Как переключать скорости на шоссейном велосипеде

Как переключать передачи на велосипеде

Новички, выбирая велосипед, обращают первостепенное внимание не только на его дизайн, но и на количество имеющихся скоростей. При этом, они не понимают принципа их работы и считают, что чем больше будет в запасе — тем лучше. Конечно, если велик совсем без скоростей, то это никуда не годиться — кататься на нем физически очень тяжело и достигать каких-то рекордных показателей или длительное время крутить педали без появления хронической усталости. Велик же с возможностью переключения передач открывает перед велосипедистом широкие возможности.

Преимущества своевременного переключения передач

Своевременное и правильное переключение передач на велосипеде позволит не только долгое время ехать без особой усталости, но и забираться в такие горки, которые обычным велосипедам будут не под силу. Грамотное и умелое переключение скоростей на велосипеде обеспечит следующее:

• Работа мышц велосипедиста будет с максимальным КПД, их эффективность будет действительно очень высокой;

• Износ всех деталей трансмиссии велосипеда будет значительно уменьшен или же вовсе сведен на нет. Цепь, звездочки и сам механизм переключения передач прослужит намного дольше обыкновенного;
• Сохранность здоровья самого велосипедиста. Существенно снижается нагрузка на колени, поддерживать здоровье которых велосипедисту нужно обязательно и всегда.

Правильное переключение скоростей велосипеда — делаем всё грамотно

Опытный велосипедист, как и автомобилист, переключает передачи очень тихо, плавно и мягко. Неопытный же будет ехать рывками, передачи будут заклинивать, механизмы велосипеда будут скрипеть и хрустеть — поездка превратится в сражение с велосипедом, так и не став удовольствием.
Есть несколько общих рекомендаций по переключению передач, которые рекомендуется соблюдать как новичкам, так и опытным велосипедистам:

• Сам процесс переключения передач должен осуществляться только во время движения. Крайне нежелательно заниматься этим делом стоя на месте, так как механизм цепи будет работать на излом. Если вам придется сменить скорость прямо на месте, нужно приподнять заднее колесо велика и крутануть педали. И только после этого переключаться. Чаще всего так делают для понижения передачи, при забывчивости снизить её в процессе езды. Тут есть исключение — специальные планетарные втулки, но их ставят пока на весьма ограниченное количество велосипедов для городских прогулок;
• Переключаться нужно в тот момент, когда нагрузка на цепь будет минимальной. При этом, делать это нужно своевременно, не дожидаясь снижения скорости. Педали должны вращаться легко и непринужденно;
• Перед тем, как сменить передачу, нужно остановиться на пару мгновений и не крутить педали. Вообще. Только после смены скорости можно начать их плавную раскрутку. Постепенно вы поймете, когда приходит нужный момент и будет всё делать на автомате, правильно;
• Сразу несколько передач подряд переключать очень нежелательно, всё нужно делать размеренно, постепенно и по порядку. Конечно, в этом случае никакой катастрофы не произойдет, но переключатель так рано или поздно выйдет из строя;
• Желательно не переключать задние и передние передачи в один момент. Цепь очень легко застрянет между звездами и механизму придет конец;
• При переключении передач следите за тем, чтобы не было какого-то особенно большого перекоса цепи. Например, если в вашем велосипеде стоит три звезды впереди и восемь сзади, то желательно не переключаться по типу 1-8, 3-1, 3-4 и так далее. Это может вывести из строя весь механизм переключения, произойдет клин.

Новичкам будет полезно узнать, а бывалым велосипедистам вспомнить, что рабочей звездой в агрегате обычно считают среднюю, поэтому чаще всего задние скорости можно переключать без ущерба для скорости самого движения. Эффективность педалирования тоже будет оставаться прежней и за передние звезды можно будет не беспокоиться.
Аналогично, но наоборот, можно менять передачи с более высоких на низкие.
Если переключать передачи на велосипеде именно так, как описано, то вышеназванные три важнейших преимущества будут всегда при вас.

Каденс — что это и как связано с переключением передач

Словом каденс означают частоту вращения педалей велосипеда. Вполне логично, что именно каденс напрямую связан с тем, какую скорость развивает агрегат. Каденс должен поддерживаться на определенном уровне — обычно это примерно восемьдесят оборотов в минуту (плюс-минус десять оборотов). При правильном каденсе вы будете расходовать свои силы более равномерно и сможете обезопасить колени от излишних опасных нагрузок.

И немного рекомендаций от профессионалов:

1. Если вы проезжаете участок с грязью, то включите повышенную передачу — так вероятность завязнуть будет куда ниже обыкновенного;
2. Если вы едите по песку, то желательно ставить более низкую передачу — в противном случае при снижении скорости прокрутить педали будет очень сложной задачей. Хотя, если участок с песком короткий — его можно смело проезжать на высокой передаче, тут выручит сила инерции;
3. Анализируйте подъем перед тем, как на него забраться. Нужно внимательно просматривать все участки, на которых переключение скоростей будет оптимальным. На трассе или бездорожье всегда планируйте свой маршрут с небольшим опережением и рассчитывайте переключение передач заранее;
4. Независимо от своего физического состояния всегда поддерживайте единый каденс.

Любой велосипедист должен знать как правильно переключать скорости на велосипеде. Когда детям покупают велосипед, то они всегда интересуются, а сколько же у него скоростей. И чем больше число скоростей, тем лучше. Но опытные велосипедисты знают, что скорость-то у велосипеда зависит от седока, вернее, от работы его мышц. А исскуство грамотно переключать передачи — это качество хитрых профессионалов, которое позволяет выжать из машины в условиях пересеченной местности максимально возможные ресурсы.

Раньше было просто: у дорожного велосипеда была одна скорость. Поэтому на равнине все зависело от навыков самого велосипедиста, а для езды в горной местности приходилось приноравливаться к условиям рельефа: во время езды с холма велосипедист максимально разгоняет машину для того, чтобы въехать на следующую гору по инерции. Если же подъем затяжной, то велосипедист едет в гору до того момента, пока может вращать педали. Затем слезает с велосипеда и гордо идет рядом до вершины, чтобы снова продолжить путешествие вниз.

У современных велосипедов существует два блока шестеренок — передний (ведущие звезды) и задний (ведомые звезды). Крайне важно научиться в зависимости от характера езды выбирать верную передачу. Для начала следует усвоить несколько простых правил переключения передач:

1. Не нужно переключать передачи на неподвижном велосипеде. Это может привести к поломке переключателей.
2. Переключать передачи следует ещё до того, как у вас упала скорость перед труднопроходимым участком (например, песком или рыхлым снегом) или на подъёме.
3. Переключая передачи, не нужно сильно педалировать. Переключаться наиболее просто, если на цепь не поступает нагрузка и имеется запас по скорости.
4. При переключении нужно следить не образовался ли сильный перекос цепи. То есть, не следует использовать большую переднюю звездочку и большую заднюю. Реально следует использовать передачи: с маленькой звездой спереди до 4-5 звезды сзади, со второй передней — с 3-ей (2-ой) по 6-ую (7-ую), и с большой спереди — с 5-ую по последнюю 8- (9)-ую.

Теперь поговорим о выборе звезд. Нельзя зараннее точно сопоставить ту или иную передачу конкретным дорожным условиям. Конечно существует много формул, графиков и таблиц, но большая часть из них подсчитана для шоссейных велосипедов, хорошей погоды и гладкого асфальта. Стоит условиям измениться, и все расчеты насмарку. Выбор передач зависит от дороги или ее отсутствия, уклона трассы, температуры, состояния грунта, давления в шинах, ветра, от физического состояния велосипедиста, уровня адреналина и сахара в крови. Имеются и другие критерии, на которые могут ориентироваться велосипедисты. Один из них — частота педалирования. Известно, что оптимальная частота педалирования при движении по горизонтальной поверхности — например, у шоссейников — составляет в среднем 95 — 115 об/мин, а у кросс-кантрийщиков эта величина уже будет 70 — 90 об/мин. Но для любителей и велотуристов это всего лишь ориентир, а не правило. Не нужно пытаться стартовать сразу с высоких передач, сначала на низких передачах разогреваем мышцы, раскручиваясь до оптимальных передач. При выборе передачи, как в любом деле, велосипедисту нужно придерживаться «золотой середины», а не впадать в крайности. Медленный темп езды при больших передачах весьма вредно сказывается на состоянии коленных суставов. Если крутить педали очень часто, то снизится эффективность езды и быстрее наступит усталость. В тяжелых дорожных условиях (езда по грязи, песку, траве или снегу) передачи понижены из-за того, что требуется запас крутящего момента. Технические возможности переключателей не всегда позволяют резко перебрасывать цепь с малых звезд на большие. Для горных походов с рюкзаками обычно достаточно набора передних звезд, например, в 48, 38 и 28 зубов.

При езде протви ветра или в гору нужно переключаться на «пониженные передачи» близкие к 1:1). При этом наборе передач увеличивается частота педалирования, но падает скорость. При езде по равнине для поддержания скорости соотношение передач может быть 4:1. В гонке за мотоциклом может быть достигнута скорость более 100 км/час. В таких рекордных заездах велосипедистами используется передача с соотношением 8:1 и более. Однако обычно мышечной силы ног не хватает, чтобы с места раскрутить подобные шестерни. Даже спортсмены не используют передачи более 5:1, а предпочитают наращивать частоту педалирования.

DIY Электрическая система переключения скоростей для шоссейного велосипеда

При езде на шоссейном велосипеде особенно важно минимизировать изменения в необходимом усилии и скорости вращения педалей, для этого в зависимости от рельефа необходимо часто переключать скорости велосипеда. На бюджетных шоссейных велосипедах, естественно, стоит бюджетная система переключения, с ней лишний раз подумаешь, менять скорость или нет. Под катом то, как я это исправил.

Предыстория

Меня зовут Вячеслав. В коронокризис было скучно, поэтому я начал бегать. За 3 месяца пробежал 350 км и 02.08.2020 пробежал Московский полумарафон.

После бега решил попробовать шоссейный велосипед. Я, еще контактные педали в глаза не видевший, уже слоты на спринты к айронмэну на 2021 присматривал, такое бывает. Велосипед и оборудование выбирал самые бюджетные, поэтому простор для фантазии и доработок открыт.

Электронное переключение скоростей

В моем шоссейном велосипеде скорости переключаются на середине руля, поэтому для постоянного переключения нужно отпускать барана, это очень неудобно. В более дорогих системах переключения на самом баране, но там одна система стоит дороже, чем весь мой велосипед.

Моей задачей было с минимальными доработками и сохранением существующего варианта переключения сделать удобное и быстрое электрическое переключение параллельно.

Для прототипа использовалось то, что было под рукой. Измерив ход движения тросика(22мм) и необходимое усилие от родной системы, выбрал сервопривод ds3115mg.

Конструкция элементарная: батарея+Arduino nano+две кнопки+серво.

Кнопки подтянул к 5V через внутренний резистор.

Код Arduino

#include Servo myservo; int speedg = 1; int up = 1; int p = 0; void setup() < myservo.attach(9); pinMode(8, INPUT_PULLUP); pinMode(7, INPUT_PULLUP); >void loop() < if (digitalRead(7) == 0) < if (speedg >1) < speedg--; up = 0; >p = 1; > if (digitalRead(8) == 0) < if (speedg < 7) < speedg++; up = 1; >p = 1; > if (speedg == 1) < myservo.write(0); >if (speedg == 2) < if (up == 1) < myservo.write(75); >else < myservo.write(60); >> if (speedg == 3) < if (up == 1) < myservo.write(85); >else < myservo.write(80); >> if (speedg == 4) < if (up == 1) < myservo.write(97); >else < myservo.write(90); >> if (speedg == 5) < if (up == 1) < myservo.write(110); >else < myservo.write(103); >> if (speedg == 6) < myservo.write(120); >if (speedg == 7) < myservo.write(140); >if ( p == 1) < delay(300); p = 0; >>

Параметры подбирал. причем некоторые скорости для переключения вверх и вниз требовали разного угла поворота сервопривода.

Распечатал на 3D-принтере корпус для Arduino, серво и батареи. Прикрепил корпус к раме, тросик от серво соединил с тросом штатной системы(фото КДПВ, смотри выше).

Первые испытания показали живучесть системы, поэтому решил добавить фичи.

Добавив датчик Холла и магнит на ведущей звезде, получил датчик каденса, теперь могу менять передачи автоматически в зависимости от падения каденса.

Добавив 3-осевой гироскоп и акселерометр MPU6050, пришлось повозиться с калибровкой. Зная угол велосипеда, можем переключать передачи автоматически в горку и с горки.

В целом, автоматизация скорее отвлекает, имея две кнопки с моментальным переключением всегда удобнее самому менять скорость.

В планах

• Поменять микроконтроллер.
• Добавить датчик скорости вращения колеса.
• Добавить BTLE для синхронизации и передачи данных в STRAVA.
• Сделать корпус устройства в виде фонаря с дисплеем отображения текущей скорости и серво-приводом внутри.
• Заменить сервопривод на актуатор с обратной связью.

Внимание, вопрос

Как Вы считаете стоит ли попробовать это решение для выхода на краудфандинг?

Велокомпьютер с подключением к Strava+электронное переключение скоростей и все в корпусе фонаря с функцией фонаря+ автоматическое переключение от каденса или уклона. И все это за сумму менее $100

• Developing for Arduino
• DIY

Шоссейный велосипед: как переключать скорости?

Не многие вообще осознают смысл в передачах на велосипеде, так как на них невозможно развивать высокую скорость. Но такое мнение ошибочно — шоссейный велосипед позволяет разгоняться до высоких скоростных значений. Наличие различных скоростей значительно упрощает процесс передвижения. То есть основная функция заключается именно в удобстве езды.

На определенных скоростях необходимо постоянно вращаться педали, при этом они будут легко поддаваться нажиму. Другой же скоростной режим подразумевает более редкое вращение, требующее определенного усилия от спортсмена. Для понимания необходимости скоростей и методик их переключения лучше ознакомиться с самой системой поближе.

Что отвечает за переключение скоростей на шоссейнике

За регулировку требуемого от велосипедиста усилия и за изменение скоростного режима в велосипеде шоссейного типа отвечают пять основных составляющих: передняя ведущая комбинация звезд, кассета, цепь, сами переключатели и шифтеры. Каждая деталь должна обладать высокими параметрами качества, так как от них зависит характер езды велосипеда и продолжительность его функционирования.

Левая часть шифтеров отвечает за саму систему, а правая регулирует работу кассеты. То есть за резкое изменение нагрузки отвечает левосторонняя комбинация элементов, а правосторонняя за тонкую регулировку. Идеально подобранной передачей считается та, которая создает небольшое усилие для ног.

Как правильно переключать скорость на шоссейном велосипеде

Многие начинающие велосипедисты совершают кучу ошибок, которые по итогу могут привести к раннему выходу из строя всей системы. Очень важно, чтобы переключение скоростей было плавным, резкие рывки уж точно не смогут положительно сказаться на работе велосипеда. Правильная эксплуатация заключается в следующем:

· Переключение должно осуществляться только в движении, при вращении педалей;

· Нельзя перепрыгивать скорости и выбирать диагональное положение цепи — это создаст сильный износ;

· Следует предугадывать дальнейший путь, переключаясь заранее.

Быстрое и простое переключение скоростей могу обеспечить только качественные составляющие. Именно по этой причине необходимо приобретать комплектующие в проверенных местах. Fitness Place предлагает спортсменам не только качественные аксессуары, но и велосипеды известных брендов по привлекательной цене.

Как правильно переключать передачи на велосипеде

Велосипед появился как быстрое средство передвижения, но был рассчитан на выносливых ездоков и был далек от комфорта. На первых «беговелах» ездок сидел на раме и отталкивался от дороги ногами, даже такие привычные вещи как педали и седло появились не сразу. Современные модели, кроме прочих удобств, имеют трансмиссию, позволяющую при необходимости изменять усилие на педалях. Дальше мы рассмотрим конструкцию и объясним принцип переключения самого распространенного типа трансмиссий — цепной передачи. Она популярна в силу относительной простоты устройства и нетребовательности к уходу.

Большинство новичков при выборе своего первого велосипеда акцентируют внимание на количестве скоростей, считая, что чем больше передач, тем быстрее едет велосипед. Но скорость байка больше зависит от усилия на педалях, а не от количества передач. Обычный дорожный велосипед с единственной передачей по скорости не сильно уступает скоростному шоссейному. Так зачем же нужно много передач на велосипеде? Мы собираемся ответить этот вопрос, а также выяснить важные сопутствующие моменты.

Зачем нужны скорости на велосипеде

В автомобилях переключение передач необходимо для уменьшения нагрузки на двигатель и экономии топлива при изменении условий езды.

Переключение передач в велосипедной трансмиссии преследует ту же цель: уменьшить усилие на педалях и снизить утомляемость велосипедиста. Если вы неспешно катаетесь несколько раз в неделю по стандартному маршруту, то нагрузка на ваши мышцы более-менее равномерна и особой необходимости переключать передачи нет. Однако если вы ездите по сложной пересеченной местности на высокой скорости или увлекаетесь длительными покатушками, то следить за выбором правильной передачи чрезвычайно важно. Для определения нужной передачи нужно знать о таком понятии как каденс.

Каденс – количество оборотов педалей, выполняемых велосипедистом за одну минуту. Например, говорят: «каденс 90». Подразумевают езду в темпе 90 оборотов педалей в минуту. Также существуют такие понятия как высокий, низкий и оптимальный каденс:

• Низкий каденс – вы делаете мало оборотов в минуту но при этом усилие на педалях большое. Долго ездить в таком темпе небезопасно из-за огромной нагрузки на сердце и суставы!
• Высокий каденс – вы крутите педали очень быстро. Нагрузка на ноги небольшая, но толку от такой езды мало – двигаться с черепашьей скоростью не очень приятно.
• Оптимальный каденс – удобный лично вам темп педалирования, позволяет не очень уставая ехать далеко и долго. Вы едете в свое удовольствие, но при этом ваши мышцы и суставы не перегружаются и тренируют выносливость. Для любителя считается оптимальным каденс 60-70 в начале сезона и спустя пару месяцев непрерывного катания можно педалировать с каденсом около 90-100. Спортсмены, выполняющие регулярные тренировки, способны поддерживать оптимальный каденс больше 100.

Переключая передачи, вам легче поддерживать постоянный каденс на всем пути, независимо от того, двигаетесь вы в гору, со встречным ветром или мчитесь по ровному асфальту. Велолюбитель должен постоянно следить за поддержанием каденса. Для этого удобно использовать велокомпьютер с возможностью подсчета каденса.

Как узнать, сколько скоростей у велосипеда

В настоящее время практически любой велосипед оснащен системой переключения передач. Обычно их бывает от 6 до 33. Для шоссейного или горного велосипеда разумной нормой являются 18-27 передач. Часто даже городские или дорожные велосипеды также имеют переключатели передач, для данного типа велосипедов достаточно 6-7 скоростей.

Чтобы определить количество передач, нужно умножить количество передних и задних звезд. Например, на шатунах велосипеда закреплено 3 звезды и на кассете заднего колеса вы видите 7 звездочек, такой велосипед имеет 21 передачу. Большее количество передач, вплоть до 33, необходимо в редких случаях и требует более аккуратного обращения а также значительно усложняет и удорожает велотрансмиссию.

Рассмотрев понятие оптимального каденса, перейдем к изучению техники переключения передач.

Как правильно переключать скорости на велосипеде

Мы уже поняли, почему важно сохранять постоянный каденс. Но двигаться, например, по грунту гораздо тяжелее, чем по асфальту и чтобы каденс на грунте не снижался, на грунте следует понижать передачу. Нужно знать, что переключение на одну передачу на ведущей звезде меняет усилие на педалях в 2-3 раза быстрее, чем если бы вы переключились на одну передачу на ведомых звездах. Переключение передних звезд резко изменяет нагрузку на трансмиссию и ваши мышцы, поэтому их переключают гораздо реже, чем задние.

Ведущие звезды задают основной темп педалирования, и переключать их нужно при быстром изменении условий движения. Маленькая ведущая звезда предназначена для езды в гору и включается заблаговременно перед началом подъема. Самая большая ведущая звезда предназначена для движения на качественном покрытии с высокой скоростью или для спусков. Обычно спереди есть третья звезда посредине, для стандартных условий движения. Задние ведомые звезды нужны для тонкой подстройки усилия педалирования.

Если вы видите перед собой участок вязкого грунта или подъем, нужно заблаговременно перейти на меньшую ведущую звезду. Вы можете сделать это перед самым подъемом, а если подъем небольшой, можно включить пониженную передачу заранее и, повысив каденс, разогнаться чтобы пройти подъем по инерции.

На спуске вы можете переключиться на большую ведущую звезду для лучшего разгона.

Переключатели передач – достаточно нежные механизмы, при неправильном использовании быстро изнашиваются. Нужно знать простые правила для поддержания работоспособности трансмиссии велосипеда:

• Сильный перекос цепи по диагонали вреден и способствует быстрому износу цепи, а также требует дорогого ремонта с заменой звездочек. Как нужно правильно сочетать комбинации звездочек, показано на рисунке ниже. Чем больше передняя ведущая звезда, тем меньшие ведомые звезды сзади следует с ней использовать. Две самых маленьких задних ведомых звезды следует использовать с самой большой передней ведущей звездой. Две самых больших ведомых звезды предназначены для использования в паре с маленькой ведущей звездой впереди.

• При переключении передач вы продолжаете вращать педали, но при этом нельзя сильно давить на педали. Если вы переключаете переднюю ведущую звезду, то вообще снижайте усилие на педали, для избегания рывков. Запрещается щелкать передачами – это вызывает поломку переключателей. Простое правило: за один оборот педалей можно переключиться на одну передачу. Некоторое оборудование позволяет переключать сразу по несколько передач, но для новичка правильно переключиться таким способом сложно.

• Профессионал переключает передачи бесшумно. Слышите один легкий щелчок при переключении – отлично, вы все сделали правильно. Если передача переключается с множественным хрустом, резким треском то одно из двух: вы переключаетесь неправильно, либо у вас изношенная разрегулированная трансмиссия.
• Чем больше передач у вашего велосипеда, тем более тщательно вы должны следить за чистотой и состоянием звезд и цепи. Ограничение на физические размеры заставляет конструкторов на велосипедах с большим количеством передач применять более тонкие звезды, цепи и некоторые другие детали. Все зазоры у многоступенчатых трансмиссий меньше, а детали компактнее, поэтому чувствительность такой конструкции к загрязнению выше, а износ происходит быстрее.

В конце хотелось бы сказать, что если вы собираетесь покупать скоростной велосипед, то вам просто необходимо научиться правильно использовать переключатели передач. Ведь при катании вы прикладываете физические усилия, и правильная техника дает не только удовольствие от процесса, но и безопасно укрепляет ваш организм, повышает вашу выносливость. Приобретайте опыт и переключение передач будет происходить у вас на подсознательном уровне, а вы перестанете расходовать силы впустую.

Данная статья дает базовые знания о механических трансмиссиях. Материал в большинстве случаев неприменим по отношению к системам с планетарной втулкой и другим автоматическим трансмиссиям велосипеда.