Карбоновий велосипед, шосейні байки з карбону

Технології не стоять на місці. У нашому 21 столітті з чого тільки не виготовляють рами велосипеда! Це різні види сталі, алюмінієві сплави, магнієві, титанові, карбонове волокно. З того моменту, як рами велосипеда стали виготовляти з карбону, райдери розділилися на два табори: прихильники цього матеріалу і противники. Давайте розберемося, які ж властивості притаманні карбоновим велосипеду.

Що таке карбон?

Карбонове волокно – це переплетені між собою особливим чином нитки вуглецю. Ці нитки сплітаються по-різному: рогожа, ялинка і інші типи.
карбоновий байк

Щоб отримати міцну деталь, тканини з вуглецевих ниток плетуть шарами, причому напрям плетіння змінюється з кожним шаром. Карбон використовується там, де необхідна легкість і міцність.

Органічні речовини при виробництві карбону проходять складні технологічні процеси, набагато складніше, ніж при виготовленні металів. Тому карбонові рами для велосипедів дорожче, ніж сталеві і алюмінієві.

Раніше інженери компанії Specialized стверджували, що неможливо створити несиметричну карбонову раму. Однак сумніви розвіялися з появою Specialized Demo 8 S-Works 650b Carbon

карбонова рама

Карбонову тканину для велосипедної рами плетуть таким чином, щоб в потрібних місцях посилити міцність, а в інших – полегшити раму, жертвуючи міцністю. Підсилюють в тих місцях, на які припадає максимальне навантаження: рульової стакан, каретка, пір’я та інше. Верхні пір’я терплять навантаження на стиск, а значить, карбонове волокно потрібно плести уздовж.

Алюміній, всупереч загальноприйнятій думці, менш міцний, ніж карбон. Ударна хвиля в металі проходить по всьому зварного шва, тому в місцях зварювання алюмінієві рами найбільш вразливі. У карбону можуть з’являтися канавки між нитками, їх необхідно вчасно заклеювати.

Алюміній більш жорсткий, тому на велосипеді з такою рамою ви будете відчувати все дрібні нерівності дороги. Карбон ж, навпаки, гасить вібрації, трохи деформується без втрати міцності. Справа в тому, що при виробництві карбон просочують смолою, яка при ударі розсіює енергію по всій рамі. При ідеально правильному розташуванні і напрямку карбонових ниток пружність такої рами буде дуже високою. Деякі виробники роблять заднє верхнє перо кілька зігнутим, щоб рама ще сильніше гасила вібрації.

Компанія Cannondale навіть випустила велосипед-двухподвес, у якого не було шарнірів. Роль заднього амортизатора виконували пір’я.
циклокросовий байк
Карбоновий циклокросовий байк

Найчастіше з карбонового волокна роблять шосейний велосипед, адже в дисципліні шосе дуже важлива вага байка. Мінімальною маси велосипеда можна домогтися тільки за допомогою карбонової рами.

Гірський байк часто виготовляють не повністю з карбонового волокна: передній трикутник з карбону, а задній – з алюмінію.

Складно знайти недорогі карбонові рами. Виробництво такої рами – дуже складний процес, тому й коштують вони дорого. Якщо ви все ж знайшли бюджетну раму, не рекомендується її купувати: в ній, можливо, не враховані технології, тому вона може швидко зламатися.

Велосипедні рами з карбону гарні в плані ремонтопридатності. Якщо порівняти з тим же алюмінієм, то його складно варити, та й якщо вже метал накопичив втома, значить, нових тріщин не минути. Щоб заклеїти карбонову раму, потрібна лише склотканина і епоксидної смоли.

Є у карбону один недолік: через перетягнутих болтів рама з часом може тріснути. Тому затягувати болти на такий рамі потрібно тільки динамометричним ключем.

Складаний велосипед з карбону ви навряд чи знайдете: немає ніякого сенсу полегшувати такі байки.

переваги

  • Хороша втомна міцність.
  • Амортизує дрібні нерівності.
  • Низький вага.
  • Ремонтопридатність.
  • Довговічність.

недоліки

  • Вартість.
  • Відсутність можливості поставити велосипедний багажник, а значить, не можна їздити в тривалі походи.
  • Не можна перетягувати болти.

карбовелосіпед Scott
Фірма Scott – один з перших виробників карбовелосіпедов

Типи карбонового волокна

Рами з карбону плетуться декількома різними способами.

HMF

Це волокно найкраще збільшує міцність і знижує масу велосипеда. Завдяки спеціальному розташуванню і розміром карбонових шарів, ідеально підібрано співвідношення жорсткості та міцності. Якщо вам потрібна максимальна міцність, то це волокно підійде саме вам.

Характеристики:

  • Модуль пружності = 126 ГПа
  • Межа міцності = 2450 МПа

HMX-SL

Тут відчувається рука нанотехнологів. Нанотруб з карбону просякнуті епоксидною смолою. Рама посилена волокном T1000G, яке дуже міцне на розтягнення. Воно навіть використовується в виготовленні космічних кораблів. Ця легка рама не тільки міцна, але і в міру жорстка.

HMX

Це карбонове волокно використовується тільки інженерами компанії Scott. Воно на 20% жорсткіше, ніж інші види карбону, без втрати ваги. Це саме високотехнологічне волокно з усіх. Вартість рами з HMX в три рази більше, ніж з HMF.

Характеристики:

  • Модуль пружності = 154 ГПа.
  • Межа міцності = 2950 МПа.

Волокна HMX тонше, ніж HMF, тому раму з першого можна зробити набагато легше і міцніше, ніж з другого.

Поширені міфи про карбоні

1. Велосипед з карбонового волокна погано витримує точкові удари, нанесені камінням та іншими предметами.

Насправді неможливо так просто взяти і зламати карбонову раму камінцем. Щоб це сталося, потрібно піддавати її постійним надмірним навантаженням. Недарма цей матеріал використовують в авіабудуванні, в тому числі і при виробництві військових літаків. Навіть від куль карбон не відразу прийде в непридатність.

Загалом, якщо докласти до алюмінію навантаження, при якій зламалася карбонова рама, він просто складеться, і його неможливо буде відремонтувати.

Шосейний велосипед може зламатися з першого падіння, адже в цих типах гонок спортсмени розвивають величезну швидкість. Ніякої карбон не витримає таких колосальних навантажень. На них, до речі, навіть високопрофільні обода виготовляють з карбону.

2. При пошкодженні карбонових волокон раму можна викинути.
Карбон дуже легко піддається ремонту! Це обходиться навіть дешевше, ніж ремонт алюмінієвих і сталевих труб. На пошкоджену ділянку накладається спеціальний бандаж з використанням епоксидної смоли.

Якщо пошкодилося місце, де можна накласти бандаж, наприклад, маленькі зазори, куди складно навіть руку просунути.

Щоб рама довше вам прослужила, відразу після покупки оклейте її захисною плівкою.
легкий байк
Маса цього велосипеда не перевищує 5 кг

3. Від ультрафіолету і тепла карбон втрачає свої властивості.

Це не так. На вуглецеві волокна сонячне випромінювання і висока температура не впливають взагалі ніяк. Температура плавлення карбону знаходиться в районі 1000 градусів за Цельсієм, а до цієї температури матеріал ніяких фізичних змін не зазнає.

З іншого боку, епоксидні смоли не стабільні при підвищеній температурі. Але я не думаю, що ви катаєтеся по вулиці при + 60-100 градусах за Цельсієм, тому нічого зі смолою не відбудеться.

4. На карбоні не можна кататися в холодну пору року.

Цей матеріал використовують також при виготовленні лиж. Якби карбон міняв свої властивості при холодній температурі, то його б і не використовували у виробництві інвентарю для зимових видів спорту.

Чи варто ризикувати при покупці дешевої рами з вуглепластика?

В такому випадку краще купити металеву раму. Хто знає, які технологічні процеси відбувалися при виготовленні карбонової рами. Цілком можливо, що все виробництво було порушено. Адже прокладання шарів вимагає точності і правильності виконання. Інакше велосипед не отримає потрібних позитивних якостей.

Відгуки про дешевих китайських рамах невтішні: в Інтернеті море фотографій тріснутих і поламаних рам. Краще не ризикувати своїм здоров’ям і купити за ті ж гроші хорошу алюмінієву або сталеву раму.

Отже, ми з’ясували, що вуглепластик – сучасний матеріал, з якого можна сплести безліч різних деталей. З нього роблять не тільки рами. Зараз вже і перемикачі, і манетки, і кермо, і підсідельні штирі виробляють з карбону. Майбутнє за вуглепластиком, адже він за всіма параметрами обходить свого найближчого конкурента – алюмінію.

Ссылка на основную публикацию