Что это планетарная трансмиссия велосипед

Планетарная втулка для велосипеда

7 минут Автор: Михаил Скворцов 2432

Из чего состоит и как работает планетарная втулка
Производители втулок: плюсы и минусы
Преимущества использования планетарных втулок
Как правильно переключать передачи при движении на велосипеде
Комментарии

Оптимальная эффективность движения, частота педалирования, скорость и нагрузки на велосипед регулируются при помощи механизма скоростного переключения. В отличие от синглспида, велосипед с несколькими режимами передачи крутящего момента способен подстраиваться под конкретные условия передвижения. «Скоростную» систему используют практически на все типах великов: от городских и трюковых до гоночных и маунти-байков.

К распространенному типу трансмиссии велосипеда относится планетарная втулка, внутри которой расположен шестеренчатый механизм изменения передаточного отношения. Взаимное расположение и зацепление шестерней регулируется переключателем скоростей, который, в свою очередь, приводится ручкой на руле. Принципиальное отличие от «звездочной» трансмиссии позволило такой системе переключения передач неплохо укрепиться в велосипедной среде.

Из чего состоит и как работает планетарная втулка

Устройство планетарных втулок достаточно сложное и напоминает механизм автомобильной коробки передач. Для наглядности покажем стандартную схему для всей планетарной передачи:

Желтым цветом изображена солнечная шестерня. «Солнышко» жестко закреплено на оси заднего колеса велосипеда. Именно с ней зацепляются обозначенные синим цветом планетарные шестеренки. Для их фиксации используется «водило» (зеленый цвет). Эта деталь не позволяет сателлитам – так иначе можно называть планетарные шестерни – разъезжаться и сцепляться друг с другом, а также определяет их направление движения.

Довершает механизм эпициклическая шестерня, которая вращается за счет педалирования. На рисунке она показана красным цветом.

Звездочка сопрягается с механизмом втулки с помощью шлицевого привода, исполнительного механизма втулки. При изменении передачи он изменяет скорость вращения водила относительно кольцевой шестерни, благодаря чему и достигается подстройка велосипеда под угол направления дороги и регулируется его скорость.

Интересная особенность такого типа механизма – это работа в качестве редуктора. Солнечная шестерня играет роль неподвижного элемента, эпицикл – ведомого элемента цепи, водило замыкается на корпус втулки. Для примера рассмотрим, как работает механизм планетарной передачи на простой трехскоростной планетарке:

Пониженная передача. Кольцевая шестерня опережает водило за счет его зацепления корпуса планетарной втулки. Передаточное отношение меньше единицы и составляет 0.733.
Главная передача. Крутящий момент с эпицикла передается на втулку за счет зацепления ее с планетаркой. Иначе говоря, со втулкой соединено не водило, как на первой передаче, а звездочная шестерня. Что происходит при этом? Втулка вращается быстрее водила, а для достижения максимальной скорости понадобится больше усилий по сравнению с пониженной передачей.
Передаточное число повышенной, или третьей, передачи больше единицы, и для трехскоростных велосипедов оно составляет 1.364. Направление движения водила и втулки противоположны, благодаря чему достигается ее ускорение по сравнению с главной передачей.
Для планетарных втулок с 5, 7 и т.д. скоростями диапазон передаточных отношений выше, чем у трехскоростной за счет большего количества шестеренчатых механизмов. Принцип работы многоскоростных и простых втулок будет одинаковым. Разница только в том, что у каждой планетарной составляющей будут свои фиксированные (как у 3-х ступенчатой планетарки) значения отношений передач, а в целом у механизма их будет в несколько раз больше.

Производители втулок: плюсы и минусы

Изготовлением планетарных втулок на велосипеды занимается несколько производителей:

Shimano,
SRAM,
Sturmey-Archer,
Rohloff.

Последний занимает лидирующее положение по сложности изобретенного механизма. Втулка этого производителя включает 14 планетарных составляющих. Большое количество передаточных отношений и высокая эффективность смело конкурируют с аналогичными показателями продвинутых звездочных систем переключения скоростей.

Второе место занимает SRAM – его планетарка имеет 12 скоростей, а передаточный диапазон превышает 400%. Shimano – известнейший производитель велозапчастей и скоростных втулок. Его хорошо зарекомендованные втулки с 3, 4, 7 и 8-планетарными механизмами дополнены обновленной версией – 11-скоростной системой переключения скоростей. Sturmey может похвастаться гибридными кассетно-планетарными механизмами, а также другими типами стандартных втулок с тремя, пятью и семью скоростями.

Преимущества использования планетарных втулок

Прямой ход цепи и низкий износ ведущей и ведомой звезд. Снаружи трансмиссия выглядит как у обычного сигнлспида.
Скрытый от внешних воздействий механизм переключения передач отличается высокой долговечностью по сравнению с кассетами и трещотками. Могут быть задействованы все соотношения передач. Об этом смело скажут отзывы от велосипедистов, перешедших со «стандартных» скоростных велосипедов на планетарные.
Нет необходимости постоянно обслуживать устройство, также его сложно нечаянно повредить.

Как и у всего на свете, у втулок с планетарными передачами есть свои «но»:

Невозможность использования в велосипедном гоночном спорте из-за высокого трения и чувствительности шестерней.
Ощутимая прибавка к весу: только некоторые трехскоростные втулки весят чуть меньше килограмма. В движении привес на заднее колесо дает о себе знать.
Ремонт таких механизмов почти невозможен в домашних условиях, да и сервис, где ремонтируют планетарные втулки, нечасто можно встретить. Одноразовость планетарок не позволяет их выгодно привести в рабочее состояние, лучшим вариантом будет установка новой.
Запредельная стоимость. Конечно, она вполне оправдана, однако ставить редуктор с нуля на сигнлспид нет смысла. Гораздо проще купить готовый велосипед с ней.

Как правильно переключать передачи при движении на велосипеде

Нанести вред механизму велосипедного редуктора сложно, но возможно, если систематически неправильно его использовать. При движении на велосипеде с планетаркой есть простое правило: осуществлять переключение передач без педалирования.

Странно? Ничуть. Планетарный механизм имеет сходство с механической КПП машины, а там ведь тоже при переходе с одной передачи на другую газ отпускается. А «газ» для велосипедиста – это кручение педалей.

Переходить с одной передачи на другую нужно немного заранее, и делается это так:

Велосипед движется накатом, усилия на педали минимальны.
С помощью ручки переключается передача.
Через несколько оборотов колес (около 2 секунд) можно педалировать.

Езда в гору сопровождается переходом на пониженную передачу, то есть передаточное отношение должно быть меньше, чем до перехода. На трехскоростных планетарках это просто: перейти на первую передачу. С другими вариантами вполне нормальным будет переключиться, например, с третьей на вторую.

На повышение нужно идти последовательно, то есть сначала первая, затем вторая и так далее. При сбросе скоростей можно перешагивать. В однообразных условиях, где нельзя развить скорость (тротуар с пешеходами, например), лучше применять только главную передачу без переключений.

Велосипеды с планетарными втулками способны преодолевать значительные расстояния без большого количества спусков и подъемов, поэтому их часто можно встретить в больших городах с развитой сетью дорог и населенных пунктах на ровной местности. Такой вариант трансмиссии идеально подойдет тем, кто не хочет постоянно возиться с кассетами и цепями и при этом часто ездят по городу, загородным поселкам и равнинным трассам.

Все о велосипедах

Рассказываем обо всем, что связано с велосипедами

Планетарная трансмиссия велосипеда: что это такое

Планетарная трансмиссия велосипеда

Это полезное транспортное средство доставляет немало удовольствия, при этом нуждается в ответственном подходе и сноровке. Кроме того, на велосипеде должны эксплуатироваться только современные детали. Сегодня большинство известных производителей устанавливают планетарные втулки, обеспечивающие плавность переключения передач.

История создания

Если не вдаваться в подробности истории появления этого узла, можно сказать кратко, что первый велосипед с планетарной передачей известен с 1895 года. Но спустя год англичанину У. Рейли удалось усовершенствовать деталь и сделать ее популярной благодаря небольшим размерам.

Очередной прорыв – появление в 1902 г. втулки с тремя скоростными режимами, над которой уже трудились сразу два конструктора – известный уже У. Рейли и его соотечественник Д. Арчер. Параллельно с ними втулку на три передачи разрабатывал М. Педерсен. Он сумел представить на всеобщее обозрение втулку, в основу которой заложил принцип «контрпривода». Была в ней одна отличительная особенность – зубчатое колесо заменила шестеренка, напоминающая солнце.

В начале двадцатого столетия в продажу поступает до четырнадцати разновидностей втулок, насчитывающих по три скорости. Несколько позднее такая деталь становится привычным явлением среди англичан, немцев и жителей Скандинавии.

С момента выхода первой втулки прошло восемь десятков лет, и в честь этого была написана книга, в которой рассказывалось об истории детали, о мерах, предпринятых для усовершенствования качества.

Комплектующие элементы

Планетарная втулка считается частью привода, и ее можно сравнить с КПП автомобильного транспорта. Главное предназначение ее заключается в том, что она отвечает за регулировку скоростей и переключение передач, от количества которых зависит строение втулки.

Это шестеренчатое устройство, регулирующее передаточное число в зависимости от изменения местоположения и зацепления шестеренок. Запуск осуществляется нажатием рычага включения скоростей, расположенного на велосипедном руле.

Механизм устроен следующим образом:

шестеренка в виде солнышка. Располагается в центре узла, несет ответственность за функциональность задней колесной оси;
водило. Конструктивно представлено несколькими планетарными шестернями, надежно соединенными друг с другом;
кольцевая шестеренка. Находится внутри, приводится в движение от внутренней передачи зубчатого типа, регулирует сцепление с сателлитами.

Как работает планетарная шестерня

На малой скорости звездочка вынуждает работать колесо с зубчиками. Благодаря обойме планетарного типа, звездочка выполняет смещение, в результате этого скорость уменьшается на четверть, колесо прокручивается трижды на каждые четыре оборота звездочки.

В момент прямой передачи звездочка тоже активирует колесико с зубчиками, двигающее втулку.

При высокой скорости звездочка создает давление на обойму, вынуждая ее вращаться и передавать скорость на зубчатое колесо. В результате этого срабатывает планетарная трансмиссия, после чего колесо делает 4 полноценных оборота при 3 проворотах звездочки.

Для каких велосипедов применяется

Такими втулками оснащают двухколесные транспортные средства, ежедневно эксплуатирующиеся для поездок к месту работы, с целью прогулок, для катания по городским улицам. Если дорога ровная, велосипед с планетарной втулкой ведет себя отлично, скоростные режимы регулируются без проблем.

Чтобы чувствовать себя комфортно, следует покупать планетарный велосипед, втулка которого рассчитана на 3, 5 и даже 11 скоростей. В сравнении с простыми моделями, стоимость планетарных втулок несколько выше, но они обеспечивают длительную эксплуатацию цепи и иных узлов.

К сожалению, такие детали отличаются приличным весом, и именно из-за этого втулки не спешат устанавливать на велосипеды, предназначенные для спортивной или горной езды. Маневренность транспорта, да и скорость тоже, снижаются.

Планетарная передача для велосипеда: известные производители

Лидирующие позиции занимает Rohloff, конструирующие сложный велотранспорт, предназначенный для профессиональных спортсменов. Число передач достигает 14-ти.

На втором месте находится бренд из Японии – Shimano, известный многим своими качественными показателями и устойчивостью к изнашиванию. Втулки представлены большим ассортиментом, есть модели с тремя – одиннадцатью передачами.

Третье место по праву принадлежит компании SRAM, удачно соотносящей стоимость с качеством. Изготавливает втулки, число скоростей в которых достигает 12 режимов.

Следующая известная фирма – Sturmey-Archer. В планетарках не более семи передач, но основным достоинством их является гибридная кассетно-планетарная втулка.

Изготовителей достаточно много, но лучше приобретать товар от проверенных компаний, неоднократно доказавших качество своих втулок.

Плюсы и минусы эксплуатации

Планетарная передача, установленная на велосипед, отличается своими положительными и отрицательными моментами. В первую очередь рассмотрим, какие преимущества получает владелец такого велосипедного транспорта.

Эксплуатационный период увеличивается. Втулка гарантирует легкость переключения скоростей, ей можно пользоваться несколько лет без особых проблем. Дело в том, что все подвижные элементы расположены в прочном корпусе, не подвержены негативному воздействию влажной среды и иных природных факторов. Единственное, что необходимо от владельца – своевременно смазывать деталь.

Переключение передач достаточно удобное. Переключатель установлен на руле, пользоваться им легко, даже в момент остановки.

Цепи отличаются прочностью. Конструктивно все сделано таким образом, что перекос звеньев исключается, втулка функционирует без нарушений.

Набор передаточных чисел достигает 520 %. Окончательная цифра зависит от модели, могут быть некоторые различия. Но это позволяет правильно распределить нагрузку во время движения.

К сожалению, определенные недостатки тоже имеются. Втулка имеет приличный вес, доходящий до полутора килограммов. Некоторые видят в детали еще один минус – высокую стоимость и плохую ремонтопригодность.

Планетарная передача на складном велосипеде

Такой механизм устанавливают даже на эти модели, предназначенные для поездок по городским тротуарам. Все рассчитано на спокойную езду по асфальтированной дорожке, скорости переключаются достаточно плавно.

Порядок переключения скоростей во время езды

Чтобы механизм функционировал максимально долго, рекомендуется выполнять определенные правила в момент переключения передач. Сложно ничего нет, как может показаться многим с первого раза.

В момент перехода на другую скорость педалирование прекращается. Здесь все аналогично, как в автомобильном транспорте: газ отпустили, и можно переключить рычаг КПП. Следовательно, на велосипеде тоже соблюдаем это условие – «не газуем». Как только переход на другую сторону выполнен, дождитесь, чтобы колеса выполнили несколько оборотов, и можете снова давить на педали.

Если предстоит преодолевать подъем, рекомендуется перейти на низкий скоростной режим. На втулки с тремя скоростями им будет первая передача, на тех, которые насчитывают пять и более режимов, можно задействовать третью скорость.

Чтобы повысить скорость, передачи задействуют последовательно, без перескакиваний. Но если требуется выполнить остановку, этого правила разрешено не придерживаться. При обычной езде достаточно будет активировать главный скоростной режим.

Планетарное колесо для велосипеда: ремонт и обслуживание

В том случае, когда втулка не выдерживает агрессивную езду и выходит из строя, не пытайтесь разобрать ее, чтобы отремонтировать самостоятельно. Необходимо обладать соответствующими знаниями, чтобы не усугубить ситуацию и полностью не сломать планетарку. При малейшей поломке рекомендуется обращаться за помощью в сервисный центр, опытные специалисты которого выполнят все необходимые ремонтные работы.

Заключение

Планетарная втулка считается полезной деталью для любого велосипедиста. Вождение транспортного средства становится плавным, скоростные режимы переключаются без проблем. Организовав правильную эксплуатацию, вы забудете о поломках на длительный срок.

Преимущества и недостатки планетарных втулок — все за и против

Давайте в этой статье рассмотрим все за и против касательно использования планетарных втулок, собрав отдельно все преимущества и недоставки в сравнении с классическими переключателями скоростей.

Преимущества планетарной втулки:

Из-за герметичности системы планетарная втулка требует меньше обслуживания. Для лучшего понимания этого вопроса давайте разделим всю трансмиссию на две главных части. К первой части отнесём саму планетарную втулку, а ко второй — привод, состоящий из цепи, передней звёздочки и задней звёздочки, установленной с правой стороны планетарной втулки. В планетарной втулке находятся шестерни, хорошо изолированные от воды и пыли. Изоляция достигается благодаря конструкции планетарного механизма и оболочки втулки. Вторую важную часть трансмиссии, привод, при желании можно обернуть защитой цепи (например, Hebie Chainglider), которая защитит от грязи цепь, заднюю и переднюю звёздочки. Защиту цепи невозможно установить на обычные переключатели скоростей из-за изменения лини цепи при переключении между передними и задними звёздочками.
Из-за прямой линии цепи, более широких и крепких цепи и звёздочках в сравнении с маленькими 7, 8, 9 или 10 скоростными цепями в отличии от обычной трансмиссии на поддержание планетарной требуется меньше обслуживания и затрат. Широкие и крепкие цепи планетарной трансмиссии созданы для передачи усилий, а не для обеспечения гибкости, такой важной на обычных переключателях скоростей. Другой значительной особенностью, влияющей на обслуживание и эффективность планетарной передачи, является путь прохождения цепи. На планетарной передаче у цепи только два изгиба: вокруг передней и задней звёздочек. На классическом переключателе скоростей цепь изгибается чаще, из-за наличия двух роликовых колёсиков переключателя передач. На этих маленьких колёсиках цепь изгибаться по маленькому радиусу, что создаёт значительное дополнительное трение в цепи, так как трение в цепи обратно пропорционально размеру звёздочки. Это означает, что чем меньше звёздочка, тем выше трение в цепи. С целью сведения технического обслуживания к минимуму трансмиссию можно сделать абсолютно закрытой (например, купить полную защиту цепи Hebie Chainglider). В результате широкая закрытая прямая цепь планетарной трансмиссии прослужит вам в 4 — 6 раз дольше (по времени и километражу) за тонкую грязную гибкую цепь обычной системы переключения передач.
Планетарную втулку легче отрегулировать, чем дерайлер.
При использовании полной защиты цепи, например, Hebie Chainglider, не пачкаются брюки. Это важно при поездках на работу!
У планетарной втулки выше надёжность, что важно на любом велосипеде!
Планетарные втулки не повреждаются в авариях или при падении велосипеда на бок, так как здесь отсутствует удалённый переключатель скоростей (за исключением Srams Clickbox). Это важная проблема на детских велосипедах и велосипедах для фрирайда!
Все передачи планетарной втулки помещаются на один переключатель, более простой в использовании.
На планетарной втулке отсутствуют близкие передачи и неэффективные «противоположные» сочетания передней и задней звёздочек. Это важное преимущество для новичков, ездящих в сильном городском трафике!
Компонентов меньше и они проще: одна передняя звёздочка, одна задняя звёздочка, короткая цепь, отсутствие заднего и переднего переключателей, нет натяжителя цепи (при условии использования горизонтальных дропаутов), нет натяжного устройства, нет передних манеток и боуден-троса. Здесь просто нечему ломаться! Высокая надёжность на любом велосипеде.
Переключение передач осуществляется без необходимости педалировать. Это важно для городских велосипедистов и триальщиков!
Чистый и строгий внешний вид. По дизайну классический переключатель можно сравнить с PC, а планетарную втулку с MAC!
Возможно сочетание с ножным тормозом, которое сводит общий уход за велосипедом практически к минимуму. С ножным тормозом отпадает необходимость в боуден-тросе (возможно замёрзлом). Это крайне важно для использования велосипеда для ежедневных поездок на работу!
При езде по бездорожью или плохим дорогам на цепь не налипает грязь!
Из-за отсутствия заднего переключателя цепь намного реже слетает с передней или задней звёздочки, что особенно важно при езде по бездорожью и плохим дорогам!
Для Sram i-Motion, Shimano Nexus Inter 8 / Alfine и Rohloff Speedhub допускается переключение под нагрузкой. Поэтому планетарные втулки придутся как нельзя кстати на соревнованиях или перед началом подъёма, когда под нагрузкой требуется быстро понизить передачу!
На переключателе передачи следуют одна за другой (Rohloff Speedhub, Sram i-Motion 9). Это очень удобно при езде на длинные расстояния (более 20 километров), так как позволяет легко поддерживать оптимальный каденс.
Из-за использования энергии педалирования переключение передач не требует значительных усилий (Shimano Nexus Inter 8 / Alfine и Sram i-Motion). Это важно на детских велосипедах и при езде под дождём (особенно в отсутствие грипс на руле).
Более прочное и долговечное заднее колесо. На планетарной втулке установлена только одна звёздочка, что позволяет расположить латеральней выступы спиц на втулке. Кроме того из-за одинакового угла спицы с обеих сторон втулки натянуты равномерно, что при сборке колеса даёт возможность увеличить натяжение спиц. А чем выше натяжение спиц, тем прочнее и жоще колесо.

Фото велосипеда с планетарной втулкой.

Недостатки планетарной втулки:

Маленькое общее передаточное отношение. У классических переключателей скоростей общее передаточное отношение в среднем 550%. То есть за один оборот педалей на самой высокой передаче вы проезжаете расстояние в 5,5 раз длиннее, чем на самой низкой передаче. У втулки Shimano Inter 8 общее передаточное отношение составляет 306%, что слишком мало для горной местности. С этой втулкой вам будет не хватать передач для крутых подъёмов или быстрых даунхиллов. Альтернативным вариантом может стать дорогая планетарная втулка Rohloff Speedhub с общим передаточным отношением 526%.
Планетарные втулки тяжелее классических переключателей скоростей высокого класса. Это очень важно для спортивных соревнований!
Планетарные втулки намного дороже классических переключателей, если сравнивать системы сопоставимого качества. В общем соотношение цены к количеству передач лучше у классических переключателей скоростей. Это существенный минус, если вам приходится часто оставлять велосипед на парковках, где существует риск кражи.
Планетарные втулки сложнее классических переключателей скоростей. Обычному человеку трудно разобраться во внутреннем механизме, но обычно нет необходимости разбирать планетарную втулку.
По сравнению с обычными переключателями скоростей теряется до 8% эффективности (за исключением Rohloff Speedhub). Эффективность планетарных втулок составляет 92% по сравнению с 98% для обычных переключателей скоростей. Однако эти значения верны для новых или хорошо обслуживаемых переключателей! Внутри трансмиссии велосипеда с планетарной втулкой существует три источника потерь на трение:
1. Внутри планетарной втулки находятся планетарные шестерёнки, которые одновременно соприкасаются с солнечными шестерёнками и зубчатым колесом. Они отвечает за 4% потерь на трение
2. Также источником потерь на трение качения служат подшипники планетарных механизмов.
3. Наконец потери на трение возникают в цепи, но эта также относится и к обычным переключателям скоростей.
Это самый важный недостаток планетарных втулок, мешающий их спортивному применению. Но если сравнивать потери в планетарных втулках с потерями системы велосипедист плюс велосипед на сопротивление воздуха, то эти потери не заслуживают внимания!
Неоднородное распределение веса между передним и задним колесом, что может быть важно для некоторых спортивных применений планетарных втулок (например, в маунтинбайкинге, фрирайде, даунхилле).
По сравнению с классическими переключателями скоростей сложнее настроить передаточные числа. Шаги передач обусловлены общим передаточным отношением и их нельзя изменить. Все передачи можно повысить или понизить заменой задней и передней звездочек. Опять же это важный недостаток планетарных втулок для их спортивного применения.
Трудоёмкая процедура снятия и установки колеса (за исключением новых втулок i-Motion Sram), связанная с необходимостью обеспечения правильного натяжение цепи. На обычных переключателях скоростей такой проблемы нет.
Ограниченный максимальный вращательный момент. Это означает, что на планетарных втулках (за исключением Rohloff Speedhub) нельзя добиться низких передаточных отношений. А значит вам не удастся покорить многие подъёмы.

Классическая система переключения передач.

Планетарная втулка. Особенности строения. Плюсы и минусы

Ранее мы говорили о том, что существуют многоскоростные велосипеды, которые позволяют подстроиться под определённые условия, облегчив тем самым прилагаемые усилия велосипедиста. Но кроме возможности выбора количества скоростей, есть также и несколько типов трансмиссии.

Первый, известный многим, механизм переключения – внешний. Это означает, что спереди и сзади есть внешние переключатели, которые мы можем непосредственно видеть. О том, как это работает мы рассказывали в статье «Переключение скоростей».

Второй механизм переключения скоростей, который можно встретить не так часто, но при этом имеет ряд преимуществ – это планетарный механизм. О нём мы сегодня и поговорим.

Что такое планетарная втулка

Планетарная втулка – это вращательный механизм переключения скоростей, который работает по принципу коробки автомат и находится внутри втулки заднего колеса.

Впервые планетарная передача нашла применение в астрономических часах и конструкциях книжного колеса. Позже начала использоваться в автомобильной промышленности и авиации, мототехнике. Развитие механизма позволило использовать его и в велосипедах, которые были распространены уже с начала 20-го века, особенно в странах Европы.

На сегодняшний день, планетарные втулки выпускаются несколькими производителями, среди которых Shimano, известный многим велосипедистам. Чаще всего можно увидеть планетарные втулки с 3-,7- и 8- скоростями. В нашем магазине вы можете найти велосипеды с планетарной втулки Shimano Nexus 3 (три скорости), которая удовлетворяет большую часть потребностей.

Внутреннее устройство механизма достаточно сложное, но если говорить простым языком, то всё связано с вращением зубчатых шестерён вокруг планетарной обоймы.

На низкой передаче (первой) задняя звёздочка вращает зубчатое колесо. Планетарная обойма вращает втулку, что даёт понижение передачи. Таким образом, на каждые четыре оборота звездочки заднее колесо повернется три раза. Т.е. передача понижается на 25%.
На средней передаче (второй) задняя звёздочка напрямую передает усилие на зубчатое колесо, приводящее в движение втулку. Это прямая передача. Усилие с вращающихся внутри втулки шестеренок никуда не передается.
На высокой передаче (третьей) усилие с задней звёздочки передаётся на планетарную обойму. Оно через зубчатое колесо приводит в движение втулку и, соответственно, заднее колесо. Получается, что на каждые три оборота звёздочки колесо провернется четыре раза. Т.е. передача повышается на 33%.

На рисунках ниже показано, как всё выглядит изнутри.

Снаружи же выглядит всё довольно аккуратно, нет никаких внешних переключателей скоростей и со стороны может показаться, что велосипед односкоростной.

Как правильно переключать передачи на планетарной втулке

Если ранее вы катались только на велосипедах с привычным внешним переключением скоростей, то наверняка знаете, что менять скорости рычагами на руле можно только во время движения, вращая при этом педали. Несоблюдение этого правила может привести к поломке механизмов, поэтому у многих велосипедистов процесс доведён до автоматизма.

В планетарной системе передач ровно всё наоборот и на это обязательно нужно обратить внимание. Переключать скорости нужно стоя или во время езды, но без взаимодействия с педалями. Если периодически об этом забывать и переключать скорости неправильно, то можно сломать механизм, несмотря на его высокую прочность.

В велосипедах с тремя скоростями планетарного типа переключатель, как правило, устанавливается на правую рукоятку руля. Нужно всего лишь выбрать нужную скорость и нажать переключатель, а через несколько секунд можно снова вращать педали.

При езде под горку выбирайте первую скорость (пониженная передача).

Если необходимо увеличить скорость, то переключайтесь на третью скорость (повышенная передача).

Предварительно рекомендуем ознакомиться с правилами эксплуатации непосредственно вашего велосипеда, так как указанные выше рекомендации носят общий характер и могут отличаться.

Плюсы планетарной втулки

Не требует очистки и мытья, так как весь механизм спрятан внутри втулки и герметичен, что исключает попадание влаги и песка. Внешне переключение скоростей в обычных многоскоростных велосипедах обязывает к регулярному уходу за механизмами переключения.
Возможность установки защиты цепи, которой лишены велосипеды с внешним переключением. Несомненный плюс для тех, кто часто ездит на велосипеде на работу или не в спортивной одежде.
В велосипедах с планетарной втулкой устроен ножной тормоз, который отличается своей эффективностью и надёжностью в любую погоду. Особенно актуальна эта тема для зимы, так как налипание снега не мешает работе ножного тормоза.
Возможность переключения скоростей не по очереди, а сразу на необходимую вам, что значительно упрощает сам процесс.
Переключать скорости можно во время движения (не вращая педали) или же сразу стоя на месте, чего нельзя делать с велосипедами с внешним переключением.
Долговечность и надёжность самого механизма. Сломать планетарную втулку довольно сложно и при неправильном использовании.
Нет необходимости замены деталей, так как планетарная втулка – цельный механизм.
Нет износа цепи, связанного с перекосом и частым переключением, натяжением. Цепь прослужит куда дольше, что сэкономит ваши средства. Ведь замена цепи на многоскоростном велосипеде с внешним переключением скоростей влечёт за собой и одновременную замену звёзд.
В случае падения велосипеда, планетарная втулка не повредится, так как нет выступающих механизмов переключения. Всё ограждается спицами колеса.

Минусы планетарной втулки

Планетарная втулка стоит дороже, чем система внешнего переключения скоростей. Это оправдано сложностью механизма и дорогостоящими компонентами.
Более тяжелый вес. Относительный минус для велосипеда с планетарной втулкой, так как разница с внешним переключением скоростей будет ориентировочно в 500гр, что не станет критичной цифрой для городского велосипеда.
Сложный ремонт. Планетарную втулку довольно сложно починить, хотя при большом желании возможно. В большинстве случаев, если уж произошла поломка (что очень маловероятно), то проще будет заменить на новую.
Не подходит для агрессивной езды или скоростных гонок

Из всего вышесказанного можно подвести итог, что планетарная втулка станет хорошей альтернативой внешнему переключению скоростей на велосипедах городского типа. Если вы предпочитаете размеренную езду и не гонитесь за минимальным весом велосипеда, то плюсов достаточно много. Планетарная втулка избавит вас от ремонта, частой замены деталей и необходимости особенного ухода за ней. Простота в использовании и надёжность механизма — главные плюсы.

Планетарная втулка для велосипеда. Принцип работы, плюсы и минусы, обзоры моделей

Велоспорт это очень трудное занятие, которое требует сноровки и большого терпения. Однако этого не достаточно. Очень важно, чтобы комплектующие этого средства, отвечали всем последним требованиям техники.

В связи с этим многие производители, устанавливают на свои модели планетарную втулку, которая обеспечивает равномерное движение и регулирует скорость во время езды. Стоит отметить, что многие и понятия не имеют, что это за элемент и что он из себя представляет.

Из чего состоит и как работает планетарная втулка

Планетарная втулка является важным элементом приводной системы велосипедов. Устройство этого приспособления заключается в сложном шестерёнчатом механизме изменений передаточного отношения. Регулирование взаимных расположений и зацеплений шестеренки происходит за счет ручки переключения скорости, которая обычно расположена на руле велосипеда.

Работа этого приспособления происходит следующим образом:

При низкой передаче, зубчатое колесо при помощи задней звездочки начинает двигаться. Втулка за счет планетарной обоймы перемещается и понижает передачу. За счет этого, колесо совершает 3 вращения на каждые 4 вращения звездочки, во время этого происходит понижение передачи на 25 %;
При прямой передаче, звездочка заставляет двигаться зубчатое колесо, которое заставляет перемещаться втулку. За счет этого происходит прямая передача;
При высокой передаче звёздочка передает усилие на обойму, и оно в свою очередь заставляет двигаться зубчатое колесо. Далее зубчатое колесо заставляет двигаться втулку. За сет этого, на каждые три оборота звездочки колесо совершает 4 вращения, во время этого передача повышается на 33 %.

Также стоит обратить внимание на особенности планетарных втулок:

Современные приспособления могут иметь до 14 передач скоростей, правда такие втулки большая редкость и их стоимость достаточно высокая;
На некоторых приспособлениях есть задняя передача. Это очень удобно для трехколесных велосипедов;
Есть возможность использовать механизмы с фиксированной подачей. Это очень удобно для езды в зимнее время;
Вместе с втулкой дополнительно устанавливается корпус защиты цепи. Благодаря этому, на много повышается длительность использования этого приспособления.

Устройство планетарной втулки

Рабочий процесс планетарной втулки такой же, как и у коробки передач у автомобилей – регулирование скоростных режимов. Во время езды не возникает трудностей и непредвиденных проблем. С помощью этого приспособления происходит быстрое и своевременное переключение режимов скорости. На рисунке изображено полное устройство механизма этого приспособления.

Элементы входящие в состав устройства планетарной втулки:

Солнечная шестеренка (желтого цвета). Она располагается в центральной части этого приспособления, и выполняет функции оси заднего колеса;
Водило (синего цвета). Это группа из нескольких планетарных шестеренок или сателлитов, которые очень крепко закреплены на своих осях и находятся в прочной фиксации с солнечной шестеренкой;
Кольцевая шестеренка (красного цвета). Это наружная шестеренка или эпицикл. Она состоит из внутренней зубчатой передачи. Эта передача обеспечивает прочную сцепку с сателлитами.

Область применения планетарных втулок

Поэтому ее лучше устанавливать на велосипеды для городской езды, потому что эти велосипеды не встречают сильных нагрузок и их используют в основном для ровных дорог.

Производители втулок

Можно выделить основные фирмы-производители этих приспособлений:

Shimano;
SRAM;
Sturmey-Archer;
Rohloff

Второе место по производству занимает фирма SRAM. Модели этого производителя имеют до 12 скоростных передач. Диапазон передач у них достигает до 420 %.

Sturmey-Archer это производитель втулок с гибридными кассетно-планетарными механизмами. Кроме этого, эта фирма производит и другие типы втулок со скоростями 3, 5 и 7.

Преимущества использования планетарных втулок

В зависимости от свойств и функций планетарных втулок можно выделить основные преимущества этих приспособлений:

Высокая прочность и жизнестойкость. Механизм этого приспособления находится под защитным корпусом. Кроме этого, в нем обеспечивается полное смазывание всех элементов трансмиссионным маслом;
Быстрое и точное переключение передач скорости. В связи с тем, что переключатель расположен на руле велосипеда, можно переключать скорость, стоя на месте;
Высокий набор передаточных чисел. К примеру, если велосипед имеет набор звезд 42-32-32 и кассету 11-30, то передаточное число у него может достигать до 520 %. Также стоит отметить, что у втулок со семью скоростями передаточный диапазон может достигать до 303 %. Во время езды, идет равномерное распределение нагрузки, и поэтому велосипеды с этими втулками могут легко преодолевать различные кочки и ухабы;
Наличие простых и прочных цепей. Благодаря этим цепям, обеспечивается бесперебойная работа, не происходят перекосы и перемещений по звездам. Кроме того, эти элементы значительно повышают износ всей системы привода.

Недостатки планетарных втулок

Помимо достоинств, эти приспособления имеют некоторые недостатки:

Большой вес. В отличие от обычных втулок, эти элементы достаточно тяжелые, например средняя планетарная втулка с семискоростной передачей весит примерно 1,7 килограммов;
Невозможность использования на спортивных велосипедах. В связи с тем, что эти втулки имеют большое трение качения;
Сложная конструкция. При обнаружении, каких либо поломок и неисправностях не нужно устранять их самостоятельно, лучше всего обратиться к специалистам;
Высокая стоимость;
Во время сильной и агрессивной езды повышается риск поломки шестерен.

Складные велосипеды с планетарной втулкой

Многие производители складных велосипедов комплектуют планетарной втулкой. На этих очень удобно ездить, и есть возможность равномерного регулирования распределения нагрузки во время езды. Кроме этого, они имеют целый ряд преимуществ. В связи с этим, следует рассмотреть самые известные модели этих велосипедов.

Обзор и сравнение моделей

Складной велосипед FORWARD Enigma 154. Он очень удобный и легкий. Он адаптирован под любые дороги – его можно использовать для езды, как на городских дорогах, так и на дорогах за городом. Благодаря установленной на нем планетарной втулкой, можно очень переключать передачи скорости и подстраиваться под любые дороги, при равномерном распределении нагрузки он отлично преодолевает кочки, различные подъемы и спуски. Помимо этого, его удобно перевозить в метро и в общественном транспорте. Правда, для этого нужна специальная сумка чехол;
Складной велосипед Comanche Lago. Его очень удобно использовать в мегаполисах. Он отлично подстраивается под любые дороги. Кроме этого у него хорошая маневренность при поворотах и отличная скорость. Эти велосипеды комплектуются планетарной втулкой Shimano Nexus Inter-3 sg-3c41 с тремя скоростями. Помимо этого, они очень компактные и легко складываются в специальные сумки для велосипедов. Поэтому их можно с легкостью перевозить в метро и в общественном транспорте;
Складной велосипед Shulz. Эти модели предназначены для повседневного использования. Их можно использовать для езды на дрогах с асфальтовым, грунтовым покрытием. Также очень хорошо преодолевают ухабы, кочки, спуски, подъемы, поэтому хорошо адаптированы для горной местности. На этих транспортных средствах установлена трехскоростная планетарная втулка с задним приводом. Этой втулкой очень удобно пользоваться и она имеет очень долгий срок службы. Кроме этого эти модели велосипедов можно настраивать как для взрослых, так и для детей;
Горный складной велосипед Volume Generator. Этот велосипед изготовлен из односкоростного байка и МТВ. Его в основном используют для горной местности, поскольку он отлично преодолевает большие спуски и подъемы, кочки, большие ухабы. На нем установлена втулка Shimano Alfine SG-S700 и два дисковых тормоза. Благодаря этому, можно отлично регулировать передачи скорости и подстраиваться под любой рельеф местности.

Как правильно переключать передачи при движении на велосипеде с планетарной втулкой

Велосипедами с планетарной втулкой это очень удобно управлять, и езда с этими приспособлениями очень упрощается, поскольку не возникает проблем с переключением скоростей. Поскольку эти приспособления сами переключают скорость, когда это необходимо. Однако следует ознакомиться с определенными принципами и правилами переключения скоростей:

Лучше всего совершать переключение передачей, когда давление с цепи полностью снято, в противном случае можно просто не переключиться и сломать весь механизм и порвать цепь;
Передачу нужно повышать прямо перед горой, а не во время преодоления ее;
Не следует переключаться одновременно на несколько передач. Все нужно делать последовательно – сначала нужно переключать первую передачу и немного разогнаться, затем вторую по такому же принципу следует переходить на третью и так далее. Весь принцип работы такой же, как и у автомобильной коробки передач;
Необходимо избегать все возможных перекосов цепи.

Процесс переключения:

У всех современных велосипедах, в передней части расположены 2-3 звезды, а в задней 8-10 звезд;
Нумерация звезд от 1 до 3 происходит в сторону увеличения звезд, а нумерация задних звезд от 1 до 6, в сторону уменьшения звезд.

Для того чтобы этот процесс стал ясен, можно рассмотреть на примере велосипеда с приводом 3х8:

Большую переднюю звезду нужно использовать при движении на ровном асфальтовом покрытии. Совместно с этой звездой необходимо использовать задние звезды с номерами 8 до 4;
Среднюю переднюю звезду применяют при движении на грунтовой дороге, с плохим асфальтовым покрытием. С ней используются задние звезды с 6 по 2;
Маленькую переднюю звезду используют при езде на крутых подъемах и спусках, по ухабам и кочкам. С ней используют задние звезды с 5 по 1.

Ремонт и обслуживание планетарной втулки

Планетарные втулки очень редко ломаются. Они имеют очень долгий срок службы и очень износостойкие. Конечно, при не соблюдении правил использования, иногда у этих приспособлений может выйти из строя механизм, тогда лучше всего обратиться к специалистам для устранения неисправностей.

Заключение

Планетарные втулки это очень удобное приспособление. За счет него можно осуществлять движение на велосипеде, оно становится равномерным и не возникнет трудностей при езде на неровных дорогах. Для того чтобы правильно пользоваться этими втулками, следует знать весь механизм работы этих приспособлений и правила его работы.

Устройство планетарной втулки велосипеда

Большинство велорайдеров привыкли использовать классическую систему переключения скоростей и даже не подозревают о существовании какого-то иного способа реализации этой задачи. Тем не менее, такой способ существует вполне успешно и, за счет своих преимуществ перед классической системой передач, имеет полное право на жизнь. Такой тип переключения у нас мало популярен, так как он обычно используется на городских велосипедах, так называемых круизёрах. Далее мы постараемся восполнить пробел в знаниях и объясним что такое планетарная велосипедная втулка и в чем её достоинства.

Что такое планетарная втулка
Устройство и принцип работы
Достоинства и недостатки
Достоинства
Недостатки
Производители планетарных втулок
Итоги

Что такое планетарная втулка

В синглспид (односкоростных) велосипедах, где нет функций переключения скоростей, планетарная втулка и не требуется. Этот тип трансмиссии, расположенный на заднем колесе и, в отличие от системы звезд, весь планетарный механизм находится внутри самой втулки. Такой тип трансмиссии был изобретен еще в 1880 году и до сих пор пользуется популярностью в велосипедах, не предназначенных для езды по пересеченной местности и спортивных соревнований. В былые времена такого рода втулки были господствующими в индустрии велопроизводства.

С помощью такого, не самого простого механизма, можно установить на велосипеде от 2 до 14 скоростей. Наиболее популярны варианты на 3 и 7 скоростей. Этого более чем достаточно для комфортного передвижения по городу. При этом отсутствует громоздкая система в виде набора звезд на каретке стального коня и на задней втулке. Также отпадает необходимость в использовании машинок переключения передач. Что крайне положительно влияет на взаимодействие с с великом, упрощая систему управления трансмиссией и ухода за внешним видом велотранспорта.

Само название “планетарная” объясняется тем, что в непростой системе шестеренок, заключенных в стальной цилиндрический корпус, существует центральная шестерня, по аналогии с солнцем. А вокруг нее вращаются все остальные “планеты”, а в данном случае шестеренки. В этом и заключается основной принцип управления скоростями.

Устройство и принцип работы

Планетарная втулка напоминает коробку передач автомобиля и по сложности конструкции также ушла от нее недалеко. “Планетарка” состоит из несколько элементов:

самая большая шестерня эпицикл, она находится с обеих сторон механизма и занимает крайнее торцевое место;
в центре располагается солнечная шестерня, от которой зависит регулировка скорости;
планетарные шестерни или сателлиты, соприкасающиеся непосредственно с солнечной шестеренкой;
наконец водило, внешне похожее на равносторонний крест, закрепляет сателлиты, не позволяя им расползтись в разные стороны.

В отличие от сателлитов солнечная шестеренка жестко крепится на заднем колесе велосипеда, на его оси. Это позволяет регулировать движение сателлитов в нужном направлении. Что, в конечном итоге, устанавливает нужную скорость велобайка.

Работает эта система планетарных шестеренок и стального водила таким образом:

вокруг солнечной шестеренки, которая жестко закреплена на оси, свободно вращаются от трех до четырех сателлитов, удерживаемые в нужном положении водилом;
эти сателлиты одновременно цепляются за внутренние зубчики эпицикла, который приводится в движении при вращении педалей, сила этого вращения передается на эти зубцы.

Получается, что во втулке при трех оборотах вращения всей планетарной системы, эпицикл вращается четыре раза, что и влияет на установление той или иной скорости велосипеда. Проще всего рассмотреть принцип действия всего механизма на примере трех скоростей:

при первой скорости вращается планетарный механизм три раза, а главная звездочка четыре раза. Это дает понижение скорости на 25%;
при второй скорости усилия звездочки передаются прямо на эпицикл, а тот, в свою очередь, вращает втулку, поэтому те мощности, которые возникают при вращении шестеренок внутри втулки остаются напрасными;
третья передача действует в том случае, когда все усилия со звездочки передаются на эпицикл, а тот приводит в движение всю планетарную систему, получается, что звездочка поворачивается три раза, а колесо четыре и скорость велосипеда увеличивается на 33%.

Так как “планетарки” могут иметь до 14 скоростей, это значит, что система шестеренок, а также зубчатых передач усложняется, но принцип действия остается тот же что и при регулировке скорости на первом или третьем уровне.

Смена передач осуществляется с помощью ручки на руле (шифтера). Ручка похожа на мотоциклетную – вращается вокруг оси руля, только вместо свободного плавного хода, осуществляет пошаговое переключение с характерными щелчками.

Как и классическая трансмиссия, хоть и менее привередливая и хрупкая, но тоже имеет некоторые нюансы во время смены передачи. И для многолетней качественной работоспособности стоит придерживаться нескольких правил:

не вращать педали вовремя переключения передач, через мгновение после переключения можно продолжать педалирование;
не “насиловать” систему при подъеме в горку и переключать на пониженную скорость заранее.

Достоинства и недостатки

Человек, создав такой простой транспорт как велосипед, всю его историю существования и эксплуатации стремился его совершенствовать. Поэтому появлялись все новые и новые устройства и механизмы, которые делали из велика совершенную машину. Но у каждой системы велосипеда есть свои достоинства и недостатки.

Достоинства

Все это касается и того механизма, о котором мы здесь говорим. Прежде всего, надо сказать о положительных моментах:

легкое переключение скоростей – возможен моментальный переход от крайней до крайне скорости. Что очень удобно для новичков;
совершенно не опасно падение велосипеда на правый бок, так как отсутствуют чувствительные к ударам элементы в виде петуха и переключателя передач;
идеально использование такой трансмиссии в зимнее время. Так как ни налипание снега, ни наледь, ни какие другие неудобства зимнего времени не повлияют на качество работы трансмиссии;
возможность установки защитка для цепи. Что будет надежно оберегать брюки от пачканья о цепь и от зажевывания брючин цепью;
возможность использования ножного тормоза;
надежность и долговечность. Планетарная система герметична и “купается” в масле, а значит защищена от воздействий внешней среды и от масляного голодания. Что делает ее крайне долговечной и надежной;
Не требует какого-то особенного обслуживания. Более того, так как она герметична, не требует вообще никакого обслуживания. Что несомненно упрощает жизнь наездника;
Простота внешней составляющей трансмиссии. Используется односкоростная цепь, и по одной звезде. на каретке велосипеда и на самой втулке. Что сильно упрощает как внешний вид, так и уход за чистотой велосипеда.

Недостатки

Но при всех многочисленных положительных моментах есть и ряд отрицательных, которые не позволяют назвать велик с таким типом втулки идеальным:

Низкое КПД. Так как много соприкасающихся поверхностей, а значит и усилий от велосипедиста требуется больше. Что делает ее не пригодной для езды по пересеченной местности и тем более в соревновательных дисциплинах;
Невозможность использования эксцентриковых зажимов при установке втулки;
Практически нулевая ремонтопригодность. Так как система герметична и рассчитана изначально на долговечность использования, то и разборке с починкой как таковой не поддается.
Вес. Из-за конструктивных особенностей вес данного агрегата многим больше привычной системы передач.
Высокая стоимость. Высокая стоимость в сравнении с обычной втулкой. Но если учесть, что она заменяет собой и машинку передач и набор звезд, то цена вполне оправдана.

Считается что планетарная система тяжелее всех обычных других. Но здесь так же нужно учитывать что планетарка несет на борту замену ряда других устройств, присутствующих в классической системе – тросики, звезды, ручки передач, специальные устройства переброски цепи, машинки переключения скоростей. Всего этого нет на раме с планетарной втулкой. А учитывая, что она применяется в основном в городских велосипедах, увеличение веса не играет существенной роли.

Производители планетарных втулок

В данной сфере не так много производителей, как в большинстве велокомпонентов. Изготовлением занимаются такие бренды:

Shimano;
Rohloff;
Sturmey-Archer;
SRAM.

Наиболее сложные и высокоскоростные механизмы делает бренд Rohloff. У нас же наиболее популярны системы от Shimano. Они обычно имеют от трех до восьми скоростей.

Итоги

Планетарная втулка крайне удобное приспособление в многоскоростных велосипедах городского типа. Количества скоростей хватает для передвижения не по пересеченной местности. Аккуратный внешний вид велостранспорта, а также простота в поддержании его чистоты. Планетарка зарекомендовала себя как надежная и долговечная система, не требующая за собой ухода, простая и удобная в использовании, особенно для новичков в велопокатушках. Но, в силу своих конструктивных особенностей, не пригодна для спортивных и экстремальных дисциплин.