Велосипедные цепи

С момента появления велосипеда прошло не так много времени, но уже около ста лет конструкция велосипеда не претерпевает каких-либо кардинальных изменений. Какие же решения оказались столь долговечными? Пожалуй, тремя революционными шагами в развитии велосипедного дела стали: цепной привод, пневматическая шина и ромбовидная рама.

С появлением на велосипеде цепи от педалей к колесу, стало возможным уменьшить размер колес с полутора метров до 600-700 мм, что, в свою очередь, привело к повышению безопасности езды, а также к повышению скорости движения. Почему же был выбран именно цепной привод, а не, скажем, ременной или шестеренный? Цепной привод, в отличие от шестеренного, достаточно легок, по сравнению с ременным - не проскальзывает. Правда, на некоторых экзотических велосипедах иногда применяется передача с клиновым зубчатым ремнем: примером служил стоявший года четыре назад велосипед Mercedes. Цепи, используемые в велосипедах, рассчитаны на вполне определенную задачу - предавать усилия с наименьшими потерями, с чем они достаточно хорошо справляются. При этом они прочны и износостойки в определенных пределах. К тому же, используя цепной привод, можно легко организовать достаточно простую многоступенчатую передачу. В велосипедах используются только однорядные цепи.

Количество передач и конструкция цепи.

Первые велосипеды имели одну передачу, многие современные - многоскоростные. Какая же разница между теми и другими? Надо сразу отметить, что с точки зрения типа применяемой цепи, велосипеды с планетарными втулками можно отнести к односкоростным велосипедам: в цепной части привода присутствует по одной ведущей и ведомой звезде. У многоскоростных велосипедов с внешними переключателями передач ведущих звезд от 1 до 3 и 4-10 ведомых (как-то раз я видел велосипед безродного производства аж с четырьмя ведущими звездами!). Как это влияет на цепь? Использование большого количества звезд ведет к тому, что на многих передачах цепь идет не ровно, а с перекосом, то есть ведущие и ведомые звезды расположены не в одной плоскости, а в параллельных, но с некоторым сдвигом. И чем больше этот сдвиг, тем сильнее изнашиваются цепь и звезды, поэтому большинство производителей рекомендует не использовать, по возможности, передачи с большим перекосом цепи.

Как же была решена проблема минимизации влияния перекоса при работе цепи? В старых велосипедных цепях соединение между соседними звеньями состояло из штифта, соединяющего звенья цепи, цилиндрического стакана, скрепляющего пластины внутреннего звена, сквозь который проходил штифт, и ролика, находящегося поверх стакана. Новые цепи отличаются отсутствием стакана, роль которого выполняют загнутые внутрь вокруг отверстий края внутренних щечек. Они имеют несколько скругленную поверхность, что позволяет цепи лучше изгибаться в поперечном направлении. Это способствует лучшему переключению передач и работе цепи с перекосом. Кроме того, масло может легче проникать внутрь для смазки штифта.

Размеры цепи.

Одно из самых важных отличий между цепями, не всегда видимое на первый взгляд, но весьма существенное, это ширина цепи. Интуитивно понятно, что чем больше звезд мы хотим поставить на заднюю втулку велосипеда, тем шире придется делать втулку, ведь сильно сужать "зонт" спиц нельзя, иначе колесо потеряет поперечную жесткость, а значит, и прочность. Но очень широкой втулку тоже не стоит делать по соображениям прочности самой втулки и ее оси. Поэтому, с увеличением количества передач, производители стали уменьшать расстояния между звездами кассеты и толщину самих звезд. Соответственно, чем больше звездочек размещено на кассете, тем уже должна быть используемая цепь. Ниже приведена приблизительная ширина цепей по головкам заклепок в зависимости от количества звезд в кассете, хотя, она может немного различаться у разных производителей и у разных типов цепей одного производителя.

О взаимозаменяемости цепей, рассчитанных на разное количество передач, кратко можно сказать следующее. Цепи, рассчитанные на 10 передач, можно ставить только на соответствующий привод. Цепи на 9 передач тоже. Цепи на 8 передач работают с кассетами на 8 и 7 звезд и, возможно, на кассетах на меньшее количество звезд, кроме односкоростных. Цепи на 7 передач - на кассеты на 7 звезд и ниже, кроме односкоростных. Ниже - все аналогично. А вот поставить цепь, рассчитанную на меньшее количество передач на кассету с большим количеством нельзя.

Еще один важный размер - это шаг цепи. Традиционно, в велосипедах применялись цепи с шагом в 1 и 0.5 дюйма. Но цепи с дюймовыми звеньями имели слишком большую неравномерность хода цепи при набегании на звездочки и сходе с них из-за большой длины звеньев, поэтому такие цепи уже давно не применяются и цепи с полудюймовым шагом (12.7 мм) стали стандартом.

Цепи для многоскоростных велосипедов не различаются по типу: на горных велосипедах, гибридах, многоскоростных городских, турингах и шоссейных используются совершенно одинаковые цепи. Но ресурс (ходимость) одних и тех же цепей на горном и шоссейном велосипедах обычно существенно различается. Заметному снижению срока службы цепи на горном велосипеде способствует явно большая загрязненность, а также работа при больших нагрузках (на меньших по размеру звездах натяжение цепи выше при прочих равных).

Производители цепей.

На данный момент наиболее известными производителями велосипедных цепей являются такие компании как Shimano, SRAM, KMC, Campagnolo. Иногда, встречаются и другие производители, например, Taya, Rohloff, Point и множество малоизвестных. Но наиболее распространенной в России стала продукция первых трех компаний. Что же есть общего, а что различно в многоскоростных цепях этих производителей? Цепи производства Shimano, SRAM и KMC полностью взаимозаменяемы, в том случае, если они рассчитаны на работу с кассетами с одинаковым числом звезд. Правда, Shimano заявляют о том, что с их звездами цепи других производителей не совместимы, но это, впрочем, не имеет под собой никаких оснований. SRAM и KMC пишут о полной взаимозаменяемости своих цепей с цепями Shimano кроме случаев, оговоренных особо. Глядя на то, как производители велосипедов смешивают все эти компоненты без сколько-нибудь заметного ущерба для качества работы, можно утверждать, что они все же взаимозаменяемы. Теперь об отличиях.

Цепи этих производителей различаются по типу соединения. Цепи Shimano не имеют соединительного звена совсем. При установке такой цепи на велосипед необходим специальный инструмент - выжимка, при помощи которой один из соединительных штифтов (заклепок, пинов, как их еще называют) запрессовывается на свое место или выпрессовывается при снятии. Со всеми новыми цепями Shimano идет пара специальных соединительных штифтов, которые имеют направляющий носик, облегчающий установку штифта на место. После установки, этот носик обламывается. Для цепей рассчитанных на 8 и 9 звезд соединительные пины различаются: штифты с черными головками предназначены для цепей на 8 звезд (IG), с серебристыми - на 9 (Super narrow HG). Многие велосипедисты считают, что лучше пользоваться стандартными штифтами, выжимаемыми из цепи при укорачивании ее до необходимой длины, чтобы гарантированно не было проблем с подбором пинов. По крайней мере, именно так ремонтируется любая цепь в случае разрыва при эксплуатации.

Внимание! При разборке цепи нельзя выжимать штифты с обламываемыми носиками, так как при их установке, отверстия в щечках несколько увеличиваются, а данные штифты изнашиваются сильнее обычных, поэтому их вторичное использование или использование стандартного штифта в этом месте, скорее всего, приведет к тому, что вы достаточно легко порвете цепь.

В отличие от Shimano, компании SRAM и KMC теперь продают цепи со специальными замковыми звеньями (например, SRAM PowerLink, KMC MissingLink) для легкой установки на велосипед и снятия. От обычных замков односкоростных цепей данные замки отличаются типом блокировки: ведь в многоскоростной цепи заклепки практически не должны выдаваться над боковыми пластинами. Замковое звено состоит из двух половинок, каждая из которых - это щечка с запрессованным с одной стороны штифтом. Такие замки позволяют ставить и снимать цепь без выжимки цепи.

Маркировка цепей.

Как же можно внешне определить, на какое число передач рассчитана та или иная цепь? В общем случае, можно дать следующую рекомендацию: если на цепи присутствует надпись Super narrow, то эта цепь рассчитана на 9 ведомых звезд, если просто Narrow - на 7-8 (6), если ничего - на меньшее количество.

В последние годы Shimano производили цепи следующих типов: Super narrow HG, предназначенные для установки на велосипеды с кассетами на 9 звезд, HG (Narrow HG) и IG (Narrow IG), предназначенные кассеты на 8 и 7 звезд. Иногда на самых дешевых велосипедах, укомплектованных трещетками Shimano Tourney, также встречаются цепи UG-30 или UG-50 (на 6-7 звезд), которые по теории расчитаны на применение на гладких звездах. Цифровой индекс в маркировке, например IG-70, говорит о классе цепи: чем больше число, тем лучше и дороже цепь. Цепи производства SRAM включают информацию о количестве передач и о классе цепи в цифровой индекс, например, PC-68: первая цифра говорит о классе цепи, вторая о количестве передач, в данном случае 8. Сейчас SRAM выпускает цепи на 9, 8, 5-7 и 1 ведомую звезду. KMC разделяет свою продукцию на цепи для 9, 8, 7, 6 и 1 ведомой звезды. Их маркировка достаточно разнообразна (см. таблицу). * К тому же, сейчас KMC по лицензии производит цепи IG-31 и IG-51 для Shimano. Цепи на 10 звезд, как и оборудование вообще, сейчас выпускает только Campagnolo.

Маркировка цепей, присутствующих на рынке в 2002 году, собрана в следующей таблице:

На износостойкость цепи, ее вес, прочность и сопротивляемость коррозии влияют такие параметры, как материал, из которого изготовлена цепь, поверхностная термическая и химическая обработка и наличие напыления. Очень приблизительно о классе цепи можно судить (хотя, это не всегда является показателем) по ее цвету. Цепи низкого уровня имеют черную поверхность боковых пластин (чернение, воронение). Цепи среднего уровня - белые и блестящие (никелировка), высокого - серые матовые. Иногда встречаются цепи с желтоватым отливом, обычно это цепи невысокого уровня.

Своевременная замена цепей.

О том, как правильно определить момент необходимый для замены цепи на новую, написано немало, поэтому я лишь кратко повторюсь. Главная идея заключается в том, что цепь изнашивается в 2-3 раза быстрее звезд кассеты, и в 4-6 раз быстрее звезд системы, если они изготовлены из стали (алюминиевые звезды иногда изнашиваются даже быстрее звезд кассеты). Это относится к случаю своевременной замены цепи. Если же цепь не поменять вовремя, то сильно изношенная цепь начнет быстро "съедать" кассету, особенно ваши любимые передачи, и тогда вместе с цепью придется менять и ее, а в худшем случае и систему. Поэтому, для экономии средств, цепь необходимо менять несколько ранее, чем она окончательно износится, что позволит обойтись только заменой цепи.

Как же определить, пора ли менять цепь или еще рано? Измерение ресурса цепи в километрах не корректно с точки зрения определения ее износа, ведь износ кроме пробега сильно зависит и от многих факторов. В первом приближении, оценить износ цепи можно одев ее на ведущую звезду и оттянув с одной стороны рукой, как показано на рисунке. Если "дельта" превышает 3-4 мм - цепь может быть изношена. Но обычно, чтобы узнать насколько удлинилась цепь в результате износа в подвижных соединениях, используют хорошую жесткую линейку, штангенциркуль (второй рисунок) или специальное устройство. Обычно измерение проводят на натянутом участке цепи в 24 звена (полузвена), длина которого для новой цепи составляет ровно 12 дюймов (полудюймовая цепь) или 304.8 мм. В теории, измерения проводятся при натяжении цепи усилием в 1% от усилия разрыва цепи, которое составляет от 1000 кгс для цепей под Старт-Шоссе до 2100 кгс для цепей KMC, т. е. 10-20 кгс. Приведенные в других источниках данные, на мой взгляд, несколько завышены, поэтому я привожу уточненные данные:

Эти данные касаются замены старой цепи на новую. Однако для повышения срока службы цепи и кассеты можно применить метод круговой замены цепей, когда с новой кассетой используется 2-4 цепи, в случае использования кассеты и цепи одного уровня. Цепи сменяются через каждые 500-1000 км, а после установки всех цепей по первому разу, они устанавливаются по 2-му, 3-му разу и т. д. В этом случае звезды кассеты и все цепи изнашиваются более-менее равномерно (разница не должна превышать 1.0 мм на 24 звена для всех цепей) и достаточно хорошо работают при существенных удлинениях (до 3.0 мм на 24 звена). Безусловно, стоит упомянуть и то, что цепи работают значительно дольше при своевременной чистке и смазке.

Если попытаться кратко ответить на вопрос, цепи какого производителя лучше, а какого хуже, то можно лишь напомнить следующее. Во-первых, качество цепей меняется год от года, и часто не в лучшую сторону. Во-вторых, цепи одного типа могут быть лучше у одного производителя, а другого у другого производителя. В третьих, имеет смысл сравнивать не названия цепей, а цены в своем регионе на конкретные модели цепей. Что касается моего субъективного мнения, то, пожалуй, производителей можно было бы распределить по снижению параметров цепей следующим образом: SRAM (Sachs), Shimano, KMC. Другими цепями я не пользовался. И это лишь мое личное мнение.

Вы также можете почитать ответы на часто задаваемые вопросы по велосипедным цепям.