Введение

Набор шестерен, прикрепленных к заднему колесу колеса велосипеда На велосипеде, кассета или кластер представляет собой набор из нескольких шестерен, которые прикрепляются к центру на заднем колесе. Кольцевая система работает с задним дерайлером, чтобы обеспечить многократные передаточные коэффициенты для велосипедиста. Кассеты бывают двух видов, свободные или кассеты, из которых кассеты являются более новой разработкой. Хотя кассеты и фривилы выполняют одну и ту же функцию и выглядят почти одинаково при установке, они имеют важные механические различия и не являются взаимозаменяемыми.

Свободные колеса

Свободное колесо (также известное как блок) состоит из одного шестеренного колеса или набора шестерен, установленных на корпусе, который содержит внутренний механизм зацепки и устанавливается на резьбовой узел. Задние резьбовые шнуры были доступны в разных рисунках в зависимости от страны производства, причем наиболее распространенными были французские и британские резьбы. В качестве международного стандарта была принята нить Британского института инженеров по циклам (CEI), которая теперь известна как Британский стандартный цикл (BSC). Это стандартизированная правая рука 1 3/8 "24 TPI (M34.925 × 1.058 мм) нить, на которую привинчивается стандартное свободное колесо. Это позволяет устанавливать различные марки свободных колес на разные марки узлов. Основным недостатком конструкции многоколесных свободных колес является то, что боковой подшипник находится внутри свободного колеса, и по мере того, как со временем добавлялись коленчатые колеса, подшипник перемещался внутрь, дальше от боковой поддержки оси. Это приводило к тому, что на ось возлагалось большее нагрузка на изгиб, которая может изгибаться или даже ломаться. Многоскоростные свободные колеса были распространены на качественных высококачественных велосипедах до конца 1980-х годов. Suntour Maeda Industries (Япония) представила компактный 6-ступенчатый свободный коленчатый механизм, который уменьшил расстояние между зубчатыми колесами и был такой же шириной, как стандартный 5-ступенчатый свободный коленчатый механизм, но требовал более узкой цепи, чем стандартный. Концепция была скопирована европейскими производителями свободных колес Regina (Италия) и Maillard (Франция). По мере увеличения количества шестерен на многократном свободном колесе и физического расширения, конструкция свободного узла преодолела проблему оси / подшипника, связанную с резьбовыми узлами, и начала заменять конструкцию свободного колеса. Сегодня редко можно найти свободное колесо на новом велосипеде с более чем 7 скоростями. Некоторые новые односкоростные особенно BMX и велосипеды и велосипеды с несколькими передачами в нижнем конце продолжают производиться и продаваться с свободными колесами. Педальные силы затягивают свободное колесо на узел, поэтому для установки инструмента не требуется. Механизм зацепления предотвращает ослабление свободного колеса при повороте шестерен в противоположном направлении часовой стрелки. Свободное колесо можно удалить с центра одной из многих специальных инструментов для удаления свободного колеса, которые включают в себя шпал или набор выемки на наружном конце свободного колеса. Снятие часто требует значительных усилий из-за большого крутящего момента, который затягивает свободное колесо во время педалирования, и некоторые свободные колеса не могут быть сняты нетронутыми. В будущем удаление свободного колеса облегчается жиром на свободных нитах перед установкой.

Кассеты

Кассеты отличаются от свободных колес тем, что кассеты имеют ряд прямых шпал, которые образуют механическое соединение между шестернями и совместимым с кассетами узлом, называемым свободным узлом, который содержит механизм зацепки. Вся кассета прикреплена к шестерне с помощью резьбового кольца. Некоторые кассетные системы конца 1980-х и начала 1990-х годов используют небольшой нитевой шестеренку для удержания больших шестерен. Кассеты напоминают свободные колеса при установке, но явно отличаются при удалении, поскольку они не содержат внутренний механизм зацепки свободного колеса. Шпильцы в кассете обычно соединяются тремя маленькими болтами или заклепками для удобства установки. Они сохраняют шестерни и дистанционные устройства в правильном порядке и положении, когда они удаляются из корпуса свободного центра. Если вследствие износа необходимо заменить шестерни или пользователь желает изменить доступные передаточные коэффициенты, заменяются только шестерни, а не механизм решетки. Кассеты также позволяют использовать шестерни с меньшим количеством зубов, как в микроприводах. Механизм решетки, известный как корпус свободного хаба, все еще может быть заменен на большинстве хабов, но составляет структурную часть хаба. Кассетные системы имеют большое преимущество в том, что боковые подшипники приводной оси могут быть рядом с рамой, а не в центре оси за свободным колесом. Это значительно снижает нагрузку на заднюю ось, что делает изгиб или сломанные оси крайне редкими. С момента их введения в конце 1970-х кассеты использовались на все большем количестве велосипедов, начиная с высокого класса и со временем становятся доступными на менее дорогих велосипедах. Сегодня подавляющее большинство велосипедов с редукторами используют эту новую конструкцию.

Количество и ширина шестерен

Со временем количество шестерен в колёсном комплекте увеличилось с 3 или 4 до Второй мировой войны до 5 шестерен, используемых с 1950-х по 1970-е годы, до 8, 9, 10, 11, 12 и даже 13 в 2010-х годах, найденных на современных велосипедах. По мере того, как было добавлено больше задних шестерен, комбинация стала шире, а расстояние между шестернями уменьшилось. Одним из способов сделать место для этого была длина оси (измеряемая как расстояние над локнутным орехом OLD). увеличилось, что потребовало большего количества диска на заднем приводе с резьбовым центром для центра колеса в раме. Расстояние между фланцами хаба не было сокращено на резьбовых хабах, а длина оси увеличилась с 120 мм OLD (5 скоростей / компактных 6) до 126 мм OLD (6 скоростей / компактных 7) до 130 мм OLD (резьбовые 7 скоростей) для дорожного велосипеда. Заднее расстояние между велосипедами обычно составляет 135 мм. Еще одним преимуществом кассетных хабов Shimano, введенных с 1978 года, было то, что фланцы задних хабов были шире, чем у резьбовых хабов, поэтому создавалось более прочное колесо с меньшим количеством тарелки и без проблемы повышенного нагрузки на подшипник или отказа оси. До введения индексированного переключения ширина 5-ступенчатого или компактного 6-ступенчатого свободного колеса составляла примерно 32 мм; введение индексированного переключения предположительно сделало необходимым стандартизированное расстояние между зубчиками. Shimano и Campagnolo разработали независимые стандарты, а SRAM позже последовали примеру Shimano в отношении расстояния между зубчиками и ширины кассет. Ширина ранних кассет Shimano 6 и 7 скоростей составляла 36 мм, а ширина ранних 8-скоростных кассет 40 мм. Shimano затем снова изменила и стандартизировала 8- 11-скоростные кассеты на 41,5 мм и второе поколение 7-скоростных кассет на 38 мм. Расширение носителя шестерен на гибках кассет до 41,5 мм привело к уменьшению расстояния между фланцами гибков. Для Shimano и SRAM расстояние между кассетами развивалось следующим образом. Ранние скоростные кассеты Shimano 7 имеют ширину 36 мм, с расстоянием между шестернями 3,65 мм, но рычаги и задние дерайлеры не совместимы с более поздними скоростными кассетами Shimano 7, которые имеют ширину 38 мм и расстояние между шестернями 3,2 мм. 8-ступенчатая кассета шире на 41,5 мм, чем Shimano 7 второго поколения. Это приводит к функционально совместимым сдвижникам, но специфическим корпусам с свободными узлами, или требует использования дистанционного устройства с 7-скоростной кассетой на 8-скоростном узле. Кассеты с 8 и 9 скоростями и корпуса с свободным центром имеют одинаковую ширину (41,5 мм), но шестерни на 9-скоростном скорости ближе друг к другу; в результате сдвигатели не совместимы, но они используют одни и те же корпуса с свободным центром. Это развитие продолжалось с 10-скоростными кассетами, но разветвилось на 11-скоростные кассеты. Для 12-скоростных автомобилей Shimano представила новый корпус с свободным центром (Microspline). Это продвижение обеспечило более тонкую настройку передаточного соотношения, однако использование более тонких металлических деталей привело к сокращению срока службы цепи и шестерен из-за так называемого "растяжения" цепи. Это вызвано трением на несущих поверхностях цепи, вызывающим удлинение. Таким образом, цепочка и шестерни 9-ступенчатой системы требуют более частой замены, чем 8-ступенчатая система. Сужение фланцев хаба создало больше блюда в колесе, что ослабляет колесо, если все другие факторы одинаковы, но улучшения прочности и надежности спиц и ободов более чем сбалансировали это, и прочность колеса, как правило, выше, несмотря на увеличенную блюдо.

Улучшение перемещения

Сдвижные рампы представляют собой сложные зубчатые профили, в задних шестернях и передних цепных кольцах, предназначенные для поднятия и спуска цепи во время сдвига. Они позволяют перемещать под большим нагрузкой, чем это было возможно ранее, и для более плавного и чистого перемещения. Различные системы носят бренды Hyperglide от Shimano, UltraDrive от Campagnolo и OpenGlide от SRAM. Сама цепь специально изготовлена для упрощения сдвига и для взаимодействия с рампами сдвига конкретного производителя; использование другого типа цепи может привести к не оптимальному сдвигу.