Материал рамы велосипеда и амортизация

911
Автор

Материал рамы велосипеда и амортизация

Издавна одной из самых "модных" тем среди велосипедистов была тема, какой из материалов лучше для изготовления рам (и вилок) велосипедов. При этом зачастую спорщики не задумываются над реальными физическими процессами и лишь фантазируют, подгоняя "теорию" под собственные ощущения и создавая таким образом мифы.

Миф №1: стальная (хромолевая) рама (вилка) гасит вибрации лучше всего.
Миф №2: карбоновая рама (вилка) гасит вибрации лучше всего
Миф №3: карбоновая рама (вилка) хуже всего гасит вибрации и передает рукам и задней точке все неровности дороги)))
Миф №4: титановая рама гасит вибрации лучше всего
Миф №5: алюминиевая рама ни на что не годна, не гасит вибрации, на ней можно отбить руки и заднюю точку

Какие из этих мифов, полностью противоречащих друг другу, имеют право на жизнь, а какие являются плодом больного воображения? Попробуем оценить логику и потом проанализировать физические процессы, влияющие на амортизацию вибраций от неровностей дороги.

Миф №1. Как известно, "хромоль" -это сталь, легированная добавками хрома и молибдена, обладает высокой жесткостью. В жесткости хромолевых рам можно убедиться стандартным методом, надавливая на педаль слегка наклоненного велосипеда, каретка почти не будет "уезжать", что будет явным свидетельством жесткости рамы. То есть, рама не должна амортизировать, согласно логике. Но ведь все в один голос утверждают, что ездить на велосипеде с хромолевой рамой одно удовольствие, шероховатость асфальта, мелкие неровности почти не ощущаются!

Миф №2, миф №3. Попробуем рассмотреть их вместе, поскольку хотя они и прямо противоположны, но относятся к одному и тому же материалу. Если тем же простым методом испытать раму на способность амортизировать, то можем получить разный результат в зависимости от типа велосипеда, производителя, веса рамы. Но в целом, все карбоновые рамы будут гораздо более гибкими, чем хромолевые. Следуя логике, миф №3 несостоятелен? Но ведь очень многие пользователи карбоновых велосипедов говорят, что ощущают малейшие шероховатости трассы и по этому параметру очень негативно оценивают такие рамы (вилки)!

Миф №4. Титановая рама при испытании на упругость и жесткость продемонстрирует значительную податливость, как бы подтверждая миф о том, что она хорошо гасит вибрации. Оценка титановых рам в части "виброподавления" будет практически аналогичной оценке хромолевых рам. Но как это может быть для совершенно разных материалов, один оцень жесткий, второй мягко-упругий? И не будем забывать при выборе, что хромолевая рама значительно больше весит, а титановая за счет мягкой упругости будет "съедать" значительную часть усилий педалирования...

Миф №5. Алюминиевая рама... самая распространенная рама на сегодняшний день. Дешевая, легкая, достаточно жесткая, чтобы не терять энергию педалирования, но все в один голос говорят о том, что руки и задняя точка сильно страдают.
В чем же дело, почему в оценках, основанных на ощущениях, трудно проследить связь со свойствами материала? Может быть, что-то не учитывают, не то оценивают, не там смотрят, чтобы понять истинную причину разницы в ощущениях вибраций на разных рамах? А почему, собственно, амортизацию ожидают именно от рам (вилок)? Разве нет в числе компонентов велосипеда ничего, что в большей степени должно сглаживать воздействие от неровностей покрытия дороги? Да, конечно есть, это колеса, точнее покрышки (с камерами или без), а если еще точнее, то воздух, который в них закачивается. Именно воздух является главным амортизатором, создающим комфорт при езде. Но что мы не учли, почему воздух лучше амортизирует вибрации на хромолевой раме, чем на алюминии?
-Мы забыли о массе рам, об их инерционности, ведь вибрации от дороги передаются через упругий воздух сначала им, а потом уже рукам и любимой задней точке. И если рама имеет большую массу, то и ее инерционность высокая, она при одинаковом воздействии от неровностей получает меньшее ускорение и более мягко передает вибрации телу, в этом и заключается особая способность хромоля "сглаживать вибрации". Чтобы проверить эту версию, был проведен эксперимент, на подседельной трубе и рулевом стакане алюминиевой рамы жестко был закреплен дополнительный груз массой, равной разнице масс хромолевой и алюминиевой рамы и проведены тесты, чтобы сравнить тактильные ощущения от езды на "догруженной" алюминиевой и на хромолевой рамах. Тест полностью подтвердил, что разница "амортизации рам" заключалась в разнице их масс, при "догрузке" алюминиевой рамы ощущения на ней стали идентичны ощущениям на хромолевой.

Теперь очередь подходит разобраться с карбоновыми рамами. Нам уже понятно, что если аналогично "догрузить" карбон, то точно ощущения будут не жестче, чем на хромоле, но ведь никто не берет карбоновый велосипед, чтобы потом навесить на него груз и сделать аналогом хромолевого по весу. карбон хорош именно тем, что он легок и при выборе карбонового велосипеда придется ориентироваться совсем на другие характеристики, вполне вероятно, выбирая более жесткую раму для большей эффективности педалирования в ущерб тактильным ощущениям в пятой точке.
Титановая рама, хотя даже легче алюминиевой, но за счет низкой жесткости в самом деле неплохо может дополнительно амортизировать вибрации, однако, она может "кушать" и значительную долю ваших сил, вложенных в педалирование.
Попробуем вернуться к нашей любимой теме, это выбор велосипеда в качестве туринга для дальних быстрых велопутешествий или веломарафонов. Ведь наше самочувствие, комфорт при езде могут очень сильно влять на результаты, на моральную и физическую готовность ехать непрерывно несколько дней подряд в хорошем темпе.
Однозначно можно сказать, что выбор хромолевого велосипеда -плохой выбор. Если на равнине такой велосипед еще доставит удовольствие, то при появлении рельефа начнет нарастать желание поскорее завершить мучения, ведь ехать на тяжелом аппарате в подъемы, да если еще и со снаряжением и провиантом, еще те мучения.
Выбор карбонового коня будет идеальным в том случае, если у вас почти нет снаряжения, ведь карбон не позволит вам разместить на багажнике значительный груз или вы будете сильно рисковать, постоянно ожидая локальных разружений материала рамы.
Алюминий и титан. Наверное, титан все же больше на любителя, и дело не только в цене, а больше в дополнительных потерях сил на педалировании. Хотя, тут уже выбор сугубо индивидуален. Я во всяком случае подумываю о титановой вилке, но не спешу. Однако, на алюминии в самом деле вибрации будут хорошо ощущаться... если едете порожняком. Если же вы везете с собой снаряжение, то лучше везти его не на спине в рюкзаке, а максимально жестко закрепить на велосипеде и очень желательно не только на заднем багажнике, но нагрузить и переднее колесо, разместив часть груза в нарульной и подрамной сумке, в этом случае амортизация, создаваемая воздухом в камерах колес, будет значительно выше и уровень комфорта повысится, во имя сохранения ваших рук и святой пятой точки)))
P.S. Дополнительно нагружая раму увеличиваете риск пробоя при наезде на камешки. В этом случае дополнительная нагрузка, инерционность конструкции с грузом сыграет совсем иную роль)) В общем, в любом случае это компромисс, который мы сами для себя выбираем.

К автору статьи можно с вопросами обратиться вконтакте
http://vk.com/megashosse

На подпись в группе внимания не обращайте

Вы выложили целую простыню. Дочитал, пока, до первого мифа. Сам не юзал, но уверен , что Cr-Mo вилка будет гасить неровности. Что это за сплав такой хитрый? Это пружиная сталь. Да. Жесткий, но пружинит. Далее состав. Основа-железо. Потом-силициум'кремний'. Его атомы концентрируют вокруг себя атомы железа. Это всегда по-жизни. Нет чистого железа. Что дает хром? Он цемент. Делает связи малоразрывными. То есть согнуть можно, но всё вернется назад. А молибден -кашевар, все атомы в сплаве разносит равномерно, что бы не было концентрации напряжения. Думаю люминей и капрон тут не конкуренты. Капрон может достигнуть близких показателей , но, может, позже.

Боюсь, придёт автор статьи и обзовет 911 торгашом и двоечником (по мотивам последних обсуждений)

Мда...
А я бы взял стальную раму себе для дальняка.
Пусть она будет в 2кг, а не 1кг, как карбоновая..
мне фиолето, 8 или 9 кг велик весит, я не Турмале на скорость еду, как профики 1К+ высоты в час //-(

Цитата сообщения от ев гений отправленного 25 Янв, 2016 в 16:14

Мда...
А я бы взял стальную раму себе для дальняка.
Пусть она будет в 2кг, а не 1кг, как карбоновая..
мне фиолето, 8 или 9 кг велик весит, а не Турмале на скорость еду, как профики 1К+ высоты в час //-(

Поддержу. Ищу такую на 26.

Цитата сообщения от mish\-go отправленного 25 Янв, 2016 в 16:23

Поддержу. Ищу такую на 26.

Чего её искать - на барахолках полно хромолевых велов 15-20 летней выдержки. Если средства позволяют - ибэй в плечи и за 200-500 абамок будет современная.

Цитата сообщения от alex007 отправленного 25 Янв, 2016 в 16:45
Цитата сообщения от mish\-go отправленного 25 Янв, 2016 в 16:23

Поддержу. Ищу такую на 26.

Чего её искать - на барахолках полно хромолевых велов 15-20 летней выдержки. Если средства позволяют - ибэй в плечи и за 200-500 абамок будет современная.

15-20 лет назад были такие рамы? Я серьезно.

Цитата сообщения от mish\-go отправленного 25 Янв, 2016 в 17:02
Цитата сообщения от alex007 отправленного 25 Янв, 2016 в 16:45
Цитата сообщения от mish\-go отправленного 25 Янв, 2016 в 16:23

Поддержу. Ищу такую на 26.

Чего её искать - на барахолках полно хромолевых велов 15-20 летней выдержки. Если средства позволяют - ибэй в плечи и за 200-500 абамок будет современная.

15-20 лет назад были такие рамы? Я серьезно.

Если не брать в расчет рамы из водопроводных труб (аля "Аист" ,-) ), были и полвека назад...
Старт-Шоссе, Чемпион-Шоссе вполне себе стальные, правда за высокое содержание хрома и моли :) не поручусь... :|(

з.ы. Хотелось бы спросить у автора статьи, для чего стальные вилки тех самых старах лесопетов имели характерный изгиб и меньшую толщину к дропаутам?
Уж не для амортизации, ли? ,-)

Я понимаю разницу между материалами тех и этих годов. Вот мне и интересно. Были ли хром-молибденовые рамы 15 лет назад, или их путают с железными? Их же можно и золотыми назвать. Аурума атом там точно есть. Но правила игры иные.

очень даже отлично уезжает при нажатии каретка хромолевой стритовой рамы :)

Цитата сообщения от mish\-go отправленного 25 Янв, 2016 в 17:41

Я понимаю разницу между материалами тех и этих годов. Вот мне и интересно. Были ли хром-молибденовые рамы 15 лет назад, или их путают с железными? Их же можно и золотыми назвать. Аурума атом там точно есть. Но правила игры иные.

Железо в чистом виде для рамостроения не применяется, как и алюминий, впрочем.
Вопрос только в составе и количестве легирующих присадок.
Я сознательно противопоставил рамы "аиста", сделанные вероятно из низколегированной (углеродистой?) стали стартоновским...
Как ни крути, а для спорта в совке могли найти приличную сталь... Нет? ,-)

Цитата сообщения от partizan отправленного 25 Янв, 2016 в 18:01
Цитата сообщения от mish\-go отправленного 25 Янв, 2016 в 17:41

Я понимаю разницу между материалами тех и этих годов. Вот мне и интересно. Были ли хром-молибденовые рамы 15 лет назад, или их путают с железными? Их же можно и золотыми назвать. Аурума атом там точно есть. Но правила игры иные.

Железо в чистом виде для рамостроения не применяется, как и алюминий, впрочем.
Вопрос только в составе и количестве легирующих присадок.
Я сознательно противопоставил рамы "аиста", сделанные вероятно из низколегированной (углеродистой?) стали стартоновским...
Как ни крути, а для спорта в совке могли найти приличную сталь... Нет? ,-)

Читаю постоянно Витебск и Ваши взгляды мне глубоко симпатичны, но Не. Низколегированный металл, это почти чистый металл. Легирование это добавка других элементов с целью улучшения качества основного металла. Углеродистые стали различаются на железо, меньше 2 процентов содержания углерода, и чугун, больше 2. Углерод снижает ковкость и повышает хрупкость металла.