Вы крутите педали вперед, и усилие ног передается на колесо — велосипед разгоняется. Стоит перестать вращать педали, и заднее колесо начинает свободно вращаться. А нажмете педаль назад, и включится торможение. Никакой электроники в колесе нет, только голая механика начала 20 века. Хочется воскликнуть: «Как оно знает, что нужно делать?!»
Возьмите переднее или заднее колесо любого велосипеда, спортивного, детского или дорожного, его базовая конструкция будет одинаковой. Есть резиновая шина, натянутая на жесткий обод. Спицы соединяют обод со ступицей, или втулкой в центре колеса.
Именно втулка — самая интересная часть: вся «вкусная» механика скрывается в ней.
Один взгляд на зад. Заднюю втулку, то есть
Во втулке переднего колеса ничего особенно интересного нет: внутри находятся подшипники, и это колесо работает в единственном режиме, свободно вращаясь на оси.
То ли дело задняя втулка. У нее есть три режима:
- Торможение — включается, когда велосипедист нажимает педаль назад.
- Зацепление — включается, если нажать педаль вперед. При этом между колесом и педалями появляется жесткая связь, и можно разгоняться.
- Свободный ход — вы не крутите педали, и велосипед катится по инерции.
Как работает втулка «Торпедо»
Такими втулками оснащается большинство велосипедов, от советских «Аистов», «Украин» и «Уралов» до современных синглспидов. Они носят элегантное название «Торпедо» в честь первого подобного механизма, который немецкая фирма Fichtel & Sachs представила еще в 1903 году.
Внимательность на максимум — разобраться будет непросто. Разобрав ее, мы насчитали 22 разных вида деталей. К счастью, нам не нужно знать их все: главные указаны на рисунке ниже.
|Из этих деталей самые важные — это ведущий конус (пятерик) и корона пятерика. Их соединяет между собой резьба, и когда они проворачиваются друг относительно друга, корона смещается вправо или влево. При этом включается торможение или зацепление, а в середине колесо может свободно вращаться.
Зацепление
Вот велосипедист нажал на педаль. Ведущий конус провернулся, и потянул корону вправо. Та выталкивает ведущие ролики наружу: они прижимаются к корпусу втулки и сцепляют звездочку с колесом — усилие от педалей передается на колесо.
Свободный ход
Стоит перестать крутить педали, как ведущий конус перестает тянуть корону вправо. Давление на ролики ослабевает: они выходят из зацепления, и колесо начинает свободно вращаться, позволяя вам ехать по инерции или скатываться с горки.
Торможение
Во втулку встроены тормозные колодки, имеющие вид разомкнутого кольца или двух половинок кольца. При торможении они прижимаются к корпусу втулки, создавая трение.
Происходит это следующим образом. Велосипедист нажимает педаль назад: ведущий конус проворачивается в обратную сторону, сдвигая корону влево. Она, в свою очередь, отжимает тормозной конус, и тот толкает колодку.
Не все колеса устроены так, как описано выше
Например, у советского подросткового «Школьника» была интересная вариация «Торпедо», носившая название «Родина». Есть также велосипеды-фиксы, у которых во втулке всего один режим — зацепление.
В 21 веке инженеры в буквальном смысле продолжают изобретать велосипед, в том числе новые конструкции колес. Современные версии «Торпедо» могут иметь до трех скоростей. А новейшая втулка «Буффало» имеет две скорости и… две цепи! Зачем они нужны? Читайте по ссылкам.