Велосипедная педаль: устройство и типы.

Введение

Педаль – это часть велосипеда, которую велосипедист нажимает ногой для вращения колес.

Педаль – это часть велосипеда, с помощью которой велосипедист приводит его в движение. Она обеспечивает связь между ногой или обувью велосипедиста и шатуном, позволяя ноге вращать ось каретки и приводить в движение колеса велосипеда. Педаль обычно состоит из оси, вкрученной в конец шатуна, и корпуса с площадкой для ноги, который свободно вращается на подшипниках относительно оси. Первоначально педали крепились к шатунам, напрямую соединенным с ведущим (обычно передним) колесом. Современный безопасный велосипед появился, когда педали стали крепиться к шатуну, приводящему в движение звездочку, которая передавала мощность на ведущее колесо посредством роликовой цепи.

Типы

Как и велосипеды бывают разных видов, существуют различные типы педалей, предназначенные для разных стилей катания.

Площадь и платформа

Традиционно, платформенные педали представляли собой педали с относительно большой плоской поверхностью для опоры ноги, в отличие от педалей с упором, имевших очень небольшую площадь поверхности. Одна из форм платформенной педали имела большую плоскую верхнюю часть и плоское дно для использования с фиксаторами на носок и ремнями. Они были разработаны для большего комфорта при использовании обуви с менее жесткой подошвой. Обычно они имели вырезанную нижнюю часть, обеспечивающую больший дорожный просвет при поворотах, что часто требовалось для трековых велосипедов. Их часто рекламировали как более аэродинамичные, чем обычные педали с упором. Крепление обуви к педалям дает пользователю больше контроля над движением педалей. Существует два способа крепления велосипедной обуви к педалям: фиксаторы на носок – устройство в виде корзины и ремня, удерживающее ногу на месте – и так называемые контактные педали, где специализированная обувь со встроенными креплениями соединяется с совместимыми педалями. В маунтинбайкинге (MTB) и BMX платформенными педалями обычно называют любые плоские педали без клетки. BMX-райдеры обычно используют пластиковые педали из нейлона, поликарбоната или пластика, армированного углеволокном, хотя алюминиевые сплавы и магний также часто используются для изготовления корпуса педалей. Маунтинбайкеры, как правило, предпочитают алюминий или магний из-за необходимости использования металлических шипов для обеспечения сцепления, когда педали мокрые, грязные и скользкие. BMX-райдеры обычно предпочитают платформы педалям с клеткой, поскольку они обеспечивают большую поддержку и сцепление для гибкой обуви типа "скейт", используя короткие металлические шипы. Педали с клеткой более популярны в бюджетном сегменте горных велосипедов. В целом, педали с клеткой не распространены в большинстве видов велоспорта, хотя в маунтинбайкинге существует нишевый рынок. Платформенные педали доступны в широком ассортименте типов и ценовых категорий, от одноразовых пластиковых моделей, используемых для тест-драйвов новых велосипедов, до высококлассных моделей для даунхилла. Бюджетные модели могут быть изготовлены из стали или алюминия и оснащены отражателями для безопасной езды по улицам в ночное время, а также для соответствия некоторым правилам дорожного движения. Менее дорогие платформенные педали обычно считаются одноразовыми и не подлежат восстановлению после износа. Более дорогие платформенные педали для рынка горных велосипедов доступны с заменяемыми металлическими шипами сцепления и подшипниками качения. Легкие педали, предназначенные для фрирайда и даунхилла, изготавливаются из экзотических металлов, таких как магний. Фиксаторы на носок обычно не устанавливаются на такие педали, поскольку некоторые MTB и BMX-райдеры считают их небезопасными. В гонках по даунхиллу дополнительная мощность и сцепление, обеспечиваемые контактными педалями, используются с риском падения с отстегиванием, при котором велосипед потенциально может остаться прикрепленным к ноге гонщика. Однако, фиксированные велосипеды (fixed gear) все чаще используют тканевые ремни вместо этого.

Traditionally, platform pedals were pedals with a relatively large flat area for the foot to rest on, in contrast to the quill pedal which had very little surface area. One form of the platform pedal had a large flat top area and flat bottom for use with toe clips and toe straps. They were designed for greater comfort when using shoes with less than rigid soles. They typically had a smaller cutaway underside giving greater cornering clearance, which was often needed for track cycling. They were often marketed as being more aerodynamic than conventional quill pedals. Attaching the shoes to the pedals gives the user more control over the pedal movements. There are two methods for attaching a cyclist's shoes to their pedals: toe clips – a basket and strap device which hold the foot in place – and so called clipless pedals, where specialized shoes with built in bindings attach to compatible pedals. In mountain biking (MTB) and BMX, platform pedals typically refer to any flat pedal without a cage. BMX riders typically use plastic pedals made of nylon, polycarbonate, or carbon reinforced plastic, although aluminum alloy and magnesium are not uncommon pedal body materials. Mountain bikers tend to use aluminum or magnesium because of the necessary use of metal studs to offer grip while the pedals are wet, muddy and slippery. BMXers tend to prefer platforms to cage pedals because they offer more support and grip for flexible "skate" shoes by using short metal studs. Cage pedals are more popular in the low end mountain bike range. In general, cage pedals are uncommon in all types of biking, although there is a niche market within mountain biking. Platform pedals are available in a wide variety of types and prices, ranging from disposable plastic units used for test rides on new bicycles to high end downhill models. Budget models may be made of steel or aluminum and incorporate reflectors for safer riding on streets at night, in addition to complying with some traffic laws. Less expensive platform pedals are generally considered disposable and cannot be rebuilt when worn out. More expensive platform pedals for the mountain bike market are available with replaceable metal traction pins and cartridge bearings. Lightweight pedals intended for freeride and downhill cycling have been made from exotic metals such as magnesium. Toe clips typically are generally not installed on this type of pedal because they are considered unsafe by some MTB and BMX riders. In downhill racing, the extra power and grip offered by clipped pedals is used at the risk of clipped in crashing in which the bicycle can potentially stay attached to the foot of the victim. However, fixed gear riders have started using fabric straps instead.

Пенопласт

Педаль с осью-втулкой – распространенная система педалей на велосипедах. Она состоит из основной секции оси, которая крепится к шатуну велосипеда и имеет выступы от оси, к которым прикреплены параллельные пластины клетки спереди и сзади педали. Чтобы использовать такую педаль, велосипедист давит ногой на платформу, образованную параллельными пластинами клетки. Для повышения эффективности педалирования к педали были добавлены фиксаторы для носка обуви. Фиксатор для носка – это тонкое металлическое или пластиковое приспособление, крепящееся к передней части клетки педали. Фиксатор имеет форму носка ботинка и предназначен для предотвращения соскальзывания обуви велосипедиста с педали во время движения вперед. Основное различие между педалями для трека, шоссе и туризма заключается в ширине. Трековые педали узкие, а передняя и задняя пластины клетки разделены. Шоссейные педали немного шире и имеют цельную клетку в форме перевернутой буквы "U". Туристические педали – самые широкие, что обеспечивает комфорт при использовании с более широкой, не гоночной обувью во время длительных поездок. Хотя педали с осью-втулкой можно использовать для горных велосипедов, применение фиксаторов в этом случае опасно, так как они плохо удерживают ногу. Педали для горных велосипедов обычно имеют рифленую поверхность, чтобы даже в грязи можно было надежно удерживать ногу в любой плоской обуви.

Педали без клипсов

Педали без фиксации (также известные как контактные педали или педали с автоматическим захватом) требуют специальной велосипедной обуви с шипом, прикрепленным к подошве, который фиксируется в механизме педали, тем самым надежно удерживая обувь на педали. Большинство педалей без фиксации фиксируют шип при уверенном нажатии и освобождают при повороте пятки наружу, хотя в некоторых случаях механизм фиксации встроен в сам шип, а не в педаль. Термин "без фиксации" относится к замене носочного ремешка (клетки) на механизм блокировки, а не к платформенным педалям, которые обычно не имеют носочных ремешков. Педаль без фиксации была изобретена Чарльзом Хэнсоном в 1895 году. Она позволяла велосипедисту поворачивать обувь для фиксации и освобождения, а также обеспечивала свободный ход (возможность небольшого вращения обуви для предотвращения напряжения в суставах). M71 – это педаль без фиксации, разработанная Чино Чинелли и произведенная его компанией в 1971 году. В ней использовался пластиковый шип, который скользил в пазы на педали и фиксировался небольшим рычагом на задней части корпуса педали. Чтобы освободить обувь, велосипедисту приходилось наклоняться и приводить в действие рычаг, подобно тому, как гонщику приходилось наклоняться и ослаблять носовой ремешок. Рычаг был расположен на внешней стороне педали, чтобы в случае падения, при ударе рычага о землю, нога освобождалась. Педаль была разработана для гонок, особенно трековых, и из-за необходимости наклоняться для освобождения ее называли "клетами смерти". В 1984 году французская компания Look применила технологию крепления лыжных ботинок для горнолыжного спорта к педалям, создав первые широко используемые педали без фиксации. Первоначально использовавшиеся триатлонистами для более быстрых "переходов", победа Бернара Ино на Тур де Франс в 1985 году способствовала признанию велосипедистами систем педалей без фиксации с быстрым освобождением. Эти педали, а также совместимые модели других производителей, до сих пор широко используются. Шип фиксируется простым нажатием вниз и вперед на педаль или, в некоторых конструкциях, поворотом шипа вбок. Затем, вместо ослабления носового ремешка или нажатия на рычаг, велосипедист освобождает ногу от педали, поворачивая пятку наружу. Следующим важным развитием в педалях без фиксации стала система Shimano SPD (Shimano Pedaling Dynamics). В то время как шипы Look большие и выступают из подошвы обуви, шипы SPD маленькие и могут быть установлены в углубление в подошве, что позволяет ходить (хотя комфорт может варьироваться, так как подошвы разных велосипедных туфель различаются по жесткости в зависимости от конструкции). Велосипедная обувь имеет жесткую подошву для максимальной передачи энергии и эффективности. Она может быть предназначена для шоссейного или горного велосипеда, или для обоих. Обувь, предназначенная для горного велосипеда, обычно имеет утопленные шипы, которые не выступают за пределы подошвы, и имеет протектор для ходьбы по тропам, так как часто требуется ходить или нести велосипед. Шоссейная обувь обычно легче, чем горная, имеет выступающий шип и меньшую защиту от непогоды. Выступающий шип делает эту обувь непрактичной для ходьбы, так как это может повредить шип. Шипы для горных велосипедов обычно легко крепятся к шоссейной обуви, хотя иногда требуется адаптер. Такое крепление обычно невозможно для шоссейных педалей, так как шипы обычно слишком большие, чтобы быть установленными на горную обувь. Меньшие шипы для горных велосипедов крепятся к подошве обуви двумя болтами, а большие шипы для шоссейных велосипедов – тремя. За эти годы различные производители создавали свои собственные конструкции систем педалей без фиксации. Платформенные адаптеры предназначены для временного преобразования педалей без фиксации в более традиционные платформенные педали, которые имеют большую и плоскую поверхность для опоры ноги. Педали без фиксации могут иметь преимущества перед плоскими, особенно в горном велосипеде и гонках. Они предотвращают скольжение ноги в мокрых и грязных условиях и обеспечивают лучшую передачу энергии. Адаптеры платформы для педалей без фиксации – это инновационные устройства, предназначенные для преобразования обычных платформенных педалей во временную систему педалей без фиксации. Эти адаптеры предоставляют велосипедистам возможность оценить преимущества езды с фиксацией, не прибегая сразу к специальной обуви. Они могут крепиться болтами, но поскольку обычно используются временно, часто используются различные защелкивающиеся механизмы. Хотя можно использовать педали без фиксации с обычной обувью, они будут гораздо менее удобными, чем платформенные педали, так как подошва обуви с большей вероятностью будет изгибаться или скользить. Несмотря на широкое использование, не доказано, что педали без фиксации имеют преимущество перед плоскими педалями с точки зрения эффективности педалирования, чистой механической эффективности и мышечной активности как для велосипедистов, так и для профессиональных спортсменов.

Clipless pedals (also clip in or step in) require a special cycling shoe with a cleat fitted to the sole, which locks into a mechanism in the pedal and thus holds the shoe firmly to the pedal. Most clipless pedals lock onto the cleat when stepped on firmly and unlock when the heel is twisted outward, although in some cases the locking mechanism is built into the cleat instead of the pedal. Clipless refers to the toe clip (cage) having been replaced by a locking mechanism and not to platform pedals which would normally not have toe clips. The clipless pedal was invented by Charles Hanson in 1895. It allowed the rider to twist the shoe to lock and unlock and had rotational float (the freedom to rotate the shoe slightly to prevent joint strain). The M71 was a clipless pedal designed by Cino Cinelli and produced by his company in 1971. It used a plastic shoe cleat which slid into grooves in the pedal and locked in place with a small lever located on the back side of the pedal body. To release the shoe a rider had to reach down and operate the lever, similar to the way a racing cyclist had to reach down and loosen the toestrap. The lever was placed on the outside edge of the pedal so that in the event of a fall the lever hitting the ground would release the foot. The pedal was designed for racing, in particular track racing, and because of the need to reach down to them to unclip, they have been referred to as "death cleats". In 1984, the French company Look applied downhill snow skiing binding or cleat technology to pedals, producing the first widely used clipless pedals. Initially used by triathletes to facilitate faster "transitions", Bernard Hinault's victory in Tour de France in 1985 then helped secure the acceptance of quick release clipless pedal systems by cyclists. Those pedals, and compatible models by other manufacturers, remain in widespread use today. The cleat is engaged by simply pushing down and forward on the pedal, or, with some designs, by twisting the cleat in sideways. Then, instead of loosening a toestrap or pulling a lever, the cyclist releases a foot from the pedal by twisting the heel outward. The next major development in clipless pedals was Shimano's SPD (Shimano Pedaling Dynamics) pedal system. Whereas Look cleats are large and protrude from the sole of the shoe, SPD cleats are small and could be fitted in a recess in the sole, making it possible to walk (although comfort will vary, as the soles of different cycling shoes vary in their rigidity, depending on design). Cycling shoes have rigid soles to maximize power transfer and efficiency. They may be specific to road or mountain biking, or usable for both. Shoes designed for mountain biking typically have recessed cleats that do not protrude beyond the sole of the shoe, and have treads for walking on trails, as walking or carrying the bike is often required. Road cycling shoes are typically lighter than their mountain bike counterparts, and feature a protruding cleat and less weatherproofing. The protruding cleat makes these shoes impractical for walking, as doing so can damage the cleat. Mountain bike cleats can generally be mounted without difficulty to road shoes although sometimes an adapter is required. Such attachment is not usually possible for road pedals, as the cleats are normally too large to be mounted on mountain shoes. The smaller mountain bike cleats are attached to the sole of the shoe by two bolts; larger road specific cleats are attached by three. Various manufacturers have produced their own designs of clipless pedal systems over the years. Platform adapters are designed to temporarily convert clipless pedals into more traditional platform pedals which have a larger and flatter area for the foot to rest on. Clipless pedals can have advantages over flat ones, especially in mountain biking and racing. They keep the foot from slipping in wet and muddy conditions and provide better transfer of power. Clipless pedal platform adapters are innovative devices designed to convert regular platform pedals into a temporary clipless pedal system. These adapters provide cyclists with a bridge between traditional flat pedals and clipless pedals, allowing them to experiment with the benefits of clipless riding without immediately committing to dedicated clipless shoes. They can be fastened by using bolts but as they are normally in temporary use, it is also common for them to be mounted using different snap on techniques. Although it is possible to use clipless pedals with regular footwear, they will be much less comfortable than platform pedals, as the shoe sole is more likely to bend or slip. Despite wide usage, there is no proven advantage of clipless pedals over flat pedals in pedaling effectiveness, net mechanical efficiency, and muscular activity for both non cyclists and elite cyclists.

Плавание и натяжение

Плавание определяется как степень свободы движения, обеспечиваемая шипом внутри педали до момента отстегивания. Это может быть очень важно для предотвращения травм коленей, поскольку ноги большинства людей не двигаются в одной плоскости во время педалирования. Многие стандартные системы дорожных педалей предлагают шипы с плаванием в шесть градусов. Шипы SPD SL, Look Delta, Look Kéo и Time также доступны с плаванием в три и ноль градусов. В дорожных педальных системах обычно используется цветовая кодировка для обозначения степени плавания. Некоторые педальные системы имеют фиксированное (нерегулируемое) плавание, например, шесть градусов для Crankbrothers и 4,5 градуса для Kéo Easy. Большинство шипов увеличивают степень плавания по мере износа. Педали с плавающими шипами значительно снижают приложенный крутящий момент, не уменьшая при этом передаваемую на велосипед мощность, что указывает на целесообразность использования систем с плаванием для уменьшения или предотвращения боли в коленях.

Магнитные педали

Магнитные педали были представлены еще в 1897 году, а Exus Mag Flux Road была доступна в 1996 году. Норберт Садлер и Вольфганг Дюрер подали заявку на патент в 2005 году, но по состоянию на 2012 год он так и не был выдан. Другие модели получили смешанные отзывы.

Складывание

Для максимальной компактности складные велосипеды часто оснащаются складными педалями.

Привязка

Педальный шпиндель имеет резьбу, соответствующую резьбовому отверстию на наружном конце шатунов. Многокомпонентные шатуны имеют отверстие с 20 TPI (комбинация диаметра и шага, довольно уникальная для данного применения). Цельные шатуны используют отверстие 20 TPI. Французские педальные шпиндели используют резьбу M14 × 1.25 (метрический диаметр с шагом), и свободно вкручиваются в педальное отверстие 9/16. Размер резьбы часто выштампован на шатуне, рядом с педальным отверстием. Правый шпиндель педали (обычно с приводной стороны) имеет правую резьбу, а левый шпиндель педали (обычно с не приводной стороны) – левую (обратную) резьбу, чтобы предотвратить его самоотвинчивание из-за эффекта, называемого прецессией. Хотя левая педаль вращается по часовой стрелке относительно шатуна (и, следовательно, кажется, что она затягивает правую резьбу), сила, прикладываемая ногой велосипедиста, прижимает шпиндель к резьбе шатуна в точке, которая вращается по часовой стрелке относительно шатуна, тем самым медленно вытягивая внешнюю часть шпинделя педали против часовой стрелки из-за трения, и, следовательно, ослабляя правую резьбу. В начале 1980-х годов Shimano в течение короткого времени производила педали и соответствующие шатуны с интерфейсом 24 TPI. Это позволило использовать более крупный одинарный подшипник, поскольку эти педали были разработаны для работы только с одним подшипником со стороны шатуна, а не с традиционной конструкцией с одним меньшим подшипником с каждой стороны.