Введение
Велосипедная вилка – это часть велосипеда, удерживающая переднее колесо. Вилка обычно состоит из двух перьев, соединенных сверху вилочной короной. Корона часто расположена спереди. Большинство амортизационных вилок имеют арку, соединяющую две стороны "ножек" (части, соединенные с осью). Она часто находится перед стойками (части, по которым скользят "ножки"), но не всегда. Над короной рулевая трубка крепит вилку к велосипеду и рулю (через вынос), позволяя велосипедисту управлять велосипедом. Рулевая трубка вилки взаимодействует с рамой через подшипники, называемые рулевой колонкой, установленные в рулевой трубе. В нижней части вилки, вилочные дропауты удерживают колесо. Обычно ось прикрепляется к вилке болтами, либо эксцентрик проходит через полый вал, фиксируя ось на вилке. Велосипедный дропаут (дропаут, конец рамы или конец вилки) – это прорезь в раме или вилке, к которой крепится ось колеса. Термин "вилка" иногда также используется для описания части велосипеда, удерживающей заднее колесо, которая на велосипедах "обычных" или пенни-фартингах XIX века также представляла собой вилку с перьями. На большинстве современных конструкций велосипедов заднее колесо теперь крепится к заднему треугольнику, состоящему из подседельной трубы, пары подседельных перьев и пары цепных перьев, а не к настоящей вилке, однако использование термина "задняя вилка" сохраняется. Для туристических велосипедов и других конструкций при определении смещения необходимо учитывать угол рулевой трубы и размер колеса, существует также узкий диапазон допустимых смещений для обеспечения хороших ходовых характеристик. Общее правило заключается в том, что для более расслабленного угла рулевой трубы требуется вилка с большим смещением, а для маленьких колес – меньшим, чем для больших.
A bicycle fork is the part of a bicycle that holds the front wheel. A fork typically consists of two blades which are joined at the top by a fork crown. The crown is often at the front. Most suspension forks have an arch connecting the two side of the lowers (the part connected to the axle.) It is often in front of the stanchions (shaft the lowers slide on) but not always. Above the crown, a steerer tube attaches the fork to the bicycle and the handlebars (via a stem) allowing the rider to steer the bicycle. The steerer tube of the fork interfaces with the frame via bearings called a headset mounted in the head tube. At the bottom of the fork, fork ends hold the wheel. Usually, either the axle is bolted to the fork, or a quick release skewer passes through a hollow axle, clamping the axle to the fork. A bicycle dropout (drop out, frame end, or fork end), is a slot in a frame or fork where the axle of the wheel is attached. The term fork is sometimes also used to describe the part of a bicycle that holds the rear wheel, which on 19th century ordinary or penny farthing bicycles was also a bladed fork. On most modern bicycle designs the rear wheel is now attached to a rear triangle comprising the seat tube, a pair of seat stays, and a pair of chain stays, rather than an actual fork, but the rear fork usage persists. For touring bicycles and other designs, the frame's head angle and wheel size must be taken into account when determining offset, and there is a narrow range of acceptable offsets to give good handling characteristics. The general rule is that a slacker head angle requires a fork with more offset, and small wheels require less offset than large wheels.
Длина
Длина вилки обычно измеряется параллельно рулевой трубке от нижней кромки обоймы нижнего подшипника до центра оси переднего колеса. Исследование 13 дорожных вилок с колесами 700c, проведенное в 1996 году, показало максимальную длину 374,7 мм и минимальную длину 363,5 мм.
Ширина
Ширина вилки, также называемая расстоянием между перьями, измеряется по прямой линии, совпадающей с осью переднего колеса, между внутренними краями двух вилочных концов. Большинство современных вилок для взрослых имеют ширину 100 мм. Вилки для горных велосипедов, предназначенные для спусков и использующие сквозную ось, имеют ширину 110 мм.
Общие вопросы размеров
Лезвия вилки должны быть правильной длины, чтобы соответствовать желаемому колесу, и иметь необходимый угол наклона, обеспечивающий геометрию рулевого управления, задуманную конструктором рамы. Функциональная длина вилки обычно указывается как расстояние от оси до верхней трубы рулевой колонки (A C). Кроме того, ось колеса должна подходить к дропаутам вилки (обычно это либо 9-мм сплошная или полая ось, либо 20-мм сквозная ось). Некоторые производители разработали вилки и соответствующие втулки со своими собственными стандартами, например, 24-мм ось Maverick, 25-мм сквозная ось Specialized и система Lefty от Cannondale.
Нарезка
Трубы рулевой колонки вилки могут быть резьбовыми или нерезьбовыми, в зависимости от рулевой гарнитуры, используемой для крепления вилки к остальной части рамы велосипеда. Нерезьбовую стальную трубу рулевой колонки можно нарезать резьбой подходящей меткой при необходимости. Шаг резьбы обычно составляет 24 витка на дюйм, за исключением некоторых старых велосипедов Raleigh, использующих 26 витков на дюйм.
Приостановка
На большинстве горных велосипедов вилка содержит набор амортизаторов, в этом случае перья обычно состоят из верхних и нижних телескопических труб и называются "ногами". Ход подвески и характеристики управляемости варьируются в зависимости от типа горного велосипеда, для которого предназначена вилка. Например, производители выпускают различные вилки для кросс-кантри (XC), даунхилла и фрирайда. Вилки, предназначенные для гонок XC, как правило, легче, менее прочные и имеют меньший ход подвески, чем те, которые предназначены для более пересеченной местности и более экстремальных условий. Популярные производители вилок с подвеской включают Cannondale, Fox, SR Suntour, Manitou, Marzocchi и RockShox. Конструкция вилок с подвеской значительно продвинулась в последние годы, и вилки с подвеской становятся все более сложными и разнообразными по конструкции. Количество доступного хода подвески увеличилось с течением времени. Когда вилки с подвеской были впервые представлены, 80–100 мм хода считалось достаточным для даунхильного горного велосипеда. Обычно такой ход используется в дисциплинах XC, а даунхильные вилки теперь предлагают 150–200 мм хода для преодоления экстремальной местности. Это не предел хода вилки с подвеской; например, Marzocchi Super Monster T предлагает 300 мм (12 дюймов) хода. Другие усовершенствования конструкции включают регулируемый ход, позволяющий райдерам адаптировать ход вилки к конкретному профилю местности. Обычно для подъемов или плоской местности требуется меньший ход подвески, чем для спусков. Усовершенствованные конструкции также часто оснащены возможностью блокировки вилки для устранения или значительного уменьшения хода вилки для более эффективной езды по ровным участкам местности. Эту блокировку иногда можно активировать дистанционно с помощью троса и рычага на руле. Амортизатор обычно состоит из двух частей: пружины и демпфера. Пружина может быть реализована с помощью стальной или титановой спирали, эластомера или даже сжатого воздуха. Выбор материала пружины оказывает фундаментальное влияние на характеристики вилки в целом. Вилки со спиральными пружинами часто тяжелее конструкций, использующих пружины сжатого воздуха, но их легче спроектировать так, чтобы они демонстрировали линейную, гуковскую зависимость на протяжении всего хода. Замена стальных спиралей титановыми в конструкции может уменьшить вес, но приведет к увеличению стоимости. Воздушные пружины используют термодинамическое свойство газов, заключающееся в том, что их давление увеличивается при адиабатическом сжатии. Поскольку "пружиной" является воздух, а не металлическая спираль, вилки с воздушными пружинами часто легче. Это делает их более распространенными в конструкциях XC. Еще одним преимуществом этого типа конструкции вилки является то, что жесткость пружины можно регулировать, регулируя давление воздуха. Это позволяет настроить вилку под вес райдера. Одним из недостатков этой конструкции является сложность достижения линейной характеристики, поскольку давление изменяется примерно обратно пропорционально (не линейно) объему газа. По мере сжатия вилки эффективная жесткость пружины вилки увеличивается. Увеличение объема воздуха внутри пружины может уменьшить этот эффект, но объем пружины в конечном итоге ограничен, поскольку он должен быть заключен в пределах размеров пера вилки. Демпфер обычно заставляет масло проходить через одно или несколько небольших отверстий или стопки шайб в вилке с подвеской. На некоторых моделях пружина, демпфер или оба могут быть настроены под вес райдера, стиль езды, местность или любую комбинацию этих или других факторов. Эти два компонента могут быть разделены, при этом пружинный механизм расположен в одном пере, а демпфер – в другом.
Вариации
За прошедшие годы было предпринято множество попыток различных конструкций вилок. Некоторые из них до сих пор используются.
Приостановка
Некоторые используют системы рычагов для обеспечения механического хода вместо телескопических элементов. Другие, в частности Cannondale, применяют один амортизатор, встроенный в рулевую трубу над короной. Еще одним заметным недавним развитием в технологии вилок является амортизационная система Lauf Spring, использующая композитные листовые пружины для механического поглощения ударов и демпфирования, при этом обеспечивая значительное снижение веса по сравнению с традиционными конструкциями.
Одноножный
Некоторые производители, такие как Cannondale и Strida, предлагают вилки с одной ножкой. Многие однолопастные вилки Cannondale, известные как Lefty, являются амортизационными вилками, как в обычной, так и в перевернутой конфигурации. В этих вилках для передачи крутящего момента рулевого управления на колесо используются линейные игольчатые роликовые подшипники на восьмигранных дорожках, в то время как в обычных двухножечных амортизационных вилках применяются трубчатые линейные скользящие подшипники. Использование вилки Lefty требует специальной втулки Lefty, которая крепится к концу вилки с помощью винта, прижимающего втулку к оси, закрепленной на вилке.
Велосипеды для треков
У вилок для трековых велосипедов традиционно используются круглые в сечении перья, а не овальные, как на шоссейных велосипедах. Это отчасти связано с тем, что круглое сечение более жесткое при боковых нагрузках, возникающих при частых спринтах, но главным образом – с тем, что трековые гоночные покрышки всегда узкие и не требуют дополнительного зазора, обеспечиваемого овальными перьями. Круглые перья требуют специальной вилочной короны с соответствующими круглыми гнездами. Вилки для трека могут не иметь отверстий для переднего тормоза, если велосипед предназначен исключительно для использования на велодроме. Зазор между покрышкой и нижней частью вилочной короны часто составляет менее 5 мм.
Прикрепление к раме
Не все вилки управляются с помощью подшипников, установленных в рулевой трубе. Вилки велосипедов Stridas и Pedersen поворачиваются вокруг оси, расположенной вне вилки, и поддерживаются в двух разных точках рамы. Новая тенденция в триатлонных велосипедах аналогична: она называется вилкой с байонетным штоком или вилкой с внешней рулевой колонкой, но опорные подшипники находятся в верхней и нижней части конструкции, которая всё ещё напоминает рулевую трубу.
Материалы
Вилки изготавливаются из стали, алюминия, углеродного волокна, титана, магния и различных их комбинаций. Например, вилка может иметь плечи из углеродного волокна с алюминиевой короной, рулевым стаканом или дропаутами. В жестких вилках материал, форма, вес и конструкция вилки могут заметно влиять на ощущения от езды и управляемость велосипеда. Углепластиковые вилки популярны в шоссейных велосипедах благодаря своей легкости, а также способности снижать и поглощать вибрации от дорожного покрытия. Существовали также примеры деревянных вилок, однако в современную эпоху они встречаются редко.
Точки крепления
Вилки могут иметь точки крепления для тормозов, багажников и крыльев. Они могут располагаться в короне, вдоль перьев и возле концов вилки. Обычно это отверстия, резьбовые или нерезьбовые, и они могут быть расположены на выступающих ушках.