Велосипедная вилка – это часть велосипеда , удерживающая переднее колесо.
Вилка обычно состоит из двух лезвий , которые вверху соединены коронкой вилки . Корона часто находится спереди. Большинство амортизационных вилок имеют арку, соединяющую две стороны нижних частей (часть, соединенная с осью). Часто она находится перед стойками (вал, на котором скользят нижние части), но не всегда. Над короной рулевая трубка прикрепляет вилку к велосипеду и рулю (через вынос ), позволяя водителю управлять велосипедом. Рулевая труба вилки соединяется с рамой через подшипники , называемые гарнитурой , установленные в рулевой трубе .
Концы вилки в нижней части вилки удерживают колесо. Обычно либо ось прикручивается к вилке, либо через полую ось проходит быстросъемный шампур , прижимая ось к вилке. Дропаут велосипеда (дропаут, конец рамы или конец вилки) — это прорезь в раме или вилке, к которой крепится ось колеса.
Термин «вилка» иногда также используется для описания части велосипеда, удерживающей заднее колесо, [1] которая на обычных велосипедах или велосипедах за пенни-фартинг 19-го века также представляла собой вилку с лопастями. На большинстве современных велосипедов заднее колесо теперь прикреплено к заднему треугольнику, состоящему из подседельной трубы , пары перьев сиденья и пары перьев цепи , а не к самой вилке, но использование задней вилки сохраняется. [1]
Вилки имеют несколько основных размеров, включая: вылет, длину, ширину, длину рулевой трубы и диаметр рулевой трубы.
Велосипедные вилки обычно имеют смещение или рейку ( не путать с несколько иным использованием слова «грабли» в отношении мотоциклетных вилок ), при котором концы вилки располагаются вперед от оси рулевого управления. Это достигается путем изгиба лезвий вперед, наклона прямых лезвий вперед или размещения концов вилки вперед от центральной линии лезвий. Последний используется в подвесных вилках, которые для работы механизма подвески должны иметь прямые лопасти. Изогнутые лезвия вилки также могут обеспечить некоторую амортизацию.
Целью этого смещения является уменьшение « следа », расстояния, на котором точка контакта переднего колеса с землей проходит за точкой, где ось рулевого управления пересекает землю. Слишком большая тропа затрудняет поворот велосипеда.
Вилки шоссейных велосипедов имеют вылет 40–55 мм. [2] Для туристических велосипедов и других конструкций при определении вылета необходимо учитывать угол наклона рамы и размер колес, и существует узкий диапазон допустимых вылетов, обеспечивающих хорошие характеристики управляемости. Общее правило заключается в том, что для более слабого угла наклона головки требуется вилка с большим вылетом, а для маленьких колес требуется меньший вылет, чем для больших колес.
Длина вилки обычно измеряется параллельно рулевой трубе от нижней части нижней обоймы подшипника до центра оси переднего колеса. [3] Исследование 13 дорожных развилок 700c, проведенное в 1996 году, выявило максимальную длину 374,7 мм и минимальную 363,5 мм. [ нужна цитата ]
Ширина вилки, также называемая расстоянием, измеряется коллинеарно оси переднего колеса между внутренними краями двух концов вилки. Большинство современных вилок для взрослых имеют расстояние 100 мм. [4] Вилки для горных велосипедов для скоростного спуска , предназначенные для сквозных осей, имеют расстояние 110 мм. [4]
Размер рулевой трубы подобран либо так, чтобы вместить подшипники рулевой колонки в случае рулевой колонки с резьбой, либо для обеспечения желаемой высоты руля в случае рулевой колонки без резьбы.
При подборе вилки к раме диаметр штока вилки или рулевой трубы (1 дюйм, 1 ⅛ дюйма или 1 ½ дюйма) не должен быть больше диаметра рамы, а длина рулевой трубы должна быть больше, но приблизительно равна длине рулевой трубы плюс высота штабеля гарнитуры . Доступны комплекты адаптеров, позволяющие использовать вилку диаметром 1 дюйм в раме, предназначенную для рулевой трубы диаметром 1 ⅛ дюйма, или вилку диаметром 1 ⅛ дюйма в раме 1 ½ дюйма.
Производители велосипедов высокого класса, как дорожных, так и горных, приняли конические рулевые трубы в качестве фактического стандарта с наружным диаметром 1⅛″ вверху и 1½″ наружным диаметром внизу. [5]
Лопасти должны быть подходящей длины, чтобы вместить нужное колесо, и иметь правильный угол наклона, чтобы обеспечить приблизительную геометрию рулевого управления, задуманную разработчиком рамы. Функциональная длина вилки обычно выражается через длину дорожки между осью и короной (AC). Кроме того, ось колеса должна входить в концы вилки (обычно это сплошная или полая ось диаметром 9 мм или сквозная ось диаметром 20 мм). Некоторые производители представили вилки и соответствующие ступицы с собственными стандартами, такие как ось Maverick 24 мм, сквозная ось Specialized 25 мм и система Lefty от Cannondale.
Трубки рулевого управления вилки могут быть с резьбой или без резьбы, в зависимости от рулевой колонки , используемой для крепления вилки к остальной части рамы велосипеда . При необходимости на стальную рулевую трубу без резьбы можно нарезать резьбу с помощью соответствующей матрицы . Шаг резьбы обычно составляет 24 витка на дюйм, за исключением некоторых старых Raleigh , в которых используется 26. [6]
На большинстве горных велосипедов вилка содержит набор амортизаторов , в этом случае лопасти обычно состоят из верхней и нижней телескопических трубок и называются «ногами». Ход подвески и характеристики управляемости различаются в зависимости от типа горного велосипеда, для которого предназначена вилка. Например, производители выпускают различные вилки для кросс-кантри (XC), скоростного спуска и фрирайда. Вилки, предназначенные для гонок XC, обычно легче, менее прочные и имеют меньший ход подвески, чем вилки, предназначенные для пересеченной местности и более экстремальных условий.
Популярные производители амортизационных вилок включают Cannondale, Fox, SR Suntour, Manitou, Marzocchi и RockShox. [7]
В последние годы конструкция амортизационной вилки усовершенствовалась: конструкция амортизационной вилки становится все более сложной и разнообразной. Доступный ход подвески со временем увеличился. Когда были представлены амортизационные вилки, ход 80–100 мм считался достаточным для горного велосипеда для скоростного спуска. Обычно такой ход теперь используется в дисциплинах XC: вилки для скоростного спуска теперь предлагают ход от 150 до 200 мм для работы на экстремальной местности. Это не предел хода амортизационной вилки; например, Marzocchi Super Monster T имеет ход 300 мм (12 дюймов). [8]
Другие достижения в конструкции включают регулируемый ход, позволяющий водителям адаптировать ход вилки к конкретному профилю местности. Обычно для подъема или равнинной местности требуется меньший ход подвески, чем для спуска. Усовершенствованные конструкции также часто имеют возможность блокировки вилки, чтобы исключить или значительно уменьшить ход вилки для более эффективной езды по гладким участкам местности. Эту блокировку иногда можно активировать дистанционно с помощью троса и рычага на руле.
Амортизатор обычно состоит из двух частей: пружины и демпфера или демпфера . Пружина может быть выполнена из стальной или титановой спиралью, эластомера или даже сжатого воздуха. Выбор материала пружины принципиально влияет на характеристики вилки в целом. Вилки с винтовой пружиной часто тяжелее, чем конструкции, в которых используются пневматические пружины, но их легче спроектировать так, чтобы они демонстрировали линейный отклик Гука на протяжении всего хода. Замена в конструкции стальных катушек титановыми может уменьшить вес конструкции, но приводит к увеличению затрат. Пневматические пружины используют термодинамическое свойство газов: их давление увеличивается при адиабатическом сжатии. Поскольку «пружина» создается воздухом, а не металлической спиралью, вилки с пневматическими пружинами часто легче. Это делает их использование более распространенным в конструкциях XC. Еще одним преимуществом конструкции вилки этого типа является то, что жесткость пружины можно регулировать путем регулирования давления воздуха. Это позволяет настроить вилку под вес гонщика. Одним из недостатков этой конструкции является сложность достижения линейного отклика, поскольку давление меняется примерно обратно (не линейно) с объемом газа. По мере сжатия вилки эффективная жесткость пружины вилки увеличивается. Увеличение объема воздуха внутри пружины может уменьшить этот эффект, но объем пружины в конечном итоге ограничен, поскольку его необходимо удерживать в пределах размера лезвия вилки.
Демпфер обычно заставляет масло проходить через одно или несколько небольших отверстий или набор прокладок в подвесной вилке. На некоторых моделях пружина, демпфер или и то, и другое могут быть отрегулированы в зависимости от веса водителя, стиля езды, местности или любой комбинации этих или других факторов. Эти два компонента могут быть разделены с помощью пружинного механизма в одной пластине и демпфера в другой.
За прошедшие годы было опробовано множество вариантов конструкции вилок. Некоторые из них используются до сих пор.
Некоторые использовали рычаги для обеспечения механического действия вместо того, чтобы полагаться на телескопические элементы. Другие, в частности Cannondale, используют одиночный амортизатор, встроенный в рулевую трубу над короной. Еще одной примечательной недавней разработкой в технологии вилок является Lauf Spring, в которой используются композитные листовые рессоры для обеспечения механического поглощения и демпфирования ударов, обеспечивая при этом значительное снижение веса по сравнению с традиционными конструкциями [9].
Некоторые производители, например Cannondale и Strida , предлагают вилки с одной ножкой. Многие однолопастные вилки Cannondale, называемые Lefty, представляют собой подвесные вилки как в обычной, так и в перевернутой конфигурации. В этих вилках используются линейные игольчатые роликоподшипники на восьмиугольных дорожках для передачи крутящего момента на колесо, тогда как в обычных двухлопастных подвесных вилках используются трубчатые линейные подшипники скольжения. Для использования вилки Lefty требуется специальная ступица Lefty, которая крепится к концу вилки с помощью винта, который прижимает ступицу к оси, прикрепленной к вилке.
Трековые вилки традиционно имеют лопасти круглого сечения, а не овального сечения, используемого на шоссейных велосипедах, отчасти потому, что круглое сечение более жесткое под действием боковых сил, возникающих при частом спринте, но главным образом потому, что шины для трековых гонок всегда узкие и не требуют дополнительного зазора. овальными лезвиями. Для круглых лезвий требуется специальная коронка вилки с соответствующими круглыми гнездами. Вилки гусеницы нельзя сверлить для переднего тормоза, если велосипед предназначен для использования только на велодроме. Зазор между шиной и нижней частью короны вилки часто составляет менее 5 мм.
Не все вилки управляются подшипниками, установленными в рулевой трубе. Вилки на велосипедах Stridas и Pedersen вращаются вокруг оси, внешней по отношению к вилке, и поддерживаются в двух разных точках рамы. Похожая новая тенденция в триатлонных велосипедах называется байонетной вилкой или вилкой с внешним рулевым управлением, но шарнирные подшипники находятся сверху и снизу чего-то, что все еще напоминает рулевую трубу. [10]
Вилки изготавливаются из стали , алюминия , углеродного волокна , титана , магния и различных комбинаций. Например, вилка может иметь лезвия из углеродного волокна с алюминиевой короной, рулевой трубкой или концами вилки.
В жестких вилках материал, форма, вес и конструкция вилок могут заметно влиять на ощущение и управляемость велосипеда. Вилки из углеродного волокна популярны в дорожных велосипедах, потому что они легкие, а также потому, что их конструкция позволяет уменьшать и поглощать вибрации от поверхности дороги.
Были также примеры деревянных вилок. [11] [12] [13] Однако в современную эпоху они не были распространены.
Вилки могут иметь точки крепления для тормозов, стоек и крыльев. Они могут быть расположены на макушке, вдоль лопастей и возле концов вилки. Зачастую это отверстия, с резьбой или без, и они могут располагаться на выступающих выступах.
Термин «задняя вилка» иногда используется для обозначения части рамы, удерживающей заднее колесо.
Вилка Triad SL обычно называется вилкой байонетного типа или с внешним рулевым управлением.
Каждая часть Splinter Bike сделана из березовой фанеры, Lignum Vitae, Ekki или старой ручки метлы.
Рама, вилка и вынос 18-дюймового (45,72 см) велосипеда Lagomorph среднего размера изготовлены из отрезков американского черного ореха.
Эта первоначальная сборка представляла собой в основном прочный велосипед с алюминиевой подседельной трубой, обернутой тонким ламинатом, большой деревянной рулевой трубой с металлической втулкой для рулевого колеса, прочной деревянной вилкой с металлическими концами вилки и деревянным подседельным штырем.
