Тормоза на велосипед: сравнение дисковых и ободных

Особенности ободных тормозов, преимущества и недостатки

Что такое ободные тормоза? Это две фрикционные накладки с очень высоким коэффициентом трения. Усилие закрывания колодок на ободе передается рычагом на руле по тросу. Когда рычаг нажат, правильно отрегулированные колодки сближаются, блокируя обод велосипеда, тем самым останавливая движение. Такие тормоза бывают трех типов, которые отличаются друг от друга главным образом своим применением в разных условиях эксплуатации.

• Консольный. Они используются очень редко, в основном на моделях велокроссовых спортивных мотоциклов.
• Тормоза суппорта. В основном они используются на шоссейных велосипедах.
• U-тормоз. Это мини-тормоз. В основном они устанавливаются на BMX.
• V-brake. Самая популярная модель ободных тормозов. Название происходит от V-образных тормозных рычагов.

Но к работе ободных тормозов есть много претензий, связанных как с эксплуатационным состоянием байка, так и с его конструктивными особенностями.

«Минусы» v-brake тормозов

1. Плохое торможение на мокрой и грязной дороге
2. В грязных условиях на дороге как тормозные колодки, так и колесные диски подвергаются большему износу — грязь действует как абразив, стирая материал колодок и металл.
3. В случае дисбаланса колеса и образования «восьмерки», связанной с неравномерным натяжением спиц, отдельные сегменты колеса постоянно трутся о тормозные колодки.
4. Постоянная регулировка пружин рычага для экстремальных условий вождения.
5. На длинных спусках, когда необходимо постоянно снижать скорость, обод сильно нагревается, что может даже вызвать разборку покрышки из-за размягчения резины.
6. Специальное пространство на ободном тормозе предотвратит установку на велосипед широких ободов и шин.

Справедливости ради следует отметить, что неудовлетворительная работа накладок обода в 90% случаев зависит не от их низкого качества, а от неправильного монтажа и регулировки.

«Плюсы» ободных тормозов вибрейк

1. Низкая цена
2. Легкий
3. Простота конструкции и относительная простота обслуживания
4. Возможность ремонта вне специализированных мастерских, буквально в дороге, в полевых условиях.
5. Плюс бюджетная взаимозаменяемость и дорогие тормоза при минимальном навыке.
6. Широкое использование тормоза и относительная возможность приобретения как нового тормоза, так и его компонентов (рычаги, тросы в оболочке, колодки сцепления на тормозных рычагах-колодках).

Дисковые тормоза: особенности эксплуатации, плюсы и минусы

Дисковый тормоз работает так же, как его аналог на автомобиле: сила элемента управления (рычаг на руле велосипеда, педали на автомобиле) передается по тросу или гидравлике на дисковый ротор. Это позволяет ободу оставаться холодным из-за отсутствия трения при торможении, в отличие от использования накладок обода при вибрации, поскольку тормозной диск практически прикреплен к оси колеса и вращается вместе с ней.

Благодаря тому, что внешняя часть колеса не вмешивается при торможении, езда разрешена даже при наличии «восьмерки». Хотя, конечно, их нужно своевременно исправлять, своевременно подтягивая или ослабляя необходимые спицы.

Единственное, чего следует опасаться при использовании дискового тормоза на велосипеде, — это проникновение масла в рабочую поверхность, поэтому этому параметру следует уделить особое внимание.

В этом случае эффективность торможения снижается в несколько раз, для восстановления способности колодок блокировать тормозной диск их необходимо снять и смочить, затем просушить в спирте или ацетоне. Велосипедные дисковые тормоза практически не боятся грязи и воды, трещины и отверстия в диске позволяют устранить их при нажатии на тормозную колодку.

Наиболее важным положительным фактором при использовании дисковых тормозов является их модуляция: чувствительность к давлению тормозного рычага, расположенного на рулевом колесе. Отзывчивость ощущается сразу же, когда вы переключаетесь с велосипеда с ободными тормозами на велосипед с дисковыми тормозами. Обода имеют большую потерю силы в системе пружинных тормозных колодок троса рычаг-кожух-обод. Обратной связи нет, рука ощущает не давление колодок на обод, а сопротивление движению троса и пружин.

Поэтому, глядя на сильные стороны велосипедных дисковых тормозов, следует отметить

• Возможность выхода за пределы наличия или отсутствия «восьмерки»
• При дисковых тормозах обод не перегревается при длительном торможении (длительные спуски, сложные и ухабистые участки дороги)
• Возможность использования в сложных и нестандартных условиях.
• Длинный по сравнению с кругом — иногда продолжительность.
• Хорошая модуляция

В случае дисковых тормозов модуляция является прямым следствием давления колодок на тормозной диск. Ваши пальцы даже ощущают легкие щелчки отверстий для дисков на тормозной колодке.

К недостаткам дисковых тормозов часто относят

• Стоимость как системы в целом, так и отдельных ее частей выше, чем ободных тормозов.
• Возможность ремонта только в мастерской: для снятия ротора и тормозной системы требуется специальный инструмент.
• Значительное добавление веса к общему весу велосипеда.
• Отсутствие универсальных деталей.
• Негативное влияние на ступицу колеса при торможении дисковым тормозом из-за разнонаправленного вектора силы.

Отсутствие универсальности в деталях и способах их установки — это, пожалуй, самый большой «недостаток» дисковых тормозных систем. В свое время компании-производители не могли договориться о едином стандарте, поэтому во всем разнообразии моделей, продаваемых на рынке, практически невозможно найти запчасть от одной компании, которая подошла бы к велосипеду, производимому другой.

Даже поставить дисковый тормоз на байк с уже установленной ободной тормозной системой не получится, хотя бы просто из-за отсутствия посадочного места на оси колеса для тормозного диска. Доступные в продаже редкие модели с возможностью сдвоенной конфигурации с разными тормозными системами являются редким исключением и их цена существенно отличается от бюджетной.

Дисковые тормоза – как передается усилие с тормоза на обод

Переходя к более интересной области, если в случае ободных тормозов тормозится сам обод, то в случае дисковых тормозов ситуация намного сложнее. Тормозное усилие прилагается к ступице, на которой закреплен тормозной диск, и к оси ступицы. Затем тормозное усилие передается на обод через спицы. Кроме того, тормозная сила не направляется к центру втулки, а действует сбоку. Это еще одно различие между ободными тормозами и дисковыми тормозами, в их случае сила прилагается в центре.

Еще один интересный эффект дисковых тормозов показан на иллюстрации выше. Из-за того, что диаметр ротора значительно меньше диаметра обода, небольшое скольжение тормозного диска приводит к заметному перемещению колеса.

Все самое интересное начинается, если тормозное усилие на дисковых тормозах велико — конструкция начинает заметно ездить. Это особенно чувствуется на переднем колесе, когда эта сила прилагается к вилкам. Задние перья у велосипедов жестче, а обзор меньше.

Чтобы байк не ездил, конструкции добавляют жесткости. К примеру, с сайлентблоками все знакомы — заменены эксцентрики на оси (чем толще, тем лучше). К вилке добавлено дополнительное усиление.

Более того, это во многом искусственная проблема: дисковые тормоза пришли на велосипед из мира мотоциклов и автомобилей. Там конструкция колес совершенно другая, по сути, речь идет о монолитной конструкции, в случае с автомобилем она совмещена и симметрична. И плечо приложения силы к тормозному диску существенно не отличается от приложения силы к ободу.

Уловки дисковых тормозов полностью проявляются на жестких вилках, типичных для шоссейных велосипедов, гонщиков по гравию и турингов. Дисковые тормоза противоречат концепции, согласно которой вилка и рама велосипеда должны действовать как амортизатор.

Велосипедная вилка — как и геометрия, материалы велосипедной вилки влияют на управляемость, комфорт и скорость

Рама велосипеда: как геометрия и материалы рамы велосипеда влияют на управляемость, скорость и комфорт

Особенности, минусы и плюсы ободных и дисковых тормозов

Дисковые тормоза — улучшение эффективности работы на практике

При настройке дисковых тормозов важно иметь адекватные ожидания, то есть очень желательно испытать, как работают аналогичные тормоза. Без возможности сравнения сложно правильно отрегулировать дисковые тормоза.

Базовый список начальных действий:

• Проверить совместимость тормозов и тормозных рычагов, бывает, что продавцы или производители поставляют условно совместимые комплектующие;
• Проверьте все настройки тормозов и тормозных рычагов, возможно, в велосервисе. Тормозная система также включает тормозные тросы и кожухи.

Далее необходимо понять, возможно ли в принципе улучшить работу этих тормозов до необходимого уровня торможения в текущей конфигурации. Если есть возможность, то поменяйте тормозные колодки, если не поможет, поменяйте тормозные диски, возможно увеличив их диаметр. Кроме того, уже необходимо учитывать другие тормоза и тормозные рычаги. Как правило, смена колодок дает о себе знать, кроме того, важно понимать, что на шлифовку роторов и колодок нужно время.

Дисковые тормоза — влияние диаметра тормозного ротора на торможение — видео

И в заключение видеоиллюстрация, написанная на примере изменения диаметра ротора дискового тормоза.

Дисковые тормоза — влияние диаметра тормозного ротора на торможение

Российский рынок гравия и туризма расположен в гравийном секторе России. Приведена структура велосипедного рынка, марки гравия и туров, доступные в России, и их дистрибьюторы. Описан ассортимент основных производителей велосипедов: типы предлагаемых велосипедов, их характеристики, например, какие материалы рамы используются.

В подробном материале описана сезонность поставок велосипедов. Два материала о ценах — о стоимости гравия и туров по России — примерно от 50 000 рублей, и о самых дешевых велосипедах для путешествий и велопутешествий (20-40 000 рублей).

Как выбрать гравел или туринг

Выбирая байк, нужно ответить на несколько простых вопросов о том, как вы планируете ездить. Вопросы и комментарии к возможным ответам записаны в двух текстах на GRAVELO.

1. Возникают очевидные вопросы: какие маршруты вы планируете путешествовать, какие ежедневные и общие расстояния, автономность путешествия, какова облегченность путешествия…
2. Менее очевидно: собираетесь ли вы ездить компанией или в одиночку, в каких целях, в какое время…

Ответы на эти вопросы могут прояснить для вас очень важный момент: какой багаж вы собираетесь взять с собой на велосипед. Вес вашего багажа во многом определяет оптимальный для вас тип велосипеда…

Тормоза на велосипеде — принципы торможения

Начнем с клише. Торможение на велосипеде осуществляется за счет силы трения в двух местах: в тормозах и между шинами и дорогой.

Сначала мы поговорим о торможении при торможении, именно оно во многом определяет эффективность торможения. Отдельно остановлюсь на поведении шин на дороге.

Чтобы понять работу тормозов, вам понадобятся две простейшие формулы из курса физики 7-го класса, раздела базовой механики.

Тормозное усилие определяется по формуле F = k * N, где:

• F — сила торможения (в данном случае сила трения);
• k — коэффициент трения;
• N — сила реакции.

Коэффициент трения k определяется по 3-4 параметрам:

• Материалы контактных элементов (тормозной диск и тормозная колодка в случае дисковых тормозов) и их взаимодействие;
• Площадь контакта тормозной колодки и диска;
• Тормозной диск и шлифовка колодок;
• Внешние факторы, такие как дождь или грязь, тепло от длительного торможения, износ.

Захваты могут состоять из двух движущихся частей или одной части.

N — сила реакции — это тормозная сила, действующая на суппорт, в зависимости от типа и класса тормозов. Следовательно, гидравлические тормоза обеспечивают большее усилие, чем механические тормоза. При этом однотипные тормоза могут давать очень разные усилия, все определяется конкретной реализацией.

Следовательно, есть два способа улучшить торможение: улучшить контакт колодок с дисками и / или увеличить тормозное усилие.

Вторая формула вытекает из того факта, что колесо вращается, и не сила замедляет, а момент силы. Снова простейшая формула: M = F * h, где:

• М — момент силы;
• F — тормозная сила (трение) из приведенной выше формулы,
• h — сила плеча.

В случае дисковых тормозов плечо силы h является радиусом тормозного диска — ротора. Стандартные тормозные диски бывают разных диаметров (140 мм, 160 мм, 180 мм и 203 мм) и некоторых менее распространенных (170 мм, 185 мм, 200 мм и 220 мм). Увеличение диаметра диска — третий способ улучшить торможение.

Дисковые тормоза обычно адаптируются к диаметру диска с помощью переходников.

Дисковые тормоза — как улучшить торможение

Следовательно, есть несколько способов улучшить торможение.

1. Подбор материала тормозного диска;
2. Подбор материала колодки;
3. Увеличение площади колодок (теоретически);
4. Увеличение диаметра тормозного диска;
5. Повышенное усилие на тормозах (на суппортах);
6. В случае однопоршневых тормозов (движется один суппорт) переключение на два поршня.

Ободные тормоза, отличия от дисковых тормозов

В случае ободных тормозов торможение также происходит за счет трения, но между ободом и тормозными колодками.

Сила трения также зависит от тех же 4 параметров:

• Материалы контактных элементов (диски и тормозные колодки);
• Площадь контакта обода и тормозных колодок;
• Протерт обод и тормозные колодки. Сюда же соседствует отсутствие восьмерки;
• Внешние факторы идентичны дисковым тормозам: дождь или грязь, жар от длительного торможения, износ обода и тормозных колодок.

Но с моментом силы ситуация кардинально иная. Тормозное усилие ободных тормозов прилагается непосредственно к ободу. Диаметр обода 700c (28 дюймов / 29 дюймов) составляет 622 мм, обода 650b (27,5 дюйма) — 584 мм, что означает, что силовой рычаг в этом случае в 3-2,5 раза больше, чем у 203-миллиметровых дисковых тормозов. То есть для достижения примерно такого же эффекта торможения нужно прикладывать значительно меньшее усилие в точке контакта, а также понимать, что линейная скорость в точке контакта тормозных колодок больше.

Выбор между механикой и гидравликой: что лучше

Механической системе передачи импульса силы на тормозную колодку путем нажатия на рычаг и перемещения троса в колпачке более десятка лет. Технология отработана и достигла определенного предела развития.

Особенности этой системы знакомы каждому, осталось только вспомнить основные принципы ее работы:

1. При нажатии ручки рычага на руле велосипеда усилие передается на трос, его поступательное движение начинается внутри корпуса в направлении водителя.
2. Потянув за тормозной трос за конец, противоположный рычагу, на ступице колеса, тормозная колодка в суппорте приводится в движение.
3. Тормозная колодка, прижатая к диску ротора, предотвращает вращение велосипедного колеса
4. Когда действие рычага на рулевом колесе ослабляется, тормозная колодка оттягивается от тормозного диска пружиной.

Здесь меньше приводов от руки к ротору, чем у V-Brake, поэтому модуляция кажется «живой».

Но затем начинаются «интересные вещи» в виде удлинения троса и его затрудненного перемещения внутри оболочки. Иногда даже заторы — если условия эксплуатации были близки к экстремальным, как в случае с грунтовыми дорогами в сельской местности. А если второй обработать смазкой, вводимой с течением времени, выдергивание троса можно до некоторой степени компенсировать поворотом регулировочных опорных винтов. И вы можете регулировать их до тех пор, пока хватит резьбы винта. Значит нужно поменять кабель.

Гидравлическая тормозная система велосипеда полностью избавлена ​​от этих недостатков. Правда, избавившись от одних, она, как часто бывает, обзавелась другими.

Видео. Механика vs гидравлика

Гидравлическая система и её элементы

1. Емкость с маслом или специальной тормозной жидкостью.
2. Маслопроводы высокого давления.
3. Поршни тормозного цилиндра и сам тормозной цилиндр.

Действие гидравлического тормоза в дальнем приближении аналогично действию механического тормоза, только вместо троса, движущегося в оболочке, после воздействия на тормозной рычаг на рулевом колесе на тормозную жидкость передается импульс силы. Его сжатие через трубопровод действует на силовые поршни, которые, перемещаясь в цилиндре, передают усилие на тормозные колодки, останавливая велосипед.

Среди преимуществ перед механической дисковой тормозной системой у гидравлических тормозов более плавный ход колодок, чувствительная модуляция и полное отсутствие люфта.

Но регулировка гидравлических тормозов уже требует определенного навыка, приобретенного в процессе обучения или длительной экспериментальной практики.