1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что лучше стальная или алюминиевая рама велосипеда. Прочностные характеристики карбоновой велосипедной рамы

Какую раму выбрать на велосипед: алюминиевую или стальную?

Рама для велосипеда является опорной частью, так как к ней прикреплены все главные составляющие. 70 % нагрузки приходится на раму, именно поэтому конструкция должны выполняться из качественных материалов.

Для многих владельцев главным критерием является вес изделия, чем он меньше, тем удобнее управлять средством. Масса напрямую зависит от материала, поэтому выбирать байк следует исходя из этого критерия, учитывая плюсы и минусы каждого.

Что прочнее — алюминий или сталь?

Сталь намного прочнее алюминия, из-за этого стальные детали больше по весу.

Алюминиевые рамы изготавливают не из чистого металла, а с добавлением различных элементов. Зачастую сплав включает примеси хрома, цинка, титана, марганца, железа, что улучшает характеристики деталей. Чаще всего при изготовлении велосипедных рам, применяют сплавы из алюминия таких марок: 7005 и 6061.

Какую раму выбрать на велосипед?

Стальная рама, плюсы и минусы

Для выполнения стальных рам используют такие виды:

  1. Сталь обыкновенная.
  2. Углеродистая сталь.
  3. Сталь, легированная хромом и молибденом.

Сталь обыкновенного качества. Имеет самые низкие свойства, поэтому велосипеды невысокой стоимости. Такой материал быстро портится, рама ржавеет,и велосипед теряет пригодность.

Рамы из углеродистых сталей имеют хорошие прочностные свойства, а также стойки к коррозии. Они достаточно гибкие, поэтому на дороге сглаживают все неровности. Такие конструкции идеально подходят для обычной езды, а также для выполнения трюков. Углеродистая сталь выдерживает большие нагрузки, вплоть до 150 кг.

Легированные стали позволяют сделать конструкцию более надежной, прочной и легкой. Чаще всего стали для выполнения рам легированы молибденом и хромом. Молибден влияет на структуру стали, делая её мелкозернистой, за счет этого повышается прочность. Хром придает коррозионную стойкость.

Цена на такую раму начинается от 400$. Высокая стоимость самый существенный недостаток, именно поэтому такие велосипеды не пользуются спросом.

Преимущества рам из стали:

  • высокие показатели прочности, жесткости;
  • долговечны;
  • выдерживают удары;
  • просты в обслуживании;
  • в отличие от алюминиевых рам, стальные не накапливают усталость. Это свойство позволяет не ломаться элементу в один момент, поэтому велосипедист может вовремя заметить трещину и заменить поврежденную деталь;
  • ремонтировать стальные конструкции достаточно легко, для этого необходима лишь сварка;
  • велосипеды имеют небольшую стоимость;
  • физические свойства позволяют гасить вибрации при движении.

Недостатки стальной рамы:

  • ощутимый вес конструкции;
  • конструкции из обычной стали быстро подвергаются коррозии;
  • из-за появления ржавчин, необходимо тщательно ухаживать за велосипедом: окрашивать поверхность, не оставлять под дождем и снегом, и регулярно смазывать.

Алюминиевая рама, плюсы и минусы

Чаще всего для изготовления рам используют алюминиевые сплавы. Такой материал делает конструкцию более легкой и отзывчивой к недостаткам дороги, а также стоек к коррозии. Алюминиевые сплавы превосходят сталь по жесткости, но они имеют меньшую плотность.

Преимущества рамы из алюминия:

  • маленький вес рамы. Низкосортные конструкции весят около 2 кг, а качественные до 1,5 кг;
  • хорошие характеристики стоят наряду с небольшой стоимостью;
  • велосипед разгоняется быстро на любой местности;
  • не подвергаются коррозии;
  • выдерживают большой вес.

Недостатки этой рамы прямо противоположны достоинствам рамы из стали:

  • Несмотря на быстрый разгон, они также стремительно теряют инерцию.
  • Некоторые модели не поглощают вибрации от дороги, поэтому езда может стать мучительной.
  • Накапливают усталость, поэтому поломка может произойти в любой момент.
  • Большинство поломок практически невозможно починить.

Отзывы велосипедистов

Не каждый велосипедист может с первого раза правильно подобрать раму. Необходимо иметь достаточно опыта, для того чтобы ориентироваться в материалах.

Прочностные характеристики карбоновой велосипедной рамы

Благодаря своим физическим свойствам, такой материал как карбон идеально подходит для изготовления велосипедных рам, так как прочность карбоновых нитей намного выше, чем прочностные характеристики алюминиевых сплавов.

К тому же карбон – это ткань, что позволяет, при производстве велосипедных рам, задавать такое направление волокнам которое необходимо в соответствующем месте рамы, для повышения прочности и упругости. Например: верхние перья работают на сжатие, следовательно, карбоновые нити укладываются вдоль, это способствует в несколько раз превзойти прочностные показатели алюминиевых рам и одновременно сделать ее легче. Но в таком случае сопротивление к поперечным нагрузкам будет понижено, что является приемлемым, так как воздействие таких нагрузок на верхнюю трубку перьев не поступает при езде на велосипеде.

Рамы из алюминиевых сплавов проигрывают в прочности конструкциям из карбона, из-за физических свойств металлов, для которых характерно сохранять свою молекулярную структуру во всех направлениях (исключениями являются сложные сплавы, которые не используют в велостроении). Также карбон позволяет комбинировать несколько слоев волокон, различного направления, что дает возможность повысить практичность уязвимых участков рамы.

Виброгашение и жесткость карбоновой рамы

Жесткость – это способность материала деформироваться в зависимости от прикладываемой к нему силы, не изменяя свои физические размеры. Другими словами, чем меньше жесткость, тем больше гибкость и пружинистость материала.

Руководствуясь одним лишь показателем – жесткостью, алюминиевые сплавы были выбраны для производства велосипедных рам. Казалось бы, использование алюминия облегчает раму, но стальные рамы имеют такой же вес, так как выполнены из более тонкой трубы. Например, всемирно известная фирма Colnago все еще производит легкие, стальные велосипеды шоссейного типа, конкурируя с алюминиевыми и карбоновыми велосипедными рамами.

Показатели жесткости у алюминия выше, чем у стали, поэтому, при нагрузке, алюминиевая рама деформируется меньше чем стальная, благодаря чему показатели разгона и управления выше, но способность поглощать вибрацию, во время передвижения, почти нулевая. Стальная рама буквально пружинит на дороге в отличие от алюминиевого сплава. Используя алюминиевую раму, велосипедист принимает на себя все удары, которые не смогли поглотить резиновые покрышки.

Читать еще:  Сюзанна сомерс гормоны. Сомерс, сьюзан. Принципы системы питания Сюзанны Сомерс

Карбоновые рамы имеют высокий показатель виброгашения благодаря своей тканевой структуре. В процессе производства такой рамы, волокна карбона пропитывают специальной вязкой смолой, которая позволяет рассеивать энергию при деформации по всей конструкции. Правильно расположенные карбоновые нити позволяют получить отличные показатели виброгашения и упругости, что совершенно невозможно используя алюминий.

Разработчики карбоновых велосипедных рам изобрели дополнительный способ гасить вибрации – тормозной каллипер сместили на нижнее перо, что позволило сделать верхние перья равными по размеру, и заложили в них способность амортизировать толчки. Некоторые фирмы по производству рам делают верхние перья немного изогнутыми, чтобы они выполняли функцию рессор.

За счет хорошей гибкости, карбон применяется в велостроении уже несколько десятилетий. Например, такие мировые компании как Cannondale и Orbea использовали карбон в безшарнирных двухподвесных рамах, где нижние или верхние перья были гнущимися. Способность карбона выдерживать большое количество циклов нагружения и не деформироваться, дает возможность увеличит амортизирующую способность рамы и одновременно снизить вероятность поломки.

Уровень виброгашения влияет не только на комфортные условия эксплуатации велосипеда, но от этого так же зависит здоровье позвоночника и спины велосипедиста в целом.

Вес карбоновой рамы

Несмотря на то, что карбоновые рамы прочнее алюминиевых и стальных рам, они еще и намного легче. Средний вес рамы из карбона составляет примерно 1150-1300 гр., облегченный вариант – 900 гр. Самые легкие алюминиевые рамы имеют вес 1300-1400 гр. Следовательно, карбоновые рамы намного легче самых облегченных типов рам из алюминия.

Практичность карбоновых рам

Важным фактором в выборе карбоновой рамы является ее надежность. В начале выхода на рынок рам из карбона, был миф о том, что карбон ненадежен и со временем трескается, в надежде снизить их конкурентоспособность.

Теоретически, образование трещин в карбоновой раме возможно лишь в смоле, которая выполняет роль связующего вещества. Но нынешние смолы имеют достаточно большую вязкость, что полностью исключает образование трещин. Можно провести такой опыт: взять смолу ЭД-20, отвердитель, пластификатор, смешать в таких пропорциях – 2-1-1, по поверхности полученного материала, после застывания, наносят удар топором, топор влипает в смолу, не образуя при этом трещин.

Рамы из карбона может разрушиться из-за чрезмерных нагрузок, на которые она не рассчитана. Карбоновые волокна отделяются одна от другой, образуя неглубокие канавки, напоминающие трещины. Причём этот процесс довольно продолжительный, и чтобы рама полностью разрушилась, необходимо прикладывать очень большие нагрузки, с которыми не справится никакой другой материал.

Эти т рещины в карбоновых рамах образовываются на протяжении длительного времени использования велосипеда, но вполне безопасно ездить и на нём с незначительными трещинами. Если небольшие разрывы в карбоновой структуре не увеличиваются, то ремонтные работы можно отложить, но лично я не советую сильно затягивать с ними. Многие велосипедисты, которые использую карбоновую раму, ездят на треснувших или заклеенных рамах.

Алюминиевые рамы весом более 2 кг действительно трескаются и ломаются реже, чем карбоновые, но дело в том, что толщина трубок в таких рамах очень большая и соответственно вес от 15 килограмм и больше. Что касается облегченных рам из алюминиевого сплава с тонкими трубками, то здесь число поломок и трещин очень высокое. Основным минусом алюминиевой рамы является ее физическая структура, из-за которой трещина распространяется по сварному шву, от одного края к другому, что разрушает целостность всей конструкции.

Большой неприятностью будет, если алюминиевая рама треснет на большом расстоянии от дома или ближайшего населенного пункта, потому как у алюминия нет точно выраженного порога усталости, что означает – рама с пробегом 3-5 тысяч километров может дать трещину в любой момент. Карбон в свою очередь имеет высокий показатель надежности при циклической нагрузке.

Ремонтноспособность карбоновых рам

Данное качество является очень важным, так как любая трещина на раме, сделанная из карбона, заклеивается без больших усилий и затрат. Отремонтировать карбоновую раму возможно даже не прибегая к использованию специальных условий. Для ремонта достаточно иметь эпоксидную смолу и стеклоткань, всё это можно найти в магазинах. Так же раму можно отремонтировать до полного восстановления в специальных ремонтных веломастерских за вполне приемлемую сумму, их можно найти в интернете.

Алюминиевые рамы можно отремонтировать с помощью сварки, но для этого необходимо:

  • специальные условия;
  • баттированные тонкостенные трубки очень сложно заварить;
  • теряется смысл ремонта – алюминий накопил усталость и может образоваться новая трещина, как по шву, так и в другом месте.

Небольшой видео-ролик с тестами алюминиевой и карбоновой велосипедных рам:

Действительно ли нужен карбон на велосипеде

К карбону в велосообществе отношение особое — кто-то его боготворит, а кто-то считает разводкой хитрых маркетологов. Было время, когда любой карбоновый компонент повышал статус катальца: велосипед с карбоновой рамой позволял владельцу смотреть на остальных велосипедистов, как герою Леонова в фильме Кин-Дза-Дза на пацаков.

Да что там, хватало всего лишь карбонового руля, чтобы почувствовать приступ острого удовлетворения. Ушлые китайцы быстро просекли фишку и предложили страждущим карбоновые компоненты в стиле «казаться, а не быть» — алюминий, сверху покрытый карбоном. В результате вес и цена такого «карбона» оказывались больше алюминия. Дикие были времена, да.

Прошли годы, и теперь отношение к карбону стало гораздо более спокойное, в большей степени практичное. Если раньше вопрос «зачем карбоновая рама на велосипеде» даже не вызывал никаких сомнений — понятно же, если карбон, значит топовая модель — то сейчас меня периодически спрашивают, стоит ли тратить на карбон деньги, какие ощущения от езды, действительно ли гасит вибрации и т.д.

Я не большой специалист по карбону, поэтому выскажу свою точку зрения на основании опыта, и надеюсь, более продвинутые читатели дополнят статью своим мнением, чтобы тем, кто выбирает, было проще понять общую картину.

Читать еще:  Я возвращался с охоты в тряской тележке. Касьян с красивой мечи. Иван Сергеевич Тургенев

Так ли хороши карбоновые рамы

Итак, мне довелось кататься на двух карбоновых велосипедах: mtb Specialized Stumpjumper HT и шоссейный самосбор на китайской раме. В первом случае мной двигала страсть к экспериментам и фетишизм — продав свой любимый, но алюминиевый Specialized Epic, мне обязательно захотелось карбона. Для шоссера же карбон выбирался исключительно по соображениям необходимости снижения вибраций.

Карбон на горном велосипеде

Что касается MTB, то я вообще не понял, в чем разница. Ну вот вообще никак! Да, рама весила почти на полкило меньше, чем аналогичная алюминиевая, но в плане ощущений я не понял ничего. Подсознательно ожидаешь от карбоновой рамы какой-то пружинистости, упругости (пластмасса же типа), но ничего подобного — даже при жестком вваливании рама сохраняет жесткость, как будто сделана из алюминия, и это круто само по себе.

Что касается вибраций…. ну, про какие вибрации мы говорим, если есть вилка Fox с ходом 100мм и бескамерные шины с низким давлением. Боюсь, что всё это гасит любые вибрации гораздо эффективнее, чем карбоновая рама. Поэтому я просто закрою вопрос карбоновой рамы на горном велосипеде — моё мнение: да, карбон это современный материал и обязан присутствовать на велосипедах высокого уровня. Он легче и как минимум не менее жесток при педалировании, чем алюминий. Но стремиться взять именно карбоновый горный байк я бы не советовал. Нужно сравнивать цены и смотреть разницу в обвесе.

Карбон на шоссейном велосипеде

А вот шоссер приятно удивил — накачанные до 9 атм слики дают крайне малую амортизацию и вся тряска передается на раму, а карбон как-то умудряется эти вибрации распределять по всему велосипеду. В результате, ощущения заметно лучше, чем на алюминии. Но не стоит строить иллюзий насчет гашения вибраций — когда вы это читаете, то имейте в виду, что разговор идет на уровне сложно уловимых нюансов. Я не удивлюсь, что если дать прокатиться непричастному человеку, то он просто не заметит разницу.

Есть какое-то приятное чувство, но я не возьмусь его описывать, это что-то похожее, когда едешь на хорошей шоссейной стальной раме. А может, и не похожее… сложно описать. Может, в комментариях кто-то сможет сформулировать более осмысленно.

В целом, гашение вибраций на шоссере имеет место, но это не выглядит так, что вы едете по разбитому асфальту как по маслу. Карбоновая рама хорошо жрет мелкие вибрации от микротрещин в дорожном полотне, но даже в этом случае вы ощущаете огрехи асфальта, просто в ослабленном виде. А вот на колдобинах и выбоинах вас будет трясти так же, как и на алюминии, никакой карбон не сможет обеспечить амортизации.

Именно поэтому я хочу себе гравел байк, чтобы можно было поставить шоссейные покрышки 32-32 и еще зазоры для крыльев остались. Более широкая резина и давление поменьше обеспечит гашение вибраций и какую-никакую амортизацию. Карбоновая рама, руль и подседел к гравелу подойдут идеально, но совсем не обязательно.

Короче, мой вывод по карбоновым рамам — на горном байке это в большей степени лишь история с облегчением велосипеда, но на шоссейнике с тонкими колесами карбон — вещь полезная в практическом смысле. Всё зависит от состояния финансов — если с деньгами всё хорошо и вы ищете велосипед высокого уровня, то скорее всего карбон будет по умлочанию. А если выбираете вел на последние деньги, то даже не смотрите в сторону карбоновых рам: придется заплатить от 50 до 100% сверху цены от аналогичного по сетапу велосипеда на алюминиевой раме.

Есть еще такое мнение, что лучше взять байк на карбоновой раме, но с плохим обвесом и постепенно его апгрейдить более дорогими компонентами. По-моему, это в большей степени просто покупка в своеобразную рассрочку. Фактически, снимать с велосипеда рабочие компоненты и заменять их на другие — это бессмысленная переплата. Если готовы заплатить за свои игры, то почему бы и нет, апгрейды — весьма занимательная вещь. Я же последнее время хочу просто кататься, а не придумывать сетапы и апгрейдить железо — если я не могу или не хочу себе позволить дорогой вел, то просто возьму дешевле и буду пользоваться им по назначению. А когда придет время, куплю другой.

Что касается самосбора на китайском карбоне, то тут надо понимать, что карбон бывает очень разный. Есть китайский карбон недорогой, но тяжелый, есть легкий, но ломучий, есть карбон дешевый, но по факту оказывающийся алюминием с карбоновым покрытием. Когда я себе искал раму для шоссера, то сделал выбор на основании многочисленных отзывов в сети и мнения знакомых катальцев. Брать наугад любую карбоновую раму с Ебея или Али не советую, сначала изучите, что сейчас покупают веломаны с форумов.

Карбоновые компоненты

Так как карбоновая рама — удовольствие не из дешевых, то многие решают хотя бы частично прикоснуться к прекрасному — купить карбоновый руль, вынос или подседел. Имеет ли это смысл с практической стороны?

Самая полезная карбоновая вещь на велосипеде — это руль. Я ощутил пользу от карбонового руля даже на мтб с амо-вилкой, на шоссере же он еще лучше работает — под действием веса ездока концы руля немного пружинят — это снимает вибрации. Ставьте карбон обязательно, если позволяют финансы. Я пробовал не один карбоновый руль на своих горных байках, и могу посоветовать вот этот с точки зрения хорошего сочетания цена/качество. Возможно, есть и другие варианты на сегодняшний день, но всё не перепробуешь.

Читать еще:  Определение спорта, его виды и отличия от физической культуры. Чем отличается физкультура от спорта

Про карбоновый вынос ничего сказать не могу — почему-то я не смог заставить себя выбросить 100-150$ за маленький кусочек карбона. Подозреваю, что он тоже должен вносить немалый вклад в снижение вибрационной нагрузки на руки.

С подседелом из карбона всё гораздо более неоднозначно. Если говорить о шоссейнике, то эффект снижения вибраций присутствует, но очень зависит от модели подседела и веса ездока. На горном велосипеде опять-таки, из-за широких шин, вклад карбона сложнее проследить. Если бы меня спросили — стоит ли ставить карбоновый подседел с целью избавления от вибраций, то исходя из своего опыта я бы ответил так: если есть деньги — конечно, ставьте, особенно на шоссер.

На мтб эффект заметен меньше, но всё же он есть. Эффект более ощутим для тяжелых велосипедистов. К сожалению, я сейчас не помню, какие карбоновые подседелы стояли на моих велосипедах, помню, что один был Ritchie, но модель запамятовал.

С другой стороны, когда речь заходит о комфорте, то может быть, есть смысл посмотреть на параллелограммные амо-подседелы , на турингах, гравелах, да и на прогулочных мтб такая штука очень уместна. Весит немало, стоит дорого, но хорошо амортизирует — малая амплитуда по правильной траектории.

Насколько карбон легче алюминия

Всё зависит от конструкции — порой алюминиевая рама может весить легче карбоновой. При прочих равных, карбон легче процентов на 30, разница рам одной ростовки будет 400-600 грамм. Облегченные алюминиевые рамы весят почти так же, как карбоновые, но сильно проигрывают в надежности — благодаря баттингу и гидроформированию в мало нагруженных местах алюминий больше похож на фольгу.

В целом, при использовании рамы и «палок» из карбона, можно облегчить велосипед на 1-1.5 килограмма.

Так всё таки — стоит поднапрячься и взять карбоновый велосипед?

Не являясь ни любителем, ни отрицателем карбона, я могу сказать следующее: пока что карбоновые рамы и компоненты остаются достаточно дорогими, поэтому вопрос целесообразности их приобретения зависит исключительно от состояния кошелька. Карбон почти по всем характеристикам лучше алюминия, и лишь цена является стоп фактором для многих велосипедистов.

Карбон легче алюминия и как минимум, не хуже по долговечности, снижает вибрационную нагрузку на руки и позвоночник. Имеет высокую жесткость в области кареточного узла (что повышает эффективность педалирования). В конце концов, карбон выглядит интереснее. Почти все современные велосипеды высокого уровня категории шоссе и MTB имеют карбоновые рамы. Разница в цене с алюминиевой моделью при идентичном обвесе — условная тысяча долларов. Покупатель решает, нужно ли ему переплачивать эти деньги.

Алюминий на сегодняшний момент ни в коем случае не является устаревшим материалом для велосипедных рам и компонентов. Он достаточно легок, а избыточную жесткость можно смягчить покупкой карбоновых руля и подседела. Если разница в цене алю и карбонового байка заставляет вас залезать в долги или дольше копить, то плюньте и купите алюминий.

Есть такое обманчивое ощущение, когда покупаешь дорогую вещь: типа, живу один раз, куплю велосипед мечты, и он мне теперь до пенсии будет. Это фигня — через два года ваш велосипед мечты морально устареет, надоест, появятся новые тренды на рынке и вы снова начнете выбирать новый байк. Так что не стоит излишне напрягаться, чтобы купить вещь, которую не можете себе позволить.

Прошу читателей поделиться мнением насчет карбона, особенно, если вы являетесь ярым приверженцем — расскажите, чем он вас так привлекает.

Чтобы не потерять этот сайт из виду: пройдите по ссылке — вы получите извещение о выходе новой статьи на емейл. Никакого спама, отписаться можно в пару кликов.

Сказать спасибо за статью можно репостом в Фейсбуке или Вконтакте:

Видел велосипедиста на горном велосипеде, управляющего половинкой руля, вторая половинка была в другой руке. Оказалось, карбон.

Всякое бывает. В сети полно фотографий, где алюминиевый руль точно так же: хрусть и пополам.

Подо мной не тяжёлый консольный багажник (5 кг) обломил дюралевый подседел. Собственный вес был 55 кг.

Я клал до 10 кг в такой багажник и прыгал по колдоебинам при весе 120+ — подседел, возможно, единственное, что уцелело

Михаил, я потом сам убедился в этом. Хорошо сваренный дюраль вязкий, как мало что. Дело, возможно, было в качестве сплава — он на изломе напоминал силумин. Прыгал я тоже очень резко с ним — 55 кг то номинал, на спине ещё рюкзак кг до 10. И ещё диаметр трубки. Подседел бОльшего диаметра так легко не сломать, как тонкий. А где 25-27 мм — туда лучше сталь.

Ниже Вы написали то же самое примерно)

С алиминием, так чтобы «хрясь и пополам», не бывает. Алюминий гнется. А вот сталь ломается.

Как то с сопроматом плохо у вас ;)))
Как раз все с точностью наоборот )))

Там хитро… Во-первых, алюминий РАЗНЫЙ бывает. Очень разный. И после он еще проходит термичку, а если при том не похмелившись был термист… В общем, подвержен он усталостному разрушению. Алюминиевый, фактически, брусок 5*25 сломался под весом 200-граммового фонарика. Вот так… Как именно — сам не знаю, могу фоток накидать. На ходу, и фонарь улетел между вилкой и колесом.

До поломки выглядела эта деталь так, что за нее можно КАМАЗ буксировать.

Источники:

http://veloinsider.ru/snaryazhenie/rama-alyuminievaya-ili-stalnaya.html
http://velosreda.ru/5-prichin-vybrat-karbonovuyu-ramu
http://kotovski.net/deystvitelno-li-nuzhen-karbon-na-velosipede/

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:
Adblock
detector