Передние переключатели скоростей

В этой статье рассказывается обо всех существующих вариантах передних переключателей, различных нюансах их установки и настройки.

Как работают переключатели

На большинстве современных велосипедах установлены системы переключения передач (дерайлеры). Принцип переключения основан на перекидывании цепи с одной шестерёнки на другую.

На первый взгляд конструкция переключателей скоростей кажется сложной, но в действительности всё очень просто, и основано по большей части на физическом усилии. Особенно это относится к переднему переключателю.

Передний переключатель скоростей состоит из стальной рамки, которая перемещается в поперечной плоскости. Раньше, в старых переключателях рамку двигал специальный поршневой механизм. В современных конструкциях для уменьшения трения используется параллелограмм.

Процесс переключения основан на боковом смещении цепи. Рамка толкает цепь в бок, в результате чего она начинает двигаться под углом к ведущей звезде. В тот момент, когда угол становится чрезмерно острым, цепь больше не может удерживаться на шестерёнке и соскакивает вниз на соседнюю меньшую звезду.

Когда требуется переключение с меньшей звезды на большую, процесс проистекает немного иначе. Цепь прижимается рамкой к соседней звезде и возникает трение. Затем цепь подхватывается зубцом большей звезды и переходит на неё окончательно.

Современные ведущие звёзды оборудованы специальными штырьками, скосами и бортиками по бокам, чтобы подхват цепи происходил заметно быстрее при переключении на большие шестерёнки.

Штырьки и бортики помогают цепи зацепиться при переключении на большую звезду.

Передний переключатель скоростей перебрасывает верхнюю часть цепи, задний работает с нижней. Основное усилие передаётся от педалей к задним звёздам именно по верхней части цепи, поэтому в том случае, если к педалям прилагается большое усилие, натяжение цепи сильнее обычного и её сложнее согнуть в бок для переключения. Именно поэтому при использовании переднего переключателя требуется ослабить усилие на педалях. Задний переключатель практически не зависит от натяжения цепи, поскольку работает с более свободной, нижней её частью.

Установка

Существует 5 различных типов креплений переднего переключателя, зависящих от диаметра подседельной трубы рамы:

• 1 1/8" (28,6 мм) хомут. Стандартный тип крепления для большинства шоссейных и старых горных велосипедов.
• 1 1/4" (31,8 мм) хомут для установки на более широкие подседельные трубы.
• 1 3/8" (34,9 мм) хомут для установки на подседельные трубы увеличенного диаметра. Общепринятый стандарт для алюминиевых рам.
• «Напаяные» модели с внешними креплениями на трубе (англ. «Braze-on»). Крепятся на специальную шлицевую пластину, которая напаевается, прикручивается винтом или приклеивается к раме. Подобное крепление ограничивает в выборе размеров ведущих звёзд. Переключатели с напаяным креплением ограничены по высоте, и её не всегда хватает для установки определёного диаметра шестерёнки.
• Модели «E-type» компании Shimano со специальным креплением на каретку. Подобные переключатели также нуждаются в дополнительном стабилизирующем креплении на подседельной трубе. Переключатели E-type не регулируются вовсе, поэтому нужно точно знать, для каких звёзд приспособлен имеющийся экземпляр.

Подведение троса

При нижней тяге трос подходит к анкерному болту снизу от каретки, при верхней — спускается вниз вдоль подседельной трубы.

• Обычные передние переключатели предназначены для подведения троса снизу, то есть с нижней тягой (англ. «bottom pull»). В этом случае трос проходит к переключателю снизу вверх от каретки.
• Существуют переключатели с верхней тягой (англ. «top pull»), где трос спускается вниз к переключателю вдоль подседельной трубы. Подобные переключатели часто устанавливаются на горные велосипеды для предотвращения разрыва троса при ударе кареточным узлом, или ухудшения переключения передач при загрязнении троса из-под переднего колеса.
• В некоторых старых конструкциях переключателей в нижней части нижней трубы рамы рубашка троса образовывала петлю, прежде чем подойти в упор. Но подобные системы уже не используются с середины 70−х годов. К счастью установить современный переключатель в этом случае несложно. Старый упор для рубашки троса просто обходится стороной, протягивается наверх к переключателю и фиксируется анкерным болтом.

Если есть необходимость защитить покраску рамы в области каретки, для этого существуют несколько простых способов.

• Самый простой способ — использовать кусок рубашки троса длиной примерно 50−75 мм под кареточным узлом. Для фиксации рубашки не потребуются специальные упоры, она будет надёжно закреплена под воздействием силы натяжения троса.
• Более изящный метод — воспользоваться специальной пластиковой направляющей. Иногда такие направляющие крепятся при помощи небольшого винта. В этом случае потребуется снять каретку, просверлить отверстие диаметром 5 мм и нарезать резьбу. Но более современные направляющие просто приклеиваются к каретке снизу. Надёжному креплению детали, опять же, помогает сила натяжения троса.

Большая ведущая звезда

Чем ближе к зубцам шестерёнки установлен передний переключатель, тем лучше он работает. В частности, изгиб нижней грани внешней части рамки должен максимально совпадать с профилем большой звезды.

В том случае, если на переключатель устанавливается шестерёнка большего диаметра, чем он рассчитан, задняя часть рамки подойдёт слишком близко к звезде ещё до того, как передняя её грань приблизится к шестерёнке для переключения.

Если наоборот, установить звезду меньшего размера, чем предполагается, передняя грань рамки будет слишком близко в тот момент, когда задняя часть останется ещё слишком далеко от шестерёнки. От этого не пострадает само переключение передач, но потребуется тонкая настройка переднего переключателя.

Несовместимые с переключателем звёзды могут вполне сосуществовать на фрикционных системах переключения передач, но с индексными системами могут возникнуть проблемы. Например, на модели Shimano STI.

В том случае, если в качестве ведущей требуется установить звезду большего размера, всегда можно вручную подправить внешнюю грань рамки при помощи шлифовального диска.

Двух- или трёхскоростной

Двухскоростной (слева) и трёхскоростной (справа) передние переключатели скоростей.

Современные переключатели скоростей существуют как в двух-, так и в трёхскоростной модификации. Конструктивно они отличаются формой переключающей рамки.

• У двухскоростного переключателя внутренняя грань рамки лишь немного выступает вниз относительно внешней.
• Внутренняя грань трёхскоростного переключателя спускается заметно ниже, чем внешняя. Выступающая часть помогает переключиться с самой маленькой звезды на среднюю.

Двухскоростные переключатели вполне справляются и с тремя ведущими звёздами, но в том случае, если средняя звезда гораздо меньше большой, то переключение с маленькой шестерёнки на среднюю будет даваться с большим трудом. Подобные переключатели рекомендуется использовать со средней звездой, примерно на 3−5 зубцов («на пол шага», англ. «half-step») меньше большой. В этом случае переключение с тракторной звезды на среднюю будет корректным.

У современных трёхскоростных переключателей может возникнуть проблема взаимодействия нижней выпирающей части и самой маленькой звезды при использовании «полушаговой» системы (когда средняя звезда всего на несколько зубцов меньше большой). Трёхскоростные переключатели как правило рассчитаны на строго определённую разницу между средней и большой шестерёнками.

• «10−скоростные» системы Shimano оптимизированы на разницу между звёзд 13 зубцов. Например, 52−39.
• Большинство других передних переключателей Shimano настроены на разницу между средней и большой звёздами 10 зубцов.

Удивительно, но размер самой маленькой «тракторной» шестерёнки практически не влияет на характер переключения. В связи с этим многие велосипедисты устанавливают вместо 30−зубцовой третей звезды более мелкую.

7, 8, 9, 10 скоростей…

Многие передние переключатели рассчитаны на работу с определённым набором скоростей сзади. Но это по большей части рекламный ход, не имеющий ничего общего с механикой. Практически любой передний переключатель корректно работает с любым набором передач.

В действительности, для работы с большим количеством задних звёзд в кластере, и как сдедствие, с менее широкой цепью, на передних переключателях устанавливаются более узкие рамки. Но на практике это не вызывает никаких проблем.

Шоссейные и горные переключатели

Соотношение хода троса и движения переключателя скоростей различается у передних переключателей Shimano для шоссейных и горных велосипедов. Это может вызвать проблему, например, при использовании шоссейного переключателя с вертикальным рулём или переключатель для горного велосипеда совместно с гнутым шоссейным рулём. Это относится к дискретным переключателям скоростей. Например, Shimano STI или RapidFire.

Для старых фрикционных систем это не является проблемой. Например, для концевых переключателей или переключателей, расположенных на нижней трубе. Также, данное различие не влияет на работу переключателей Campagnolo Ergo.

Для работы с шоссейными звёздами (52−42−*) и рычагами переключения RapidFire, предназначенные для установки на вертикальный руль, компания Shimano выпустила одну модель — R440.

Тонкая настройка

В момент переключения передач и перемещения рамки переключателя в стороны, угол направления цепи спереди изменяется. В результате для корректной работы требуется некоторая доводка переднего переключателя.

Например, мы начинаем движение с самой нижней передачи сзади и с самой маленькой ведущей звезды спереди. Далее, для повышения скорости, мы начинаем переключать задние звёзды, выбирая всё более маленькие шестерёнки, то есть повышенные передачи. В какой-то момент перекос цепи оказывается слишком большим, и цепь начинает цеплять за внешнюю грань рамки переднего переключателя, издавая тем самым характерный звенящий звук и царапая рамку при продолжительном трении.

В старых фрицкионных системах достаточно было просто чуть сдвинуть рамку переключателя назад, нажимая на рычаг переключения.

Современные дискретные системы ограничены шириной шага (клика). Самые первые модели индексных переключателей не давали возможности тонкой подстройки путём небольшого сдвига рычага назад, но большинство современных позволяют это сделать.

В большинстве случаев, если размер ведущих звёзд подобран под опредедённую модель переключателя, плюс к этому сам дерайлер отрегулирован предельно корректно — дополнительная доводка в процессе переключения не требуется.

Если же ведущие звёзды устанавливались самостоятельно под собственные нужды, возможны проблемы с дискретными переключателями. В этом случае поможет установка концевых переключателей, грипшифтов (GripShift) или переключателей Campagnolo Ergo. Перечисленные переключатели скоростей — исключительно задние. При этом они не являются фрикционными, поскольку переключаются пошагово. Но шаг при этом небольшой и позволяет тонко подстроить поведение переднего переключателя.

Нужда в подобной настройке сильно зависит от длины нижних перьев рамы: чем они короче, тем сильнее требуется подобная доводка, поскольку угол отклонения цепи от прямой будет больше в зависимости от перемещения цепи по задним звёздам. Здесь стоит отметить, что лигерады в этом смысле имеют колоссальное преимущество, поскольку из-за особенно длинной цепи угол отклонения практически не зависит от выбранных передач.

Как пример прямой противоположности лигерадам, у многих гоночных велосипедов предельно короткие нижние перья рамы, и в этом случае доводка переднего переключателя будет необходима. Кстати, многие ошибочно полагают, что велосипед с короткими нижними перьями становится значительно быстрее и манёвренней обычного.