Типы рулевых управлений автомобиля. Рулевая колонка велосипеда: устройство, виды и характеристики, установка и смазка

Для начала следует конкретизировать велосипеды, ведь в интернете и в веломастерских иной раз происходят недопонимания из-за различий в терминах. Итак, чем управляется велосипед?

Рулевой механизм

Рулевой механизм – это устройство, содержащее весь комплекс деталей, позволяющих управлять направлением движения велосипеда. В него входят следующие элементы:
Руль – перекладина или более сложная конструкция, на которой находятся точки хвата. В примитивном варианте представляет собой прямую трубу, на которую крепятся аксессуары и грипсы.
Вынос – короткая труба с двумя болтовыми креплениями для руля и рулевой трубы.
Шток – соединяющий вынос (или сам руль) с короной велосипедной вилки. Заходит в рулевую колонку и стакан.
Рулевая колонка велосипеда – набор из двух чашек, верхнего и нижнего подшипников, опционально – нескольких колец, позволяющий рулевой трубе свободно поворачиваться в рулевом стакане. В верхней части трубы появляется якорь для распора под креплением выноса.
Рулевой стакан – часть рамы, представляющая собой короткую трубу с нарезанными внутри фасками по определённому стандарту, в которые вставляются чашки и подшипники колонки.

Итак, структура не так проста, как кажется на первый взгляд. К тому же, существует целый ряд стандартов, которые несовместимы между собой. Следует относиться к ним максимально внимательно.устройство колонки

Колонки

Стандарты производителей

Существует множество стандартов от конкретных производителей. Иногда это попытка защитить свои модели от модификаций, иногда – действительно, новаторские нововведения, которые просто пока не стали общепринятыми, и достаточно редко это бывает интегрированная колонка – обычно один из вариантов классики.

Campagnolo – полуинтегрированный стандарт, но составляющие ему подшипник и чашка выпускаются конической формы. Требует специальной обработки рамы.
Perdido – отличающийся от стандартного полуинтегрированного ZeroStack на 4 миллиметра полуинтегрированный набор.
Columbus – классический вариант Aheadset под собственный уникальный диаметр.
Onepointfive Standard – созданный консорциумом из производителей велосипедов для экстремальных дисциплин неитегрированный стандарт под широкую рулевую трубу.

Стаканы

Под каждую из перечисленных колонок существует свой рулевой стакан рамы, и ни один из типов не взаимозаменяем. Итак, какие можно встретить виды стаканов:

интегрированные – вогнутая внутрь поверхность стакана, усечённые фаски. Встречается четыре размера: 1 дюйм (26.35 мм), 1 и 1/8 дюйма (41.1 мм), 1 и 1/8” Italian (41.95 мм), 1 и 1.8” FSA Standard (41.6 мм);
полуинтегрированные – абсолютно прямая труба без выпуклостей и вогнутостей, прямая фаска под 90 градусов с глубиной не менее 15 мм. Разброс размеров чуть меньше, и нет путаницы с производителями по долям дюйма: 1 дюйм (41.35 мм), 1 и 1/8” (43.95 мм), 1.5 дюйма (55.9 мм);
стандартная – аналогична полуинтегрированным размерам и форме, но обычно ещё уже и меньше. Стандарты те же, но размеры по ним другие: 1 дюйм (30.05 мм), 1 и 1/8” (33.9 мм), 1.5 дюйма (49.57 мм).

У всех размеров есть допуски от полумиллиметра до миллиметра, но их следует избегать, чтобы не появился люфт вилки, что очень негативно сказывается на качестве езды. Понятное дело, что речь об этих стандартах идёт в том случае, если колонка безрезьбовая.стаканы для колонки

Опубликовано в , Май 8, 2017

Наиболее важным звеном велосипеда, отвечающим за безопасное управление двухколёсным транспортным средством является рулевой узел. Несмотря на то, что в поворотах и непосредственном рулении райдер держится только за перекладину руля, основная же роль в плавности вращения и надёжности механизма отводится рулевой колонке, именно она совершает невидимую глазом механическую работу, и уже от качества её компонентов зависят все характеристики рулевого управления велосипеда. Поэтому в данной статье мы рассмотрим связку рулевого стакана (headtube) велосипеда и рулевой колонки (headset) , поскольку вместе они дают возможность задавать любому велосипеду нужное направление.

Рулевой стакан рамы велосипеда

Основа рулевого механизма велосипеда начинается конечно же с , а точнее со специальной её фронтальной части под устоявшимся названием "рулевой стакан" или же "рулевой колодец" . Обычно эта часть рамы представляет собой короткую трубу определённого диаметра фронтальной части рамы, куда впоследствии помещается шток вилки. Разновидностей рулевых стаканов (как и самих велосипедных рам) существует немало и важно заметить, что все используемые стандарты НЕ взаимозаменяемы, поэтому обязательно нужно узнать тип и диаметр отверстий рулевого стакана конкретной рамы, чтобы правильно подобрать под него совместимую рулевую колонку.

По форме можно выделить следующие два типа рулевых стаканов рамы:

Эти две разновидности форм рулевых стаканов в свою очередь подразделяются ещё на три типа в зависимости от специфики изготовления формы внешних граней верхнего и нижнего отверстий трубы:

Грани стакана однородной толщины и формы по всей длине трубы, без каких-либо выступающих частей или углублений. Достаточно частый случай и весьма распространённая практика, используемая многими производителями велосипедных рам. Такие стаканы просты в изготовлении, они универсальны и неприхотливы, под них легко подобрать рулевую колонку.

В такой стакан можно установить стандартную или же полуинтегрированную рулевую колонку, подходящую под диаметр его отверстий. Стаканы без скошенных граней - это двоякое решение. С одной стороны бОльшая плотность металла по краям обеспечивает повышенную надёжность и выносливость, с другой стороны возникает вероятность люфта, поскольку чашка не имеет внутреннего упора. Также можно отметить теоретический лишний вес целиковой конструкции рамы, правда очень и очень незначительный. Для обычного вело-байкера такие изменения обычно ничтожны и незаметны.
Рулевой стакан может содержать пазы/фаски со внутренней стороны (торцевые скосы внешней кромки метала трубы) в виде углублений с более тонкими внешними краями, предназначенные для более точной подгонки внешних чашек рулевых колонок, таким образом обеспечивается лучшая посадка на своё законное место.

В такой стакан также можно установить стандартную или же полуинтегрированную рулевую колонку, подходящую под диаметр его отверстий. Данный подход со стороны производителей более правильный и ответственный, а также продуманный. За счёт этого удаётся снизить вес рулевого стакана и практически исключить вероятность возникновения люфта с течением времени. Однако скошенные грани обычно тоньше остальной части рулевого стакана, тем самым они становятся более уязвимыми к неравномерным боковым нагрузкам или ударам, если вероятность таковых присутствует.
Рулевой стакан может быть оснащён несъёмными впрессованными в саму трубу чашками, содержащими промышленные (пром) подшипники или же специальной проточкой для установки подшипников.

Обычно встречаются в дорогостоящих рамах профессионального назначения, отличаясь высоким качеством и сложностью в обслуживании и ремонте, вместе с тем и очевидным достоинством в виде полностью спрятанной внутрь трубы конструкции с подшипниками.

Перечисленные различия рулевых стаканов, кажущиеся на первый взгляд несущественными, всё же могут оказать влияние на этапе выбора рамы под определённые требования велосипедиста. Так, например, рядовому пользователю обычно нет необходимости связываться с интегрированными системами из-за сложности в обслуживании и прочих нюансов; а так же имеет смысл обратить внимание на конические стаканы, если планируется собрать велосипед для супер-экстремального катания.

Рулевая колонка велосипеда

Рулевой колонкой обычно называется совокупность элементов (в частности чашек, колец, пыльников, якоря и т.п.) содержащих в себе подшипники открытого или промышленного (закрытого) типа. Именно рулевая колонка в конечном итоге обеспечивает вращение руля и вилки, отвечает за плавность этого процесса и долговечность эксплуатации без обслуживания. Выбор подходящей и главное совместимой рулевой колонки под имеющийся стакан рамы крайне важен для успешной её установки и хороших эксплуатационных характеристик рулевого управления в целом, в частности: отзывчивости руля; плавности и мягкости вращения; выносливости всего узла к тем или иным нагрузкам; отсутствия зазоров и люфтов; повышенной долговечности.

Среди всех существующих рулевых колонок выделяются два основных различающихся типа:

Резьбовая рулевая колонка (threaded). Неизбежный пережиток прошлого и в некотором смысле "классика", хорошо знакомая многим как практически единственный вариант, использовавшийся у велосипедов родом из СССР. Простая и понятная в установке и снятии, неприхотливая и дешёвая, но вместе с тем далеко не самая надёжная и не предназначенная для повышенных нагрузок.

В наше время хоть и очевидно устарела наряду с прочими вариантами, но продолжает упорно использоваться производителями на велосипедах прогулочного и дорожного назначения, а также на крузерах. В целом такой выбор оправдан, поскольку для перечисленных дисциплин практически отсутствуют серьёзные нагрузки на данный узел и требования к нему минимальны.
Резьбовая рулевая колонка включает в себя верхнюю и нижнюю чашки, которые устанавливаются в стакан рамы методом запрессовки. Резьба, как и следует из названия, присутствует на штоке вилки (поэтому под такую рулевую колонку требуется специальная вилка с нанесённой резьбой и определённой длиной штока), предназначена она для закручивания верхней чашки, на которую с внутренней стороны так же нанесена резьба. Сверху конструкция дополнительно фиксируется и окончательно стягивается контргайкой, впоследствии крепко удерживая в рулевой трубе шток вилки. Подшипники (независимо от типа) помещаются традиционно внутрь верхней и нижней чашек.

Резьбовая рулевая колонка хорошо узнаётся внешне во время визуального осмотра по характерной контргайке в верхней части рулевого стакана, также подобная конструкция отличается самым внушительным размером выступающих частей (по высоте относительно кромки трубы стакана) за пределы рамы. Резьбовая рулевая колонка также бывает и полуинтегрированной, когда чашки подшипников утоплены внутрь рулевого стакана рамы, а на поверхности остаются видимыми лишь внешняя грань верхней чашки и контргайка. Как таковых преимуществ такая конструкция не имеет именно в исполнении столь устаревшего решения и наличие внешних выступающих резьбовых элементов сводит все преимущества на нет.

Значимое отличие резьбовой рулевой колонки от прочих типов заключается в том, что шток вилки не должен быть значительно длиннее высоты рулевого стакана (выступающая часть фиксированная по размеру), и после фиксации вилки с помощью чашек рулевой колонки отсутствуют выступающие части. При этом вилка надёжно зажимается внутри стакана без установки выноса руля, который уже не оказывает никакого влияние на удержание всей конструкции вместе. Несмотря на простоту механической части резьбовой рулевой колонки, у неё имеется ряд существенных недостатков. Такой тип рулевой досточно сложен в точной регулировке и подгонке всех деталей без люфтов и зазоров, а также требует определённой сноровки во время сборки и набора специфичных инструментов для обслуживания.

Резьбовые рулевые также часто отличаются бОльшим весом всей конструкции по сравнению с доступными аналогами. Но главный недостаток кроется в общей конструктивной ненадёжности, поскольку рулевые такого типа не только не предназначены для повышенных нагрузок, но даже со временем раскручиваются и разбалтываются и в режиме спокойного прогулочного катания. Есть у резьбовой колонки и преимущества, например внешний вынос руля произвольной длины и формы, позволяющий регулировать высоту руля в бОльшем диапазоне, а также использовать конструкции сложных изощрённых изогнутых форм, обеспечивающих дополнительный комфорт и удобство, что больше актуально как раз для прогулочных и велосипедов комфортного типа.
Безрезьбовая рулевая колонка (threadless). Самый распространённый и наиболее удачный стандарт, применяющийся для большинства современных велосипедов, в том числе используемых в экстремальных и наиболее нагруженных дисциплинах катания.

Отличается удобством установки, часто высоким качеством своих компонентов и неприхотливостью в процессе эксплуатации. Так же не требует специальной регулировки и подгонки, поскольку конструкция чётко встаёт в пазы и равномерно стягивается якорем внутри трубы.
Безрезьбовая рулевая колонка так же включает в себя две чашки, верхнюю и нижнюю, в которые размещаются подшипники независимо от типа. У чашек отсутствует резьба и устанавливаются они в стакан рамы методом запрессовки. Чтобы стянуть конструкцию вместе и удержать шток вилки в раме используется комбинация из: специального якоря, который помещается в шток вилки и раскрывается там, центрируя и выравнивая положение чашек и колец относительно друг друга;

и выноса руля, обеспечивая финальную и надёжную затяжку (именно на крепление и фиксацию выноса отводится определяющая роль надёжного удержания вилки в раме. Безрезьбовая рулевая колонка хороша тем, что в некоторых вариациях исполнения у неё практически отсутствуют выступающие за пределы рулевого стакана элементы, что позволяет максимально опустить руль к раме при необходимости.

Такая конструкция считается наиболее надёжной и вместе с тем позволяет добиться максимально мягкого и плавного руления, не жертвуя при этом повышенной безопасности. Безрезьбовые рулевые колонки наиболее часто используются в современных горных велосипедах самого разнообразного назначения - от лёгкого кросс-кантри до серьёзного даунхила или дёрт-джампинга, позволяя полностью раскрыть потенциал двухколёсеного аппарата.

У колонок подобного типа почти нет недостатков, кроме некоторого ограничения на высоту руля, востребованную в ряде случаев, потому такие рулевые реже используются для традиционных дорожных и прогулочных велобайков. В остальном это безальтернативное и во многом бескомпромиссное технологическое решение отличается исключительным удобством, неприхотливостью, высоким качеством и повышенной продуманностью.

Преимущества безрезьбовых рулевых колонок в сравнении

Как известно, безрезьбовые колонки практически полностью вытеснили резьбовые из обихода за последние годы. Сейчас только безрезьбовые рулевые колонки устанавливаются на большинство современных горных (в том числе и профессионального назначения), BMX"ов и даже дорожных и шоссейных велосипедов, и на то есть множество веских и объективных причин:

Вилки под безрезьбовую рулевую дешевле в производстве, поскольку возможна элементарная подгонка под размер любой имеющейся рамы, тогда как в случае с резьбовой конструкцией шток вилки должен точно соответствовать по высоте конкретному рулевому стакану рамы, жёстко к ней привязываясь.
Для регулировки или же установки безрезьбовой рулевой колонки требуется набор общедоступных и главное компактных инструментов, в частности шестигранников; тогда как для обслуживая резьбовых рулевых требуются дорогостоящие, редкие и громоздкие ключи, которые затруднительно брать с собой в дорогу. Безрезьбовые рулевые колонки легче и быстрее в установке.
Безрезьбовые рулевые колонки и вилки значительно легче эквивалентных резьбовых аналогов.
Вынос безрезьбового варианта надёжнее и более жёстко фиксирует вилку на своём месте, что так же улучшает жёсткость всего механизма и руля в частности.
На резьбовых рулевых колонках в щели конструкции может попадать вода, со временем вызывая коррозию и преждевременный износ.

Единственным преимуществом резьбовых рулевых колонок можно считать только возможность вертикальной регулировки руля вместе с выносом (часто в таких случаях это единое монолитное исполнение) в широком диапазоне.

Подвиды безрезьбовых рулевых колонок

Сами безрезьбовые рулевые колонки ещё делятся на три основных типа, отличия которых во многом существенны и их необходимо учитывать во время выбора на предмет совместимости с рулевым стаканом рамы:

Стандартная безрезьбовая рулевая колонка с внешними чашками. EC (External Cup) . Наиболее распространённый случай безрезьбовой рулевой, используется для горных и дорожных велосипедов разной направленности.

Часто называется Aheadset рулевая по названию бренда, впервые внедрившего этот стандарт на велорынок. Данная рулевая отличается тем, что чашки с подшипниками находятся вне рулевого стакана, за его пределами.

Такое исполнение более неприхотливое и менее дорогостоящее по сравнению с аналогами, однако выступающие наружу чашки сказываются на расстоянии от рулевого стакана до выноса, не позволяя снизить высоту выноса, а также чисто эстетически иногда выглядят весьма спорно.

В остальном стандартная безрезьбовая рулевая колонка представлет собой высококачественное и хорошо продуманное изделие, практически лишённое недостатков. Чашки с подшипниками запрессовываются в рулевой стакан рамы, при этом подшипники можно менять в случае износа. После вилка вместе с выносом руля выравнивается/стягивается специальным якорем и упорным кольцом, а в финале происходит основная фиксация всей конструкции креплением выноса.
Полуинтегрированная безрезьбовая рулевая колонка. Символьное обозначение такой рулевой Zerostack (ZS) . Название "полуинтегрированная" происходит от слова "интегрировать", означающее "встраивать". Таким образом решение полуинтегрированной рулевой колонки выглядит следующим образом: две чашки (верхняя и нажняя) по внутреннему диаметру рулевого стакана запрессовываются внутрь, практически не оставляя на поверхности выступающих частей, за исключением внешнего кольца чашки или резинового пыльника.

Ещё и поэтому такие рулевые колонки часто называют "Zero Stack", что означает "Нулевой подъём". Другое популярное название "Low Profile" - "Низкопрофильная". Таким образом конструкция идейно схожа с обыкновенной безрезьбовой колонкой, отличаясь лишь непосредственным расположением чашек с подшипниками внутри стакана и конечно же размером самих подшипников в конечном счёте.

Такое исполнение сложнее и деликатнее в изготовлении, поэтому стоит дороже стандартных aheadset рулевых и чаще используется в более профессиональных велосипедах узкого назначения. Главное преимущество такого типа рулевой заключается в том, что практически отсутствие выступающих элементов из стакана рамы позволяет опустить вынос руля максимально низко (буквально прижать его к раме), что иногда необходимо для определённых вело дисциплин (например шоссе и даунхилл), в том числе и для придания большей прочности рулевому узлу.

Подобное расположение элементов рулевой также способствует более правильной аэродинамической посадке, улучшая общую геометрию райдера в связке с велосипедом.
Интегрированная безрезьбовая рулевая колонка. Символьное обозначение такой рулевой Integrated (IS) . Наконец самое профессиональное воплощение, призванное совсем "утопить" рулевую в раму и буквально слить их в единое целое. Как и раскрывает название, обеспечивает подобное слияние именно интегрированная (встроенная в стакан) рулевая колонка. Суть реализации остаётся прежней, только запрессовываются в этой рулевой уже не чашки, а сами подшипники (исключительно промышленные), в заготовленные под них проточенные посадочные канавки.

В отдельных случаях такими посадочными местами для подшипников могут служить и монолитные вставки (обычно алюминиевые применяются в рамах из карбона или титана для усиления заданной области), вмонтированные в раму на этапе её изготовления, но чаще подшипники просто укладываются в специально заготовленную проточку в самом стакане рамы. Интегрированная рулевая колонка являет на текущий момент самое продуманное и технически грамотное и заодно наиболее простое решение, однако вместе с тем дорогостоящее. Поэтому такие колонки встречаются чаще на специализированных велосипедах профессионального уровня, где повышенные требования предъявляются к кратковременным эксплуатационным характеристикам и высокому качеству. Из-за специфики устройства интегрированной рулевой колонки в ней применяются только подшипники закрытого (промышленного) типа, поскольку иные варианты привели бы стакан рамы в негодность за достаточно короткий срок. Используются "промы" только со скошенной нижней гранью подшипника, в частности встречаются варианты со скосом 45°-45°(Campy spec), или со скосом 36°/36° (Tien Hsin Ind./FSA Standard), или же со скосом 36°/45° (Cane Creek spec, только для стакана 1.1/8″).

Достоинством такой рулевой остаётся система, полностью скрытая от глаз байкера, позволяющая произвольно регулировать высоту выноса и внешне привлекательное, без выступающих за кромки рулевого стакана элементов. Ещё одним значимым преимуществом подобной реализации будет то, что подшипники практически полностью изолированы от попадания в них частичек грязи извне, а потому дольше сохраняют свою изначальную работоспособность с заданным набором качественных, плавных и бесшумных эксплуатационных характеристик. Ну и конечно же данная рулевая наиболее проста в обращении и установке, т.к. предполагает лишь разовую установку/запрессовку корпуса с промышленным подшипником, без каких-либо лишних действий.

Но интегрированные системы не лишены и серьёзного недостатка, в частности подобное решение вполне может привести раму в состояние полной непригодности и вывести из строя с течением времени, по причине выработки подшипников и появления люфта, который неизбежно разбивает посадочное место в стакане рамы. Обычно такая поломка рамы не поддаётся ремонту (или же он получается крайне дорогостоящим), и приводит к необходимости замены рамы на новую.

Размеры и стандарты рулевых колонок

Для резьбовых (threaded) рулевых колонок

Рулевая колонка 1" дюйм с диапазоном внешнего диаметра чашек 30-30.8 мм и внутренним посадочным диаметром в пределах 26.4-27 мм
Рулевая колонка 1.1/8" дюйма
Рулевая колонка 1.1/4" дюйма с внешим диаметром чашек 37 мм и внутренним посадочным диаметром 33 мм

Для безрезьбовых (threadless) стандартных рулевых колонок (EC, aheadset) существуют следующие стандарты с посадочными размерами:

Рулевая колонка 0.833" дюйма (обозначение EC32) с внешним диаметром чашек 32.7 мм и внутренним посадочным диаметром 26.4 мм
Рулевая колонка 1" дюйм (обозначение EC30) с внешним диаметром чашек 30.2 мм и внутренним посадочным диаметром 26.4 мм
Рулевая колонка 1.1/8" дюйма (обозначение EC34) с внешним диаметром чашек 34 мм и внутренним посадочным диаметром 30 мм
Рулевая колонка 1.1/4" дюйма (обозначение EC37) с внешним диаметром чашек 37 мм и внутренним посадочным диаметром 33 мм
Рулевая колонка 1.5" дюйма (обозначение EC49)
Рулевая колонка 2.21" дюйма (обозначение EC56)

Для безрезьбовых (threadless) полуинтегрированных рулевых колонок (ZS, zerostack) существуют следующие стандарты с посадочными размерами:

Рулевая колонка 1.1/8" дюйма (обозначение ZS41 и ZS44) с внешним диаметром чашек 41.3 и 44 мм соответственно, а так же внутренним посадочным диаметром 30 мм
Рулевая колонка 1.5" дюйма (обозначение ZS49) с внешним диаметром чашек 49.7 мм и внутренним посадочным диаметром 39.8 мм
Рулевая колонка 2.21" дюйма (обозначение ZS56) с внешним диаметром чашек 56 мм

Для безрезьбовых (threadless) интегрированных рулевых колонок (IS, integrated) существуют следующие стандарты с посадочными размерами:

Рулевая колонка 1" дюйм (обозначение IS38) с внешним диаметром чашек 38 мм и внутренним посадочным диаметром 26.4 мм
Рулевая колонка 1.1/8" дюйма (обозначения IS41, IS42 и IS47) с внешним диаметром чашек 41.3, 41.8 и 47 мм соответственно, а так же внутренним посадочным диаметром 30 мм
Рулевая колонка 2.05" дюйма (обозначение IS52) с внешним диаметром чашек 52 мм

На основе приведённых размеров и обозначений не составит подобрать рулевую колонку под имеющийся стакан при условии правильного определения его типа и главным образом диаметра трубы.

Совместимость рулевых стаканов и рулевых колонок велосипеда

Изначально рулевые колонки, в зависимости от своего типа, вставляются исключительно в совместимые с ними рулевые стаканы. На практике же вся разница сводится к двум типам рулевых стаканов рамы: обычному или же интегрированному. Важно запомнить, что два этих случая не совместимы между собой и под каждый необходимо подбирать рулевую колонку исключительно своего типа. Таким образом:

В интегрированный рулевой стакан рамы устанавливается только интегрированная рулевая колонка (is, integrated) и ничего больше.
Во все прочие стаканы (не интегрированные) можно установить рулевую колонку оставшихся форматов, а именно: резьбовую (threaded) , безрезьбовую стандартную (threadless, aheadset) или же безрезьбовую полуинтегрированную (threadless, zaero stack) .

Зная тип рулевого стакана рамы (один из двух перечисленных), совместимая рулевая колонка подбирается уже по размеру диметра отверстия трубы рулевого стакана и обычно не представляет никакой сложности. Искомый диаметр можно узнать либо из спецификации к своей раме (если таковая имеется); либо же измерив расстояние вручную, например штангенциркулем. В простом случае достаточно будет лишь подобрать рулевую колонку на основе полученных (стандартных) размеров стакана.

Однако бывают сложные случаи и различные исключения, когда можно установить рулевую колонку нестандартного или несовместимого размера в имеющийся рулевой стакан. Для этого существует золотое правило , с которым исключается ошибка: важно, чтобы размер рулевой колонки был равен диаметру стакана, или же был меньше . Только в этих случаях гарантируется установка и возможная совместимость. Если рулевая колонка в диаметре меньше отверстия стакана, то существуют специальные переходники для её установки, однако это больше относится к разряду нестандартных решений и подобных вариантов лучше избегать, подбирая рулевую в точности со стаканом рамы.

Для конического рулевого стакана чашки выбираются соответственно по отдельности, например: верхняя чашка будет диаметром 1.1/8" дюйма, а нижняя чашка диаметром 1.5" дюйма. Специальными переходниками так же можно установить в обычный рулевой стакан коническую вилку. В этом случае действует тот же принцип: рулевой стакан должен быть больше диаметра вилки. На данный момент есть возможность установки вилки с диаметрами трубы 1.1/8"(сверху)-1.5"(снизу) в рулевой стакан 1.5" и даже в стакан 1.1/8" при помощи специфических рулевых-переходников. Впрочем такой нестандартный подход несёт в себе мало практического смысла и не должен применяться в качестве повседневного.

Особенности выбора рамы по рулевому стакану

Очевидный момент, что бессмысленно выбирать раму будущего велосипеда "по стакану", т.к. обычно приорететнее оказываются более значимые её характеристики, например: низкий вес, материал или требуемая геометрия. Однако при скурпулёзном подходе будет не лишним обратить внимание и на конструкцию рулевого стакана в том числе. В этом случае логичнее всего выбирать раму со стаканом либо с изначально подготовленными скосами/фасками под запрессовку чашек рулевых (что будет заведомо правильнее и надёжнее в плане посадки на своём законном месте без люфта или зазора), либо же отдавать предпочтение раме со стаканом под интегрированную рулевую колонку как наиболее совершенного, продуманного и технически правильного решения, который прослужит верой и правдой долгие годы без необходимости частого обслуживания, регулировки или ремонта. При этом качественные и дорогие полуинтегрированные и стандартные рулевые так же заслуживают пристального внимания.

Однако стоит учитывать, что под разные стили и дисциплины катания будут более уместны те или иные рулевые механизмы, выигрывая своими неповторимыми преимуществами, несмотря на устаревшие стандарты и прочие недостатки. Так для прогулочных, дорожных, комфортных велосипедов и круизеров однозначно лидирует резьбовая рулевая колонка во всех её вариациях, поскольку только она позволяет регулировать высоту руля вместе с выносом в довольно широком диапазоне, обеспечивая тонкую настройку для идеального комфорта и персонального удобства посадки. В то же время для дёрта, экстрима, трюковых дисциплин или даунхила требуется повышенная прочность всех узлов и компонентов велосипеда, в том числе и рамы, и в таком случае резонно рассматривать рулевые стаканы размерностей не ниже 1.5" дюйма или же конические (tapered). Во всех остальных случаях роль рулевого стаканы не столь существенна.

Разница рулевых колонок и производители

При кажущейся простоте и однотипности устройства такого узла как рулевая колонка, представленные варианты на рынке отличаются друг от друга, притом иногда весьма существенно.

Но на что может влиять рулевая колонка велосипеда в конечном счёте и какие параметры значимы? Среди всех известных производителей у данного велосипедного узла имеют значение:

Вес. Достаточно значимый параметр, который в конечном счёте оказывает влияние на конечную массу всего велосипеда. В гоночных и скоростных дисциплинах актуален минимальный вес для придания максимального ускорения и динамики, тогда как в экстримальных дисциплина дёрта или даунхила нужна максимальная прочность и вес не играет решающей роли. Обычно колеблется в пределах 100 граммов за рулевую в сборе.
Тип используемого подшипника. Подшипники могут быть просто насыпными, могут быть помещены в сепаратор или же быть запрессованными в отдельный закрытый корпус (промышленные подшипники). Так же не последнее значение имеет материал, из которого изговлены подшипники, влияющий в первую очередь на долговременное сохранение первоначальных характеристик.
Материал чашек, пыльников и т.п. Различные материалы обеспечивают разные характеристики, которые в конечном счёте сказываются на плавности хода, долговечности, сопротивляемости ударным нагрузкам и т.п. Под различные стили катания следует обращать пристальное внимание на используемые материалы, чтобы получить необходимую сбалансированную рабочую характеристику узла в целом. Чашки могут быть изготовлены из: из нержавеющей стали; из алюминия; из титана; из карбона; из пластика; из различных сплавов и полимеров; из различных комбинаций материалов.
Точность подгонки компонентов друг к другу. От этого параметра зависит долговечность рулевой колонки в целом, без необходимости обслуживания. А так же от качественного соответствия выигрывает плавность хода и неприхотливость повседневной эксплуатации.
Дизайн. Тонкий индивидуальный момент, который хоть и не оказывает никакого влияния на практические характеристики рулевой, но при этом зачастую остаётся "последним словом" в выборе данного компонента. Иногда излишне яркое, кричащее и чрезчур изощрённое исполнение видимых глазу внешних чашек может оттолкнуть от приобретения, несмотря на превосходные характеристики (или наоборот). А иногда рулевая колонка приобретается исключительно "в цвет" рамы.
Различные индивидуальные технологические решения того или иного производителя. В таком узле как рулевая колонка казалось бы сложно придумать что-то инновационное, однако некоторые производители: используют уникальное сочетание материалов для достижения определённых характеристик изделия; или же например запатентованное решение от Cane Creek с возможностью регулировать угол наклона поворотных полусферических чашек в некотором диапазоне под названием Angleset, а так же другие аналоги от прочих производителей с регулируемым углом наклона чашек.

Производителей рулевых колонок существует немало, однако среди всего многообразия выделяются лишь некоторые, зарекомендовавшие себя высоким качеством, ответственным подходом к изготовлению и многолетней репутацией среди велосипедистов.

Из таких брендов достойны внимания следующие: Acros, Blackspire, Cane Creek, Campagnolo, Chris King, FSA, Hope, Reset, Ritchey. Особенно заслуживают внимания те, которые знамениты многолетней историей в изготовлении исключительно рулевых колонок, например фирма Chris King выделяется ручным процессом изготовления и проектирования каждой рулевой колонки в сборе, включая этап тщательной предпродажной проверки каждого изделия.

Как происходит установка рулевой колонки методом запрессовки?

Подавляющее большинство рулевых колонок устанавливается или сопрягается с рамой методом так называемой запрессовки. Что он из себя представляет? Запрессовка - это способ совмещения/сопряжения деталей друг с другом "в натяг", воздействуя на них с определённым равномерным внешним давлением. В результате правильной запрессовки обеспечивается надёжная работа всего механизма или узла в совокупности.

Рулевая колонка велосипеда чаще всего устанавливается в раму именно таким методом. Многие велосипедисты ошибочно полагают, что для проведения такой непростой процедуры достаточно воспользоваться молотком и "через деревяшку" буквально забить чашки рулевой в стакан рамы. Этот подход в корне неверный, так как при малейшей ошибке может стоит рамы (стакан может треснуть), или же повредить саму рулевую колонку, или же привести к неправильной установке и дальнейшему функционированию этого компонента. Для грамотной установки рулевой колонки велосипеда на своё законное место существует специальный инструмент под названием пресс рулевой колонки , представляющий собой стержень с двухсторонними насадками, которые упираются в чашки рулевой колонки с двух сторон стакана и равномерно, ровно и соосно утапливают чашки рулевой внутрь.

Инструмент достаточно редкий в обиходе и досадно дорогостоящий, но при этом крайне необходимый для всех, кто хочет гарантировать правильность и долговечность рулевого механизма.

Необходимое обслуживание рулевых колонок и требуемый инструмент

Многие современные рулевые колонки относятся к так называемому типу необслуживаемых, т.е. не требующих вмешателства на весь срок эксплуатации. В частности это применимо к рулевым на промышленных закрытых подшипниках, которым не требуется смазка и не так страшны жёсткие и суровые условия эксплуатации. Однако среди всех рулевых колонок достаточно высокий процент и модификаций на открытых подшипниках с весьма ограниченным сроком службы и высокой степенью износа, которым требуется периодическое обслуживание. Оно заключается в периодической (минимум раз в сезон в зависимости от интенсивности катания) проверке состояния подшипников на износ и их смазывании. Степень износа подшипников проверяется визуально на предмет стачивания шариков, а смазываются они густой смазкой для подшипников, можно использовать как специализированную велосипедную так и любую подходящую, наилучшим образом подходит кальцевая смазка, например солидол.

Из необходимого инструмента для обслуживания рулевой колонки нужны лишь те, что позволяют снять всё лишнее и добраться до неё, а именно снять якорь и вынос руля с последующим извлечением штока вилки. Для этого чаще всего достаточно базового набора шестигранников (размерностей 3-4-5-6 мм) или звёздочек.

Ура. Производители, похоже, договорились если не о единых рулевых, то хотя бы о единой терминологии. О соглашении договорились такие производители как Acros, Cane Creek, Hope, Race Face, Reset и Ritchey. Вполне солидный список, к которому автоматически могут присоединиться у другие бренды. Предмет договоренности - Standardized Headset Identification System (S.H.I.S, единая система обозначения рулевых колонок).
Признаемся, задача сложная - маркетологи разных производителей придумали много стандартов, а вот названий для них - чуть меньше, что привело к массе разговоров на мировых форумах вроде «у меня вроде tapered, но не совсем». Решение - отказ от названий и переход к чему-то вроде того, что пишут на автомобильных шинах, указывая на них ключевые параметры такие как ширина, высота, внутренний диаметр.
Итак, рассмотрим пример, приведенный на картинке ниже. Там - одна из самых редких рулевых, стандарт который пишется так: ZS44/28.6 | ZS44/30. Поясню, что это означает (хотя можете посмотреть и на картинке). Первая часть (ZS44/28.6) - параметры верхней чашки. ZS - ZeroStack (о том, какие варианты бывают ещё и чем отличаются - будет ниже), 44 - внутренний диаметр стакана, куда садится чашка (соответственно это же внешний диаметр чашки). 28.6 - диаметр штока в верхней части (это же внутренний диаметр чашки).

Аналогично и с нижней чашкой (ZS44/30). Это ZeroStack, диаметр стакана внизу 44, диаметр штока внизу - 30 (чуть больше чем сверху из-за расширения под кольцо рулевой). Авторы стандарта подарили нам и другие разъяснения.

Итак, на этой картинке - более наглядные пояснения. Начнем со второй - на ней указано то, о чем я говорил выше - какие именно длины указываются в коде стандарта рулевой. Также указано то, какие значения вообще бывают. Как видно, возможных значений ну очень много.

С типами «Внешная»/«Интегрированная»/«ZeroStack» - намного проще. Стандарта всего три, они продемонстрированы выше.

Итак, по порядку.
1. Внешняя чашка. Самый распространенный сейчас вариант, обозначается буквами EC (External Cup). На картинке выше она идет самой первой. Черным кругом на рисунке изображается расположение подшипника. Эти чашки забиваются в раму, где фиксируются за счет стенок. Посадочное место под подшипник является частью чашки, расположено вне стакана. Соответственно, вне стакана расположен и сам подшипник, из-за чего такие чашки являются самыми высокими из трех типов.
2. Zerostack (ZS). Требует более широкого стакана, дополнительное место при этом используется для того, чтобы поместить внутрь стакана и посадочное место под подшипник, и сам подшипник. Посадочное место под подшипник является частью чашки, которая забивается в стакан. Высота такого решения - очень небольшая, но требует очень широких стаканов даже для обычных 1,1/8 штоков.
3. Интегрированная чашка (IS). Отличается от варианта ZeroStack тем, что она не забивается в стакан. Посадочное место под подшипник уже предустановлено в стакане, поэтому чашка (а по большей части сам подшипник) просто вкладывается в раму и прижимается крышкой.

Надеюсь с переходом на этот формат обозначения вопросов станет меньше - помню с каким сомнением мы с Игорем Александровым заказывали в интернете рулевую для его нового Giant Glory. Не ошиблись, но теперь проблема уменьшилась до необходимости найти в доме линейку.

Что представляет собой рулевая колонка велосипеда? Этот элемент предназначен для обеспечения управления транспортным средством, а конкретнее - изменения положения переднего колеса. Как производится сборка рулевой колонки размеры у представленной детали? Что нужно сделать, чтобы правильно отрегулировать элемент? Об этом и не только будем говорить далее в статье.

Устройство

Рулевая колонка велосипеда - система, содержащая комплекс деталей, функциональность которых обеспечивает ездоку возможность изменения направления движения двухколесного транспортного средства. К рулевому механизму относятся такие детали:

Перекладина - элемент, на который устанавливаются тормозные системы, переключатели скорости, прочие аксессуары.
Вынос - труба небольшого размера с креплениями под перекладину.
Рулевая труба - деталь, что соединяет вынос с коронкой вилки.
Рулевой стакан - элемент рамы в виде короткой трубы с внутренними фасками, что нарезаны согласно определенным стандартам. Сюда помещаются всевозможные чашки и подшипники.

Резьбовая рулевая колонка велосипеда

Элементы представленного типа считаются классическими деталями, что встречаются в моделях бюджетных велосипедов. Такие системы довольно неприхотливы в обслуживании. В верхней чаше резьбовой системы имеются стандартизированные фаски. Рулевая труба фиксируется здесь при помощи контрольной гайки.

К плюсам резьбовой колонки можно отнести незначительный вес и низкую стоимость. Среди недостатков стоит выделить относительную ненадежность, а также сложность регулировки.

Безрезьбовая рулевая колонка велосипеда

Детали данного характера считаются современным стандартом. Внутри такой колонки отсутствует резьба. Безрезьбовые системы не берут на себя нагрузки от фиксации вилки.

Состоят подобные детали из нижней и верхней чашек. Обе запрессовываются в рулевом стакане. Внутри содержится подшипник рулевой колонки велосипеда. Поверх последнего устанавливается кольцо качения. В резьбовых системах вначале выполняется установка выноса и простановочных колец. Только после этого происходит фиксация рулевой трубы.

Интегрированная колонка

Относится к безрезьбовому типу систем. От остальных отличается отсутствием чашек. Другими словами, подшипники укладываются непосредственно в рулевой стакан рамы. В конструкции нет канавок качения. Интегрированная рулевая колонка велосипеда может содержать в себе исключительно промышленные подшипники.

Системы представленного типа обладают самым незначительным весом и простотой конструкции. Однако они довольно сложно поддаются восстановлению после полученных повреждений. Кроме того, здесь наблюдается значительный разброс размеров и моделей.

Полуинтегрированная колонка

В наполовину интегрированных колонках обычно содержатся комбинации стандартных и промышленных подшипников. Чашки таких конструкций полностью уходят во внутреннюю полость рулевого стакана. С внешней стороны остаются заметными лишь пыльники.

Полуинтегрированная колонка велосипеда имеет довольно сложное устройство, обладает высокой стоимостью. Несмотря на это, системы указанного плана считаются наиболее удобными, поскольку дают возможность без особых сложностей выставлять необходимую высоту руля.

Как собрать рулевую колонку?

Прежде чем приступить к конкретным действиям, необходимо тщательно протереть отрезком ткани фаски для установки подшипников, избавив их от масла и пыли. Также рекомендуется проверить поверхности на предмет щербинок, сколов, прочих повреждений. При обнаружении дефектов придется извлекать и менять посадочные кольца под подшипники. Если проигнорировать проблему, вскоре на шариках подшипников обязательно появятся повреждения.

Теперь перейдем непосредственно к работе. Для начала следует набить смазкой фаски для подшипников. Использовать для этого рекомендуется густой материал. Сборку нужно производить, начиная с самого нижнего подшипника. Последний утапливается на посадочное место. При этом сепаратор должен находиться в верхней позиции, а шарики быть уложенными вниз.

Затем необходимо перевернуть раму велосипеда. После этого устанавливается верхний подшипник по тому же принципу, что и нижний. Посадочное место запирается пыльником. В завершение укладываются внешний уплотнитель и шайба упора. На рулевую колонку надеваются дополнительные кольца, количество которых зависит от параметров рамы и размера трубы вилки. Поверх колец насаживается руль. Затем затягивается шайба и закрепляется болтом.

Регулировка

Регулировка рулевой колонки велосипеда предполагает выставление руля в правильном положении. Для начала перекладина руля размещается перпендикулярно колесу. Затем затягивается шайба, пока не будет полностью устранен люфт. Выполнять это действие нужно так, чтобы руль свободно наклонялся в одну из сторон от центрального положения при удержании велосипеда на весу. Только после этого плотно затягиваются болты непосредственно на руле.

Размеры

Существуют различные размеры рулевых колонок велосипеда, а конкретнее - отдельные параметры рулевых стаканов. В настоящее время можно встретить следующие виды стаканов:

Стандартные - размер 30 мм.
Интегрированные - встречается несколько размеров: 1/8 дюйма (41,1 мм), 1/8 дюйма Italian Standard (41,95 мм), 1/8 дюйма FSA Standard (41,6 мм).
Полуинтегрированные - разброс размеров от 41,35 мм до 55,9 мм.

У каждого размера имеются свои допуски до миллиметра. Однако стаканы следует стараться подбирать максимально точно, чтобы избежать появления люфта вилки. Такое допущение негативным образом скажется на ощущениях во время езды.

Как проверить велосипед на наличие люфта рулевой колонки?

Насколько надежно зафиксирована рулевая колонка велосипеда, можно определить, прибегнув к нехитрому способу. Достаточно поставить средство передвижения на ровную поверхность, после чего зажать передний тормоз. Как только у велосипеда не окажется возможности для качения, нужно толкнуть его вперед. Если люфт в рулевой колонке отсутствует, не возникнет никаких колебаний. При его наличии станет ощутимой заметная отдача.

Как возникает проблема? Как уже отмечалось выше, причиной может послужить изношенность фасок, куда укладываются подшипники. Если люфт замечен на новом велосипеде, это может означать, что при его сборке была произведена некачественная регулировка. В таком случае необходимо открутить верхний удерживающий болт, плотно затянуть шайбу и произвести обратную сборку элементов.

В заключение

Как видно, рулевая колонка - не самый простой элемент конструкции велосипеда. Однако с ее обслуживанием можно справиться при наличии достаточных знаний и опыта. При сборке рулевой колонки после планового обслуживания ее элементов достаточно ориентироваться на последовательность действий, описанную в нашем материале.

Напоследок стоит отметить, что рулевые колонки велосипедов выходят из строя достаточно редко, независимо от их типа. Для устранения неполадок здесь зачастую требуется всего лишь замена подшипников либо подтяжка главного фиксирующего болта.

Самые распространённые виды рулевых колонок велосипеда:

резьбовая Threaded -тип колонки для дорожных велосипедов. В недавнем прошлом эта рулевая колонка была самой распространенной и использовалась практически на всех велосипедах. На этой колонке, на внутренней стороне гайки и верхнем кольце качения имеется резьба, за счет которой держится вилка и происходит регулировка подшипника. Чашки запрессованы в рулевую, в которых вращаются подшипники. Сверху и снизу подшипники удерживаются кольцами качения. Данная рулевая колонка весьма надёжна, в простой конструкции дорожного велосипеда с 1 передачей.

безрезьбовая Threadless – эта рулевая колонка устанавливается на большинство современных алюминиевых велосипедов. Второе название этот тип рулевых велосипедных колонок — Aheadset, по названию первого производителя рулевых колонок этого типа. От резьбовых эти рулевые колонки отличаются тем, что рулевая колонка не отвечает за фиксацию вилки, потому как в ней нет резьбы. В остальном резьбовая и без резьбовая имеют сходство – они имеют верхнюю и нижнюю чашки, которые удерживают подшипник, кольца качения, направляющую гильзу и якорь, который представляет из себя распорку, забиваемую в шток вилки. При притягивании крышки регулировочным болтом происходит стягивание всей конструкции, окончательное крепление штока вилки осуществляется затягиванием болтов на выносе и стягивает всю конструкцию от короны вилки до выноса. Данное крепление не отвечает за фиксацию вилки. Окончательное крепление штока вилки осуществляется с помощью крепления выноса руля.

безрезьбовая Columbus – от Threadless эта рулевая колонка отличается другим размером подшипника, с размером 41,5мм,подшипники располагаются в чашках вне рамы, внешние чашки окрашивают в цвет рамы что делает их не заметными.
полуинтегрированная Zero Stack – этот тип рулевой колонки устанавливается на современных велосипедах с алюминиевой и карбоновой рамой. В отличии от предыдущих классов рулевых колонок, в этом типе чашки устанавливаются вовнутрь рулевой трубы, которая имеет специальные посадочные места. С наружной стороны можно увидеть только кольцо качения и пыльник. Диаметр чашки 44 мм. На велосипедах с алюминиевой рамой в рулевых колонках используются игольчатые подшипники или подшипники с сепаратором, поэтому чашки выступают как внешнее кольцо с канавой качения. На велосипедах с карбоновой рамой, чашка удерживает его корпус. Диаметр чашки, также составляет 44 мм. Основным преимуществом полуинтегрированной рулевой колонки, является нулевая высота относительно рулевой трубы, что позволяет максимально низко опустить руль велосипеда.

полуинтегрированная Campagnolo – эта рулевая колонка велосипеда требует специально обработанную раму. Посадочные места для чашек более утопленные. В этих колонках используются конические чашки и конические подшипники.

полуинтегрированная Perdido – главным отличием этой рулевой колонки велосипеда от других полуинтегрированных, является диаметр чашки, который составляет 44,5 мм, что требует диаметра рулевой колонки 44,4 мм. Колонка состоит из прессуемых внутрь рулевой трубы чашек и отдельных промышленных подшипников, чашки Perdido более утоплены в раму, поэтому увеличивается глубина посадочного гнезда.

полуинтегрированная Columbus — Это разновидность безрезьбовой рулевой колонки, но с отличным от стандарта размером подшипника — 41.5 мм Рулевая труба не имеет посадочных гнезд внутри, следовательно подшипники располагаются вне рамы, в внешних чашках. Внешние чашки могут быть покрашены в цвет рамы, чтобы сделать их незаметными.

интегрированная Integrated System — главным отличием этой рулевой колонки велосипеда от полуинтегрированной, является отсутствие внешних чашек рулевой колонки, подшипники находятся непосредственно в самой рулевой колонке, что требует совместимости рамы. Подшипники впрессовываются в раму и вращаются в своем корпусе, тем самым не изнашивают канавку рамы. Наиболее распространенный размер подшипника имеет 41мм внешний диаметр и 45° посадочный скос.

Полтора дюйма — эти рулевые колонки используются при производстве карбоновых шоссейных велосипедов. Используются вилки со штоком 1.5 дюйма, внутренний диаметр рулевой трубы 2 дюйма.