О том, как появились амортизационные вилки, мы рассказали. Теперь расскажем о том, как устроена амортизационная вилка, как она работает и зачем вообще она нужна.
В прошлый раз мы рассказали о том, как амортизационные вилки появились на маунтинбайке. После первых экспериментов, сразу последовал “вилочный бум”. Мягкими передними вилками стали оснащаться практически все, без исключения, горные велосипеды. Жёсткие остались только на самых бюджетных, базовых моделях.
Всё дело в том, что управлять велосипедом можно только тогда, когда его переднее колесо, задающее направление движения, находится в контакте с поверхностью, по которой этот велосипед едет. И если на гладкой дороге этот контакт потерять сложно, то в условиях пересечённой местности, особенно в горах, это более чем реально.
Амортизационная вилка выполняет работу по поглощению неровностей дороги, обеспечивая в первую очередь, максимально продолжительный контакт колеса и поверхности. Ну и в качестве приятного бонуса, существенно повышает комфорт для человека, управляющего велосипедом.
Казалось бы, можно решить эту проблему обычной пружиной. Но не всё так просто: при движении по серии препятствий, например по камням или корням, пружина не будет успевать разжиматься после каждого удара. Она будет сжиматься от нагрузки при вращении педалей, при нажатии на тормоз, от сильных ударов. Так что инженерам пришлось воспользоваться своим талантом и оснастить вилку демпфером. Три этих составляющих – шасси вилки, её “корпус”, пружина и демпфер – основа практически любой современной амортизационной вилки.
ШАССИ.
Chassis – так это называется по-английски. Это, по сути, сама вилка, какой мы её видим на наших велосипедах. Шасси представляет из себя две части – верх, состоящий из короны, штока и “ног” вилки, и “штанов”, внутри которых ноги вилки движутся в направляющих. Защиту от грязи обеспечивают пыльники, некоторые называют их “сальниками”, по-английски Seals. Штаны между собой соединены перемычкой над колесом, которая называется “горилла”. Верх вилки состоит из штока, с помощью которого вилка крепится к раме велосипеда, “короны”, соединяющей ноги и шток, и непосредственно самих ног.
В английской терминологии верх вилки называется CSU, Crown-steerer unit, у нас можно встретить сокращение КНШ, корона-ноги-шток. Штаны это Lowers, а ноги – Stancions. Примечательно, что вилка с двумя коронами, как, например, даунхильные модели, в английском языке называется Triple Crown – “трёхкоронка”, при этом обычная обычная однокоронная вилка – Single Crown. Почему так – мы не знаем)
И да, у мотоциклистов всё по-другому. Наши “ноги” у них называются “стойками”, а корона – траверсой.
Но вернёмся к шасси. Ещё одной его частью является крепление колеса, которое может быть выполнено на вставной оси диаметром 15 или 20мм, либо с помощью 10мм оси с эксцентриковым зажимом. Обычно шасси характеризуется диаметром ног. И если, допустим, в описании указано 34мм шасси, то речь идёт о вилке с диаметром ног 34мм.
Изначально, диаметр ног вилки не превышал 28мм, но, со временем, стали использоваться лёгкие алюминиевые сплавы и появилась возможность его увеличить, для достижения большей жёсткости вилки на скручивание. Так сперва появились 30-миллиметровые ноги, потом 32, 34, 35. Сейчас на амортизационных вилках для даунхила и фрирайда используются ноги вплоть до 40мм. По диаметру ног можно базово, определить что за вилка перед нами. 32мм – кросс-кантри, 34/35мм – трейл и эндуро, больше 35 – даунхилл и фрирайд.
Ну и напоследок, кроме классической конструкции вилки, существует ещё и перевернутые вилки, USD, Upside down. Такая конструкция, потенциально, имеет большую жёсткость и более плавную работу, но у таких вилок есть и свои недостатки, в первую очередь – высокая цена и высокие требования к точности производства.
ПРУЖИНА
Собственно, пружина и обеспечивает работу нашей амортизационной вилки. При нагрузке она сжимается, а когда нагрузка снимается, пружина разжимается. В первых амортизационных вилках в качестве пружины использовались эластомеры (мы к ним ещё вернёмся). Впоследствии, двумя типами пружины, использующимися на велосипедных вилках, стали стальная и воздушная.
Со стальной пружиной всё просто: обычная витая пружина работающая на сжатие. Стальными пружинами оснащены практически все недорогие маунтинбайки, она дешёвая в производстве и не требует особой точности при изготовлении шасси вилки.
Но не всё так просто. Дело в том, что металлическая пружина имеет очень мягкую, линейную работу, позволяющую подвеске срабатывать на весь ход. Поэтому стальные или титановые пружины очень популярны в подвеске велосипедов соревновательного уровня для даунхилла и эндуро.
Воздушная пружина работает по принципу шприца. Воздух может сжиматься, а давление нарастает прогрессивно, чем больше вилка сжата, тем труднее сжать её дальше. Конструкция воздушной пружины представляет из себя закрытый объём – воздушную камеру, в котором через герметичные уплотнения движется поршень. Необходимое давление в воздушной камере создаётся с помощью клапана и насоса высокого давления.
Воздушная пружина заметно легче металлической, но требует особой точности при изготовлении – необходимо обеспечить герметичность. И ещё, она имеет прогрессивную работу, что в некоторых случаях может оказаться недостатком. Так что производители стараются максимально увеличить объём воздушной камеры, достигая смещения прогрессии в сторону линейности. В современных вилках и амортизаторах объём воздушной камеры – предмет настроек пружины, доступных пользователю, это делается с помощью проставок, “токенов”.
Практически все современные вилки, за исключением самых бюджетных моделей, оснащаются ещё одной пружиной – негативной. Эта пружина обеспечивает амортизацию на обратном ходу вилки, когда она разжимается. Это нужно для того, чтобы обеспечить более лёгкое страгивание вилки в начале хода и не допустить удара “железом об железо” когда вилка полностью распрямляется на обратном ходу.
В моделях со стальной пружиной ставится такая же, металлическая пружина, а в “воздушных” вилках либо металлическая, либо вторая воздушная пружина с независимой настройкой, как например Rock Shox Dual Air. Но чаще всего это своего рода перепускной клапан, в определённый момент хода сбрасывающий часть давления за пределы основной, “позитивной” пружины, создавая небольшой объём под давлением, работающий в обратную сторону.
Итак, под нагрузкой пружина сжимается. Но с какой скоростью она это делает и хватит ли этой скорости для нормальной работы вилки?
ДЕМПФЕР
Демпфер это устройство, которое позволяет изменить скорость, с которой пружина сжимается и разжимается. Зачем это нужно? Всё очень просто. Вы движетесь по неровной дороге, и от каждой неровности на этой дороге ваша вилка сжимается, достаточно сильно – ведь ничего ей не мешает. Скорость сжатия “голой” пружины зачастую избыточна. А если вы начнёте энергично крутить педали, а перед сложным участком надавите на тормоз, под действием сил от педалирования и торможения, вилка сожмётся до конца, и сложный участок вы поедете уже с жёсткой, неработающей вилкой.
Задача демпфера снизить скорость сжатия вилки, что позволяет ей сохранить ход при движении по протяженным неровным участкам. Также, хорошо работающий демпфер помогает избежать ненужного сжатия при вращении педалей и торможении. Демпфер, работающий на сжатие, называется “компрессионным”.
С другой стороны, скорость обратного хода, так называемого “отскока”, тоже важна. Например, стремительно сжавшаяся от резкого удара вилка так же стремительно и разожмётся, что может отправить вас в красивый полёт через руль. Задача демпфера отскока – сделать скорость обратного хода вилки комфортной для выбранного способа езды.
Ещё одна функция демпфера – полное или практически полное отключение вашей вилки. Зачастую. именно на основе демпфера реализован механизм блокировки вилки.
Как устроен демпфер? Простейшим демпфером можно считать эластомеры. Они никак не влияют на скорость работы вилки, а выполняют роль “антипробоя”, не давая вилке разрушаться от сильного удара и добавляя некоторую прогрессию в конце хода вилки.
В большинстве современных вилок используется масляный демпфер, работающий, как и воздушная пружина, по принципу шприца, где рабочим телом служит гидравлическое масло. В поршне этого “шприца” имеются отверстия, оснащённые клапанами, которые позволяют маслу перетекать из одного объёма в другой. Жидкости, как известно, не сжимаются, поэтому можно точно определить объём, проходящий через отверстие в единицу времени и изготовить гидравлическое устройство, позволяющее точно настроить скорость сжатия и разжатия пружины. Поршень движется в одну сторону – демпфер сопротивляется сжатию пружины, в то время как клапана, работающие на обратный ход, открыты. А когда вилка возвращается в изначальное положение – наоборот, масло свободно проходит через клапана, отвечающие за сжатие, но его поток ограничивается клапанами отскока. Ну и случай, когда клапана полностью закрыты – вилка заблокирована.
Самые технически-совершенные демпфера имеют несколько контуров, отвечающих за работу на разных скоростях. Например, высокоскоростное сжатие, когда вилка работает при движении по корням, регулирует один контур, а низкоскоростное, например от торможения или педалирования, другой.
Демпфер управляется с помощью регулировочных ручек, “крутилок”, Традиционно, они обозначены цветом: крутилки, отвечающие за регулировку сжатия окрашены в синий цвет, а регулировки отскока – в красный. Некоторые демпфера оснащаются дополнительными регулировками, как например, порог отключения блокировки вилки при ударе. Модели, предназначенные для использования в кросскантри, часто оснащаются управлением демпфером сжатия с руля, обычно в двух положениях, рабочем и заблокированном.
Обычно, чем совершеннее демпфер и чем большим функционалом он обладает, тем дороже амортизационная вилка. Самые простые вилки либо вовсе не имеют демпфера, либо оснащены несколькими эластомерами. Более продвинутые модели имеют демпфер, позволяющий регулировать отскок вилки, а заодно и функцию блокировки хода. Вилки высокого уровня оснащены регулировкой сжатия и отскока, и наконец, самые топовые модели имеют несколько контуров для регулировки высокоскоростной и низкоскоростной работы.
Также, были попытки создать и “умный демпфер”, который за счёт инерционного клапана позволял бы определить, в какой момент требуется открыть компрессию, а в какой момент закрыть её. В последние годы начали появляться системы, где управление демпфером происходит с помощью электроники.
Но, как нам кажется, даже внедрение электронных решений не заменит практический опыт и часы в седле. Хотя базовая настройка вилки и задней подвески – вопрос достаточно простой и с этим может справиться каждый. А вот обслуживание – это уже посложнее. Но об этом в нашей следующей статье, посвящённой амортизационным вилкам.
И в завершение: в нашем интернет-магазине SLOPESTYLE.STORE, как всегда, большой ассортимент маунтинбайков с амортизационными вилками. Хардтейлы TITAN RACING ROGUE и DRONE, ATOM BION и XTRAIL, MERIDA BIG.NINE, полноподвесочные TITAN RACING CYPHER и MERIDA NINETY-SIX. Приходите и выбирайте!
