Какую раму велосипеда выбрать алюминиевую или. Прочностные характеристики карбоновой велосипедной рамы

Мы начинаем серию статей, в которой поговорим о материалах, используемых для изготовления велосипедных рам.

Основа любого велосипеда - рама. От ее качества, надежности и прочности зависит практически весь велосипед.

Нужно понимать, что характеристики рамы зависят не только от материала, из которого она изготовлена, но и в немалой степени от технологии его обработки, качестве сварки (соединения труб рамы между собой), ее . Все это влияет на эксплуатационные и ходовые характеристики всего велосипеда.

Для изготовления рам современных велосипедов обычно используют следующие материалы:

• Сталь (обычную, углеродистую, хромомолибденовую).
• (Titanium)
• Различные редкие, экспериментальные и оригинальные материалы (магниевые (Magnesiumc), алюминиево-скандиевые, бериллиевые сплавы, бамбук и т.д.)

У каждого типа материалов есть свои плюсы и минусы. Попробуем с ними разобраться.

Первая статья будет посвящена самому распространенному материалу, который используется при изготовлении велорам - стали.

Различные марки сталей используется для этого уже более 100 лет и, на мой взгляд, это не предел. На сегодняшний день, несмотря на широкое использование других материалов, стальных байков меньше не становится. А перспективы использования вселосипедов с такими рамами не только не ухудшаются, но и наоборот, становятся все более оптимистичными. Современные технологии варки сталей позмоляют получать маркисо все более улучшенными характеристиками.

Сталь, используемая для производства рам, бывает обычно трех типов:

• Обыкновенная сталь (steel)
• Высокотянутая или углеродистая сталь (High Ten)
• Хромомолибденовые сплавы (Cro-Moly)

Обыкновенная сталь (steel)

Это самый низший тип сталей, используемый при изготовлении рам для самых дешевых велосипедов. Они быстро ржавеют, очень непрочные и тяжелые. Мы на них не будем останавливаться. Если услышите высказывание, что «этот велосипед сделан из водопроводных труб» - это как раз о них. Китайцы красят такие велосипеды в яркие краски, но это совсем не улучшает их остальных характеристик.

Велорамы из углеродистой (высокотянутой) стали (High Ten)

Рамы из этих сталей обладают очень хорошими прочностными характеристиками, стойкостью к ржавчине. Благодаря гибкости стали такие рамы хорошо ведут себя на дороге, гася ее неровности. С учетом того, что дороги в нашей стране уже много лет не самые ровные в мире и улучшений в ближайшее время не предвидится, эти рамы будут еще долго востребованы.

На велосипедах, изготовленных из них можно совершенно спокойно прыгать с бордюров и более высоких препятствий. Они нормально выдерживают и вообще, нагрузка на велосипед порядка 150 кг выдерживается ими совершенно спокойно.

Велосипедные рамы из хромомолибденовой стали (Cro-Moly)

Хромомолибденовая сталь получается при добавления молибдена во время её варки. Молибден придает стали мелкозернистую структуру, повышает ее прочностные характеристики и увеличивает прокаливаемость. Чаще всего, для производства бесшовных труб, из которых изготавливают велосипедные рамы, используется легированная конструкционная хромомолибденовая сталь 30ХМА по ГОСТ 4543 или по американской классификации сталь 4130.

Эти марки стали легче, прочнее и надежнее, чем углеродистая сталь, описанная выше. Однако их цена значительно больше, чем углеродистых. Цена на высококачественную хромомолибденовую раму будет начинаться от 400$ (и это только рама!). Так что говорить о доступности велосипедов с такими рамами для обычных граждан в нашей стране не приходится.

Эти марки сталей гораздо меньше подвержены коррозии, чем предыдущие.

Проблемой при производстве таких рам является то, что найти хорошую хромомолибденовую сталь не так просто. Часто это более дешевые марки сталей. По информации в интернете настоящие профессиональные хромомолибденовые стальные рамы производит только фирма Marin (ну может еще один-два элитных бренда).

Свойства стальных велосипедных рам

Часто в обычных и интернет-магазинах продавцы говорят, что стальные велосипеды «это уже прошлый век», что сейчас на них никто не ездит. Это далеко не так. Современное развитие технологий и металлургии позволяет изготавливать стали, с гораздо лучшими свойствами, чем прошлом веке. Они крепче, так что даже трубы с более тонкими стенками спокойно выдерживают статические и динамические нагрузки, возникающие при поездке, при меньшем весе.

Плюсы стальных рам:

Недостатки стальной рамы

• Больший вес, по сравнению с рамами, изготовленными из других рассматриваемых нами материалов.
• Подвержены коррозии - могут ржаветь. Однако, при нормальной эксплуатации, если велосипед нормально покрашен, а не поцарапан, не зимует на улице и под дождем, регулярно моется и смазывается - он прослужит не один десяток лет.

Хочется немного остановиться на вопросе веса, который практически всегда приводят противники стальных рам.

Часто именно этот аргумент проталкивают современные маркетологи и продавцы, призывая покупать более легкие алюминиевые, карбоновые или титановые велосипеды, правда, забывая при этом упомянуть их цену и некоторые другие недостатки. А ведь вес - важная, хотя и не самая главная характеристика рамы, особенно для обычного, а не гоночного велосипеда.

Самая главные ее характеристики - прочность, жесткость и надежность. Обычный велосипедист не участвует в гонках на скорость, он использует велосипед или для получения удовольствий от велопрогулок или для работы.

Небольшое замечание: Мы используем два термина жесткость и прочность. Иногда возникает вопрос - чем жесткость отличается от прочности? Поясняем:

Жесткость - это способность материала не менять форму под воздействием нагрузки. Чем меньше жесткость, тем больше гибкость, пружинистость и амортизационные свойства материала.

Прочность - это способность матриала не разрушаться под воздействием на него нагрузки.

К тому же часто для уменьшения веса, стальные рамы делают из баттированных труб (баттированные трубы - это трубы с переменной толщиной стенок) или из труб с переменным или специальным профилем, которые позволяют снизить вес велосипеда, не ухудшая его прочности и надежности.

Баттирование бывает двойным или тройным. Т.е. толщина стенки трубы может меняться два или три раза. При этом в местах наибольших нагрузок, например, в местах сварки, стенка толще, чем в местах с меньшими нагрузками.

По поводу труб с не круглым профилем. Как видно на приведенной фотографии, у городского женского велосипеда Formula Breeze 2016 , продающегося в , верхняя рама имеет треугольную форму, а нижняя - овальную, вытянутую в вертикальной плоскости. Такой профиль делает всю конструкцию более прочной, чем если бы она была выполнена из обычных круглых труб. Да, честно говоря, и вид становится симпатичней.

Еще одно очень хорошее качество этого материала в том, что он достаточно дешев и велосипеды, изготовленные на основе таких рам, рядовой потребитель в нашей стране может позволить себе купить. Покупать велосипед по цене подержанного автомобиля могут далеко не все. Особенно в нашей стране.

Очень много детских и подростковых моделей велосипедов делается на основе стальных рам. Именно потому, что они надежны и дешевы, не боятся падений и неаккуратного отношения. Ну а что касается подростковых моделей, то вспомните, многие ли из Вас в детстве степенно разъезжали на своих великах во время прогулки. Нет. В основном это были гонки, прыжки, падения и столкновения. Именно поэтому подростковый велосипед должен быть крепким и надежным.

А сколько стальных велосипедов в семьях переходит от старшего ребенка младшему, а потом еще и детям друзей. Такие байки совершенно свободно служат более 10 лет, а то и более.

Помните, старые советские велосипеды? Ведь их до сих пор можно встретить на наших дорогах и часто именно это говорит о качестве материала, из которого они изготовлены. А в то время их изготавливали только из стали. И то, что он весит больше, чем алюминиевый, для большинства наших велосипедистов не играет никакой роли - они на нем ездят для себя, а не устанавливают рекорды на велотреке.

В качестве выводов хочется сказать следующее: миром правит маркетинг, а нам нужно пользоваться здравым смыслом.

Если нужен велосипед не для гонок по треку, а для обычных жизненных потребностей: надежный, прочный и, самое главное, не очень дорогой, то модель со стальной рамой - хороший выбор.

Помните только, что велосипед состоит не только из рамы, но и из других деталей и от их качества то же зависит комфорт и безопасность Ваших поездок.

В следующей статье мы рассмотрим и как они влияют на поведение велосипеда.

От переводчика

Когда собрался писать статью про свойства разных материалов для рам - нашел в Интернете статью John Olsen про рамы из различных материалов. Мне она показалась интересной и не противоречащей моим понятиям о прочности (все-таки я по образованию - специалист по прочности и долговечности авиационных конструкций, проработал несколько лет в лаборатории прочности ЛА в КуАИ). Язык статьи показался мне вполне понятным для неспециалиста, что тоже большой плюс.Честно говоря, не стал искать в русскоязычном Интернете перевод (может, и есть уже) и перевел статью сам. Olsen осветил большую часть проблем, о которых я собирался писать - не вижу смысла повторять то, что уже написано и вполне, на мой взгляд, понятно, толково и справедливо.В статье не упоминаются принятые среди специалистов термины "удельная прочность" и "удельная жесткость", означающие отношения значений прочности или жесткости к плотности материала, и характеризующие, насколько материал прочный (или жесткий) в расчете на единицу веса, но косвенно дается понять, что эти характеристики приняты конструкторами во внимание.И еще один момент - следует различать, когда идет речь о прочности (жесткости) материала, а когда - о тех же свойствах конструкции. В конструкции (раме) для увеличения прочности и жесткости увеличивают диаметр труб, меняют форму их сечения, применяют различную (в том числе переменную по длине трубы) толщину стенок и т.д. - и все это - для компенсации недостаточных свойств материала. С другой стороны, труба большего диаметра обычно весит больше, чем такая же, но меньшего диаметра и из того же материала - но большая труба жестче. Есть еще и технологические факторы, не затронутые в данной статье (легкость в обработке, свариваемость и т.д.), но влияющие на выбор конструктора.Со своей стороны, я решил написать статью о различиях свойств алюминиевых сплавов 6061, 7005 и 7075.

Введение

Жесткость, вес и прочность велосипедных рам определяются множеством факторов, только некоторые из которых определяются исключительно свойствами материала. Конструкция рамы, оптимальная для одного материала, будет отличаться от оптимальной для другого, поскольку материалы сильно различаются по прочности, жесткости и плотности (весу).
Лучшие алюминиевые рамы имеют толстые тонкостенные трубы и не изгибаются из стороны в сторону, когда вы разгоняетесь. Лучшие стальные рамы имеют тонкостенные трубы малого диаметра и заметно изгибаются при разгоне. Титановые и углепластиковые (карбоновые) рамы находятся посередине между ними.
Опытные велосипедисты часто делятся на два лагеря, сторонники стальных рам критикуют излишнюю жесткость алюминиевых рам и их фанатов, порицающих гибкость легких стальных рам. Мы объясним преимущества и неудобства большинства материалов рам и сравним их на графике, отражающем, насколько они жесткие по сравнению со сталью.

Насколько жесткий ваш байк?

Сравнение жесткости (относительно стали) для различных материалов рам

Reynolds 853 Steel Alloy - Стальной сплав Рейнольдс 853
1010 Steel Alloy - Стальной сплав 1010
Unidirectional Carbon/Epoxy - Однонаправленный углепластик на основе эпоксидной смолы
6Al/4V Titanium Alloy - Титановый сплав 6Al/4V
3Al/2.5V Titanium Alloy - Титановый сплав 3Al/2.5V
7075 Aluminum Alloy - Алюминиевый сплав 7075
6061 Aluminum Alloy - Алюминиевый сплав 6061
Carbon Weave/Epoxy - Углепластик плетеной структуры на основе эпоксидной смолы

Сталь

Сталь жесткая, но плотная (тяжелая). Легкие рамы адекватной жесткости и прочности делают из труб относительно маленького диаметра, но сталь - неподходящий материал для легких рам или больших сильных наездников. Стальные рамы из низкопрочных сталей (недорогие) нуждаются в толстостенных трубах, чтобы быть достаточно прочными, и они тяжелы. Более прочная сталь позволяет изготавливать тонкостенные трубы, но тогда понижается жесткость. Последние разработки включают "закаливаемые на воздухе" стали очень высокой прочности, типа Reynolds 853. (В отличие от большинства других типов сталей, закаливаемые воздухом стали приобретают, а не теряют прочность, когда они охлаждаются после сварки). Все стали имеют ту же самую жесткость, независимо от прочности - 853 не более жесткая, чем 1010 (низкопрочная сталь).

Плюсы:
Лучшие стальные сплавы очень прочны
Лучшая жесткость повсюду
Долговечны
Закаливаемые на воздухе стальные сплавы делают возможным ультравысокую прочность

Минусы:
Должны быть тяжелыми - материал, неподходящий для больших легких рам
Ржавеют

Алюминий

Алюминиевые рамы могут быть очень жесткими и легкими, потому что плотность алюминия очень мала, но трубы рамы должны быть больше в диаметре для компенсации более низкой прочности. Однако сегодня эти "толстотрубные" рамы - распространенная конструкция для качественных велосипедов. Недавние усовершенствования включают добавки в сплав Скандия, элемента, который увеличивает прочность. В целом, алюминий - хороший материал для жестких, легких рам для райдеров всех размеров. Это - также один из двух материалов, которые хорошо подходит для рам нетрадиционных форм.

Плюсы:
Втрое менее плотный, чем сталь, позволяет использовать большие ("толстые") трубы
Легко принимает аэродинамические формы
Даже дешевые рамы могут быть легкими
Позволяет изготовить легкую раму для крупного райдера
Не ржавеет

Минусы:
От одной трети до половины прочности лучших сталей (может сломаться)
Одна треть жесткости любой стали, требуются трубы большого диаметра
Скромная усталостная прочность
Не легко ремонтируется или восстанавливается
Большие, тонкие трубы легко повредить при аварии

Титан

Титан имеет превосходный баланс свойств для создания рам, и дает лучшую комбинацию долговечности и веса. Сплавы титана наполовину столь же жесткие как сталь, но также и вполовину менее плотные. Лучшие сплавы титана сопоставимы по прочности с самыми прочными сталями. Жесткие титановые рамы требуют труб большего диаметра, чем сопоставимые стальные рамы, но не столь большого диаметра, как алюминий. Титан - очень коррозионно стойкий, и очень легкие рамы могут быть сделаны достаточно жесткими и достаточно прочными для больших райдеров. Большинство титановых рам - из сплава 3Al/2.5V (3% алюминия/2.5% ванадия, остальное - титан), хотя все чаще используется более прочный сплав 6Al/4V (6% алюминия/4% ванадия, остальное титан).

Плюсы:
Половина плотности стали, делает самыми легкими наиболее эластичные рамы
Столь же прочный, как и большинство сталей
Не ржавеет - никакая окраска не требуется
Хорошие усталостные свойства
Позволяет изготавливать легкие рамы для крупных райдеров
Минусы:
Половина жесткости стали (также известна как излишняя гибкость)
Сложен в ремонте и обработке
Дорогой

Углепластик

Отдельные волокна углерода чрезвычайно прочны и жестки, но эти их свойства бесполезны, если волокна не выстроены в строгую структуру и не скреплены между собой сильным "клеем" (обычно эпоксидная смола). В отличие от металлов, в которых прочность и жесткость являются почти теми же самыми во всех направлениях, композиты из углеродных волокон могут производиться с более высокими прочностными и жесткостными характеристиками в тех направлениях, где это нужно (например, жесткий по сторонам и гибкий вертикально). Это - лучший материал для рам нетрадиционных форм, поскольку позволяет формоваться и настраивать свои свойства как ни один металл (путем создания многослойных конструкций с разноориентированными волокнами).

Плюсы:
С готовностью формуется в экзотические формы
Превосходная усталостная прочность
Не ржавеет
Прочность и жесткость контролируются на стадии создания рамы
Низкая плотность и высокая прочность делают возможным создание очень легких и прочных рам

Минусы:
Очень дорогой материал
"Бомба" - если изделие плохо разработано или изготовлено (слишком жесткое или слишком гибкое) - может быть "чувствительным" (склонным к поломке).

Текст: Сергей Судариков AKA Honzales .

Велосипедная рама − основа любого велосипеда. И её выбору стоит уделить особое внимание: все остальные блоки и аксессуары вы будете заменять по мере износа (или просто постепенно покупать более качественные). И это будет всё тот же велосипед. А если заменить раму - то это уже новый байк.

Рама характеризуется тремя основными параметрами:

• Материал
• Тип (конструкция)
• Размер (ростовка)

Материал

Для своего первого велосипеда стоит, пожалуй, выбирать раму стальную или алюминиевую . Об этих − наиболее доступных материалах мы поговорим чуть ниже, а сперва, несколько слов о более дорогих вариантах (и, соответственно, о том, почему, возможно, вам не стоит пока за них переплачивать).

Карбон

Если вы поклонник качества и убеждены, что «качество тем выше, чем выше цена», и исходя из этого, решите выбрать велосипед с карбоновой рамой («чтоб уж на века!»), то на первый взгляд, это действительно будет отличным вложением денег. Дорогостоящий углепластик исключительно лёгок (вес рамы особенно важен для девушек). Но учтите, что в то же время это довольно хрупкий материал (особенно на холоде), и потому срок службы карбоновой рамы меньше, чем алюминиевой. Трещины на такой раме могут появиться даже от чрезмерной затяжки эксцентрика, а неудачное падение может её просто уничтожить.

Титан

Ещё один достаточно дорогой материал для рам — титан . Все знают, что он лёгкий, устойчивый к коррозии, прочный металл. Такие рамы чаще всего используются в спортивных велосипедах. В силу того, что титан несколько «вязкий» металл, то рамы из него хорошо «проглатывают» мелкие дефекты дороги.

Магниевые сплавы

В последнее время рамы стали чаще изготавливать из магниевых сплаво в. Эти рамы лёгкие (вдвое легче аналогичных алюминиевых и в шесть раз − стальных), хорошо поглощают вибрацию. К тому же они имеют хорошие «усталостные» характеристики. Но в обслуживании они достаточно требовательны: легко окисляются и разрушаются. Поэтому даже небольшие царапины и сколы краски опасны. Так что не спешите с покупкой «титанов» с «карбонами». Крутости в чужих и собственных глазах они вам, конечно, прибавят, но вместе с нею прибавят и возможных проблем, огорчения от которых могут испортить вам удовольствие от обладания велосипедом. Раму такого уровня имеет смысл ставить только тогда, когда вы накатаете пару тысяч километров, наберётесь опыта и будете понимать, за что именно отдаёте деньги. Теперь давайте обратимся к более «бюджетным» материалам и посмотрим, какие у них плюсы и минусы. Дешевле — совсем не всегда означает хуже!

Алюминиевые рамы

Алюминиевые рамы (которые стоят в 10 раз дешевле карбона и в 6 раз - магниевых, статистика по базовым моделям), в отличие от магниевых, имеют высокую коррозионную стойкость, при достаточно низком весе. У алюминия только два недостатка: этот материал, по сравнению с другими, несколько хуже поглощает вибрацию, так что на неровных участках вас будет больше трясти (разумеется, если нет амортизаторов), а ещё алюминиевые рамы постепенно накапливают усталость и разрушаются внезапно. Особенно это бывает неприятно в дальнем походе: повреждённую алюминиевую раму (в отличие от стальной) вам помогут сварить не в каждой деревне. Однако важно отметить, что производители, зная о такой особенности алюминия, закладывают больший запас прочности при конструировании: применяют трубы большего сечения, трубы с переменной толщиной стенок и т. д.

Стальные рамы

Ну и, наконец, бывают стальные рамы . Это наиболее тяжёлый вариант, что, повторимся, не означает «самый плохой» − такие рамы используют для решения своих задач. Отметим: сталь бывает похуже и хорошая − самые дешёвые велосипеды делаются из стали низкого качества, что означает больший вес и плохую коррозийную устойчивость. Если материал − это хорошая хром-молибденовая сталь (которая стоит, естественно, дороже), то вы получите жёсткую раму с хорошими «усталостными» характеристиками. Она не развалится неожиданно. За годы использования, сперва будут появляться микротрещины, которые дадут о себе знать скрипом и некоторым снижением жёсткости. Скрип вы услышите, а снижение жёсткости почувствуете. Стальные рамы прослужат гораздо дольше алюминиевых. Для длительных походов по сложным трассам имеет смысл взять не алюминиевую, а именно стальную раму подороже. Металл металлом, но и он иногда лопается. Сталь вам смогут заварить практически где угодно.

Конструкция рамы

Классическая велосипедная рама имеет ромбовидную форму. Такая конструкция почти у всех велосипедов, кроме городских (сити-байков, дорожных велосипедов ). Это наиболее жёсткий вариант, так называемые женские («открытые») рамы . Считается, что они менее прочны.

Из встречающихся ныне рам ещё можно упомянуть складные − все они сделаны на базе открытых. Все складные велосипеды − прогулочные, их нельзя использовать для спорта или туризма.

Конечно, есть ещё тандемы и разного рода экспериментальные модели (такие, например, где велосипедист лежит), но в этой статье мы не будем их касаться.

Классические ромбовидные рамы бывают на велосипедах четырёх типов:

• Без амортизаторов
• С передним амортизатором − хардтейл (с английского «жёсткий хвост»)
• С передним амортизатором и рычажной подвеской заднего колеса − софт-тейл («мягкий хвост»)
• С передним и задним амортизатором (двухподвес)

Об амортизаторах мы подробнее расскажем в другой статье, потому что так называемый «ашанбайк», конечно, по типу хардтейл, но, с другой стороны, лучше уж совсем без амортизаторов, чем с такими. Главное, что вы должны знать: если вы будете ездить по сложным трассам, то, конечно, передний амортизатор вам необходим. И если велосипед вам нужен для походов, то двухподвес для вас не самый лучший вариант: на рамы такого типа не выпускают толковых багажников, вы сможете использовать только те, что крепятся к подседельному штырю, но они не очень грузоподъёмны. Конечно, некоторые проходят сотни велокилометров с рюкзаком на плечах, но автор статьи категорически против такого туризма.

Ростовка рамы

Этот раздел не касается тех, кто выбирает себе трюковый велосипед. А вот всем остальным нужно прочесть его внимательно. От геометрии рамы в большой степени зависит ваша посадка : на гоночном (шоссейном) она будет более лежачая, чем на горном. А на горном − более лежачая, чем на дорожном. Но в любом случае следует придерживаться важного принципа: рама должна быть впору.На велосипеде со слишком маленькой рамой неудобно будет вашим коленям (а им и так всегда приходится хуже всех) и локтям, хотя повысится маневренность и управляемость. А если же рама будет слишком большой, то на такой велосипед вам будет сложнее садиться, да и травмоопасность повысится (особенно на классических ромбообразных рамах закрытого типа, особенно у мужчин).

В велосипедном мире очень высокая степень стандартизации размеров и совместимости разных комплектующих, но вот с определением ростовки рамы нет единого мнения. Например, размер рамы шоссейных велосипедов традиционно обозначается в сантиметрах, а у прочих − в дюймах. Одни производители делают рамы с нечётным размером (17, 19, 21 и т.д. дюймов) другие же, наоборот, с чётным. Но самое интересное, что у каждой компании свои принципы, откуда начинать и где заканчивать измерение.

Как подобрать велосипед по росту Рекомендуем вам при выборе ростовки не только ориентироваться на табличку ниже, но и сделать следующее. Оседлайте велосипед, но в седло пока не садитесь, стойте обеими ногами на земле, между верхней перекладиной рамы и пахом должен проходить кулак. Теперь сядьте на велосипед (седло должно быть выдвинуто настолько, чтобы ваша полностью выпрямленная нога стояла на педали в её нижнем положении). И проедьтесь на нём − если вы не чувствуете острого дискомфорта, значит, всё хорошо. Конечно, первый раз сев на байк, и две минуты покатавшись вокруг магазина, очень трудно понять, удобно ли вам будет в таком положении накручивать километр за километром. Поэтому главный совет: прежде чем отправиться за покупкой, найдите возможность попробовать несколько разных велосипедов (возьмите напрокат или у знакомых). Совершите на каждом небольшую прогулку. Тогда вы будете представлять, на какие ощущения обращать внимание, в каком положении вашему телу будет комфортнее: всё индивидуально, некоторым нравится более горизонтальная, «лежачая» посадка, а у кого-то в таком положении устают плечи или шея. Именно поэтому он предпочтёт раму, позволяющую сидеть более вертикально.

Размеры рам для горных велосипедов

Более «тонкую» настройку положения своего тела на велосипеде вы сможете сделать и после, отрегулировав или заменив вынос руля, выдвинув или задвинув сиденье.

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.

Купив новый велосипед, на нём можно позже заменить все комплектующие, но рама останется. Как говорится, навесное оборудование ─ дело наживное. Поэтому важно сразу выбрать новый транспорт с отличной вело рамой. Пояснять не стоит, что рама лучшего качества должна быть легкой, прочной и долговечной.

Технологии создания

Многие люди далекие от велоспорта не понимают, почему два, на первый взгляд одинаковых, велосипеда так сильно отличаются по цене. Почему это фирменный велосипед без амортизаторов или дисковых тормозов стоит как минимум в два раза дороже украшенного экземпляра с богатой комплектацией. На самом деле, в дальнейшем от дешевого красавца будет в восторге только ребенок.

1. Баттинг ─ утончение стенок труб в менее нагруженных участках.
2. Гидроформинг ─ предание трубам рамы переменного сечения по их длине при помощи высокого давления в наполненных горячим маслом матрицах.
3. Запатентованные методы сварки алюминия.
4. Лабораторные исследования на изгиб, кручение.

Применяя названные способы, дорожащие своей репутацией, фирмы производят легкие, прочные и симпатичные рамы для велосипедов. Самое главное, что они к тому же безопасные: выдерживают торсионное скручивание при нажатии на педали, поглощают изгибающие воздействия при езде по буграм и ямам.

Геометрические размеры

Перед тем как выбрать подходящий для себя двухколесный транспорт, необходимо познакомиться с таким понятием, как геометрия рамы велосипеда. Удобнее всего ознакомиться с основными показателями геометрии по следующему наглядному рисунку.

На этом изображении приняты такие сокращения:

• T/Th ─ расстояние от подседельной до головной трубы;
• T/Ta ─ длина верхней трубы;
• H/T ─ высота головной трубы;
• F/L ─ длина вилки;
• S/T c-t ─ расстояние от центра каретки до верхнего края подседельной трубы;
• W/B ─ колесная база;
• C/S ─ длина нижних перьев;
• B/B ─ положение каретки относительно уровня колес;
• F/R ─ расстояние между осью вращения вилки и креплением переднего колеса;
• S/T ang. ─ угол наклона подседельной трубы к уровню колес;
• H/T ang. ─ угол наклона передней вилки к уровню колес.

Вам не нужно запоминать все параметры геометрии рамы. Достаточно лишь знать, что они определяют принадлежность велосипеда к определенному типу.

Подбор рамы можно правильно сделать, учитывая лишь свой рост и предпочитаемый стиль катания на велосипеде . Параметр S/T c-t напрямую указывает на то, какую раму вам нужно выбрать по росту. Хотя для разных рам этот размер имеет различную зависимость к росту велосипедиста, но для классических конструкций в виде двух треугольников он выражается так:

• 15 дюймов ─ 160 см;
• 17 дюймов ─ 160–175 см;
• 19 дюймов ─ 175–185 см;
• 20 дюймов ─ 180–190 см;
• более 20 дюймов ─ 190 см и выше.

У рам городского, круизера или шоссейного велосипеда параметры W/B, T/Th и T/Ta имеют большие величины, что придает им устойчивость при движении по прямой дороге. Также у этих типов велосипедов максимальное число имеет показатель B/B, поскольку низкое положение каретки уменьшает расшатывание велосипеда при быстром вращении педалей.

Показатели W/B, T/Th, T/Ta и B/B у горного велосипеда, напротив, имеют небольшие величины. Ведь для такого транспорта гораздо важнее маневренность и высокий дорожный просвет, чтобы без проблем входить в крутые повороты и иметь возможность переезжать через большие камни и поваленные деревья.

Показатели C/S и S/T ang. сильно определяют распределение веса между колесами только у велосипедов без амортизаторов. Выбирая двухподвес на них можно вовсе не обращать внимания. Для опытного велосипедиста эти показатели также не имеют большого значения, так как спортсмен без помощи амортизаторов может равномерно и, главное, быстро распределить вес: улегшись на руль при преодолении подъема, а потом сдвинувшись назад на спуске.

Величины H/T, F/L у велосипедов разных типов практически одинаковы, и существенно не влияют на прочность закрепления передней вилки в раме. А вот увеличенное значение H/T ang. сильно уменьшает прочность всей конструкции, зато при этом улучшается устойчивость движения по ровной дороге, повышается безопасность при резком торможении и переезде препятствий, особенно на велосипеде с амортизированной передней вилкой (хардтейл).

Интересный результат дает увеличение значения F/R, ведь после этого переднее колесо будет быстрее выравниваться по отношению к раме за счет поступательного движения вперёд. Говоря проще ─ на велосипеде с выходящим далеко вперед колесом можно без усилий проехаться, не держась за руль.

Классическая женская рама имеет заниженное значение S/T c-t, если делать сравнение с ростом велосипедистки. Кроме того, женская часть населения отдает предпочтение велосипедам с так называемой низкой рамой, у которой верхняя труба сильно опущена вниз.

Велосипеды со складной рамой очень удобны для недолгих поездок в магазин за продуктами, в гараж за машиной, на работу, проезжая часть пути в автобусе или на поезде. Они имеют небольшой размер рамы. Нет смысла делать подбор складного велосипеда по своему росту, поскольку на раскладушке можно значительно изменять высоту седла и высоко поднимать руль. А прочности его рамы достаточно для неспешных, аккуратных поездок. Остается лишь, при покупке нового компактного велосипеда, оценить на глаз параметры W/B, T/Th, T/Ta, B/B.

Материалы изготовления

Если сказать кратко, то стальная рама в двое прочнее титановой, в три раза крепче алюминиевой, но и приблизительно настолько же тяжелее их. У стали самый высокий показатель жесткости ─ 30, у титана, в зависимости от вида сплава ─ 15–16,5, у алюминия ─ 10–11. Плотность у этих материалов отличается на столько же: у стали ─ 490, у титана ─ 280, у алюминия ─ 168,5.

Наибольшее влияние на вес готовой рамы имеет технология её изготовления . Например: не принимая во внимание карбоновую конструкцию, которая может иметь вес 900 грамм, алюминиевая рама Klein Adroit весит 1300 грамм, этой марки весит столько же ─ 1300 грамм, и фирме Scott удалось собрать сверхлегкую стальную хромомолибденовую раму весом 1600 грамм. Как видите, нет большой разницы в весе между рамами, сделанными из разных материалов. Их объединяет также одинаково высокая цена, оправдываемая сложностью изготовления качественных рам.

Стальная рама. Может собираться из конструкционной растяжимой стали ─ Hi-Ten (hi tensile) или сплава с хромом и молибденом ─ Cr-Mo (chrome molybdenum). Хромомолибденовые сплавы лучше, так как к ним применима технология баттинга. Изготовленные из этого сплава трубы имеют меньший вес, в сравнении с деталями из конструкционной стали.

Стальные конструкции имеют более изящный вид, так как они собираются из более тонких труб. Понятно, что стальные трубы более всего подвержены воздействию коррозии. Но время службы стальной рамы зависит в первую очередь от хозяина велосипеда. Просто нельзя допускать повреждения лакокрасочного покрытия. А свежие царапины несложно закрасить реставрационным карандашом.

Алюминиевая основа. Чистый алюминий слишком мягкий материал для изготовления, каких бы то ни было конструкций, будь это фюзеляж самолета или велосипедная рама. Поэтому для повышения прочности его сплавляют в основном с магнием, кремнием и цинком. Для изготовления несущих конструкций на велосипед используют множество различных сплавов алюминия: 5083, 5086, 6061, 6061T6, 6065, 7005, 7005T6, 7009T6, 7010T6. Первая цифра в серии указывает на основной легирующий металл. Сплавы серии 5000 укрепляют за счет магния. В составе сплавов 6000 меньше всего содержится магния, он замещается кремнием. В соединениях 7000 кроме небольшого количества магния имеется цинк.

Алюминиевая рама с большим содержание магния также подвержена разрушению коррозией в местах царапин, как и стальная деталь. Алюминий пластичен и накапливает усталостные деформации, что приводит к ослаблению сварных и контактных соединений. Поэтому не рекомендуется эксплуатировать изготовленные из него вело рамы дольше 10 лет.

Титановая рама. Изделия из титановых сплавов имеют долгий срок службы, поскольку они почти так же прочны как стальные детали, и не разрушаются коррозией. Титановые трубы очень трудно поддаются сгибанию и сварке, поэтому велорама изготовленная из них будет стоить дорого.

Чаще всего на сверхлегких велосипедах с титановыми рамами Wheeler (Германия) или Mongoose (США) катаются спортсмены, ведь мало какой любитель может позволить себе столь дорогое приобретение.

Карбоновая конструкция. Карбон представляет собой композитный материал, собранный из углеродного волокна и термореактивной смолы. Это единственный материал, у которого можно изменить жесткость в определенном направлении, а не только в конкретном месте. При производстве достаточно выбрать продольное или поперечное направление сплетения углеродных нитей.

Чем тоньше слой смолы между листами углеродной ткани, тем крепче изготовленная рама. Это объясняется тем, что при перегрузках в первую очередь разрушается хрупкая связующая смола, и уже после разрываются отдельные нити.

Карбоновая рама для велосипеда может быть составной, то есть собранной из металлических узлов и карбоновых труб. Но самые надежные монококовые рамы, которые формируются как цельная деталь из карбона. Они легче рам из любых других материалов и немного прочнее их.

После достаточно подробного рассмотрения темы о выборе велосипедных рам не должно быть вопросов касательно их геометрических размеров или материала изготовления. Остается лишь напомнить, что карбоновая рама лучше выдерживает удары, лишь в том направлении, в котором сплетены её волокна. Поэтому, просмотрев следующее видео об испытании на прочность алюминиевой и карбоновой рамы, не стоит делать поспешных выводов.