Freewheel велосипед: принцип работы и характеристики

Велосипеды с кулачкой и собачками имеют механизм свободного хода, который позволяет велосипедисту двигаться без участия педалей. Это очень полезная функция, особенно при спуске с горы или во время отдыха на длинных прямых участках дороги, когда велосипедисту не хочется мучительно крутить педали. Различные велосипеды используют разные типы и конструкции фривилов, но всем им свойственна одна общая черта: вращение колеса с креплением звездочки к оси происходит только в одном направлении.

Типичная конструкция фривила велосипеда состоит из двух зубчатых пластин, которые соединяются с холостым роликом или кольцом. Вращение кулачки преобразуется в вращение колеса при помощи системы шлицев и зубцов. Когда велосипедист крутит педали, приводит в действие механизм, который передает крутящий момент через систему шлицв, зубцов и кольцо. Затем велосипедист может передвигаться вперед с помощью своей мощности и передачи на только что крутящиеся колеса.

Однако самых размеров или количество зубьев фривила не всегда определяют его эффективность. Важно пристальное внимание уделить степени зацепления зубьей фривила, поскольку она определяет, насколько надежно вращается конструкция. Чем больше зацепления, тем меньше вероятность проскока при передаче крутящего момента. Это важно, чтобы велосипедист мог передвигаться с высокой эффективностью и безопасностью, особенно при быстрой езде или перемещении по неровной поверхности.

При использовании фривилов на велосипеде существуют несколько преимуществ. Во-первых, он позволяет велосипедисту экономить энергию. Когда велосипедист скользит вниз по склону или движется с большой скоростью, он может позволить колесу вращаться свободно и использовать свою мощность только тогда, когда это необходимо. Это экономит силы и делает езду более комфортной.

Кроме того, использование фривила позволяет велосипедисту избежать износа и проблем, связанных с обслуживанием и заменой компонентов. Фривилы имеют долгий срок службы и требуют минимального вмешательства в процессе эксплуатации. Все это делает их очень популярными среди велосипедистов всех уровней.

Преимущества и недостатки

У freewheel есть несколько преимуществ и недостатков, которые стоит учитывать:

Преимущества:

1. Простота: конструкция фривила является намного проще, чем у классического механизма с свободным холостым ходом. Благодаря этому он меньше подвержен поломкам и проще в обслуживании.

2. Комфорт: использование freewheel позволяет вам избежать неприятного ощущения движения педалей во время катания на больших скоростях. Благодаря этому у вас есть возможность отдыхать и не заблуждаться во время спусков.

3. Множество вариаций: на рынке можно найти различные варианты фривила, которые обеспечивают разные степени свободы и зацепления. Это позволяет вам подобрать оптимальный механизм для ваших потребностей.

Недостатки:

1. Сложность ремонта: некоторые фривилы могут быть достаточно сложными в обслуживании и ремонте. Для этого потребуется некоторое время и навыки для разборки и сборки.

2. Большое количество точек контакта: freewheel имеет много точек и деталей, взаимодействующих друг с другом. Это может привести к износу и требовать частой замены или обслуживания.

3. Низкая эффективность передачи: из-за наличия свободного холостого хода и рatchet механизма, freewheel имеет некоторые потери в передаче крутящего момента. Это может означать, что вы будете тратить больше усилий при кручении педалей.

В целом, freewheel является важной деталью велосипеда, которая обеспечивает комфортное и безопасное катание. Несмотря на некоторые недостатки, он широко используется в том числе в профессиональных велосипедах, и его преимущества перевешивают недостатки.

Что такое «Фривил»

В самых простых вариантах фривила, когда деталь входит в конструкцию втулки заднего колеса, фривил имеет два зубчатых шлица, которые зацепляются с ведущими зубьями на шатуне педали. Это правило шести градусов — шлицы на фривиле расположены под углом в шесть градусов, чтобы обеспечить правильное соответствие с поверхностью педали.

Когда велосипедист начинает давать мощность на педалях во время крутящего момента, фривил позволяет заднему колесу вращаться без замедления. В результате, велосипедист может передвигаться только с помощью педалей, не захватывая заднее колесо.

Механизм «фривил» используется во многих вариациях и дизайнах. Наиболее распространенные типы фривилов включают в себя freehub (с фриколлом) и pawl and ratchet (с храповым механизмом). Оба эти типа фривилов обеспечивают передачу мощности от педалей к заднему колесу при педалировании, а также позволяют заднему колесу вращаться свободно, когда педали не движутся.

Свободное вращение заднего колеса достигается за счет механизма фривила, включающего в себя пластины, пружины, кулачки и зубцы. При мощности на педалях зубчатые шлицы фривила входят в зацепление с кольцом, когда педали поворачиваются вдоль велосипеда. Но когда хода педалей нет, фривил «специальным» образом взаимодействует с шатуном, позволяя колесу вращаться свободно.

Использование фривила в велосипеде обеспечивает низкое сопротивление и позволяет велосипедисту передвигаться с меньшим усилием. Это полезно во многих ситуациях, таких как спуск по склону, когда велосипедист хочет разгоняться только за счет собственной мощности, а не движения педалей.

Таким образом, фривил является важной деталью конструкции велосипеда, обеспечивающей свободное вращение заднего колеса при неподвижных педалях. Он позволяет велосипедисту передвигаться с низким сопротивлением и мощностью по своему выбору.

Если у вас есть какие-либо вопросы о фривиле или его использовании, не стесняйтесь обратиться к специалистам в магазинах велосипедов или велосервисах. Они с удовольствием расскажут вам о многих деталях, связанных с этой важной механической системой.

Недостатки

У механизма freewheel есть несколько недостатков, которые могут вызвать сюрпризы и неудобства во время катания на велосипеде.

Одна из проблем заключается в том, что freewheel может проскальзывать при повышенных нагрузках. Это может произойти, если велосипедист педалирует слишком сильно или поднимается на крутом подъеме. В результате freewheel не сможет передать всю мощность приводом к заднему колесу, что может замедлить ехать.

Еще одна проблема — это возможность непреднамеренного контакта ноги велосипедиста с подвижными частями механизма freewheel в процессе педалирования. Чтобы предотвратить травмы, в дизайне freewheel часто используется специальная пластина или пара пластин, которые зацепляются с задними зубьями freewheel. Это может стеснять некоторых велосипедистов и ограничивать комфортность катания.

Еще одна сложность связана с конструкцией freewheel, особенно в более дешевых вариациях. В таких случаях могут использоваться пружины и собачки. Например, в пружинном Freewheel пружины действуют вдоль одного из крайних зубчатых дисков, что означает, что при достаточном количестве мощности между freewheel и его корпусом может возникнуть слабина и freewheel просто проскальзывает, проходя через угол. Видео ниже показано, как примерное расстояние вектора высокой велосипедного резистора, использующего пружинные фривилы.

Стандартный дизайн Pawl и Ratchet

Если вы когда-либо разбирали втулку свободного хода на велосипеде, то возможно, вы обнаружили довольно сложный механизм, называемый фривилом или ‘freehub’. Он используется для привода заднего колеса и позволяет велосипедисту крутить педали вдоль свободной поверхности без перекоса заднего колеса и задействования заднего привода. Фривил состоит из нескольких точек зацепления, которые позволяют заднему колесу крутиться только в одну сторону.

Один из наиболее распространенных типов фривилов — это дизайн Pawl и Ratchet. Он использует два основных компонента: кулачки (или паули) и зубчатку.

Кулачки — это небольшие металлические пружины, закрепленные на внутренней поверхности фривила. Когда велосипедист крутит педали назад, кулачки движутся вдоль поверхности на внутренней стороне корпуса фривила.

Зубчатка — это вращающийся механизм, который имеет набор зубьев, прикрепленных к своей внутренней поверхности. Когда кулачки достигают определенной точки, они зацепляются за зубья зубчатки и создают сцепление между фривилом и кулачками.

Сцепление между кулачками и зубчаткой позволяет передавать крутящий момент от педалей к заднему колесу велосипеда. Когда велосипедист перестает крутить педали назад, кулачки перемещаются вперед и пружины возвращают их в исходное положение. Это ослабляет сцепление между кулачками и зубчаткой, позволяя заднему колесу свободно вращаться.

Дизайн Pawl и Ratchet хорошо известен своей надежностью и простотой. Он используется во многих классических велосипедах и широко распространен по всему миру. Однако у него есть и некоторые недостатки. Во-первых, механизм фривила может требовать сложного обслуживания и регулировки. Во-вторых, при быстром вращении кулачек может возникать звук щелчка. Также, при низкой температуре некоторые типы смазки, используемые в зубчатке, могут замерзать, усложняя работу фривила.

Не смотря на эти недостатки, дизайн Pawl и Ratchet все еще очень популярен и широко используется во многих велосипедах.

Преимущества

Freewheel велосипед обладает рядом преимуществ, которые делают его популярным среди велосипедистов. Рассмотрим, какие преимущества есть у данного типа механизма.

1. Простота в использовании

Freewheel — это дизайн, который обеспечивает простоту в использовании и обслуживании. Он позволяет велосипедисту быстро остановиться и покатиться без необходимости крутить педали. Такой механизм позволяет сделать велосипед более удобным в использовании для всех категорий велосипедистов.

2. Удобство при переключении скоростей

Freewheel имеет специальную трещотку (pawl), которая позволяет велосипедисту плавно переключать скорости и удерживать выбранную передачу. Благодаря этому механизму велосипедист может быстро и легко адаптироваться к изменяющимся условиям на дороге или трассе.

3. Надежность и долговечность

Freewheel — это стандартный механизм, который используется во многих велосипедах. Он хорошо зарекомендовал себя благодаря своей надежности и долговечности. Freewheel имеет специальные пружины и шлицы, которые обеспечивают надежное сцепление с звездным колесом и не поддаются износу.

4. Устойчивость к поверхности

Freewheel имеет несколько точек контакта с корпусом, что обеспечивает устойчивость к поверхности при катании по неровной дороге или велотрассе. Благодаря этому, велосипедист может чувствовать себя уверенно и комфортно даже на сложных участках.

5. Меньше обслуживание

Freewheel не требует сложного обслуживания и регулировки. Механизм работает без смазки и пружин, поэтому его обслуживание проще, чем у других типов приводов. Это экономит время и средства на техобслуживание велосипеда.

Таким образом, freewheel велосипед имеет множество преимуществ, которые делают его очень популярным среди велосипедистов. Не стесняйтесь использовать данный механизм на своем велосипеде, чтобы насладиться его удобством и надежностью!

Механизм

Основная часть freewheel – корпус с зубчатой втулкой. Колесо крепится на втулку, а корпус freewheel жестко закрепляется на кассете или на задней ступице велосипеда.

Внутри корпуса freewheel находится пара пружин и кулачка, которые обеспечивают свободную работу механизма. Кулачка имеет определенное количество зубьев, которые взаимодействуют с зубьями колеса. В результате, когда велосипедист перестает крутить педали, кулачка переключается в режим холостого хода, позволяя колесу вращаться свободно.

При повороте в обратную сторону, зубчатая втулка на корпусе freewheel блокирует зубья на колесе, и приложенная мощность начинает передаваться на привод велосипеда. Это правило также работает и при движении велосипеда вверх по склону, где энергия, созданная силой тяжести, передается через freewheel в систему привода велосипеда.

Freewheel обычно используется в классических типах велосипедов с низким профилем, но его можно также найти и на современных моделях. В результате использования freewheel велосипедист может быстро переходить с одной передачи на другую, не переставая педалировать.

Корпус и зубчатая втулка

Корпус freewheel содержит зубчатую втулку, на которую крепится колесо. Зубчатая втулка имеет определенное количество зубьев, которые взаимодействуют с кулачкой. Количество зубьев может варьироваться в разных моделях велосипеда, и это определяет количество переключаемых передач.

Кулачка и пружины

Кулачка внутри freewheel имеет определенное количество зубьев, которые входят в зацепление с зубьями колеса. Прежде чем колесо начнет вращаться, кулачка должна пролететь через определенное количество точек зацепления с зубьями колеса. Для обеспечения правильной работы freewheel, пружины внутри корпуса поддерживают кулачку в рабочем положении.

Механизм freewheel позволяет велосипедисту перемещаться с одной передачи на другую без прекращения крутить педали, просто переставляя переключатель передач. Эта деталь велосипеда также позволяет велосипедисту быстро и легко ехать по бездорожью и через грязь, поскольку колеса продолжают вращаться при использовании холостого хода freewheel.

Для более эффективной работы freewheel можно модернизировать, используя более прочные материалы для создания корпуса и зубчатой втулки, а также улучшенные пружины и кулачку. Это позволит велосипедисту передавать большую мощность и увеличить количество передач.

В итоге, механизм freewheel является важной деталью велосипеда, обеспечивающей плавную и скоростную работу привода. Он позволяет велосипедисту передвигаться без усилий на больших скоростях и автоматически переключаться между передачами, делая катание на велосипеде более комфортным и эффективным.

Преимущества

В педальной системе велосипеда количество зубьев на приводе меньше, чем на колесе, поэтому в случае стремительного движения скорость увеличивается очень быстро. У многих моделей велосипедов мощность крутящего момента также может быть относительно большой. Это значит, что в результате повышенного вращения велосипеда можно разогнаться до достаточно высокой скорости.

Преимущества фривила:

Преимущество	Описание
Возможность холостого хода	Собаки самопроизвольно двигаются только при вращении колеса и не оказывают влияния на привод.
Проще крутить педали	При отключенном собачьем узле педаль будет поворачиваться намного легче.
Меньшее нагрузка на колено	С помощью фривила можно уменьшить количество нагрузки на колено во время движения.
Быстрое изменение скорости	При использовании фривила можно быстро и без проблем изменять скорость велосипеда.
Надежная конструкция	Фривилы обычно используют пластину, оборудованную пружинами, которые зацепляются за шлицы на корпусе велосипеда. Такая конструкция обеспечивает надежное сцепление и долгий срок службы механизма.

Какие конструкции механизма свободного хода используются в велосипедах

Велосипеды оснащены механизмом свободного хода, который позволяет велосипедисту переставить ноги в покойном положении без воздействия на привод велосипеда. Этот механизм, также известный как freewheel или трещотка, насчитывает несколько вариаций конструкций, используемых в различных типах велосипедов.

Одной из самых распространенных конструкций является классический трещоточный механизм. В его основе лежит трещотка — это пружинная деталь, помещенная в корпус втулки заднего колеса. Функция трещотки заключается в том, чтобы разрешить вращение заднего колеса только в одном направлении, в то время как велосипедист крутит педали вперед.

У механизма свободного хода существует несколько преимуществ и недостатков. Одним из главных преимуществ является возможность переключения передач без необходимости остановки педалирования. В результате велосипедист может быстро адаптироваться к различным условиям и изменять сопротивление при движении.

Однако такое преимущество может иметь и некоторые недостатки. В случае очень низкой поверхности контакта между пластину и окружающей средой велосипеда, например, во время катания по грязи или песку, части механизма могут проникнуть внутрь втулки, что затрудняет его работу и требует модернизации или частичной замены.

Кроме того, конструкция механизма свободного хода должна быть достаточно прочной, чтобы выдержать сложные условия эксплуатации и обеспечить надежное сцепление колеса с поверхностью во время передачи силы привода. Для этого в механизмах трещоточного типа часто используются пары собачек, которые взаимодействуют с кулачками на втулке заднего колеса.

В современных велосипедах также применяется freewheel-дизайн, который называется freehub. Он обеспечивает еще большую надежность и безопасность во время езды. В механизмах freehub, привод вращается вместе с задним колесом, повышая эффективность передачи силы и устойчивость на разных участках дороги.

В целом, механизм свободного хода в велосипеде представляет собой одну из ключевых деталей, обеспечивающих плавность и комфортность движения. Благодаря трещоточному механизму, велосипедист может свободно менять силу и скорость педалирования в зависимости от условий дороги и своих потребностей.

Американский классический дизайн кулачка

Происходит очень интересная вещь при работе фривила велосипеда. Звезда-фривил скользит по шлицам стандартной втулки и влюбляется (переключается) между двумя точек. Результатом этого действия является то, что при педалировании велосипедист не чувствует сопротивления механизма свободного хода, который зацепляется пластиной через шлицы втулки.

Когда фривил нуждается в модернизации или замене, есть несколько вариаций для классического дизайна фривила. Одним из самых известных дизайнов был dt swiss pawl system. Пружина собачки зацепляет фривил внутри корпуса и вращает колесо велосипеда при педалировании. Более современная модернизация включает пружины и детали из более легких и прочных материалов.

Классический дизайн фривила был разработан Крисом Кингом и в настоящее время представлен на рынке большим количеством вариаций и моделей. Одна из основных проблем с фривилами — это то, что они могут собирать грязь во время езды и требуют регулярного обслуживания.

Видео ниже показывает, как работает классический дизайн фривила:

Вариации фривила — Крис Кинг

В фривиле Крис Кинг основными элементами являются пружина, пластина свободного хода и звезды. Все они собраны в корпусе втулки заднего колеса. Основной момент работы фривила заключается в том, что он обеспечивает холостой ход велосипеда, то есть возможность крутить педали без передвижения колеса.

Одной из модернизаций фривила Крис Кинг является вариант с механизмом «ratchet». В этом случае вместо пластины свободного хода используется пара пластин, которые сцепляются друг с другом и позволяют передаче крутящего момента с педалей на заднее колесо. Этот механизм обеспечивает более быстрое и надежное сцепление, а также более плавный холостой ход велосипеда.

Однако, независимо от вариации фривила Крис Кинг, все они хорошо справляются с своей задачей. Благодаря точно отрегулированным точкам соприкосновения пластин или звезд, фривил работает очень плавно и без заметных «люфтов» во время движения.

Велосипедистам, использующим велосипеды с фривилом Крис Кинг, не стоит стесняться ездить по грязным и пересеченным местам. Корпус фривила защищен от попадания грязи и пыли, благодаря чему механизм фривила будет работать надежно и бесперебойно. При необходимости обслуживания фривила, велосипедисты могут легко разобрать корпус и очистить его от грязи или поменять пружину или пластину свободного хода.

Одним из преимуществ фривила Крис Кинг является его прочная и надежная конструкция. Фривилы этого производителя изготавливаются из высококачественных материалов и проходят строгие проверки перед выпуском на рынок. В результате, велосипедисты могут быть уверены в надежности и долговечности фривила Крис Кинг.

Вариации фривила Крис Кинг предлагают разные возможности для катания на велосипеде. Они отличаются своей конструкцией, но в целом обеспечивают хорошее сцепление и плавный холостой ход. Велосипедистам, выбирающим фривил Крис Кинг, не придется беспокоиться о том, какой вариант выбрать — каждый из них будет хорошо себя показывать во время движения и обеспечивать комфортное вождение.

Звездный трещотка и вариации

Классический механизм, который используется во многих типах фривилов, называется звездным трещоткой. Этот механизм позволяет велосипеду передвигаться только вперед, не позволяя педали двигаться в обратном направлении.

Видео ниже показывает, как работает стандартный звездный трещотка:

В звездной трещетке мощность от педалей передается через звезду и зацепляет собачки в фривиле. Это обеспечивает свободу для поворота педалей, когда велосипед движется вперед, но не позволяет педалям двигаться, когда велосипед останавливается или движется в обратном направлении.

Звездный трещотка имеет несколько недостатков. Основной из них — это холостой ход, когда педали двигаются вперед, но велосипед не движется. Это происходит из-за недостаточного контакта между зубцами звезды и собачками в фривиле.

Для решения этой проблемы используется специальная пружина, которая помогает удерживать зубцы звезды в соответствующем положении и обеспечивает более надежное сцепление.

Также можно использовать другие вариации звездного трещотка, чтобы улучшить его производительность. Например, в некоторых фривилах есть шлицы, которые обеспечивают дополнительное сцепление между корпусом фривила и зубцами звезды. Это позволяет передавать больше мощности от педалей к задней втулке велосипеда.

Другие вариации звездного трещотка используют специальные собачки, которые захватывают шлицы на звезде для более надежного сцепления. Это особенно полезно при езде по грязи или сложным условиям, когда может быть низкое сцепление между педалью велосипеда и шлицами звезды.

Одна из вариаций звездного трещотка, известная как «фривил с пружинными собачками», использует пружины на собачках и корпусе фривила для обеспечения лучшего контакта и сильного зацепления.

Велосипедные фривилы могут иметь разные число звезд и собачек. Количество зубцов на звезде определяет количество оборотов педали, необходимых для одного оборота колеса. В отличие от мощных фривилов для горных велосипедов, некоторые города лесовозки и другие виды велосипедов могут иметь только одну звезду и собачку, чтобы облегчить использование и обслуживание.

Вариации

Другой распространенной вариацией механизма фривила является freehub, который используется в многих современных велосипедах. В этом случае фривил расположен прямо внутри ступицы заднего колеса. Он имеет набор пластин, которые соединены с корпусом ступицы пружинами. При педалировании вперед звезды привода свободно вращаются вокруг фривила, а заднее колесо приводится в движение. Когда велосипедист прекращает педалирование, фривил в ступице заднего колеса позволяет заднему колесу свободно вращаться.

Оба механизма фривилов имеют свои преимущества и недостатки. Механизм с парами собачек и шлицами прост в исполнении и может быть проще в обслуживании, но он требует большего количества точек контакта между зубьями пластин, что может привести к более быстрому износу и повышенному трению между ними. Freehub, с другой стороны, имеет более сложную конструкцию, но обеспечивает более низкое трение между пластинами, что может увеличить их срок службы. Он также может быть более устойчивым к воздействию грязи и пыли, так как пластины защищены корпусом ступицы заднего колеса.

Механизм — DT Swiss

Основная задача механизма Freewheel заключается в обеспечении свободного вращения заднего колеса в случае, когда педали не крутятся. Это позволяет ездить без необходимости постоянно крутить педали, отдыхая на спусках или на ровном участке дороги.

Механизм Freewheel обычно устанавливается в заднюю ступицу велосипеда. Он состоит из корпуса и кинг-конуса, которые соединяются с помощью шлицев. Когда велосипедист не крутит педали, механизм Freewheel позволяет заднему колесу вращаться независимо от привода, передавая мощность от педалей к колесу только при кручении педалей.

Зацепление между корпусом и кинг-конусом осуществляется с помощью специальной пружины, которая удерживает корпус механизма Freewheel в зубчатом звездном кольце. Когда велосипедист начинает крутить педали, пружина сжимается, заставляя корпус механизма Freewheel зацепиться с зубчатым звездным кольцом, и вращение педалей передается на заднее колесо.

Такая конструкция механизма Freewheel позволяет колесу свободно вращаться в одном направлении, но блокирует его при попытке вращения в обратном направлении. Это предотвращает случайное вращение педалей во время спусков или на ровном участке дороги, что может быть опасно для велосипедиста.

Механизм Freewheel обычно имеет 24 или 36 точек контакта внутри корпуса. Это позволяет педалям вращаться со скоростью около 15 градусов на точку контакта. Такая конструкция обеспечивает быстрое и плавное зацепление педалей с механизмом Freewheel, что делает его очень эффективным в использовании.

Этот механизм также имеет низкое сопротивление и хорошую мощность передачи, что делает его очень популярным среди велосипедистов. Он работает безупречно даже в условиях сильной грязи и песка, благодаря специальной конструкции и использованию высококачественных материалов.

DT Swiss производит различные модели механизма Freewheel, в том числе американский freehub, который является одним из самых популярных в мире. Он оснащен шлицами на втулке и звездными пластинами, которые зацепляются с внутренней кулачкой механизма Freewheel. Это позволяет быстро и легко установить или снять механизм по желанию велосипедиста.

Таким образом, механизм Freewheel от DT Swiss — это надежное и эффективное решение для велосипедистов, которые хотят насладиться свободной ездой без постоянного кручения педалей. Он обеспечивает высокую производительность и долговечность, а также является важной частью велосипеда.

Видео:

5 ТИПОВ ВЕЛОСИПЕДОВ, которые нельзя покупать!

5 ТИПОВ ВЕЛОСИПЕДОВ, которые нельзя покупать! by VeloSklad 851,874 views 3 years ago 8 minutes, 3 seconds