормозами, так и с задним ножным тормозом

Минусы

Большая стоимость

Больший вес по сравнению с классической системой переключения

Сложный ремонт, под силу только квалифицированным специалистам по планетарным втулкам

Если Вам необходим велосипед для спокойного катания по городу и паркам, Вы не гонитесь за количеством передач и хотите иметь надёжный велосипед без лишних деталей и простой в эксплуатации, то планетарная втулка именно то, что Вам надо.

Оптимальная эффективность движения, частота педалирования, скорость и нагрузки на велосипед регулируются при помощи механизма скоростного переключения. В отличие от синглспида, велосипед с несколькими режимами передачи крутящего момента способен подстраиваться под конкретные условия передвижения. «Скоростную» систему используют практически на все типах великов: от городских и трюковых до гоночных и маунти-байков.

К распространенному типу относится планетарная втулка, внутри которой расположен шестеренчатый механизм изменения передаточного отношения. Взаимное расположение и зацепление шестерней регулируется переключателем скоростей, который, в свою очередь, приводится ручкой на руле. Принципиальное отличие от «звездочной» трансмиссии позволило такой системе переключения передач неплохо укрепиться в велосипедной среде.

Из чего состоит и как работает планетарная втулка

Устройство планетарных втулок достаточно сложное и напоминает механизм автомобильной коробки передач. Для наглядности покажем стандартную схему для всей планетарной передачи:

Компоненты шестерного отсека скоростной втулки: 1 – солнечная шестерня, 2 – сателлиты, 3 – водило, 4 – эпицикл

Желтым цветом изображена солнечная шестерня. «Солнышко» жестко закреплено на оси заднего колеса велосипеда. Именно с ней зацепляются обозначенные синим цветом планетарные шестеренки. Для их фиксации используется «водило» (зеленый цвет). Эта деталь не позволяет сателлитам – так иначе можно называть планетарные шестерни – разъезжаться и сцепляться друг с другом, а также определяет их направление движения.

Довершает механизм эпициклическая шестерня, которая вращается за счет педалирования. На рисунке она показана красным цветом.

Звездочка сопрягается с механизмом втулки с помощью шлицевого привода, исполнительного механизма втулки. При изменении передачи он изменяет скорость вращения водила относительно кольцевой шестерни, благодаря чему и достигается подстройка велосипеда под угол направления дороги и регулируется его скорость.

Интересная особенность такого типа механизма – это работа в качестве редуктора. Солнечная шестерня играет роль неподвижного элемента, эпицикл – ведомого элемента цепи, водило замыкается на корпус втулки. Для примера рассмотрим, как работает механизм планетарной передачи на простой трехскоростной планетарке:

Пониженная передача. Кольцевая шестерня опережает водило за счет его зацепления корпуса планетарной втулки. Передаточное отношение меньше единицы и составляет 0.733.
Главная передача. Крутящий момент с эпицикла передается на втулку за счет зацепления ее с планетаркой. Иначе говоря, со втулкой соединено не водило, как на первой передаче, а звездочная шестерня. Что происходит при этом? Втулка вращается быстрее водила, а для достижения максимальной скорости понадобится больше усилий по сравнению с пониженной передачей.
Передаточное число повышенной, или третьей, передачи больше единицы, и для трех оно составляет 1.364. Направление движения водила и втулки противоположны, благодаря чему достигается ее ускорение по сравнению с главной передачей.
Для планетарных втулок с 5, 7 и т.д. скоростями диапазон передаточных отношений выше, чем у трехскоростной за счет большего количества шестеренчатых механизмов. Принцип работы многоскоростных и простых втулок будет одинаковым. Разница только в том, что у каждой планетарной составляющей будут свои фиксированные (как у 3-х ступенчатой планетарки) значения отношений передач, а в целом у механизма их будет в несколько раз больше.

Производители втулок: плюсы и минусы

Изготовлением планетарных втулок на велосипеды занимается несколько производителей:

Shimano,
SRAM,
Sturmey-Archer,
Rohloff.

Последний занимает лидирующее положение по сложности изобретенного механизма. Втулка этого производителя включает 14 планетарных составляющих. Большое количество передаточных отношений и высокая эффективность смело конкурируют с аналогичными показателями продвинутых звездочных систем переключения скоростей.

Скоростной агрегат от Rohloff в разрезе

Второе место занимает SRAM – его планетарка имеет 12 скоростей, а передаточный диапазон превышает 400%. Shimano – известнейший производитель велозапчастей и скоростных втулок. Его хорошо зарекомендованные втулки с 3, 4, 7 и 8-планетарными механизмами дополнены обновленной версией – 11-скоростной системой переключения скоростей. Sturmey может похвастаться гибридными кассетно-планетарными механизмами, а также другими типами стандартных втулок с тремя, пятью и семью скоростями.

Преимущества использования планетарных втулок

Прямой ход цепи и низкий износ ведущей и ведомой звезд. Снаружи трансмиссия выглядит как у обычного сигнлспида.
Скрытый от внешних воздействий механизм переключения передач отличается высокой долговечностью по сравнению с кассетами и трещотками. Могут быть задействованы все соотношения передач. Об этом смело скажут отзывы от велосипедистов, перешедших со «стандартных» скоростных велосипедов на планетарные.
Нет необходимости постоянно обслуживать устройство, также его сложно нечаянно повредить.

Как и у всего на свете, у втулок с планетарными передачами есть свои «но»:

Невозможность использования в велосипедном гоночном спорте из-за высокого трения и чувствительности шестерней.
Ощутимая прибавка к весу: только некоторые трехскоростные втулки весят чуть меньше килограмма. В движении привес на заднее колесо дает о себе знать.
Ремонт таких механизмов почти невозможен в домашних условиях, да и сервис, где ремонтируют планетарные втулки, нечасто можно встретить. Одноразовость планетарок не позволяет их выгодно привести в рабочее состояние, лучшим вариантом будет установка новой.
Запредельная стоимость. Конечно, она вполне оправдана, однако ставить редуктор с нуля на сигнлспид нет смысла. Гораздо проще купить готовый велосипед с ней.

Как правильно переключать передачи при движении на велосипеде

Нанести вред механизму велосипедного редуктора сложно, но возможно, если систематически неправильно его использовать. При движении на велосипеде с планетаркой есть простое правило: осуществлять переключение передач без педалирования.

Странно? Ничуть. Планетарный механизм имеет сходство с механической КПП машины, а там ведь тоже при переходе с одной передачи на другую газ отпускается. А «газ» для велосипедиста – это кручение педалей.

Переходить с одной передачи на другую нужно немного заранее, и делается это так:

Велосипед движется накатом, усилия на педали минимальны.
С помощью ручки переключается передача.
Через несколько оборотов колес (около 2 секунд) можно педалировать.

Езда в гору сопровождается переходом на пониженную передачу, то есть передаточное отношение должно быть меньше, чем до перехода. На трехскоростных планетарках это просто: перейти на первую передачу. С другими вариантами вполне нормальным будет переключиться, например, с третьей на вторую.

На повышение нужно идти последовательно, то есть сначала первая, затем вторая и так далее. При сбросе скоростей можно перешагивать. В однообразных условиях, где нельзя развить скорость (тротуар с пешеходами, например), лучше применять только главную передачу без переключений.

Велосипеды с планетарными втулками способны преодолевать значительные расстояния без большого количества спусков и подъемов, поэтому их часто можно встретить в больших городах с развитой сетью дорог и населенных пунктах на ровной местности. Такой вариант трансмиссии идеально подойдет тем, кто не хочет постоянно возиться с кассетами и цепями и при этом часто ездят по городу, загородным поселкам и равнинным трассам.

Она более надежная и долговечная, нежели обычная втулка, но очень плохо реагирует на сверхнагрузки, поэтому их не используют в соревнованиях или экстремальном катании. Самые продвинутые модели (например некоторые Dutch байки) обладают 7и ступенчатыми планетарными втулками, а на упрощенные ситибайки (или складные) ставят 3х ступенчатые. Написано в циклопедии. В таких втулках механизм и звезды находятся в смазке под защитной оболочкой, а сама система напоминает коробку передач автомобиля. Я вот пока таких втулок нигде не наблюдал.

Патент на планетарную втулку датируется 1880м годом. Впервые такие втулки использовали на трехколесных мотоциклах. 1895м американским инженером была изобретена компактная 2х скоростная планетарная втулка, так и не нашедшая успеха на рынке. Уже в начале 20го века количество скоростей увеличилось до 3 (автор — компания Sturmey-Archer ). В 1930е годы рынок был полон планетарками, практически на каждом велосипеде стояла такая втулка (особенной популярности они пользовались в Великобритании, Голландии, Германии, Скандинавии). Позже появились переключатели скоростей и кассеты, устанавливаемые на втулки. Благодаря свое дешевизне и неприхотливостью такая система вскоре вытеснила планетарные втулки.

Компания Sturmey-Archer (одни из основных производителей планетарок, разработала 3- и 5- скоростные системы ещ в 1987, в то время как Shimano только закончили работу над 3х скоростными втулками. В последнее время они вновь начали обретать популярность и все больше компаний выпускают на рынок планетарные втулки. Основными из них являютсяSturmey-Archer, Rohloff, Shimano, Sram (с купленной в 2001м Fichtel & Sachs), Bendix (выпускала втулки с 1950 по 1970 гг). а также NuVinci с их уникальной системой «CVP»

Устройство планетарной втулки

Планетарная передача

Простейшая планетарная передача:
желтый - солнечная шестерня,
зеленый - водило,
синий - сателлиты,
красный - кольцевая шестерня.

Основные элементы планетарной передачи:

Солнечная шестерня (англ. sun gear) - находится в центре.
Водило (англ. carrier unit) - жёстко фиксирует друг относительно друга оси нескольких планетарных шестерён («сателлитов») одинакового размера (англ. planetary gears), находящихся в зацеплении с солнечной шестерней.
Кольцевая шестерня (англ. ring gear) - внешнее зубчатое колесо, имеющее внутреннее зацепление с планетарными шестернями.

При использовании планетарной передачи в качестве редуктора один из элементов фиксируется неподвижно, второй - используется как ведущий (замыкается на звезду, приводимую цепью), а третий - в качестве ведомого (замыкается на корпус втулки). Соединение элементов осуществляется с помощью собачек или роллерного сцепления, уменьшающего шумность. Таким образом, передаточное отношение будет зависеть от количества зубьев каждого компонента, а также того, какой элемент закреплён. Увеличивая количество планетарных передач, можно увеличивать количество скоростей у втулки.

Принцип работы 3-скоростной планетарной втулки, включающей в себя одну планетарную передачу:

Солнечная шестерня - это ось, она закреплена неподвижно на раме.
Первая передача (отношение 0.733). Ведомая звезда с помощью привода соединена собачками с кольцевой шестерней. Водило соединено собачками с корпусом втулки. Кольцевая шестерня вращает водило через сателлиты, при этом водило (и корпус втулки) вращается медленнее, чем кольцевая шестерня (и звезда).
Вторая передача (отношение 1.0). Под действием исполнительного механизма муфта, сжимая возвратную пружину, выдвигает собачки на кольцевой шестерне, и она зацепляется с корпусом втулки. Вращение передается непосредственно с звезды на кольцевую шестерню и далее на корпус втулки - прямая передача. Водило вращается с той же скоростью, что и на первой передаче, но корпус втулки вращается быстрее, поэтому собачки водила стрекочут по корпусу и не оказывают влияния на работу механизма.
Третья передача (отношение 1.364). Исполнительный механизм толкает муфту дальше, она входит своими шлицами в зацепление с водилом. Тем самым, водило соединяется с ведомой звездой. Собачки на кольцевой шестерне по-прежнему зацеплены с корпусом втулки, но водило теперь вращается в противоположную сторону, ускоряя вращение корпуса втулки по сравнению с ведомой звездой. Собачки стрекочут между водилом и корпусом, а также между приводом и кольцевой шестерней

Взрыв-схема 8-скоростной планетарной втулки (вид сзади): 3 - сдвоенная планетарная передача в сборе, 4 - водило в сборе, 5 - кольцевая шестерня, 8 - ось и солнечная шестерня в сборе, 9 - муфта, 10 - возвратная пружина, 11 - привод с шлицами для звездочки

При увеличении количества планетарных передач, включаемых в различных сочетаниях, можно увеличивать число передаточных отношений втулки (с соответствующим увеличением сложности и цены).

8-скоростная втулка имеет две планетарных передачи. Первая из них (подключается муфтой на 1-4 скоростях) - замедляет вращение втулки на фиксированную величину. Она состоит из 1 кольцевой шестерни, 1 солнечной шестерни и 1 набора сателлитов. Вторая планетарная передача ускоряет движение втулки. Она состоит из 1 кольцевой шестерни, 3 солнечных шестерней (далее - СШ № 2, 3, 4) и 3 наборов сателлитов. При переключении передач, различные солнечные шестерни подключаются собачками, расположенными на оси, и меняют передаточное отношение второй планетарной передачи. 5-я передача втулки - прямая, вращение передается с звездочки на корпус без преобразования потока мощности.

ПП1 замедляет, ПП2 не используется.
ПП1 замедляет, ПП2 ускоряет с СШ2.
ПП1 замедляет, ПП2 ускоряет с СШ3.
ПП1 замедляет, ПП2 ускоряет с СШ4.
Прямая передача
ПП1 не используется, ПП2 ускоряет с СШ2.
ПП1 не используется, ПП2 ускоряет с СШ3.
ПП1 не используется, ПП2 ускоряет с СШ4.

Взрыв-схема 11-скоростной планетарной втулки (вид сзади): 7 - водило № 3 в сборе, 8 - солнечная шестерня № 4, 10 - водило № 2 в сборе, 11 - солнечная шестерня № 2, 12 - водило № 1 в сборе, 14 - ось и солнечная шестерня № 1 в сборе, 15 - муфта, 17 - привод с шлицами для звёздочки

11-скоростная втулка имеет уже 3 планетарных передачи. Она не имеет прямой передачи, поток мощности преобразуется минимум 1 раз на всех передачах.

Красиво и правильно устройство планетарной втулки показано на видео:

По поводу цен небольшое фото планетарных втулок с ценниками:)

На сайте велофан хорошо расписана история велосипедов с планетарной втулкой:

Перед как попасть на велосипеды, планетарные втулки использовались на трёхколёсных велосипедах. Патент на планетарную велосипедную втулку датируется серединой 1880-х годов. Первый патент на компактную планетарную втулку был предоставлен в 1895 году американским механиком Сьюардом Томасом Джонсоном из Ноблсвилла в США. В этой втулке было всего две скорости. Она не была коммерчески успешной.

В 1896 Уильям Рейли из Салфорда в Англии запатентовал двухскоростную втулку. Она начала выпускаться в 1898 году под названием «втулка». Она стала большим достижением в велосипедной индустрии и выпускалась ещё не одно десятилетие. Многим понравилась практичность компактной планетарной втулки.

В 1902 году Рейли сконструировал 3-скоростную планетарную втулку. Он прекратил сотрудничество с производителем «втулки» и отдал им интеллектуальные права на планетарные втулки. Чтобы обойти проблему с патентом, коллега Рейли - Джеймс Арчер приобрёл патент на 3-скоростную втулку. Тем временем известный английский журналист и изобретатель Генри Стармей также изобрёл свою 3-скоростную втулку. В 1903 году Френк Боуден, директор велосипедной компании Raleigh, создал Three-Speed Gear Syndicate и приобрёл права на обе 3-скоростные втулки Reilly/Archer и Sturmey. Втулка Рейли выпускалась как первая 3-скоростная втулка Sturmey Archer.

Двухскоростная планетарная втулка Fichtel Sachs Torpedo, выпускавшаяся в 1904 — 1954 годах.

В 1902 году Майкл Педерсен, выпускавший велосипеды Dursley Pedersen, запатентовал 3-скоростную втулку. Она начала выпускаться в 1903 году. Эта втулка была основана на принципе «контрпривода» с необычной планетарной передачей, в которой вместо зубчатого колеса использовалась вторая солнечная шестерня. В 1904 году компания Fichtel & Sachs (Германия, Швайнфурт) выпустила втулку под лицензией Wanderer. Таким образом до 1909 года на английском рынке было доступно 14 разных 3-скоростных планетарных втулок.

К 1930-му году планетарные втулки использовались на велосипедах по всему миру. Они были особенно популярны в Великобритании, Нидерландах, немецкоговорящих странах и Скандинавии. Начиная с 1970-х годов они утратили популярность в англоговорящих странах. Но во многих странах северной Европы, где велосипеды постоянно использовались в качестве повседневного транспорта, а не только для спорта и отдыха, планетарные втулки всё ещё широко использовались. Появились более дешёвые и мощные (но менее надёжные) классические переключатели скоростей, предлагавшие широкий диапазон передач.

В 1987 году Sturmey-Archer производили только 3- и 5-скоростные втулки, Fichtel & Sachs и Shimano - только 2- и3-скоростные втулки. В том же году была опубликована первая книга (исключая инструкции по техническому обслуживанию), посвящённая 80 годам истории планетарных втулок. С тех пор наблюдается медленный но неуклонный рост интереса к планетарным втулкам, что нашло отражении в увеличении доступного диапазона втулок.

В 1995 году Sachs представила Elan, первую планетарную втулку с 12 скоростями и общим передаточным диапазоном 339%. Тремя годами позже Rohloff вышла на рынок с планетарной втулкой на 14 передач Speedhub 500/14 с общим диапазоном 526%, сравнимым с 27 скоростными классическими системами переключения передач. Она была достаточно надёжная и лёгкая. Это единственная втулка, которая может устанавливаться на горные велосипеды наравне с дерайлерами. В 2007 году NuVinci запустила в производство бесступенчатую ∞-скоростную втулку (велосипедный вариатор), предназначенную для ежедневных поездок на работу, с общим диапазоном приблизительно 350%.

На 2008 год Sturmey-Archer производила 3-, 5- и 8-скоростные втулки, SRAM (наследник Fichtel & Sachs) производила 3-, 5-, 7- и 9-скоростные, Shimano производила 3-, 7- и 8-скоростные. В феврале 2010 года Shimano официально представила 11-скоростную модель Shimano Alfine 700.

Хотя на большинстве планетарных втулок используется одна задняя звёздочка, в системах SRAM Dual Drive скомбинирована планетарная втулка с задним дерайлером. Тем самым получается трансмиссия широкого диапазона, сосредоточенная на заднем колесе. В 2010 году Canyon представила гибридную втулку 1442, в которой использовалась похожая комбинация планетарной передачи и дерайлера.

У Brompton Bicycle была своя собственная гибридная комбинация специальной втулки Sturmey-Archer широкого диапазона с двухскоростным дерайлером - «BWR» (Brompton Wide Ratio). Система ориентирована на складные велосипеды, в которых сложный передний дерайлер может загрязнить складной механизм велосипеда, велосипеды с горизонтальной посадкой и велосипеды для перевозки грузов, в которых маленькие колёса и / или увеличенный вес требует широкого диапазона передач с маленькими шагами). В прошлом планетарные втулки также использовались на мотоциклах, сейчас они практически не используются.

История выпуска первых моделей производителями:

1902 год, Sturmey Archer (Англия) - 3-скоростная втулка с диапазоном 145%.
1907 год, Fichtel & Sachs (Germany) - 2-скоростная Doppel-Torpedo.
1995 год, Shimano - 7-скоростная Nexus Inter 7 с диапазоном 244%.
1997 год, SRAM приобрела (Fichtel&) Sachs.
1998 год, Rollhoff AG (Германия) - 14-скоростная Speedhub 500/14 с диапазоном 526%.
2009 год, Brompton (England) - 3-скоростная BWR с диапазоном 246%.

Достоинства планетарной втулки

Механизм переключения передач хорошо защищён от внешних воздействий, благодаря чему трансмиссия требует меньше ухода и имеет больший ресурс по сравнению со схемой с внешним переключением передач.
В случае рамы с горизонтальными или скользящими дропаутами (или с эксцентриковой кареткой) отсутствует риск поломки петуха и/или попадания заднего переключателя в спицы.
Возможность переключения передач в неподвижном состоянии, что полезно для городской езды.
Более простая эксплуатация, особенно для неопытных велосипедистов: одна манетка, нет запрещённых сочетаний передач.
Возможность использования с ременным или карданным приводом.
Возможность использования системы с одной звездой, что позволяет установить щиток, защищающий цепь от внешних воздействий, а одежду - от контакта с цепью.
Возможность использования долговечных цепей и звёзд от синглспида.

Недостатки планетарных втулок

Высокая стоимость по сравнению с системами внешнего переключения.
Риск убить втулку высоким крутящим моментом при агрессивной эксплуатации.
Узкий диапазон передаточных отношений.
Меньший КПД привода из-за большого количества зубчатых передач.
Большой вес, смещение центра тяжести назад, на двухподвесах - увеличение неподрессоренных масс.
Сложность конструкции, невозможность ремонта в полевых условиях. Обслуживание планетарной втулки требует больших навыков, чем традиционная трансмиссия.
Несовместимость с эксцентриковым зажимом колеса. Если втулка недостаточно прочно привинчена к ам, ось может провернуться, вызвав поломку втулки и/или рамы
Распространенные рамы с вертикальными дропаутами не реализуют преимущества планетарной втулки в полной мере.

И напоследок видюшка про втулку Шимано:

В данной статье содержится подробная информация, касающаяся одного из важнейших элементов привода велосипеда - конечно же, речь пойдет о “втулке”. К числу ее разновидностей можно отнести систему с планетарным механизмом для осуществления переключения передач. Данная разновидность втулок получило свое название благодаря конструктивным особенностям.

И действительно, этот сложный механизм, в состав которого входит более сорока деталей, говоря на красочном языке метафор, можно сравнить со Вселенной, в которой планеты Солнечной системы вращаются исключительно по заданной траектории.

Вот уже несколько лет лидирующие позиции в области производства таких втулок занимает американский концерн SRAM, собственностью которого с 1997 года стала и Sachs Bicycle Components – фирма, пользующаяся колоссальной популярностью среди автомобилистов и велосипедистов. Не отстает в данной области и японская корпорация SHIMANO, производящая четырех- и семискоростные втулки.

Как говорит история, первый привод, в котором была реализована внутренняя система переключения передач, был изготовлен фирмой SACHS в далеком 1904 году, когда системы с наружным переключением находились в зачаточном состоянии.

Впервые они были реализованы в 2-скоростных моделях «Торпедо». Уже к 1914 году всего их было реализовано более 833 тысяч. Сокрушительный урон компании нанесла Вторая Мировая Война, когда большая часть ее производственных площадей попросту была разрушена. Концерну грозило банкротство. Однако, уже в 1945 году производство фактически наладилось. Конечно, фирму не обошли и многочисленные структурные изменения, а в середине 1997 года ею был приобретен концерн Sachs Bicycle Components, в развитие которого было инвестировано более 1 млн. долларов.

Так почему же планетарные втулки пользуются такой популярностью? В первую очередь, следует сказать, что компания SRAM-SACHS в настоящий момент времени предлагает широкую номенклатуру изделий, к числу которой относятся втулки, в которых предусмотрены 3-, 5-, 7 передач и внутренняя тормозная система. Также производятся скоростные втулки и с роллерным тормозом. Относительно недавно предприятием было освоено производство системы Dual-Drive 9х3, 7х3 и 8×3: комбинации планетарной втулки на три передачи 7/8/9-звездочной кассеты. На раме установлен наружный переключатель классического образца, которым и осуществляется перемещение цепи по звездам кассеты. В результате получается 21, 24, 27 сочетаний передач.

А теперь перейдем к преимуществам систем планетарных передач.

Во-первых, такие втулки обладают достаточно широким диапазоном передаточных чисел. Например, внедорожный велосипед с набором звезд 42-32-22 и кассетой 11-30 имеет диапазон передаточных чисел целых 520%. Что же касается семискоростной втулки, то для нее этот диапазон составляет 303%. При этом, если принимать 4-ю передачу в качестве прямой (100%), то остальные передачи относительно нее будут иметь следующие показатели: на первую приходится 75%, а на седьмую – 174%. Говоря простым языком, велосипеды с такими передачами прекрасно разгоняются на шоссе и с успехом преодолевают даже самые крутые подъемы. У 5-, 3-скоростных втулок диапазон передач несколько меньше: 249% и 186%, но они имеют меньший вес и более приятную для потребителя стоимость.

Во-вторых, осуществляется точный и быстрый переход между передачами. При этом выполняется четкая фиксация положения ручки переключателя. Стоит отметить, что для данных устройств возможно выполнение этих действий стоя на месте.

В-третьих, что немаловажно, необходимо минимальное обслуживание. В инструкции по эксплуатации вообще указывается, что втулка не требует никакого текущего обслуживания. К ограничениям можно отнести только одно условие: не следует направлять на втулку прямые струи воды под большим давлением при мойке велосипеда. Также, в процессе текущей эксплуатации, может потребоваться небольшая корректировка привода, то есть при растяжении тросика, иногда следует регулировать его натяжение.

В-четвертых, в данных системах реализованы самые простые и прочные цепи, способные работать без каких-либо перекосов и перемещений по звездам, как это часто бывает с наружными механизмами. Такое преимущество способствует значительному повышению ресурса всех компонентов привода.

В-пятых, возможность торможения ногами также становится преимуществом, если изначально потребитель использовал обычный дорожный велосипед. Ведь при таком условии, не нужно затрачивать время на адаптацию и переучивание. К слову сказать, торможение при помощи одного колеса всегда было менее эффективным, чем при помощи двух. В большинстве случаев, на подобных моделях устанавливается передний ручной тормоз, однако большинство велосипедистов все же им не пользуются. Если же говорить о торможении при помощи только лишь заднего колеса, то такой метод является в корне неверным. Ну, представьте себе только обычный автомобиль, у которого полностью отказали тормоза передних колес!

Одновременно с этим эффективность торможения вообще можно не брать в расчет, если планируется спокойная езда по прямой трассе. А именно для этого случая и предназначены велосипеды, в которых предусматривается внутренний привод и планетарная втулка.

Конечно, ничто не бывает безупречным. И в этом плане механизм с планетарной втулкой также не является исключением. Но, недостатки такой системы являются настолько незначительными, что в отдельных случаях ими просто можно пренебречь.

В первую очередь, к недостаткам можно отнести несколько большую массу. Например, система из семискоростной втулки в сумме с тормозом будет весить около 1.7 килограмм. Также относительно большие показатели имеет и трение качения, что накладывает ограничение на применение данных систем в спортивных велосипедах.

Кроме того, втулка имеет очень сложную конструкцию. Поэтому крайне не рекомендуется в этом плане проявлять самодеятельность. В случае обнаружения каких-либо неисправностей быстрее и дешевле будет обратиться к специалисту.

Однако, по этому поводу волноваться особо не стоит. Во внутреннем механизме неисправности возникают крайне редко, а ресурс самой втулки достаточно высок. Как показывает практика, подавляющее большинство неисправностей возникает именно из-за неквалифицированного вмешательства, что провоцирует поломки наружных частей. Крайне не рекомендуется даже пытаться самостоятельно разобрать планетарную втулку, а перед снятием колес следует внимательно прочесть инструкцию по эксплуатации.

В качестве заключения, стоит отметить, что велосипеды с такими приводами пользуются достаточно высокой популярностью во многих странах Европы: Австрии, Германии, Франции, Финляндии, Испании, Голландии и т.д. Данный факт объясняется прежде всего отличными дорогами с качественным покрытием, распространением велосипедов в качестве доступного транспортного средства, нежеланием европейцев возиться с более сложной транспортной техникой и их высокой покупательной способностью. Данными условиями и объясняется тот факт, что крупнейшие европейские производители, такие как GAZELLE, PANTHER, ACCELL, STEVENS и другие предпочитают использовать в велосипедах исключительно приводы с планетарной втулкой.

Естественно, совершая выбор велосипеда, следует грамотно расставить для себя приоритеты. На моделях, оснащенных планетарными втулками, все-таки лучше будет совершать прогулки по шоссе, парку или же проселочной дороге, то есть ездить там, где отсутствуют какие-либо предпосылки для экстремальной эксплуатации велосипеда. Благодаря конструктивным особенностям механизма втулки, становится возможным обеспечить надежную защиту от попадания пыли и влаги. Однако, все равно обильные грязевые ванны в данном случае все же являются крайне нежелательными. Обслуживание данного типа привода не требует сложных манипуляций: все, что необходимо делать, так это осуществлять смазку цепи и держать механизм в сухости и чистоте.

При условии, что покупатель отдает предпочтение комфорту при эксплуатации, а не скоростной езде, приводы с планетарной втулкой являются единственно правильным выбором!

популярность: 32%

Главная » Компоненты » Велосипедная задняя втулка с переключением передач. Планетарная втулка, вариатор, коробка передач и еще…