От чего зависит вес велосипеда? Выбор материала рамы

Выбор рамы для велосипеда - это самое главное при покупке транспортного средства. Ведь это каркас, на котором все держится. Перед покупкой стоит обратить внимание на материал, геометрию и соответствие стилю езды. Эти факторы и помогут определиться с тем, какая рама лучше для велосипеда.

Материал изготовления

Первое, на что нужно обратить внимание - материал рамы велосипеда. Что лучше сказать достаточно сложно, ведь изделие подбирается в зависимости от типа транспортного средства и того, какой у вас бюджет.

Используются такие материалы рам для велосипеда:

углеродистая сталь. Самый дешевый и низкокачественный вариант;
хромомолибденовая сталь. Используется для простых дорожных велосипедов. Это металл с хорошим накатом, он смягчает удары, достаточно прочный и надежный. Недостатков несколько - большой вес и низкая устойчивость к коррозии;
алюминиевые сплавы. Материалы велосипедных рам такого типа стоят недорого и весят мало. Устойчивые к коррозии, позволяют быстро разогнаться, способны выдержать значительный вес. Минус в том, что не поддаются ремонту;
титановые сплавы. Такие рамы мягкие, хорошо гасят вибрации, мало весят, очень прочные и прослужат не один десяток лет. Но недостаток в том, что стоимость достаточно высокая;
карбон. Рама велосипеда, материал для которой - углепластик, лучше всего подходит для спортсменов. Она прочная, весит около килограмма, бывает разной жесткости и формы. Но заплатить придется немало. К тому же, карбоновые изделия не ремонтируются.

Остается вопрос, с какого материала лучше рама велосипеда. Если планируете просто ездить по городу или бездорожью - остановитесь на алюминиевых сплавах. Для профессиональных занятий спортом подойдет титан и карбон. А вот сталь - не лучший вариант, поскольку прослужит недолго.

Геометрия велорамы

Выбор велосипедной рамы основывается не только на материале. Под каждый тип транспортного средства подбирается своя конструкция.

Для внедорожных велосипедов используются такие рамы:

хардтейл. Это типичная модель без заднего амортизатора. На раму можно установить багажник и дисковой тормоз;
софтлейн. Отличный вариант для поездок по бездорожью. За счет того, что задние крылья упругие, происходит амортизация. Такая модель хорошо справляется с неровными дорогами, но не подойдет для прыжков;
двухподвес. Это модель с задним амортизатором;
тандем. Рама рассчитана на то, что будет устанавливаться передняя амортизационная вилка и колеса с широкой резиной.

Выбирая раму туристического велосипеда, необходимо понимать, что рама отлично подходящая на определённый тур не обязательно подойдёт другому велосипедисту на его тур. Возможности разных рам сильно отличаются. На что обратить внимание при выборе велосипедной рамы?

Материал рамы.

Современные рамы для велосипедов производятся из высокоэластичных хромо-молибденовой стали, алюминия, титана или из карбонового композитного материала. В недалёком прошлом практически все туристические велосипеды собирались с использованием высокоэластичной хромо-молибденовой стали. Даже сегодня мелкие и средние производители создают свои дорогие из различных сплавов высокоэластичной хромо-молибденовой стали. Сейчас практически все производители выпускают очень лёгкие, прочные и недорогие алюминиевые велосипедные рамы. В туристических велосипедах на смену такому старому материалу как сталь пришли алюминий или титан.

Стальные рамы.

Все распространённые стальные сплавы имеют приблизительно одинаковые жесткость и вес. При производстве велосипедных труб для усиления их прочности добавляют хром и молибден. Эта добавка позволяет произволить трубы, утончённые посередине и утолщённые по концам, что делает раму легче. У стальных рам обычно трубы тоньше по сравнению с алюминиевыми.

Использование более тонких труб делает раму эластичней за алюминиевую. Эта гибкость увеличивает комфорт при езде и отпадает необходимость в карбоновой вилке, в подседельном штыре или карбоновой раме. И чем гибче рама — тем дольше она прослужит.

Рамы из стальных сплавов прочные, жесткие, комфортные, лёгкие, недорогие и ремонтопригодные. Рама из высококачественного стального сплава — хороший выбор для туристического велосипеда.

Велосипеды с алюминиевой рамой.

На настоящий момент алюминий самый распространённых материал для качественных массовых велосипедов. Алюминиевая рама лёгкая, отзывчивая, коррозиоустойчивая и недорогая. По сравнению со стальной рамой у неё лучше жесткость и вес.

Алюминий менее плотный за сталь. Получается жесткая, но лёгкая рама. При той же толщине стенки у алюминевой рамы диаметр больше. По сравнению со сталью увеличенние размера трубы приводит к облегчению рамы, но вместе с тем и к ужесточению. На самом деле ощутить эту жесткость смогут только немногие велотуристы. Для некоторого ослабления жесткости можно установить карбоновые вилки и подседельные штыри.

Титановые рамы.

Исходя из своей прочности и лёгкости титан прекрасный строительный материал для рам. Но из-за стоимости самого титана и стоимости создания рамы он очень дорогой. Прочность титановой рамы сравнима со стальной, но у титановой трубы диаметр больше, чем у стальной трубы с такой же жесткостью. В сравнении со сплавами стали у титана два главных преимущества: лёгкость и сопротивление коррозии. Непомерная цена ограничивает его доступность в туристических велосипедах.

Геометрия велосипедной рамы.

Геометрия рамы классического туристического велосипеда рассчитана на длительную езду по шоссе. Но туристическая рама отличается от других рам (например, шоссейных, спортивных, и гибридных) некоторыми особенностями, которые позволяют комфортно и устойчиво ехать с тяжёлым багажом. Управление должно быть менее чувствительным, центр тяжести находится ниже, а положение тела быть более вертикальным. Факторы, определяюющие эти преимущества показаны на рисунке ниже.

Приведённые здесь размеры основаны на размере рамы 54 см (подседельной трубы) и могут значительно различаться в зависимости от геометрии рамы.
Сильнее отведенная назад головная труба «A» с углом около 71°, приближает ближе к велосипедисту для более вертикального положения (при использовании выноса правильного размера).
Более длинные нижние перья заднего треугольника «D» обеспечивают больший просвет между и пятками. Что также смещает велобаул дальше от каретки, чтобы вес лучше распределялся между обоими колёсами. Длина нижнего пера заднего треугольника больше 450 мм — эмпирическое правило.
Высота каретки «E» над землёй около 270 мм, что позволяет удержать центр тяжести низко. Это дополнительная помощь для устойчивости велосипеда при тяжёлой загрузке.
Длинная колёсная база «G» приблизительно 1055 мм с целью лучшего управления и устойчивости при тяжёлой загрузке.

Крепления для крыльев
Минимум 2 (3 фляги лучше)
Крепления для
Передний и задний просвет колёс, расчитаный минимум на 38 мм с учётом крыльев
Колёса 700c или 26"
Крепления для кантиливерного тормоза или V-brake
В последнее время на туристических велосипедах выского класса используются дисковые тормоза. Их мощность торможения определённо выше, чем у других тормозов (особенно во влажных и грязных условиях); обычно они избыточны для большинства путешествий. Но для тяжело нагруженого похода и тандема, дисковые тормоза нуждаются в усилении мощности торможения.

Велосипеды с алюминиевой рамой - одни из самых распространенных на современном рынке. Обусловлено это легкостью материала в сочетании с низкой себестоимостью. Если у стали удельная масса составляет 7,8 грамма на кубический сантиметр, то у алюминия этот показатель - порядка 2,7 грамма. По утолщению стенок этот материал также выигрывает у железа, поскольку минимальный параметр составляет 0,8 мм, при этом весить изделие будет меньше, чем стальная рама толщиной 0,4 мм. Надежность дополнительно увеличивается благодаря отсутствию сварных швов. Кроме того, могут выполняться в различных конфигурациях. Рассмотрим их особенности, преимущества и недостатки.

Описание

Велосипеды с алюминиевой рамой благодаря малому весу быстрее набирают скорость, на них легче преодолевать подъемы. По этой же причине байк быстрее останавливается после того, как наездник перестает крутить педали. Алюминий в чистом виде не используется, под этим материалом подразумевается сплав его с цинком, марганцем, никелем, медью или магнием.

На таких велосипедах сложнее входить в крутые повороты, поскольку они жестче стальных аналогов, не так хорошо могут изгибаться. По причине жесткости рамы энергия от усилий велосипедиста передается на колеса с меньшими потерями. Такие тонкости играют роль для профессионалов, у любителей это не критичный показатель. Заметной становится более жесткая и менее комфортная езда. Велосипеды с алюминиевой рамой практически не гасят колебания, передаваемые на седло и руль на неровных поверхностях и кочках. Для такого байка требуется хороший амортизационный узел и удобное седло. Это позволит часть ударов нивелировать, что благоприятно скажется на перемещении.

Плюсы

Начнем с преимуществ рассматриваемого изделия. К ним относятся:

Небольшая масса, позволяющая улучшить скоростные характеристики и разгон.
Максимальная устойчивость к коррозийным процессам.
Высокие ходовые характеристики даже при движении на подъем.

Минусы

Велосипеды с алюминиевой рамой имеют ряд недостатков, а именно:

Высокую жесткость, что особенно ощущается на моделях без амортизационной вилки.
Быструю потерю наката. По причине малого веса байк останавливается быстрее, чем аналог со стальной рамой, после того как велосипедист прекращает крутить педали.
Небольшой рабочий ресурс при активной эксплуатации. Уже через несколько лет могут появиться трещины. Изготовители дают гарантию от 5 до 10 лет, но после этого срока рекомендуется смазывать деталь для проверки возможных деформаций.
При падении на алюминиевой раме выше вероятность появления вмятин.
Плохую ремонтопригодность. Сварить такую деталь весьма проблематично, лучше приобрести новую.
Довольно высокую цену.

Складные велосипеды с алюминиевой рамой

Ниже перечислим несколько популярных марок этого типа и назовем их краткие характеристики:

Дорогой городской байк Strida SX отличается оригинальным экстерьером. Он складывается до размеров компактной тележки, которую можно транспортировать своим ходом. Руль также может трансформироваться. К плюсам велосипеда относится то, что тросы и провода спрятаны в полости рамы, его легко собирать, имеется багажник, дисковые тормоза. При хорошей маневренности аппарат весит всего 11,6 кг. Среди минусов - небольшая грузоподъемность, узкие колеса, плохая амортизация.
Smart 20. Стильный городской байк, считается одним из лучших в своей ценовой категории. Может без проблем эксплуатироваться женщинами. Среди достоинств - прочная рама, удобный механизм трансформации, наличие катафотов и прочих аксессуаров. К недостаткам относится отсутствие ручного тормоза и качество центровки крыльев.
Велосипед «Стелс». Алюминиевая рама модели «Пилот-710» не мешает мягкости хода. Транспорт хорошо набирает скорость накатом, имеет сдержанный дизайн, в сложенном положении помещается в багажный отсек любого автомобиля, оснащается в базовой комплектации багажником и защитой цепи. Недостатки заключаются в наличии широкого руля и неудобной посадке для высоких людей. Целевое предназначение модификации - городские поездки.

Детские велосипеды с алюминиевой рамой

Ниже представлено краткое описание некоторых детских и подростковых моделей:

Mars. Этот на детей от 3 лет. В комплекте идут дополнительные полиуретановые колеса. Рама и вилка изготовлены из алюминиевого сплава, имеется регулятор высоты руля. Диаметр колес - 12 дюймов, масса модели - 4,5 кг.
Forward Timba‏. Один из лучших для детей 6-9 лет. Обладает красивым дизайном, доступной ценой, защитой цепи и съемными страховочными колесами. К недостаткам можно отнести приличный вес (почти 14 кг), а также необходимость регулировки некоторых подвижных узлов.
Shulz Max. Эти детские велосипеды с алюминиевой рамой относятся к средней ценовой категории. Масса байка составляет 14,3 кг. Ориентирован он на подростков 12-16 лет, имеет грузоподъемность до 110 кг. Преимущества модели заключаются в удобстве сборки/разборки, хорошем наборе скорости, оснащении 20-дюймовыми колесами и качестве. Среди минусов - некорректная заводская регулировка, тормозные колодки сомнительного качества.

Особенности

При выборе байка часто возникает вопрос о том, алюминиевую или стальную раму велосипеда выбрать. Итоговое решение зависит от финансовых возможностей покупателя, предназначения машины и субъективных требований пользователя. Стоит отметить, что при изготовлении алюминиевых конструкций применяются толстостенные трубы большого диаметра.

Это связано с тем, что, по законам физики, если размер трубы увеличить в два раза, ее жесткость повысится в восемь раз, а при увеличении толщины стенки в два раза показатель жесткости увеличивается на такую же величину. Следовательно, из имеющихся вариантов повышение диаметра предпочтительнее.

Как правило, минимальная толщина стенки трубы на алюминиевой раме составляет 0,8 мм. Часто производители делают трубы методом баттирования или использования разных сечений, что также позволяет усилить изделие.

Используемые сплавы

Существует множество алюминиевых сплавов, из которых делают рамы для велосипедов. Наиболее распространенными являются марки 7005Т6 и 6061Т6. Индекс Т говорит о том, что материал прошел термическую обработку. К примеру, изделие из сплава 6061 нагревается до 530 градусов по Цельсию, затем активно охлаждается жидкостью. Далее на протяжении 8 часов материал искусственно старится при температуре 180 градусов. На выходе получается 6061-Т6. Аналог под номером 7007 охлаждается воздухом, а не водой.

Ниже приведены сравнительные характеристики материалов до и после термообработки (в скобках):

Сплав 2014 (2014Т6) - прочность на разрыв составляет 27 (70) тыс. PSL, предел текучести - 14 (60), процент удлинения - 18 (13), твердость по Бринеллю - 45 (135).
Аналогичные показатели материала 6061 (6061Т6) - 18 (45), 8 (40), 25 (17), 30 (95).

В первом сплаве используется 4,5 % меди, 0,8 % углерода и марганца, 0,5 % магния. Второй материал включает в себя 1 % магния, 0,6 % кремния, 0,3 % меди, 0,2 % хрома, около 0,7 % железа.

В заключение

Прочнее всего велосипед 16”, алюминиевая рама которого сделана из сплава 70005 или 7005. Тем не менее аналог 6061 технологичнее, что позволяет изготавливать из него трубы со сложным сечением, а это повышает прочность изделия. Кроме того, такой алюминий лучше поддается сварке. При выборе рамы учитывайте финансовые возможности и предполагаемое использование велосипеда. При правильной эксплуатации байк с рамой из любого материала, включая сталь, алюминий или карбон, прослужит довольно долго.

Рама из алюминиевых сплавов (Al) - легкая, прочная и жесткая. Имеет "агрессивный" вид и спортивный "характер". Существует целый ряд алюминиевых сплавов и способов их обработки (7000, 7005T6, 7009T6, 7010T6, 6061T6), однако важнее не то, из какого сплава сделана рама, а фирма-производитель и класс рамы. Велосипед с хорошей алюминиевой рамой мгновенно набирает скорость - от малейшего нажатия на педали, отлично идет в гору и позволяет великолепно "чувствовать" дорогу. Повороты проходить существенно сложнее, чем на хромомолибденовой раме, однако при этом сам поворот проходится быстрее. Качественные алюминиевые рамы делают сегодня большинство ведущих мировых фирм-производителей. Они также имеют баттинг и ставятся на велосипеды ценовой категории $800-1000. Велосипеды с рамами высокого класса имеют отличные параметры по разгону, динамике и работе на подъемах. Для рамы из алюминиевых сплавов крайне необходима хорошая амортизационная вилка, в совокупности с которой она проявляет все свои положительные свойства. Основные недостатки по сравнению с хромомолибденовыми рамами: меньшая накатистость (рама "туповата") и высокая "трясучесть". Необходимо более внимательно работать с тормозами. Классические туристы недолюбливают рамы из этого материала из-за их жесткости и невозможности сварки в полевых условиях. Также есть мнение о том, что алюминий плохо переносит зимние холода, хотя походы в 50-градусные морозы это не подтверждают. Алюминиевая рама также значительно в меньшей степени подвержена влиянию агрессивных сред, чем стальная. На сегодняшний день, алюминиевые сплавы являются господствующим материалом, применяющимся для изготовления рам. Подавляющее число современных велосипедов, от самых простых до профессиональных, имеют рамы именно из алюминиевых сплавов.

Геометрия велосипедной рамы

Приведённые здесь размеры основаны на размере рамы 54 см (подседельной трубы) и могут значительно различаться в зависимости от геометрии рамы.
Сильнее отведенная назад головная труба «A» с углом около 71°, приближает руль ближе к велосипедисту для более вертикального положения (при использовании выноса правильного размера).
Более длинные нижние перья заднего треугольника «D» обеспечивают больший просвет между велобаулом и пятками. Что также смещает велобаул дальше от каретки, чтобы вес лучше распределялся между обоими колёсами. Длина нижнего пера заднего треугольника больше 450 мм - эмпирическое правило.
Высота каретки «E» над землёй около 270 мм, что позволяет удержать центр тяжести низко. Это дополнительная помощь для устойчивости велосипеда при тяжёлой загрузке.
Длинная колёсная база «G» приблизительно 1055 мм с целью лучшего управления и устойчивости при тяжёлой загрузке.

Рекомендуемое оснащение туристической рамы:

Крепления для крыл
Минимум 2 фляги (3 фляги лучше)
Крепления для переднего и заднего багажников
Передний и задний просвет колёс, расчитаный минимум на покрышки 38 мм с учётом крыльев
Колёса 700c или 26"
Крепления для кантиливерного тормоза или V-brake
В последнее время на туристических велосипедах выского класса используются дисковые тормоза. Их мощность торможения определённо выше, чем у других тормозов (особенно во влажных и грязных условиях); обычно они избыточны для большинства путешествий. Но для тяжело нагруженого похода и тандема, дисковые тормоза нуждаются в усилении мощности торможения.

Алюминиевые велосипедные рамы

В изготовлении алюминиевых велосипедный рам задействованы легирующие добавки: цинк, марганец, магний, медь, кремний и др. Именно комбинация алюминия и добавок является алюминиевым сплавом. Обычно алюминиевые сплавы обозначаются номерами из четырех цифр. Например, 6061, 7005, 7075. Высокое содержание добавок в сплаве делает материал более сложным для обработки и сварки. Но для покупателя это не имеет особой важности, ведь этот номер означает не только легирующие добавки, но и целую технологию (термообработка, особенности конструкции детали), по которой была произведена рама.

Достоинства алюминиевых рам

Главным достоинством рам из алюминиевого сплава является меньший вес, в сравнении со стальными рамами. Это даёт возможность изготавливать трубы с большим диаметром и толщиной стенок, благодаря чему они имеют прочность при нагрузках и агрессивный вид. Трубы с большим диаметром характерны для конструкции более качественных велосипедов.

Алюминиевый сплав – это недорогой и легкий материал, который отлично поддается обработке. Технологии, по которым ведется конструирование алюминиевых рам, позволяют изготавливать прочную и крепкую базу велосипеда даже для очень тяжелых велосипедистов. Недавнее усовершенствование – добавление скандия в алюминиевые сплавы – намного увеличивает прочность всей конструкции.

Двойной баттинг

Алюминиевые велосипедные рамы могут изготавливаться с применением технологии двойного баттинга. Это процесс изготовления труб, результатом которого является изделие с различной толщиной стенок, при этом внешний диаметр трубы, как правило, сохраняется постоянным. Баттирование позволяет увеличить толщину стенок в местах с высокой нагрузкой и уменьшить её в тех местах, где нагрузки минимальны. Баттинг может быть одинарным, двойным и тройным. Например, велосипеды Ghost в сериях «хардтэйл» и «двухподвес» с алюминиевой рамой используют технологию двойного баттинга, когда оба конца трубы имеют увеличенную толщину стенок.

Доступность

Велосипеды на базе алюминиевых рам наиболее доступны по цене. Их стоимость невелика, что позволяет устанавливать алюминиевые рамы на велосипеды начального уровня. На данный момент самый бюджетный велосипед с рамой из алюминиевого сплава, с навесным оборудованием начального уровня можно приобрести за 300-400 долларов.

В настоящее время подобные сплавы рам применяются во всех категориях велосипедов с разной конструкцией, так как современные технологии позволяют выполнять алюминиевые рамы с различной геометрией. Это наиболее распространенный материал как для горных, так и для шоссейных велосипедов разного ценового диапазона.

Недостатки алюминиевых рам

Известным недостатком алюминиевых сплавов является высокая подверженность износу. Они могут накапливать усталость и внезапно разрушаться. Средний срок службы алюминиевой рамы составляет 10 лет, чего вполне достаточно, учитывая стремительный темп научно-технического прогресса. Но состояние рамы зависит не только от возраста. Понятно, что чем больше велосипед используется в деле, тем быстрее может наступить роковой момент. Оснащение алюминиевых велосипедов амортизаторами снижает разрушающее воздействие ударов и вибраций и продлевает жизнь рамы.

И даже не смотря на усталость металла, некоторые производители могут давать пожизненную гарантию на свои рамы.

Несмотря на все достоинства и недостатки алюминиевых рам, велосипед может прослужить очень долго, если за ним ухаживать и бережно обращаться. Не будет лишним протирать раму после катания по мокрым дорогам городских улиц, особенно зимой, когда на велосипед попадает соль и другие реагенты, способствующие коррозии. Учитесь у мамы, которая регулярно мыла свою раму!

Детские велосипеды с алюминиевой рамой популярнее классических вариантов с рамой из стали из-за некоторых характеристик сплавов алюминия. Рассмотрим плюсы, минусы и особенности таких моделей.

Преимущества алюминиевых рам

Основное преимущество рам из алюминиевых сплавов - небольшой вес, который значительно меньше, чем у стальных. Это значит, что ребенку будет проще управлять велосипедом, а также самостоятельно переносить его с места на место. Алюминиевые модели являются идеальным вариантом для девочек, которые физически слабее, чем мальчики того же возраста и роста, а также для детей худощавого телосложения. Меньший вес облегчает начало движения, подъем в гору, набор скорости.

Байк с рамой из алюминия особенно подходит для маленьких детей, которые только учатся навыкам езды. На тяжелом стальном велосипеде им сложно начать движение, приходится прилагать большие усилия, чтобы сдвинуть его с места. Значительный вес байка неудобен для детей, что может привести к отказу от катания.

Еще одним плюсом рам из алюминиевых сплавов является их стойкость к коррозии, они не ржавеют при попадании влаги, как стальные. Алюминий окисляется только под воздействием антигололедных реагентов, но детские модели не используют в зимнее время, поэтому такую особенность металла можно не учитывать при выборе.

Алюминиевая рама отличается высокой жесткостью. Для детских велосипедов это качество является преимуществом, так как улучшает управляемость байком. Стоит учесть, что жесткая рама не амортизирует, то есть не гасит вибрации, возникающие во время езды по неровной дороге. При покупке обратите внимание на качество седла - оно должно быть достаточно мягким и широким, чтобы выполнять роль амортизатора и снижать нагрузку на позвоночник ребенка.

Недостатки алюминиевых рам

К недостаткам алюминиевых рам относят сложность, а часто и невозможность ремонта - сломанную трубу можно сварить только с помощью аппарата аргонно-дуговой сварки. При этом нет гарантии, что сварной шов получится достаточно надежным и в месте его расположения не произойдет повторного разлома. Срок службы рам из алюминия - 5-10 лет, что меньше, чем у стальных вариантов, но вполне достаточно для детских велосипедов. Ребенок редко катается на одном байке больше двух лет, так как вырастает из купленной модели.

Детский велосипед с алюминиевой рамой будет стоить дороже, чем аналогичный вариант со стальной. Разница в стоимости обусловлена ценой металла, а также сложными технологиями, используемыми для изготовления алюминиевых труб. Однако модели с рамой из алюминия являются лучшим выбором по соотношению цена/качество. Например, легкие байки из карбона стоят значительно больше.

Изготовление алюминиевых рам

Алюминиевые рамы для детских велосипедов изготавливают не из чистого алюминия, а из его сплавов. Добавление меди, магния, железа, цинка, хрома, кремния и марганца обеспечивает улучшение характеристик готового изделия, оно становится более надежным, лучше подвергается обработке. Алюминиевую раму после отлития сильно нагревают, а затем охлаждают - такая закалка повышает прочность труб.

У рам из алюминия трубы толще, чем у стальных, однако, увеличение толщины стенок не вызывает увеличения веса конструкции. Легкость сохраняется благодаря особым технологиям изготовления - баттингу и гидроформингу. С их помощью можно уменьшить толщину стенок в местах с небольшой механической нагрузкой.