Наша сеть партнеров Banwar
На повноту, як водиться, не претендую, але сподіваюся, комусь це буде корисно, кому-то цікаво. Оскільки матеріал розрахований на крокоділоводов, основний упор зроблений на гальма кліщового типу, на їх правильний підбір і т.д. Хоча і інші види гальм згадуються.
Для тих, кому ліниво, нецікаво або не здатне перетравлювати стільки букв, в кінці коротко (навіть без картинок) зібрані 10 головних положень щодо вибору та встановлення гальм на крокодил, знову-таки мова більше про кліщових гальмах:
https://krokovod.org/forum/viewtopic.php?pid=1799#p1799
Стаття: Гальма спортивних велосипедів ХВЗ
https://krokovod.org/forum/viewtopic.ph ... 718 # p39718
Правильне розгинання шосейних ручок для застосування НЕ на рогах барана
https://krokovod.org/forum/viewtopic.ph ... 781 # p75781
Як запаяти наконечник троса:
https://krokovod.org/forum/viewtopic.ph ... 85 # p104085
Загальні положення.
Всі ми їх бачили, все користуємося, але різноманітність конструкцій і наше природне бажання вибрати правильні гальма для свого проекту вимагають докладного розгляду.
Гальмо гасить кінетичну енергію велосипеда, перетворюючи її в тепло. Тепло виробляється при терті нерухомих гальмівних колодок про рухливі поверхні, що обертаються разом з колесом. Конструктивно це може бути виконано дуже по-різному, але принцип завжди один - нагрівання навколишнього середовища
Важливо!
При спрацьовуванні гальм, будь-який класичний колісне транспортний засіб - від самоката з гальмами до поїзда і літака після посадки - робить «клевок носом». Відбувається це через те, що гальмівне зусилля прикладається до дороги, колесо прагне зачепитися за дорогу в площині власне дороги. А центр ваги транспортного засобу знаходиться на деякій висоті від неї. Тому при гальмуванні вся ця конструкція як би прагне перекинутися вперед. А при невгамовної використанні переднього гальма велосипеда, буває, і перекидається з перельотом через кермо.
Причому це явище має місце завжди, незалежно від загальної кількості коліс і кількості тих з них, які оснащені гальмами. «Клюнути носом» при гальмуванні прагне як одноколісний цирковий велосипед, так і 10-вагонна електричка з 40 парами коліс, всі з яких оснащені гальмами. І точно такий же клевок виконують транспортні засоби, у яких не все колеса є гальмівними - наприклад, звичайний велосипед «Україна» про двох колесах, але тільки з одним заднім гальмом, або велосипед з ручними гальмами, якщо використовувати тільки передній. Це не залежить від розваговки, маси і всього такого іншого. Клювок має місце завжди.
Ця вроджена особливість процесу гальмування важлива для нас в контексті потужності гальмівного механізму. Адже при клювки передні колеса додатково навантажуються, а задні розвантажуються. Це означає, що передні колеса можуть реалізувати більше гальмівне зусилля, ніж задні. Тобто в ідеалі переднє гальмо повинен бути сильнішим заднього. Подивимося на будь-який мотоцикл або автомобіль: дійсно, у них завжди передній механізм могутніше. Попереду дискові гальма, позаду барабанне. Обидва гальма дискові - тоді передні диски значно більшого діаметра. Обидва барабанні - передній могутніше (іноді колодки ширше, іноді барабан більше, іноді грають розташуванням колодок). На деяких мотоциклах попереду два диски, ззаду - один. (Вкрай рідко на мотоциклах може бути тільки один гальмо - задній, але так роблять на американських авторських чопперах з довгою виделкою, широким заднім колесом, і вузьким переднім)
Так, на деяких транспортних засобах простіше (велосипеди, деякі мопеди) гальма однакові. Але така уніфікація робиться виключно з метою економії. Зрозуміло, потужність такого уніфікованого гальма вибирається виходячи з його роботи, як переднього. При цьому такий же гальмо, встановлений ззаду, є надмірною - колесо легко зривається в юз.
При одночасній роботі задніх і передніх гальм «перекіс» у їх ефективності ще більший - клевок посилюється, передні колеса ще більше навантажуються, а задні - розвантажуються.
Тому використання ззаду менш потужного гальма не тільки не є помилкою, але часто і бажано. Цікаво на велосипеді з двома клёщевимі гальмами спробувати поставити попереду довгі колодки, ззаду - короткі. А ось зворотна ситуація (ззаду диск / попереду кліщі, або ззаду вібрейки / попереду барабан) є грубою помилкою, неправильним підходом до проектування: потужності переднього слабкого гальма може виявитися недостатньо (шина + дорога можуть реалізувати більше), а заднього - з надлишком (колесо зірветься в юз при незначному впливі гальма).
Ефективність гальм.
Коли ми були маленькими, і мозок наш був ще не розвинений, ми вважали хорошим, «звірячим» той гальмо, який з запасом блокує колесо, залишаючи сліди шини на асфальті. А який не блокує - це поганий гальмо. Деякі, формально подорослішавши, продовжують так вважати і далі. Насправді все складніше, хоч і не набагато.
Коли колесо зривається в юз, це показник неефективності гальмування, а надлишку потужності гальма в даних умовах. Тобто механізм-то потужний, «хороший», але толку з нього ... Більш того, колесо йде юзом, уповільнює транспортний засіб гірше, ніж могло б, обертаючись.
Щоб потім до цього не повертатися, нагадаю, що ефективність гальмування в чому залежить не тільки від гальмівного механізму. Мовчу вже про швидкість і вага. Що толку від потужного механізму, якщо зчеплення з дорогою мало, і шина нездатна вчепитися за покриття. А зчеплення залежить від комбінації покриття, малюнка шини і її габаритів з тиском. Тут теж спостерігається щось схоже на парадокс. Але колесо «Україна» на відносно широкої і м'якою шині дозволяє застосувати більш потужні гальмівні механізми, ніж на самому крутому сучасному шоссере, і забезпечити їй настільки інтенсивне гальмування, на яке не здатен найкрутіший шосейний апарат. Зрозуміло, при однаковій вазі наїзника, покритті і швидкості.
У міру наростання гальмівного зусилля в механізмі, уповільнення зростає. Максимального свого значення воно досягає на межі зриву, після зриву же різко падає. Як ні парадоксально, нескінченно «тиснути педаль» менш ефективно, ніж злегка недодавіть її, даючи колесу можливість обертатися на межі юза.
Це добре помітно на автомобілі на льоду - якщо колеса обертаються, гальмівний шлях помітно менше, ніж якщо вони зупинилися, і саночками ковзають по покриттю.
У «солідному» транспорті за цим стежить ABS - антиблокувальна система гальм. Обертаючись при гальмуванні на грані зриву, колеса забезпечують як керованість, так і максимально короткий в даних умовах гальмівний шлях.
На велосипеді зазвичай юзу схильне заднє колесо - адже воно розвантажується за рахунок клювка при гальмуванні. З цього випливає простий практичний висновок: якщо Ваш задній гальмо здатний заблокувати колесо на асфальті до слідів від гуми - його досить! І немає ніякого сенсу встановлювати туди більш потужний гальмо - гальмівний шлях від цього ніяк не скоротиться. Навіть якщо вставити абсолютний гальмо - палицю в колесо.
Пару уточнень. Якщо ми гальмуємо тільки заднім гальмом, його сили може не вистачити для блокування колеса. Але варто задіяти йому на допомогу передній - і юз з'являється. Це, як уже говорилося, походить від клювка, від перерозподілу ваги між колесами при гальмуванні. Клювок для заднього гальма є шкідливим, знижуючи його ефективність, при цьому потужність механізму стає надмірною.
Виходить, максимальна потужність заднього гальмівного механізму потрібно саме в разі використання тільки його (а як тільки підключається передній, потужність того ж гальма стає надмірною). Тому приймемо, що потужність заднього гальма повинна бути такою, щоб з невеликим запасом забезпечувати зрив в юз заднього колеса, коли переднє гальмо відсутня або незадіяними. Зчеплення коліс з дорогою при цьому має бути максимально - для сликов і дорожніх коліс перевіряємо на сухому асфальті, для зубастих - на пухкому грунті, наприклад. Якщо ця умова виконується, нема чого міняти гальмо на більш потужний. Витримавши таку перевірку, він максимально ефективно впорається зі своїм завданням навіть якщо передній вийде з ладу.
Гальмування одним заднім колесом недостатньо ефективно через вроджених особливостей класичних колісних транспортних засобів. Задній гальмо автоматично сам себе обкрадає. Сильніше гальмуємо - сильніше розвантажується колесо, втрачається здатність шини чіплятися за дорогу.
Зворотна картина з переднім гальмом. В зв'язку з перерозподілом навантаження від клювка він сам себе посилює. Точніше, у міру зростання зусилля гальмування збільшується і зчеплення колеса з дорогою. Можна використовувати більш потужний гальмівний механізм. Це надає переднього гальма додаткову ефективність. Саме тому він вважається основним гальмом велосипеда. Зірвати переднє колесо в юз практично неможливо. Ефективність переднього гальма така, що стають можливими перельоти через кермо при неадекватному гальмуванні.
Власне, потужність переднього гальма і повинна бути такою, щоб він (теоретично) міг забезпечити такий переліт. Страшно?
Достатню потужність гальма доводиться визначати інтуїтивно. Все-таки більш потужні гальма дорожче коштують і більше важать, іноді їх установка пов'язана з серйозними доробками, вобщем - здоровий глузд нам допоможе.
А ось недостатню його ефективність виявити нескладно. Якщо при повністю затиснутою щосили гальмівній ручці гальмо ковзає, велосипед не робить спроб підняти заднє колесо - гальма мало.
На жаль, «додаткові» радянські гальма дорожніх велосипедів, особливо по хромованому обода, саме так себе і ведуть - їх не вистачає. Але це аж ніяк не привід відмовлятися від переднього гальма на «Україні»! З ним і зручніше, і інтенсивність уповільнення помітно зростає при користуванні двома гальмами. Природно, на «спортивних» велосипедах, починаючи від «Туриста» така поведінка неприпустима.
Іноді буває необхідність проїхатися з одним гальмом. Наприклад, не терпиться випробувати новий велосипед, а один з гальм не готовий, або трапилася якась несправність далеко від бази, і з уламків можна зібрати тільки один справний гальмо. У таких випадках, безумовно, потрібно прагнути мати робочим переднє гальмо - його ефективність в поодинці значно вище одного заднього!
модуляція
Не потрібно плутати її із зусиллям на ручці або педалі, а тим більше, з ефективністю гальма. Модуляція характеризує адекватність самого гальмування цього зусиллю. Тобто сильніше тиснемо - інтенсивніше сповільнюється, ручку натискаємо плавно - уповільнення наростає плавно, і навпаки. Чим чіткіше інтенсивність уповільнення слід за маніпуляцією ручки або педалі - тим краще модуляція.
Іноді гальмо з кращого модуляцією суб'єктивно здається сильніше, ніж з гіршого, але насправді, якщо той і інший здатні увігнати колесо в юз, за ефективністю вони однакові. Просто гальмо з чіткішою роботою, безумовно, приємніше, точніше діє, і психологічно здається більш надійним.
Приклад - дискові гальма з тросовим і гідравлічним приводом. Припустимо, ручки обох гальм мають однаковий важіль, колодки - однаковий хід, диски і колодки - однакові матеріали і розміри. Сподіваюся, не потрібно уточнювати, що потужність таких гальм, ефективність уповільнення, абсолютно однакова при рівному зусиллі на ручці (мінус непомітні втрати в тросових приводів). Різниця між ними тільки в способі передачі зусилля між ручкою і колодками.
У гідравлічному гальмі привід практично не має ніякої пружності - адже рідина нестислива, стінки трубок не розтягувати (в помітних межах). Тому як ми ручкою ворушимо, так ворушаться і колодки. Як сильно тиснемо на неї, так і колодки тиснуть на обід. Як швидко чи повільно збільшуємо тиск на ручку, так швидко або повільно збільшується тиск колодок на диск. Це і є хороша модуляція.
Подивимося, що відбувається в тросового приводу. Тут є важливі силові елементи, які мають невелику, але відчутну пружність: тросик трохи розтягується, сорочка трохи стискається. Поки ми вибираємо вільний хід механізму, колодки рухаються синхронно з ручкою. Але ось колодки торкнулися диска. Ми продовжуємо далі натискати ручку. Але в цей момент зусилля на колодках, всупереч нашому бажанню, майже не зростає - його парирує та сама пружність троса і оболонки. І тільки коли трос натягнеться, а оболонка стиснеться повністю, відбудеться наростання зусилля на колодках. При відпустці або ослабленні ручки аналогічні явища відбуваються в зворотному порядку. Такий гальмо здається нам ватним, точніше гумовим. Підсвідомо доводиться сильніше тиснути на ручку, через що гальмо здається слабкіше гідравліки, хоча це не так. Ми ж домовилися, що все в порівнюваних гальмах однакове, крім приводу. У нього просто гірше модуляція.
Такі ж процеси відбуваються і в інших видах гальм з механічним приводом. Чим більше пружність приводу від ручки до гальмівних колодок, тим гірше модуляція. Погіршують модуляцію більш дешеві пружні троси, сорочки-пружинки радянського зразка, нежорсткі опори сорочок (наприклад, «дзьоби» ХВЗ на рульовій колонці і підсідельному болті), зайві ланки в ланцюжку приводу (наприклад, поперечний трос на гальмі з центральною тягою), довші важелі кліщових гальм і багато чого ще.
Якщо проаналізувати розвиток гальм від колодки, що опускається зверху на передню шину до дискової гідравліки, зауважимо, що весь прогрес в основному спрямований саме на поліпшення модуляції гальм, а не будь-яких інших їх характеристик.
вільний хід
Щоб працювати коректно - бути повністю відпущеним і нема за що не зачіпати, коли він не потрібен, гальмо повинен мати певний вільний хід. Занадто малий вільний хід може провокувати затирання колодок, занадто великий - пізніше спрацьовування і брак ходу ручки для повного гальмування. Кожен вид гальма має свій оптимальний робочий хід - мінімальний, але такий, щоб при можливих в експлуатації погрішності і допустимих деформаціях колодки не чіпляли рухливі елементи. У кліщових і взагалі ободних - побільше, у дискових - поменше, через більшої точності і жорсткості деталей. Через зайвого вільного ходу гальма можуть здатися недостатньо ефективними, навіть коли з ними все в порядку.
Вільний хід - практично єдине регулювання гальма. За ним необхідно стежити в міру зносу колодок і незворотного розтягування тросів.
Зусилля на органах управління
Якось автор був щасливим володарем автомобіля «Запорожець». Справного, нормального. І якось один знайомий, власник майже нового «Опеля», попросив покерувати. Коли виникла необхідність зупинитися, у знайомого витріщилися очі, і гальмом він скористався досить судорожно і грубо. Нас доклало до лобового скла, на асфальті залишилися сліди гуми. Справа в тому, що гальмівний механізм «Опеля» спрацьовує при досить ніжному натисканні на педаль, а в «Запорожці» тиснути потрібно порівняно сильно. Водій натиснувши, як він звик, не відчув уповільнення машини, і гальмо здався йому неефективним. Але коли він рефлекторно натиснув на педаль з усієї сили, гальмо спрацював, як годиться - до блокування коліс. Це означає, що для даної швидкості, маси автомобіля і зчеплення коліс з дорогою це гальмо цілком ефективний. Мало того, його неможливо зробити ефективніше. Просто більше потрібне зусилля на педалі збило водія з пантелику.
Те ж саме буває і у нас. Різні гальма (найчастіше однакового типу, просто різних виробників) для своєї спрацювання вимагають різного зусилля, будучи однаково ефективними. Але гальмо, що вимагає меншого зусилля, суб'єктивно здається нам більш потужним. Навіть сильніша зворотна пружина може виявитися винною в такому сприйнятті.
Причини суб'єктивного «поганого гальмування»
Таким чином, суб'єктивне сприйняття гальма часто не відповідає реальності за частиною потужності гальма. Більший штатний вільний хід, як і найгірша модуляція, більше потрібне зусилля на ручці може породжувати суб'єктивне відчуття меншої ефективності гальма, хоча це не так.
Такі гальма менш зручні, більше дратують. Але якщо вони здатні зірвати заднє колесо в юз, або перекинути нас через кермо, гальма цілком ефективний.
Майстер спорту з їзді за хлібцем на велосипеді.
Якщо не я побудував велосипед - це не мій велосипед.
Страшно?