Пружинна і ресорна задні підвіски вперше з'явилися ще в Х1Х-му столітті. Періодично випускалися байки з задньою підвіскою і в ХХ-му столітті, але їх розквіт почався лише в 90-і роки в розпал «Другої Великої Технологічної Революції велосипеда». В середині 90-х велосипеди з двома підвісками дійшли до широких мас.
Принципово задня підвіска велосипеда відрізняється від передньої тільки тим, що заднє колесо не повертає. Здавалося б, що може бути в цьому випадку простіше - підвішуй заднє колесо на одному-едінс-Твена важелі і все, більше нічого не треба! Спочатку так і робили. Але з часом виявилися значні недоліки найпростішої підвіски, і велосипедних справ майстри взялися за її вдосконалення. Точки, на яких фокусувалася їх увагу, такі:
- задня підвіска велосипеда навантажена значно більше, ніж передня, що частково знімає питання її чутливості. Однак тут же виникає інша проблема: навантаження, що додаються до важелів підвіски і заднього амортизатора, досить значні, і вимагають підвищеної уваги до їх конструкції. При цьому велосипед повинен залишатися якомога легшим, тобто елементарне посилення додатковим металом протипоказано;
- підвіска повинна ефективно відпрацьовувати нерівності і при цьому не розгойдуватися в такт педалювання. І якщо вилка гойдається, в основному, коли байкер підводитеся сідла і крутить педалі стоячи, то задній амортизатор схильний розгойдування, навіть коли велосипедист спокійно сидить в сідлі і крутить педалі рівномірно;
- конструкція задньої підвіски повинна по можливості виключати бічну деформацію, тобто володіти значною бічний (латеральної) жорсткістю. Спочатку цей фактор не брався особливо в розрахунок, але в міру поширення двухподвесов для змагальних дисциплін це стало важливим.
На сьогоднішній день роботи по вдосконаленню задньої підвіски ведуться одночасно в трьох напрямках. По-перше, вдосконалюється кінематика підвіски, тобто взаємне розташування важелів і шарнірів. По-друге, розробники амортизаторів активно застосовують платформні технології в задній підвісці. І нарешті, велосипедні інженери поставлені перед завданням створити одночасно і технічно, і естетично вивірену конструкцію. Останнє, як показує практика, найчастіше дуже нелегко - рідко коли технічний раціоналізм йде нога в ногу з зовнішнім виглядом велосипеда.
Мал. підвіски
1 - основний важіль (свінгарм), 2 - додатковий важіль, 3 - сполучний важіль
Система підвіски велосипеда Specialized Epic оснащена платформним амортизатором Brain, який містить в собі спеціальний інерційний клапан (в окремому бачку). Клапан реагує на удари з боку заднього колеса. Коли велосипед їде по рівному покриттю, інерційний клапан закритий, і підвіска «жорстка», що мінімізує розгойдування.
Мал. Система підвіски велосипеда Specialized Epic
1 - Передній трикутник, 2 - Лінк Хорста (верхнє перо), 3 - Основний важіль (свінгарм) підвіски, 4 - Верхній важіль підвіски, 5 - Головний шарнір, 6 - Шарнир линка Хорста, 7 - Шарнир між лінком Хорста і верхнім важелем підвіски , 8 - Шарнир верхнього важеля підвіски, 9 - Нижня точка кріплення амортизатора, 10 - Верхня точка кріплення амортизатора, 11 - Амортизатор Brain, 12 - Змінний «півень»
Основні типи підвісок
Якщо дивитися на розділення типів підвісок з принципового ознакою, то всього існує три основних типи:
- Одноважільний, з свінгарм Гирвіна. Являє собою той самий найпростіший тип підвіски, коли заднє колесо закріплено на одному спареному важелі і гойдається навколо одного шарніра. Сучасні конструкції Гирвіна прості, надійні, ефективні в роботі і приємні оку. Вроджена вада такого роду підвісок - досить слабка бічна жорсткість, в усякому разі, в порівнянні з іншими типами. Підвіску зі свінгарм Гирвіна застосовує безліч фірм, в їх числі і такі імениті, як Cannondale і Santa Cruz;
- одношарнірная багатоважільна. Різновид підвіски Гирвіна, в якій основний важіль (свінгарм) опущений вниз, між гілками ланцюга, а зверху додані додаткові важелі, передають зусилля до амортизатора і додають підвісці бічної жорсткості. Важливо розуміти, що траєкторія руху осі колеса, як і в випадку з підвіскою Гирвіна, є частиною правильного кола з центром в основному шарнірі (зазвичай він розташований близько каретки);
- чотирьохважіль, вона ж багатоважільна. Отупомянутой вище відрізняється тим, що траєкторія колеса не є частиною правильного кола з центром в фіксованій точці. Подібного роду підвіска сьогодні представлена двома схемами: класичної 4-важеля з лінком Хорста і новомодної підвіскою з віртуальної віссю обертання (VPP- virtual pivot point). Перша різновид візуально дуже схожа на одношарнірную мультіричажную з тією різницею, що шарнір близько осі заднього колеса розташований не на верхньому важелі підвіски (обичноі називають верхнім пером по аналогії з конструкцією хард-Тейл), а на нижньому. Така схема була розроблена Хорстом Лейнер і згодом запатентована фірмою Specialized. Переваги даної схеми -Менше залежність роботи підвіски при гальмуванні. Реактивні сили, що виникають при гальмуванні, не так сильно «затуплюють» підвіску, як на одношарнірних схемах.
Другий різновид має загальне найменування VPP і є подальшою еволюцією 4-важеля схеми. Тут рама велосипеда умовно розділена на два трикутника - передній і задній. Між собою вони з'єднуються за допомогою двох пар коротких важелів. Ретельно вивірена кінематика цієї підвіски дозволяє одночасно і боротися з небажаною розгойдуванням, і при цьому наділити підвіску дуже високою чутливістю. І зрозуміло, VPP-підвіска також розвантажена від дії сил гальмування. Подібну схему використовують фірми Santa Cruz, Intense і безліч інших. Останнім часом в велосипедної індустрії спостерігається просто-таки справжній бум підвісок з віртуальної віссю обертання.
Додаткові (нетрадиційні) типи підвісок
1. Підвіска I-Drive - змішувач, з одним основним шарніром. Однак, кареточний вузол укладений в т. Н. важіль Dogbone ( «собача кістка»), який знаходиться в окремому блоці. З одного боку він рухливий разом з основним важелем (свінгарм), а з іншого - утримується від поздовжнього переміщення гнучким важелем (Flexbone). У більш «свіжих» версіях гнучкий важіль замінюють на жорсткий. В результаті підвіска поєднує в собі плюси і одноважельною конструкції (слабка розгойдування), і многоричажной (слабка віддача на ланцюг).
I-Drive відомий вже досить давно. Перша схема I-Drive представляла собою досить складну конструкцію з ексцентриковим кареточним вузлом. У нових I-Drive громіздкий і важкий ексцентрик замінений на т. Зв. «God bone system» - систему важелів, основним з яких є один, схожий на кісточку для собаки. Основна ідея I-Drive - уникнути впливу педалювання на роботу підвіски, замінюючи вертикальне переміщення каретки горизонтальним. Специфіка крос-кантрійних велосипедів I-Drive - висока надійність при відносній простоті підвіски, хороша робота, дійсно слабка розгойдування.
Моделі попередніх років мали відмінну рису: укорочений до 5,5 "в довжину амортизатор, що викликало проблеми сумісності.
2. Схема LRS - Low Ratio Suspension - підвіска з малим плечем. Застосовується на байках Specialized Epic. Це варіант 4-важеля схеми з лінком Хорста. Причому використовується короткий I-Link, до якого кріпиться задній амортизатор, - він розташований практично паралельно верхньому важелю (перу) заднього трикутника. Переваги: компактність, класична геометрія і висока жорсткість рами на вигин і скручування. можливість використання довгого підсідельного штиря, зручність установки фляги на рамі. Підвіска має мале плече, і хід колеса дорівнює ходу штока амортизатора (співвідношення 1: 1), на відміну від інших схем, що мають співвідношення плечей 2,5-3,5: 1. Це дозволяє зменшити тиск повітря або попереднє стиснення пружини в задньому амортизаторі і підвищити чутливість підвіски.
Це одна з кращих, якщо не найкраща задня підвіска для крос-кан-три гонок і марафонів. Основна перевага - низька ричажность (співвідношення ходу підвіски до ходу штока амортизатора 1: 1) і наявність інерційного клапана в амортизаторі Brain. Перше дає найвищу чутливість амортизатора, а друге - просто найкраща реалізація платформного демпфірування, на якій доводилося їздити.
Недоліків у цій рами майже немає. Хіба що деяких трохи бентежить зміщений назад баланс ваги рами, це через заднього розташування амортизатора. Але цей недолік, за великим рахунком, таким не є.
3. URT - United Rear Triangle - об'єднаний задній трикутник. Ідея здавалася досить оригінальною. Каретка перекладається на задній трикутник і разом з ним, ланцюгом і системою повертається щодо переднього трикутника. Таким чином, практично виключається вплив приводу на роботу підвіски. Є ще одна назва такої підвіски - «схема з фіксованою довгому ланцюгу». Дійсно, у багатьох інших схемах задній трикутник, повертаючись щодо шарніра, натягує або послаблює ланцюг, змінюючи її довжину.
Мал. Софтейл BIANCHI CAMOSXC CARBON FS Travel 80 мм 1 - заднии амортизатор DТ Swiss ХМ 180 (31-37,5мм), 2 - шарнірний вузол для збільшення латеральної (бічний) жорсткості рами, 3 - верхнє пір'я, 4 - гнучкі вставки нижніх пір'я, 5 - трубка для переднього перемикача
У схемі URT це виключено. Іноді застосовувалася підвіска URT з винесеною віссю обертання, коли шарнір розташовувався на нижній трубі попереду підсідельною труби. Ця система дозволяла поліпшити роботу в порівнянні з одноважельною схемою, так як при педалюванні стоячи, під час ривка або підйому в гору недолік в рухливості підвіски звертається в плюс - не витрачається енергія на розкачку підвіски. Але було виявлено деякі недоліки, і головний це практично повна «відключення» підвіски, коли байкер їде, стоячи на педалях. Особливо це помітно у конструкцій з винесеною віссю обертання. Дивно, але щоб переїхати через корінь або в'їхати на бордюр, треба сісти на сідло! Тому схеми з винесеною віссю обертання вимерли в процесі конструктивної еволюції. А класична схема URT застосовується зараз досить рідко. З байків з URT підвіскою, популярних в минулому, найбільш відомими можна назвати Klein Mantra і Ibis Sweet Spot.
4. Софтейли. Являють собою короткоходниє двухподвеси, у яких замість основного нижнього шарніра, на вигин працюють нижні пір'я (сталеві, титанові або карбонові) або спеціальні вставки. Гнучкість і пружність заднього пір'я дозволяє зменшувати розміри заднього амортизатора. Підвіски такого типу використовуються тільки в кросськантрі і мають хід до 100 мм.
Переваги софтейлов - це:
- спрощення конструкції - на один шарнір менше;
- трохи меншу вагу.
Недоліки, на жаль, є продовження достоїнств:
- складна, просунута технологія виготовлення нижніх пір'я;
- звідси висока ціна;
- не підходять для екстремальних дисциплін.
Деякий час назад софтейли практично вимерли як клас, витіснення легкими короткоходнимі Двухподвес. Проте, все більш широке використання вуглепластика (карбону) дозволяє конструкторам знову повернутися до софтейловой схемою. Наприклад, легендарний Cannondale Scalpel, короткоходний крос-кантрійний двухподвес і в першому, і в другому своєму поколінні залишається саме софтейлом. Є схожа розробка у компаній Orbea (модель OIZ), Sintesi (модель 601) і BIANCHI (CAMOS XC CARBON).
Важливе з теорії
У передній підвісці велосипеда (амортизаційної вилки) все дуже просто: напрямок переміщення колеса прямолінійно і збігається з віссю амортизатора, розташованого в одній з ніг вилки. У задній підвісці все куди складніше.
По-перше, траєкторія руху колеса не прямолінійна, а ближче до окружності. У підвісках типу VPP траєкторія і зовсім може бути особливо вигадливою, аж до S-образної. По-друге, поздовжня вісь амортизатора найчастіше не тільки не відповідає руху колеса, але і взагалі розташовується під довільним кутом до основних важелів підвіски. По-третє, самі важелі, а також точки їх кріплення, неможливо розташувати де хочеться - від цього страждають характеристики підвіски.
Все це призводить до того, що задня підвіска сучасного двухпі-ваги - найбільш технічно складна його частина. Конструктори б'ються над вдосконаленням кожної її характеристики, викроюючи міліметри і вивіряючи градуси. Розглядати всі характеристики - довгий і нудне і заняття, але з основними краще все ж познайомитися.
- Траєкторія руху осі колеса. Чомусь багато хто вважає, що цей параметр має першорядну важливість. Це не зовсім так. Траєкторія руху впливає на «м'якість» обробки нерівностей, а також зміна бази велосипеда - відстані між осями переднього і заднього коліс по ходу стискання підвіски. У більшості випадків траєкторія руху осі колеса є результуючої характеристикою, отриманої на виході після вибору інших характеристик. Проте, майже всі виробники намагаються зробити траєкторію такої, щоб в початковий момент стиснення підвіски вісь заднього колеса рухалася або вертикально вгору, або з деяким зрушенням назад, так відпрацювання нерівностей виходить найбільш гладкою. Проте, занадто захоплюватися цим зрушенням можна, так як від цього страждає наступна характеристика.
- «Ривок ланцюга». Виникає через збільшення відстані між точками дотику ланцюга до провідною і відомою зірок. При дуже великому значенні при стисненні підвіски віртуальне подовження ланцюга викликає її ривок назад, що виражається в повороті педалей проти ходу руху велосипеда. Інтенсивність ривка залежить від конструкції підвіски і поточної обраної передачі (особливо актуально для передніх зірок).
- розташування миттєвого центру обертання задньої підвіски. Від цього чинника безпосередньо залежить те, як буде вести себе велосипед при педалюванні. Грамотно обраний миттєвий центр обертання дозволить «розв'язати» велосипед від дії підвіски, тобто мінімізувати вплив педалювання на роботу підвіски. У 4-важільних схемах миттєвий центр обертання змінює своє розташування по ходу стискання підвіски. З одного боку, це додає головного болю розробникам, а з іншого-дозволяє оптимізувати його розміщення в найбільш делікатній зоні малих ходів підвіски, критичною до розгойдування при педалюванні.
- Характеристика стиснення. Являє собою залежність сили, що діє на вісь колеса і / або шток амортизатора в залежності від поточного значення ходу підвіски. Це одна з основних характеристик, які задають поведінку підвіски. Змінюючи графік характеристики стиснення, можна надавати підвісці лінійну або, навпаки, прогресивну роботу, а також задавати режими роботи підвіски на різних її ходах. Крім того, дана характеристика зав'язана на тип амортизатора. Пружинний амортизатор з повністю лінійної власної характеристикою вимагає однієї характеристики стиснення підвіски, а повітряний з прогресивною власної характеристикою - інший.
Всі інші характеристики кінематики мають другорядну значимість.