В данной статье из цикла "велоликбез" я расскажу о немаловажной составной части любого велосипеда, напрямую влияющую на безопасность - а именно о велосипедных тормозах.
Будут описаны как и распространённые сейчас типы этих механизмов так и экзотические, а так же устаревшие, исторические конструкции.
Колодочные тормоза, они же "ложечные"
Самый древний тип велосипедных тормозов, который появился до появления т.н. "безопасного велосипеда", прямого предка современных.
Принцип действия их крайне прост: над колесом (обычно передним) установлен шток с тормозной колодкой. При помощи привода, обычно рычажного (тросовый еще тогда не изобрели) эта колодка прижимается к велосипедной шине осуществляя торможение. Обычно колодку выполняли в виде металлической "ложки", отсюда и второе название этих тормозов.
Достоинством данной конструкции была ее простота, особенно в условиях технологий конца 19 и начала 20 века. Недостатками - то что колодка при торможении истирала дорогостоящую покрышку, и потеря эффективности при попадании влаги и грязи.
Колодочные тормоза можно увидеть на немногих сохранившихся в частном пользовании велосипедах 40-50 годов. Как правило на них они использовались в качестве резервного переднего тормоза.
Тормозная втулка, она же "втулка Торпедо"
Данная конструкция была разработана в конце 19 века вскоре после появления т.н. "безопасного" велосипеда. На первых моделях этих велосипедов педали всегда находились в зацеплении (через цепь) с задним колесом, как на современных "фиксах". Это с одной стороны позволяло ездоку создавать тормозное усилие, а с другой - делало езду очень неудобной.
Вскоре в заднюю втулку добавили храповой механизм свободного хода. Езда с ним стала более комфортной, но возможность торможения педалями пропала. Потребовалось ставить ручные тормоза, например вышеприведенные колодочные.
И вот в в 1903 году немецкий механик, велогонщик Эрнст Закс запатентовал новую конструкцию втулки заднего колеса со свободным ходом и внутренним тормозным механизмом оснащенную шариковыми подшипниками. Впоследствии она получила название «Torpedo».
По принципу действия данный тормозной механизм является барабанным. В нем есть два набора роликов. Один (19) при ходе вперед заклинивает между приводным конусом (14) и самой втулкой (3) обеспечивая передачу момента от педалей на колесо. При свободном ходе эти ролики никак не мешают вращению втулки. Второй набор роликов (8), при обратном ходе педалей, расклинивает металлические тормозные колодки (5), прижимая их к поверхности втулки. Сами колодки механически соединены с велосипедной рамой при помощи неподвижного конуса (2) и "лапки" (21).
Существуют и другие варианты исполнения данного механизма, но общий принцип действия остался неизменным, вращаем педали вперед - едем, поворачиваем назад - тормозим.
Достоинством данной конструкции является:
- Простота производства (при отработанной технологии);
- Отсутствие истираемых поверхностей, за счет работы в смазке, втулка может служить практически "вечно";
- Простота в эксплуатации;
- Отсутствие дополнительных приводных механизмов как рычаги, тросы;
- Тормоза хорошо совместимы с планетарными втулками переключения передач.
Недостатков правда тоже много:
- Втулка ставится только на заднее колесо, которое при торможении разгружается и начинает идти "юзом", что снижает эффективность торможения;
- Потеря эффективности при длительном торможении из за перегрева, поэтому в велоспорте такие втулки не прижились;
- При некоторых положениях педалей ездок не создаст достаточного тормозного усилия;
- Большой ход педалей для срабатывания тормоза;
- Тормоза не совместимы с "классическим" велосипедным механизмом переключения передач из за наличия в его составе подпружиненного ролика натяжителя цепи. Он просто не даст нормально передать тормозное усилие на звездочку. Впрочем есть же планетарный механизм;
- Потеря тормозов при обрыве или слете цепи, поэтому ножной тормоз всегда стараются дублировать ручным передним;
- Повышенная нагрузка на спицы при торможении.
Исходя из этого списка плюсов и минусов тормозные втулки типа "торпедо" сейчас остались в основном на городских, складных и детских велосипедах. Словом там где нужна простота конструкции велосипеда и нет необходимости торможения с больших скоростей и на больших уклонах.
При этом стоимость некоторых моделей таких втулок может быть весьма существенна, в основном из за наличия планетарного механизма.
В следующей части я расскажу про ободные велосипедные тормоза.