Все, что нужно знать о велосипедных тормозах
В мире современных велосипедных тормозов доминируют три основные системы: дисковые тормоза, ободные клещевые тормоза и вибрейки (V-brake).
Гидравлический дисковый тормоз уверенно и стремительно занимает лидирующие позиции, в шоссейных велосипедах вслед за гораздо более ранним приходом в ряды горных байков.
В результате клещевыые тормоза и вибрейки становятся уделом более дешевых велосипедов, хотя некоторые дорожные команды высшего уровня, не входящие в WorldTour, все еще участвуют в гонках именно на ободных тормозах.
В этой статье мы попытались вместить всю возможную информацию о велосипедных тормозах, их типах, принципу работы, а также историю их создания и внедрения в велоиндустрию.
Какой тип тормозов у вашего велосипеда?
На современных велосипедах используются три основных типа тормозов: дисковые, ободные и вибрейки (V-brakes). Давайте рассмотрим каждый вид по очереди.
В большинстве новых велосипедов, будь то шоссейные, горные или гибридные, используются дисковые тормоза, которые работают за счет давления колодок, расположенных в калипере, на тормозной ротор, прикрепленный к ступице колеса. Ниже мы рассмотрим различные типы дисковых тормозов.
За последние пять лет основной тренд сформировался — дисковые тормоза на шоссейных велосипедах продолжают вытеснять ободные тормоза. На это есть веские причины, в основном связанные с более эффективным и стабильным торможением, независимо от погодных условий.
Как мы уже упоминали выше, дисковые тормоза для горных велосипедов уже много лет являются обычным явлением, обеспечивая мощное тормозное усилие, независящее от внешних условий.
В наши дни дисковые и клещевые тормоза установлены на большинстве велосипедов, но на некоторых более дешевых городских и горных байках вы также еще можете встретить тормоза V-brake.
Вибрейки устанавливаются на специальные крепления на раме и осуществляют торможение о поверхность обода колеса. V brakes приводятся в действие с помощью троса, который проходит с одной стороны тормоза через его верхнюю часть, стягивая при этом две части конструкции, прижимая накладки тормозных колодок к поверхности обода.
Существуют и другие конструкции тормозов, но они редко встречаются на обычных велосипедах. Тем не менее, мы дадим вам полную информацию в конце статьи.
Анатомия велосипедного тормоза
Почти все велосипедные тормоза приводятся в действие с помощью тормозных ручек, установленных на руле.
На велосипедах с прямым рулем, включая горные велосипеды, тормозные рычаги обычно расположены отдельно от монеток переключения передач.
Шоссейные и гравийные велосипеды обычно объединяют рычаг тормоза и переключатель скоростей в один блок, который называется пистолетом или дуалом. У старых шоссейных велосипедов были отдельные переключатели на нижней трубе рамы, иногда еще их можно встретить на концах дропов руля-барана.
Велосипеды с трансмиссией состоящей из одной звезды спереди не имеют переднего переключателя, поэтому у таких байков только один тормозной рычаг со встроенным переключателем скоростей, в то время как другой рычаг работает только как тормоз.
У односкоростных велосипедов, так называемых синглов, рычаги на дуалах работают как тормоза, поскольку у этих байков нет передач.
Когда вы нажимаете на рычаг тормоза, он либо натягивает трос, либо выталкивает гидравлическую жидкость через шланг гидролинии. В любом случае от рычага тормозной ручки идет физическая связь (механическая или гидравлическая с тормозным калипером, который иногда еще называют «тормозной машинкой».
Ниже мы подробно объясним различия между работой ободных и дисковых тормозов, но в обоих случаях при нажатии на ручку тормоза колодки прижимаются к тормозной поверхности, создавая трение, замедляя, а затем останавливая велосипед.
Как работают дисковые тормоза велосипеда?
В дисковом тормозе тормозные колодки размещены в калипере.
Калипер переднего тормоза крепится к левой вилке, а задний — обычно располагается на левом нижнем пере заднего треугольника. Внутри калиперов находятся тормозные колодки, которые воздействуют на ротор, жестко соединенный с втулкой колеса. Тормозные колодки с обоих сторон прижимаются к поверхности ротора, создавая тормозную силу, которая приводит к замедлению велосипеда.
Преимущества: Мощное торможение; Устойчивые к атмосферным воздействиям; Более эффективны по сравнению с другими типами тормозов; Износостойкие тормозные колодки
Недостатки: Тяжелые; Дороже, чем другие типы тормозов; Сложнее в обслуживании; Аэродинамические характеристики хуже чем у других типов тормозов
Тормозной калипер велосипеда устанавливается либо на креплениях, выступающих из рамы велосипеда (обычно встречается на горных велосипедах). Этот стандарт называется post-mount.
В настоящее время Shimano и другие бренды предлагают MTB-тормоза с креплением типа flat-mount.
Flat-mount — это современный стандарт крепления тормоза, при котором калипер монтируется к специальной плоской поверхности на раме. Этот вид крепления получил широкое распространение на шоссейных, гравийных и некоторых горных велосипедах для кросс-кантри.
Виды тормозных колодок для дисковых тормозов велосипеда
Есть четыре материала, которые чаще всего используются при производстве тормозных накладок на колодках велосипеда. Каждый вариант имеет свои особенности и свойства, поэтому по-разному взаимодействуют с тормозным ротором.
Органические дисковые колодки (Resin brake pads)
Самый распространенный тип тормозных колодок, они используются в большинстве дисковых тормозов велосипеда. Тормозная поверхность колодки состоит из органических веществ, включая каучук, стекло и волокнистые связующие. Все компоненты связывают смолой для получения монолитной конструкции. Преимущество таких тормозных колодок в том, что они не создают много шума. Однако они не так долговечны, как другие варианты, поэтому вам придется часто их заменять.
Полуметаллические тормозные колодки (Semi-metallic brake pads)
Гибридный вариант, эти колодки не так популярны, но имеют несколько больше преимуществ, чем органические тормозные колодки. Они создают большую силу трения, чем полимерные колодки, и имеют более длительный срок службы.
Керамические тормозные колодки (Ceramic brake pads)
Несмотря на то, что керамические тормозные колодки очень похожи на металлические, они все же не так популярны. Однако они являются хорошим выбором, так как при торможении не производят столько тепла и, следовательно, имеют более длительный срок службы.
Металлические тормозные колодки (Metallic brake pads)
Изготовленные из крупинок металла, которые затем соединяются друг с другом под высоким давлением, это универсальный и надежный вариант тормозных колодок. Они отлично подходят для экстремальных условий и обычно их можно найти на горных велосипедах. Интересно, что металлические тормозные колодки могут выделять больше тепла, чем другие типы колодок, но они имеют более длительный срок службы, чем другие варианты.
Роторы дисковых тормозов велосипеда
Роторы дискового тормоза обычно изготавливается из стали и имеет диаметр от 140 мм до 203 мм. Роторы большего размера используются там, где требуется значительное тормозное усилие, например, на горных велосипедах для скоростного спуска.
Ротор может иметь различные системы крепления на втулке колеса: с помощью шести болтов, либо с помощью системы Centerlock от Shimano, когда стопорное кольцо навинчивается на резьбу во втулке.
Система Centerlock используется на большинстве колес шоссейных велосипедов. Кольцо обычно имеет резьбу на внутренней стороне и затягивается с помощью специального инструмента.
Одна из потенциальных проблем дисковых тормозов заключается в том, что ротор при работе может сильно нагреваться, в результате может снизить эффективность торможения и даже привести к деформации ротора.
Производители тормозов решают эту проблему (термическую деформацию ротора) по разному:
- Роторы и колодки могут снабжаться ребрами охлаждения для снижения рабочей температуры. Такой метод использует компания Shimano в своих роторах для шоссейных и горных велосипедов.
- Ротор может быть не цельным, а «плавающим». В этом случае тормозная поверхность с помощью заклепок присоединяются к несущему пауку, который крепится болтами к втулке колеса. При нагревании плавающий ротор расширяется более равномерно, чем цельный, поэтому вероятность его деформации меньше. Поплавок способствует равномерному распределению давления между колодками, действующими на поверхность ротора.
Наконец, роторы могут иметь многослойную структуру — диск из стали с алюминиевым сердечником, что также способствует рассеиванию тепла и снижению веса.
Дисковые гидравлические тормоза велосипеда
В дисковом гидравлическом тормозе при нажатии на ручку тормоза поршень выталкивает гидравлическую жидкость через тормозной шланг гидролинии. Жидкость воздействует на тормозные цилиндры калипера, которые в свою очередь прижимают тормозные колодки к поверхности тормозного ротора. Когда ручка тормоза отпускается, пружина отводит колодки от ротора, утапливая тормозные цилиндры в корпус калипера.
Гидравлические дисковые тормоза будут эффективно работать даже при многочисленных изгибах тормозной линии. Это особенно актуально в велосипедах для триатлона и соревнований с раздельным стартом где используется внутренняя прокладка гидролиний для улучшения аэродинамических характеристик.
Большинство гидравлических дисковых тормозов имеют по одному поршню с каждой стороны ротора, но дисковые тормоза, предназначенные для скоростного спуска, часто имеют в общей сложности четыре поршня, чтобы обеспечить максимальное тормозное усилие.
В дисковых тормозах используются колодки самых разных конструкций и форм. Если вы меняете колодки, необходимо убедиться, что новые колодки подходят к вашему типу калипера.
Преимущество гидравлических дисковых тормозов заключается в отсутствии трения в гидролиниях, поэтому все тормозное усилие практически без потерь передается на цилиндры калипера и тормозные колодки.
Поскольку гидравлическая линия представляет собой замкнутую герметичную систему, ее обслуживание требуется реже, чем в случае тормозов с тросовым приводом. Иногда в процессе эксплуатации гидравлических тормозов в гидролинии может появиться воздух. В результате эффективность торможения снижается, а тормозные ручки становятся «ватными» или вообще проваливаются. Для устранения этой проблемы необходима прокачка тормозов. Научиться прокачивать гидравлические тормоза — ключевой навык для любого увлеченного домашнего механика.
Колодки также необходимо заменять, когда они изнашиваются или загрязняются маслом или другими веществами, которые снижают эффективность торможения.
Закипание тормозной жидкости также является потенциальной проблемой при длительном и резком торможении. Обычно при закипании тормозной жидкости в гидролинии появляются пузырьки воздуха.
Механические дисковые тормоза велосипеда
В дисковом тормозе с тросовым приводом (обычно его называемом механическим дисковым тормозом) физическое соединение между ручкой тормоза и механическим калипером осуществляется с помощью троса.
Трос тянет рычаг на калипере, который в свою очередь прижимает колодки к поверхности ротора. Механические дисковые тормоза SRAM Avid перемещают только внешнюю тормозную колодку, при этом ротор прижимается к неподвижной внутренней колодке.
Гидравлические дисковые тормоза против механических дисковых тормозов велосипеда
Из-за потерь на трение и растяжения троса дисковые механические тормоза проигрывают гидравлике как по общей тормозной силе, так и по модуляции. Однако, лучшие модели все равно эффективнее большинства ободных тормозов.
Дисковые механические тормоза — более дешевый вариант, чем гидравлические тормоза, поэтому они часто встречаются на велосипедах более низкого ценового класса. Вместе с тем дисковые механические тормоза проще починить в дороге.
Ободные тормоза велосипеда
Одним из самых доступных вариантов тормозов велосипеда сегодня на рынке являются ободные тормоза. Этот вид тормозов осуществляет тормозное воздействие путем трения колодок о поверхность обода колеса, отсюда и их название. Тормоза размещаются как на переднем, так и на заднем колесе велосипеда и управляются с помощью тормозных рычагов на руле.
Преимущества: Доступные; Легко найти запасные части; Простота обслуживания; Малый вес
Недостатки: Небольшая мощность торможения; Не подходят для экстремальных погодных условий; Легко нагреваются; Низкая износостойкость
Клещевые тормоза это разновидность ободных тормозов, которые долгое время оставались основным выбором для шоссейных велосипедов.
Они легкие и при этом обеспечивают энергичное торможение. Тем не менее этот вид тормозов больше подвержен снижению эффективности на мокрой дороге, чем дисковые тормоза.
Эффективность торможения на карбоновых ободах в мокрую погоду ухудшаться в несколько раз, также существует риск перегрева карбоновой поверхности обода при длительном торможении, что может в конечном счете может стать причиной повреждения обода колеса.
Учитывая эти основные недостатки, современные шоссейные велосипеды постепенно переходят на дисковые тормоза.
Тем не менее, пара хорошо настроенных клещевых тормозов на легкосплавных ободах остаются прекрасным выбором для многих велосипедистов. Кроме того, велосипеды с ободными тормозами значительно дешевле своих дисковых аналогов, однако их становится все труднее найти.
Одношарнирные клещевые тормоза велосипеда
В прошлые времена ободные тормоза с одним поворотным суппортом были широко распространены.
У этой конструкции оба рычага вращались вокруг одного центрального шарнира (оси), что позволяло тормозу самоцентрироваться и подстраиваться под обод колеса даже если он имел сильное боковое биение. Такие тормоза крепились с помощью одного болта к короне вилки, а также тормозном мосту задних перьев.
Клещевые тормоза с центральной тягой устанавливались практически на все велосипеды в пелотоне до появления в начале 1960-х годов легендарного бокового тормоза Campagnolo Record.
Тормоза с боковой тягой быстро стали популярны среди профессионалов, а поскольку велосипедисты прошлого так же стремились подражать пелотону, как и сегодняшние гонщики, спрос на тормоза с боковой тягой вырос в разы. Большинство производителей выпустили на рынок свои собственные имитации революционного тормоза Campagnolo, вытеснив модели с центральной тягой с рынка.
Одношарнирная конструкция Campagnolo оставалась практически неизменной до конца 80-х годов, когда компания Shimano представила тормоза с двухосевым (двухшанирным) калипером.
Двухшарнирные клещевые тормоза велосипеда
Как и одношарнирные клещевые тормоза велосипеда, двухшарнирные тормоза крепятся одним болтом к короне вилки, а задний тормозной механизм к мосту задних перьев.
Двухшарнирна схема тормозов обеспечивает большее механическое преимущество, чем одношарнирная конструкция и при этом также хорошо центрируется относительно обода колеса.
Тормоза с двумя поворотными шарнирами лучше всего рассматривать как комбинацию тормозов с центральной и боковой тягой. При нажатии на ручку тормоза оба рычага движутся по одинаковой траектории.
Двухшарнирный тормоз зачастую немного тяжелее одношарнирного, но разница совсем незначительна, особенно при использовании современных легких конструкций.
Клещевые тормоза велосипеда с прямым креплением калипера (Direct-mount)
Клещевые тормоза Direct-mount устанавливаются на специальные стойки, интегрированные в конструкцию рамы.
Этот вид тормозов стал своего рода золотым стандартом для шоссейных велосипедов с ободными тормозами высокого класса. Они обеспечивают более мощное торможение, увеличенный зазор для относительно широких шин, а также некоторые аэродинамические преимущество.
Производители велосипедов прошли через этап размещения заднего суппорта Direct-mount под каретокой велосипеда. Это была не самая лучшая идея: тормоз находился на линии огня дорожной грязи и имел тенденцию тереться об обод колеса при больших нагрузках на педали. К счастью, на последних моделях шоссейных велосипедов эта конструкция ушла в прошлое.
Тормоза велосипеда с центральной тягой
Тормоза с центральной тягой работают аналогично тормозам с двухшарнирным калипером, но приводятся в действие тросом, прикрепленным к обоим рычагам через промежуточный трос. Обе колодки движутся вверх при нажатии на тормозную ручку.
Эти тормоза обеспечивают отличную мощность и модуляцию, а также обеспечиваю большие зазоры, но весят немного больше чем клещевые тормоза с боковой тягой.
Тормоза с центральной тягой оставались недолго популярны на дешевых шоссейных и туристических велосипедах до начала 1980-х годов. Сегодня этот вид тормозов чаще всего можно встретить на велосипедах того периода.
В наши дни мелкие производители, такие как Rene Herse и Paul Components, продолжают выпускать тормоза этого вида, причем современная конструкция предлагает большие зазоры и исключительную мощность (особенно при установке с помощью шпилек braze-on). Все это делает тормоза по-прежнему оправданным выбором для туристических велосипедов.
К слову, легендарная модель Campagnolo Delta, представленная в 1985 году, была оснащена тормозом с центральной тягой. Эта модель считалась одной из самых красивых тормозов всех времен. Они популярны у коллекционеров ретро-велосипедов.
V brake тормоза велосипеда
V brake тормоза — или кантилеверные тормоза с прямой тягой, как их правильно называть — работают так же, как и традиционные кантилеверные тормоза.
Они имеют боковой привод, при этом трос крепится хомутом к одному рычагу и проходя через специальный адаптер присоединяется к второму рычагу. При нажатии на тормозную ручку трос натягивается и оба рычага притягиваются друг к другу, прижимая колодки к ободу.
V-brake не завоевали популярность для использования на циклокроссовых велосипедах, потому что уменьшенный зазор между колодками и ободом могут вызвать проблемы в условиях бездорожья и грязи.
Хотя V-brake были заменены дисковыми тормозами на подавляющем большинстве горных велосипедов, они все еще по-прежнему популярны на некоторых туристических велосипедах, гибридах и тандемах.
V-brake могут быть склонны к быстрому износу, при неправильной настройке.
Кантилеверные тормоза велосипеда
Кантилеверные тормоза практически полностью исчезли с рынка. Еще не так давно этот тормоз был основным на велосипедах для циклокросса, пока его не вытеснил дисковый тормоз. Вы все еще можете найти кантилеверы на некоторых туристических и тандемных велосипедах, и они продолжают жить среди приверженцев традиционного циклокросса.
Кантилеверный тормоз — это тормозной механизм с тормозными суппортами, привинченными к креплениям на ногах вилки и подседельных штырях велосипеда. С каждой стороны имеется отдельный суппорт с выступающими наружу рычагами, которые соединены тросом. При нажатии на ручку тормоза рычаги натягиваются и задействуют тормоза.
Преимущество конструкции в том, что она очень легкая, дает очень большой зазор и может оказывать большое давление на обод колеса. Недостатком является то, что настройка может быть сложной, что приводит к плохой и шумной работе тормозов, если она выполнена неправильно.
U-тормоза велосипеда
Наслаждаясь кратким расцветом в 1980-х годах, U-образный тормоз, как и кантилеверный тормоз, крепится к бобышкам рамы. У него те же проблемы с регулировкой и обслуживанием, что и у традиционного кантилевера, а также проблемы связанные с падением тормозной силы при попадании грязи в тормозной механизм. Тем не менее, вы все еще можете найти U-образные тормоза на велосипедах BMX.
Все тормоза велосипеда, которые когда-либо существовали
Подобно истории жизни на Земле, велосипедный тормоз прошел долгий эволюционный путь к современным тормозам. Мы предлагаем вашему вниманию путеводитель в котором расскажем о всех видах велосипедных тормозов, которые когда-либо существовали.
Большинство из них были обречены на вымирание, но несколько видов продолжают жить в забытых нишах велосипедного мира.
Барабанные велосипедные тормоза
Преимущества: Идеально подходят для грязи и снега; Подходят для маленьких колес; Хорошо работают во влажных условиях
Недостатки: Быстро нагреваться; Тяжелее ободных и дисковых тормозов; Не такие прочные
В барабанном тормозе тормозной рычаг натягивает трос, который приводит в действие колодки, заключенные во втулке колеса. Колодки выталкиваются наружу к тормозной поверхности барабана на внутренней стороне втулки, тем самым замедляя движение велосипеда.
Конструкция означает, что тормозная поверхность полностью закрыта и защищена от атмосферных явлений. Но такой тормоз тяжелый и склонен к перегреву. Барабанные тормоза — это своего рода рудимент, который до сих пор встречается на некоторых голландских велосипедах и старых тандемах.
Ножной тормоз велосипеда
Еще один рудимент, который продолжает жить на велосипедах в Нидерландах и некоторых детских моделях. Если перестать крутить педали, велосипед продолжает движение накатом, но при повороте педалей назад сработает тормозной механизм.
Опять же, преимущество этого тормоза в том, что он защищен от непогоды. Отсутствие тормозного рычага на руле, а также приводных тросов максимально упрощает обслуживание данного типа тормозов. Но, как и барабанный тормоз, он тяжелый и подвержен перегреву. Такие тормоза легко блокируется, вызывая занос.
Гидравлические ободные тормоза велосипеда
Еще один рудимент, гидравлический ободной тормоз, который использует гидравлический цилиндр с каждой стороны, чтобы прижимать тормозные колодки к ободу колеса. Гидравлический ободной тормоз Magura серии H по-прежнему доступен на рынке и использует эту технологию, хотя теперь эта система поставляется только для велосипедов с прямым рулем. Он менее эффективен, чем дисковые тормоза, и имеет множество запатентованных деталей.
Роликовые кулачковые тормоза велосипеда
Роликовые кулачковые тормоза представляют собой интересную конструкцию, похожую на калипер с центральной тягой, но в нем используется треугольный кулачок, который перемещается по роликам (отсюда и название) вместо троса для приведения в действие тормозных рычагов.
Конструкция интересна тем, что изменение формы кулачка может изменить характеристики торможения.
Стержневые тормоза велосипеда
В стержневых тормозах вместо тросов использовались стальные стержни, которые тянули обе стороны суппорта вверх, прижимая колодки к внутреннему диаметру обода.
Если вы ездите на велосипеде с такими тормозами, скорее всего, вы либо украли велосипед у хозяина мясной лавки, либо любите возиться со стационарными паровыми двигателями.
Ложковые тормоза велосипеда
Когда велосипеды с твердыми шинами были вершиной технологий, тормоза-ложки были предпочтительным выбором. Ложковые тормоза были практически такими же, как стержневые, но использовали внешний диаметр шины в качестве тормозной поверхности. По сути, это более элегантная версия торможения подошвой ботинка, который раньше засовывали между рамой и колесом, чтобы остановиться.
