Велосипедные каретки. Ликбез по совместимости
Велосипед, как и любой сложный механизм, состоящий из множества частей, подверженных естественному износу в процессе эксплуатации, а также различным повреждениям в результате падения, время от времени требует замены компонентов. А учитывая то, что современный велосипед является, по сути, конструктором, иногда приходится часами искать в интернете данные о совместимости тех или иных компонентов. Персонал велосипедного магазина Велобазар.ком решил облегчить Вам задачу и написать серию статей о различных стандартах и совместимости компонентов. Первая ласточка — статья о наиболее распространенных типах велосипедных кареток и шатунов, а также совместимости данных компонентов.
Данная статья также является реакцией на довольно частый диалог продавца (Прод.) и покупателя (Пок.):
Пок.: Добрый день. У меня люфтит/скрипит/стучит/сломалась (нужное подчеркнуть) каретка. Хочу купить новую.
Прод.: Здравствуйте. Какая каретка Вам нужна?
Пок.
: Обычная…
На удивление многих покупателей, существует много стандартов вполне себе обычных велосипедных кареток с большим количеством типоразмеров, хотя в случае такого диалога в 70% случаев выясняется, что нужна каретка с резьбой BSA, под квадрат, размером 68×123 мм.
По конструкции каретки бывают разборными (система конус-чашка с шариковыми подшипниками (как правило, помещенными в сепаратор) и неразборными, собранными на промышленных подшипниках закрытого типа. Каретки на пром.подшипниках имеют гораздо лучшую пылезащиту и, как следствие, значительно бОльший срок службы. «Неразборность» кареток, заявленная производителем в некоторых случаях является весьма сомнительной, но не это является темой данной статьи.
Шатуны. Стандарты.
Тип каретки, устанавливаемой на велосипед зависит как от рамы велосипеда, так и от системы шатунов. Наиболее распространены следующие стандарты шатунов:
1. Шатуны под клинья.
Стандарт, используемый в старых велосипедах, а также в наиболее дешевых современных велосипедах. Шатуны одеваются на вал и фиксируются при помощи клиньев. Преимуществом данного стандарта является дешевизна компонентов, а недостатком — очень малая жесткость крепления, в результате чего клинья и посадочные места разбиваются и требуется частая замена компонентов.
2. Шатуны под квадрат. Это, наверно, наиболее часто встречающийся тип шатунов на современных велосипедах низкого и среднего ценового диапазона. Шатун имеет посадочное отверстие квадратной формы с слегка скошенными углами и напресовывается на вал каретки. Сам вал имеет форму усеченной пирамиды и расширяется ближе к раме. В зависимости от модели шатунов может потребоваться каретка с различными длинами вала. Из ассортимента Shimano в Украине доступны каретки Shimano BB-UN26 с валом квадратного сечения длиной от 110 до 127 мм.
3. Shimano Octalink. Существует 2 различных стандарта: Octalink V1 и Octalink V2.
Каретка Octalink V1 имеет 8 шлицов длиной 5 мм и шириной 2 мм, а Octalink V2 — также 8 шлицов, но их длина составляет 9 мм, а ширина — 2.8 мм. На сегодняшний день шатуны стандарта Octalink V1 не производятся, а стандарта Octalink V2 не поставляются в Украину как запчасть, а только установленными на готовые велосипеды. Официальный поставщик Shimano в Украине поставляет каретки Shimano BB-ES25 стандарта Octalink V2. Наиболее известные производители шатунов данного стандарта — это Shimano, FSA и Ritchey. Длина вала каретки подбирается под конкретную модель шатунов.
Ниже приведена таблица выбора длины вала каретки для актуальных моделей шатунов под квадрат и Octalink V2.
4. ISIS. Вскоре после запуска компанией Shimano стандарта Octalink, в противовес ему компания Race Face разработала открытый стандарт — ISIS (который также поддержали Truvativ, FSA). Данный стандарт также предусматривает шлицевое соединение каретки с шатунами, но при этом форма и количество шлицов отличаются от предыдущего стандарта.
Шатуны и каретки данного стандарта выпускаются (или выпускались) компаниями Controltech, FSA, Gusset, RaceFace и Truvativ. Особенностью данного стандарта является одинаковая длина вала для всех систем шатунов: если Вам нужен чейнлайн 48.5 мм — нужно устанавливать каретку с валом 113 мм. Установив каретку с длиной вала 118 мм, Вы увеличите чейнлайн на 2.5 мм.
5. Truvativ PowerSpline. Вариации на тему шлицевого соединения от компании Truvativ. Каретки данного стандарта имеют большее количество шлицов (12 шлицов против 10) и меньший диаметр вала, чем ISIS. Каретка совместима с двумя системами шатунов — IsoFlow и FiveD.
6. Truvativ Howitzer. Еще один вариант шлицевого соединения. Внешне посадочные места на шатунах похожи на ISIS, но данные два стандарта между собой не совместимы. Каретки Truvativ Howitzer имеют внешние подшипники и отдельную ось. За счет такого конструктивного изменения достигается бОльшая жесткость соединения.
7.
Интегрированная ось. Существует несколько стандартов шатунов с интегрированной осью, особенности которых будут описаны ниже. Общей чертой является интегрированная в один из шатунов.
7.1 Shimano Hollowtech II. Это первый стандарт шатунов, в котором ось каретки (увеличенного до 24 мм диаметра) впрессована в правый шатун. Данная конструкция в сочетании с кареткой с увеличенным диаметром подшипников снижает вес системы шатуны-каретка, а также повышает жесткость соединения. Левый шатун одевается на шлицы вала, притягивается пластиковым прижимным болтом и фиксируется двумя болтами, расположенными перпендикулярно оси вращения.
На текущий день все шатуны Shimano серии Deore и выше (для шоссейных велосипедов — Sora и выше), а также некоторые несерийные модели и модели для экстремальной езды — Saint и Zee изготавливаются именно по данному стандарту.
7.2 FSA Mega EXO. В целом повторяет стандарт Hollowtech II — та же интегрированная в правый шатун ось и выносные чашки каретки.
Каретки и шатуны стандартов FSA Mega EXO и Shimano Hollowtech II в своем большинстве совместимы между собой (исключение составляют шатуны FSA с 19-миллиметровой осью, например FSA Omega).
Есть 2 типа крепления левого шатуна: как видно на установочной схеме, первый тип полностью повторяет конструкцию японцев, во втором же случае шатун просто притягивается к валу каретки без дополнительных фиксирующих болтов, расположенных перпендикулярно оси вращения.
Автору статьи встречались отзывы людей, пользовавшихся обоими типами крепления, в которых говорилось, что второй тип гораздо менее надежен и иногда при большой нагрузке случается повреждение резьбы, в которую вкручивается прижимной болт.
7.3 RaceFace X-Type. Аналог предыдущих двух стандартов от канадской компании RaceFace. Дабы отличаться, ось интегрирована не в правый, а в левый шатун. Правый устанавливается точно так же, как и у FSA второго варианта крепления. Шатуны и каретки полностью совместимы с компонентами от Shimano и FSA.
7.4 Truvativ GXP (Giga-X-Pipe). В целом, данный стандарт очень похож на три предыдущих, но с ними не совместим. Диаметр вала также составляет 24 мм, но сам вал ступенчатый, из-за чего в каретке используются подшипники с разным внутренним диаметром (справа — 24 мм, а слева — 22 мм). Шатуны и каретки данного стандарта не совместимы с подобными продуктами других производителей. Левый шатун одевается на вал и притягивается прижимным болтом.
7.5 Campagnolo Ultra-Torque. В 2007 году компания Campagnolo презентовала собственный стандарт шатунов с интегрированной осью. В данном стандарте ось разделена на 2 части, которые впрессованы в левый и правый шатун. При установке половины оси стягиваются между собой и цепляются друг за друга зубцами.
7.6 BB30. Хотя BB30 — это стандарт кареточного узла, разработанный компанией Cannondale, его, все-же, будет целесообразно рассмотреть в главе, посвященной стандартам шатунов, так как под данные каретки необходимы не совместимые ни с чем другим системы шатунов.
Данные шатуны также имеют интегрированную ось, но ее диаметр значительно больше — 30 мм. Такое изменение позволило изготовлять оси не из стали, а из алюминия, тем самым заметно снизить вес без потери прочности. Еще одной полезной особенностью данного стандарта является уменьшение Q-фактора шатунов (расстояние между плоскостями в которых расположены отверстия крепления педалей).
Существуют еще различные экзотические стандарты, но, ввиду их малой распространенности, рассматривать в этой статье мы их не будем.
Многие считают, что все резьбовые кареточные узлы одинаковые, но это далеко не так. На сайте Великого и Могучего Шелдона Брауна можно увидеть 7 различных стандартов резьб. Здесь мы рассмотрим только наиболее распространенные:
1. Английская резьба (BSA или I.S.O.). Размер резьбы составляет 1.37″x24 tpi. Ширина кареточного узла составляет 68 или 73 мм для горных и кроссовых велосипедов и 68 мм для шоссейных велосипедов (также встречаются кареточные узлы 83 мм у экстремальных велосипедов и 100 мм у фэтбайков).
Левая чашка имеет правостороннюю резьбу, а правая — левостороннюю. В большинстве современных велосипедов используется именно данный стандарт резьбы. Под данный стандарт производятся каретки для всех шатунов типов от №1 до №7.5.
2. Итальянская резьба (ITA, italian). Резьба M36x24 tpi. Ширина кареточного узла 70 мм. Обе чашки каретки имеют правостороннюю резьбу. Существуют каретки под те же стандарты, что и в случае с BSA, но они менее распространены и найти данные компоненты сложнее.
3. Французская резьба. 35 мм x 1 мм (25.4 tpi). Ширина кареточного узла 68 мм. Обе чашки имеют правостороннюю резьбу. Такой стандарт встречается в старых стальных рамах, в наш дни найти каретки соответствующего стандарта весьма проблематично. Но Вы можете обратиться в велосипедную мастерскую, в которой эту резьбу перережут под стандарт BSA.
4. Швейцарская резьба. Как и в кареточном узле французского стандарта используется резьба 35 мм x 1 мм (25.
4 tpi). Ширина кареточного узла также составляет 68 мм. Единственным отличием является то, что левая чашка имеет правостороннюю резьбу, а правая — левостороннюю. Также, как и при французской резьбе, при наличии инструмента возможно перенарезать резьбу под стандарт BSA.
В последние годы на велосипедах высокого класса все чаще начали встречаться кареточные узлы, которые не имеют резьбы. В такие рамы каретки просто впрессовываются. Нам известно 9 стандартов таких рам. Ниже приведено изображение с размерами кареточных узлов различных стандартов.
1. BB92. Стандарт для Shimano и совместимых шатунов MTB велосипедов. Ширина 89.5 или 92 мм. Компенсируется проставочным кольцом 2.5 мм, поставляемым в комплекте с кареткой.
2. BB86. Стандарт для Shimano и совместимых шатунов шоссейных велосипедов.
3. BB30. Открытый стандарт, разработанный компанией Cannondale. Используются шатуны с 30-миллиметровой интегрированной осью.
Подшипники запрессовываются в раму.
4. PF30. Также используются шатуны с 30-миллиметровой осью. В раму запрессовываются чашки, в которые вкладываются подшипники.
5. BBRight. Конструктивно — аналог двух предыдущих стандартов, но кареточный узел имеет бОльшую ширину и асимметричную форму. По конструкции BBRight Direct Fit повторяет стандарт BB30, а BBRight Press Fit — PF30.
6. 386Evo. Более широкая версия PF30.
7. BB90/BB95. Cтандарт с запрессовываемыми прямо в раму подшипниками. Предназначен для работы с осями 24 мм. Ширина — 90 или 95 мм.
В некоторых случаях, если стандарт рамы и каретки/шатунов не совпадают, подружить их действительно невозможно. Но для некоторых пар кареток и кареточных узлов существуют переходники, благодаря которым, приобретая новую раму, Вам не обязательно покупать новые шатуны, а достаточно только установить соответствующий переходник. Например, на изображении слева Вы можете видеть переходник с кареточного узла стандарта BB30, позволяющий установить каретку с резьбой BSA производства компании FSA.
Затратив несколько дней на поиски в интернетах различных адаптеров и кареток, персонал магазина Велобазар.ком составил сводную таблицу совместимости различных стандартов рам и шатунов. В соответствующих ячейках Вы сможете увидеть поля «полная совместимость», «совместимо после перенарезки резьбы», «совместимо через адаптер» и «не совместимо». Если с первыми тремя вариантами все понятно, то четвертый требует уточнения: поле «не совместимо» может означать как конструктивную несовместимость по причине большей ширины кареточного узла рамы чем длина вала, так и то, что нам не удалось найти соответствующих адаптеров. Если Вы владеете информацией отличающейся от данной таблицы — пожалуйста, свяжитесь с нами и мы добавим в нее Ваши данные.
Но если Вы не хотите вникать во все эти совместимости — Вы всегда можете обратиться к нашим консультантам и мы с радостью Вам поможем.
Типы шатунов велосипеда
СОДЕРЖАНИЕ СТАТЬИ:
- Определение типа системы
- Самоизвлекающиеся системы
- Двусоставные системы с прижимным соединением
- Шатуны системы Campagnolo® Power-Torque™
- Шатуны системы Campagnolo® Ultra-Torque™
- Шатуны трехсоставных систем
- Шатуны системы Campagnolo® Ultra-Torque™
- Шатуны односоставных систем
Данная статья призвана помочь определить тип кривошипной (в дальнейшем слово будет опускаться) системы, установленной на вашем велосипеде, и направить на соответствующий материал, где подробно освещен процесс снятия и установки шатунов.
Определение типа системы
Шатуны — это рычаги, соединяющие педали с осью каретки. На шатунах жестко закреплены зубчатые колеса (их ещё называют звездами), которые приводят в движение цепь. Шатуны могут сниматься для их замены, замены или чистки звезд, обслуживания подшипников каретки. За последние годы конструкции систем заметно усложнились. Чтобы понять, как обслуживать систему, необходимо знать тип шатунов и подшипников, установленных в велосипеде.
Если вы не знаете, система какого типа у вас установлена, для определения вы можете либо просмотреть видео выше, либо воспользоваться сведениями, изложенными далее.
Самоизвлекающиеся системы
В самоизвлекающихся системах съемник эргономично встроен в шатун. В них используются кольца с резьбой, которые внешне похожи на пыльники. Однако эти стопорные кольца закручены над болтом, удерживающим шатун, поэтому при раскручивании болта последний давит на кольцо, что, в свою очередь, приводит к выталкиванию шатуна с оси.
Никаких дополнительных инструментов для снятия шатунов не требуется. Самоизвлекающиеся системы могут быть как двух-, так и трехсоставными.
По теме: Снятие и установка шатунов самоизвлекающихся систем
Двусоставные системы с прижимным соединением
Многие двусоставные системы Shimano® и некоторые системы FSA® оборудованы шатунами с прижимным соединением. В них левый шатун имеет паз, сжимаемый двумя стяжными болтами, а к правому шатуну прикреплена кареточная ось. Системы такого типа оснащены внешними подшипниками и не требуют съемника.
По теме: Снятие и установка шатунов двухсоставных систем с прижимным соединением
Шатуны системы Campagnolo® Power-Torque™
В шатунах Power-Torque™ ось каретки закреплена на правом шатуне. Чтобы получить доступ к подшипникам или демонтировать шатун с правой стороны, необходимо снимать левый шатун.
По теме: Снятие и установка шатунов системы Campagnolo® Power-Torque™
Шатуны системы Campagnolo® Ultra-Torque™
Ultra-Torque™ — проприетарный тип системы, используемый компаниями Campagnolo® и Fulcrum®.
В системе данного типа как левый, так и правый шатуны объединены с половинами оси каретки, на конце каждой из которых нарезаны зубцы. Поскольку внешние чашки являются составной частью подшипников, их нельзя отнести к типу встроенных. Более того, подшипники устанавливаются на шатуны.
Со стороны левой чашечки установлена волнистая шайба. Она компенсирует различия ширины кареточного стакана в разных рамах, а также служит эффективным средством регулировки подшипника.
По теме: Снятие и установка шатунов системы Campagnolo® Ultra-Torque™
Шатуны трехсоставных систем
Они состоят из трех основных частей: левого и правого шатунов, а также оси каретки. Положение оси регулируется посредством установленных на раме подшипников. Для обслуживания подшипников трехсоставных систем необходимо снимать оба шатуна. И на левом, и на правом шатунах имеются стяжные болты.
В трехсоставных системах, как правило, используются два типа соединения: квадратное сечение и шлицевое.
По теме: Снятие и установка шатунов трехсоставных систем
Шатуны системы Campagnolo® Ultra-Torque™
Многие велосипеды для BMX и фристайла оснащены системами особого типа, имеющими 48-шлицевое соединение. Обслуживание подобных систем несколько отличается от обслуживания обычных трехсоставных систем.
По теме: Снятие и установка шатунов трехсоставных систем для BMX
Шатуны односоставных систем
Односоставные системы встречаются на некоторых старых велосипедах марки Schwinn®, на детских велосипедах и на велосипедах для BMX. В этих системах шатуны и ось каретки выполнены в виде единого узла.
По теме: Обслуживание односоставной каретки
Школа стержней: как правильно выбрать шатуны
(Image/Wiseco)Сталь или алюминий? Двутавровая или двутавровая балка? И даже не заставляйте нас начинать с длины удилища и соотношения стержней!
Да, есть много факторов, влияющих на выбор правильных шатунов для вашего двигателя.
Правильный выбор шатунов, несомненно, является одним из самых важных решений, которые вы можете принять при сборке двигателя. Соединение r не только влияет на то, как ваш двигатель подходит (или не подходит) друг к другу, но также играет роль в производительности и долговечности двигателя.
Вот почему мы обратились к экспертам из Eagle Specialties, Lunati и Callies Performance за советами о том, как правильно выбрать шатуны для вашего двигателя и области применения. Неудивительно, что мощность и крутящий момент являются основными факторами в уравнении. По словам Алана Дэвиса из Eagle Specialties, в речь идет не только об общей мощности и крутящем моменте, но и о том, как создается мощность.
«Лошадиные силы, крутящий момент и число оборотов — все это нужно учитывать, — сказал Дэвис. «Но вы также должны учитывать применение и среду, в которой будет использоваться двигатель, и то, как создается мощность.
Например, 600-сильный безнаддувный двигатель, развивающий 10 000 об/мин, будет испытывать совершенно иные нагрузки, чем 600-сильный двигатель с наддувом или 400-сильный двигатель с 200 порциями закиси азота».
В зависимости от применения к шатунам применяются различные типы нагрузок. Например, большой крутящий момент вызовет большие сжимающие и изгибающие нагрузки на стержни. С другой стороны, высокие обороты вызывают в основном силы растяжения или растяжения. В большинстве случаев шатуны не выходят из строя на такте сжатия; скорее, они разрушаются на такте выпуска при работе на высоких оборотах из-за растягивающей нагрузки.
«Это (растягивающая нагрузка) также намного сложнее для стержневых болтов, чем мощность и крутящий момент, — сказал Дэвис. «Другие факторы, которые следует учитывать, — это вес поршня и ход коленчатого вала. Кроме того, различное использование топлива и азота по-разному влияет на сгорание и то, как нагрузка передается на стержни».
Помимо мощности двигателя и числа оборотов, при выборе шатуна также важны следующие факторы:
- Применение: шоссейные дороги, дрэг-рейсинг, гонки на выносливость и т.
д. - Вес стержня и надежность
- Бюджет (для большинства из нас это играет роль)
д.Все эти параметры помогут определить длину стержня, материал и конфигурацию, которые лучше всего подходят для вашего приложения.
Двутавровая балка и двутавровая балка Шатун двутавровой балкиСуществует два основных типа соединительных стержней: двутавровая балка и двутавровая балка.
Большинство стандартных шатунов имеют двутавровую балку. Стандартные шатуны V8 могут выдерживать мощность до 400 лошадиных сил и 6500 об/мин. Как только вы превысите эти уровни производительности, вам нужно будет подумать о шатунах вторичного рынка. В зависимости от типа используемой стали (подробнее об этом мы поговорим ниже), двутавровые балки вторичного рынка могут выдерживать большие нагрузки на сжатие, обладают хорошей прочностью на растяжение и часто более легкие, чем двутавровые балки.
Способность шатуна выдерживать сжимающие и растягивающие нагрузки зависит от площади поперечного сечения балки.
Поэтому стержни двутавровой балки вторичного рынка обычно имеют более толстое поперечное сечение в критических зонах для повышения прочности. Однако шатуны с двутавровой балкой и имеют совершенно другую конструкцию для повышения жесткости и прочности.
Шатун двутавровой балки имеет две большие плоские стороны с тонкой секцией посередине. Такая конструкция делает эти стержни более жесткими и способными выдерживать сжимающие усилия.
«Двутавровая балка является более прочной конструкцией, если учитывать нагрузку на изгиб», — сказал Дэвис. «Двутавровые стержни сложнее обрабатывать, поэтому они часто дороже. Стержни двутавровой балки легче производить, а иногда они могут быть легче, чем двутавровые балки. При прочих равных стержни с двутавровой балкой являются самой прочной конструкцией».
Независимо от того, выбираете ли вы двутавровую или двутавровую балку, общая прочность и надежность зависят от материала, веса и поперечного сечения стержней, сказал Ник Норрис из Callies Performance Products .
«Все наши двутавровые балки и некоторые стержни двутавровых балок имеют коническую конструкцию», — сказал он. «Наша конструкция с двутавровой балкой — очень хорошая деталь, которая обычно на 20 граммов легче, чем наша двутавровая балка в стандартной конфигурации. Мы считаем, что наша двутавровая балка является стержнем для тяжелых условий эксплуатации благодаря большему поперечному сечению материала и конструкции, поддерживающей пальцы».
А как насчет материалов?
Сталь по сравнению с алюминием по сравнению с титаномКогда речь идет о шатунах, основными вариантами материалов являются сталь, алюминий и титан. Опять же, правильный выбор для вас будет зависеть от перечисленных выше переменных (мощность, обороты в минуту, область применения и т. д.).
Стальные шатуны изготавливаются из различных материалов и с использованием различных производственных процессов. Например, литые стальные шатуны использовались во многих автомобилях 1960-х и 70-х годов, но они не подходят ни для каких видов применения.
Большинство стальных шатунов вторичного рынка изготавливаются из кованой стали.
Существуют различные типы кованой стали в зависимости от сорта материала. Eagle Specialties, например, использует сталь 5140 для своих удилищ начального уровня. Большинство производителей, в том числе Eagle Specialties, используют высокоуглеродистую сталь 4340 или 4330 для более сильно модифицированных соревнований.
«Для соревнований высокого класса наши стержни кованы и термообработаны в соответствии со спецификацией SAE / ASTM 4340», — сказал Дэвис. «Эта спецификация допускает некоторые вариации легирующих элементов. Компания Eagle добилась более жестких допусков для нашей стали и добилась немного более высокого предела текучести, чем «обычная» сталь 4340».
В зависимости от конкретного материала стальные шатуны подходят для большинства применений.
Алюминиевые стержни могут быть на 25% легче стальных, что делает их популярным выбором среди гонщиков. Меньший вес уменьшает общую массу возвратно-поступательного узла, позволяя двигателю вращаться быстрее и выше.
По словам Дэвиса, алюминий также является отличным выбором для двигателей с наддувом.
«Алюминий, хотя и не такой прочный, как сталь, часто используется в очень мощных двигателях нагнетателей», — сказал он. «Это связано с тем, что алюминий немного «поддается» при сильном сгорании и действует как «амортизатор», так что вредный удар горения не распространяется на шатунный подшипник и не вызывает его выход из строя».
Недостатком алюминиевых стержней является их усталостная долговечность. Алюминиевые шатуны имеют более ограниченный срок службы, чем стальные, и могут начать растягиваться, особенно после того, как они сделали много проходов по драгстрипу. Тем не менее, многие производители алюминиевых шатунов утверждают, что хороший комплект алюминиевых шатунов может прослужить до 100 000 миль в уличных условиях. Так что все зависит от вашего приложения и бюджета. Если вы гонщик и можете позволить себе чаще менять удилища, алюминий — хороший выбор. Если у вас ограниченный бюджет или ваш двигатель представляет собой мельницу с высоким крутящим моментом и низкой скоростью вращения, сталь может оказаться более экономичным вариантом в долгосрочной перспективе.
Титан — третий вариант.
Титановые шатуны сочетают в себе более легкий вес алюминия с прочностью, более сравнимой со сталью. Это делает их подходящим вариантом для дрэг-каров или спринтерских автомобилей, которые требуют быстрого отклика дроссельной заслонки. Однако они очень дорогие.
«Титан немного слабее стали, но из-за чрезвычайно легкого веса реализуется гораздо меньшее напряжение», — сказал Дэвис. «По сути, титан можно считать более прочным с точки зрения всей системы. Однако это сложный материал; и это не приходит без цены. И я говорю не только о долларах».
Специальная обработкаМатериал шатуна — это единственное, что определяет прочность.
«Это важные факторы, но они даже близко не рассказывают историю», — сказал Дэвис.
Вы также должны убедиться, что стержни прошли термообработку, которая требуется для соответствия материала большинству спецификаций SAE/ASTM. По словам Дэвиса, дробеструйная обработка является обычным явлением и абсолютной необходимостью для механически обработанных или кованых деталей.
Полировка помогает уменьшить микроскопические ямки, включения и увеличить усталостную долговечность; тем не менее, это должно быть сделано правильно. Агрессивная шлифовка или полировка на самом деле может принести больше вреда, чем пользы.
Криообработка – еще один процесс отделки. Это можно рассматривать как продолжение процесса термообработки. Криообработка по существу охлаждает материал до гораздо более низкой температуры, чем комнатная температура, сразу после окончания термообработки. По словам Дэвиса, преимуществом этого процесса является увеличение предельной прочности примерно на 2-3 процента и повышение износостойкости.
Длина шатуна и передаточное отношениеПередаточное отношение шатуна — это длина шатуна (от центра к центру), деленная на ход коленчатого вала. Это число может иметь прямое влияние на мощность, крутящий момент, эффективность двигателя и износ поршня.
Вот некоторые стандартные длины шатунов:
CHEVY FORD Как правило, более низкие передаточные числа шатунов связаны с двигателями с более низкими оборотами.
Более высокие передаточные числа штока обычно работают с высокооборотными двигателями с высокой частотой вращения. Вообще говоря, передаточное отношение штока для бензиновых автомобильных двигателей, работающих в типичных диапазонах оборотов, будет составлять примерно 1,45: 1–1,7: 1, а для некоторых гоночных двигателей передаточное число штока может достигать 2,1: 1.
Есть несколько точек зрения на соотношение стержней.
Передаточное число штока на этом изображении равно B, разделенному на A. (Изображение предоставлено MustangsandFords.com) «Чем больше максимальный угол штока (и меньше передаточное отношение штока), тем больше будет боковая нагрузка на поршень», — сказал Дэвис. . «Это приводит к повышенному трению и ускоренному износу юбки поршня. Однако прежде чем ставить самый длинный шток во все, что вы строите, поймите, что более низкое передаточное отношение штока, как правило, лучше «смешивает» воздух/топливо в цилиндре из-за более агрессивного ускорения поршня. Это может привести к более высокой эффективности, крутящему моменту и мощности».
По словам Норриса: «Еще более типичным является использование самого длинного доступного штока для работы в пределах хода, высоты деки и доступной высоты сжатия поршня. Это помогает снизить вес поршня и, в свою очередь, снизить нагрузку на шатун. Примером, когда это может быть не так, может быть форсированный или тяжелый закись азота, где поршню потребуется большая высота сжатия, чтобы позволить пакету колец двигаться вниз».
Большинство согласны с тем, что выбор длины стержня/соотношения стержня должен быть частью более крупного уравнения.
«Длина штока влияет на время пребывания поршня в ВМТ», — сказал Норрис. «В тех случаях, когда ход поршня достаточно короткий, чтобы обеспечить некоторую гибкость при выборе штока, его можно учитывать с учетом потока порта, фаз газораспределения и диапазона оборотов, чтобы оптимизировать двигатель для конкретного применения».
Несколько слов о шатунных болтах При покупке и установке новых шатунов обязательно обращайте внимание на болты шатунов.
По словам Дэвиса, эти болты являются единственным крепежным элементом вашего двигателя, испытывающим наибольшую нагрузку.
«Мы используем материалы ARP 8740, 2000, L19 и Custom Age 625+», — сказал он. «Подобно тому, как выбор правильных болтов важен, соблюдение инструкций производителя по затяжке, смазке и уходу также жизненно важно для срока службы болта (и вашего двигателя)».
Избегайте чрезмерного растяжения шатунных болтов во время сборки двигателя. Когда новые шатунные болты установлены и затянуты, чтобы соответствовать подшипникам, убедитесь, что на резьбу нанесена подходящая смазка.
Выбирая правильный материал, размер и стиль шатуна (и не забывайте также о правильных болтах), вы обеспечите максимальную производительность и надежность вашего двигателя.
Чего еще можно желать?
Описание шатунов двутавровой и двутавровой балок
Шатуны, вероятно, являются одной из самых простых для понимания частей двигателя — они должны обеспечивать движение поршней вверх и вниз, когда коленчатый вал сообщает им об этом.
Шатуны с двутавровой и двутавровой балками являются наиболее распространенными типами стержней, которые вы найдете в высокопроизводительных приложениях, потому что они очень универсальны. Каждый двигатель будет отличаться, поэтому очень важно иметь возможность использовать шатун, который лучше всего соответствует его предполагаемым целям. Когда вы углубитесь в детали и посмотрите на каждый тип удилищ, вы увидите, что в каждый из них встроены различные элементы конструкции, которые помогают оптимизировать их для конструкции, в которой они используются.
Школа удилищ: что вам нужно знать
Если поставить рядом шатун двутавровой и двутавровой балки, становится очевидным, как они получили свои названия.
Стержень двутавровой балки имеет очень прочный внешний вид с толстым поперечным сечением. Глядя на стержень двутавровой балки, вы заметите, что у него большие плоские стороны с более тонкой частью посередине, что делает его похожим на букву «Н». Эти конструктивные различия бросаются в глаза на первый взгляд, и каждое из них имеет важное значение, когда речь идет о том, как используется шатун.
Соединительные стержни двутавровых и двутавровых балок легко узнать по их уникальной форме.
Конструкция шатуна — это лишь часть того, что делает его подходящей деталью для сборки; Вы также должны убедиться, что материал, из которого он сделан, самого высокого качества. Ник Норрис входит в команду инженеров, занимающихся разработкой шатунов для Callies, и он объясняет, почему при выборе шатуна важнее всего обращать внимание на материал.
«Использование материала более высокого качества помогает ограничить количество возможных отказов. На протяжении многих лет мы видели, как стержни проходят через гидравлическую ситуацию, когда стержень в основном превращается в S-образную форму.
Если бы материал был не так хорош, деталь бы сломалась. Конечно, стержень S-образной формы неидеален, но это лучше, чем стержень полностью выйдет из строя и разнесет все внутри блока. Мы используем материал 4330 для изготовления наших стержней — используя более качественный материал, мы можем извлечь выгоду из того, что детали будут немного легче, чем стержни, сделанные из обычной стали 4340», — говорит Норрис.
Легко понять, почему шатун должен быть изготовлен из наилучшего материала, но почему они бывают разной формы? Ответ на этот вопрос на самом деле довольно прост: все сводится к тому, чего вы пытаетесь достичь с помощью движка. Хотя шатуны двутавровой и двутавровой балки могут работать в одних и тех же настройках, один из них будет работать намного лучше, чем другой, в зависимости от области применения.
«Форма шатуна зависит от предпочтений строителя и области применения, в которой будет использоваться стержень. приложение boost двутавр лучше. Причина в том, что двутавровая балка является лучшим стержнем при сжатии по сравнению с двутавровой балкой.
Если вы перегрузите стержень двутавровой балки сжатием, лопасти вдоль формы двутавровой балки фактически начнут расширяться», — объясняет Норрис.
Тяги с двутавровой балкой идеально подходят для двигателей, где каждая унция на счету.
Мы предоставили вам некоторую базовую информацию о соединительных стержнях двутавровой и двутавровой балок, и теперь пришло время поближе познакомиться с каждым из них. Как упоминалось ранее, вы можете легко заставить любой из этих шатунов работать в любом приложении, но если вы пытаетесь полностью оптимизировать конкретную сборку, вам нужно знать, какой из них будет работать лучше. Использование правильного стержня для вашей конкретной сборки не только избавит вас от головной боли при выборе деталей, но также убережет вас от дорогостоящего отказа деталей, который может нанести серьезный ущерб вашему двигателю.
Стержень двутавровой балки лучше выдерживает более высокие сжимающие нагрузки, отчасти из-за формы вокруг штифта.
– Ник НоррисДавайте сначала посмотрим на шатун двутавровой балки. Конструкция двутавровой балки лучше всего работает в сборке, где используется сумматор мощности, потому что стержень обеспечивает дополнительную прочность. Вы увидите стержни с двутавровой балкой почти исключительно в двигателях, которые из-за своей конструкции рассчитаны на большой наддув. Это связано с тем, что к этим шатунам добавляется вес, среди прочих причин.
«Стержень двутавровой балки выдерживает более высокие нагрузки на сжатие частично из-за формы вокруг штифта. У нас есть уникальная форма, в которой расположен штифт, почти как косынка. Там, где луч переходит на конец штифта, мы создаем то, что я называю уклоном вверх, который поддерживает штифт на всем пути к внешним краям отверстия штифта», — говорит Норрис.
Если вы пытаетесь получить большой наддув, лучшим выбором будет шатун с двутавровой балкой.
Когда вам нужно облегчить вращающийся узел, соединительный стержень двутавровой балки должен быть первым в вашем списке.
«Что касается конструкции и веса, легче сделать двутавровую балку легче, чем двутавровую. Некоторые из наших стержней двутавровой балки представляют собой прямую балку, а другие представляют собой коническую балку. Коническая балка означает, что у вас не так много веса на штифтовом конце удилища. В приложении с высокими оборотами вы хотите иметь меньший вес на конце штифта. Когда вы сочетаете это с более легким поршнем, это помогает уменьшить растягивающую нагрузку на сам шток», — объясняет Норрис.
Штоки двутавровой балки благодаря своей форме помогают снизить нагрузку на поршень.
Шатуны двутавровой и двутавровой балки различаются по конструктивным особенностям у разных производителей. Когда вы смотрите на набор удилищ для своей сборки, вы хотите быть уверены, что функции, которые они предлагают, — это то, что вам нужно.
«Для двутавровой балки, в зависимости от применения, вам нужно будет посмотреть, является ли стержень прямой конструкцией вверх и вниз или конической конструкцией.
Вы также хотели бы посмотреть на ширину самого луча. Расположение болта на стержне также важно. Размещение болта является ключевым, потому что головка болта должна быть достаточно далеко от отверстия шатуна, чтобы у него не было слишком тонкого поперечного сечения, потому что это позволит отверстию изгибаться», — говорит Норрис. 9По словам Норриса, 0003
Шатуны с двутавровой балкой имеют некоторые дополнительные особенности, на которые следует обратить внимание, прежде чем вы нажмете на спусковой крючок.
«При двутавровом стержне надо смотреть на толщину лопастей; в основном, сама двутавровая балка, в которой вырезана прорезь. В зависимости от материала вам понадобится толщина не менее 0,900 дюйма в этой области. Теперь вы можете уменьшить эту толщину, когда перейдете к материалам более высокого класса. Толщина в центре стержня между прорезями также должна иметь определенную минимальную толщину в зависимости от вашего применения».
Как Callies подходит к двутавровым и двутавровым шатунам
Компания Callies всегда уделяла много времени процессу проектирования своих шатунов.
Существует множество различных факторов, которые учитываются еще до того, как ручка будет помещена на бумагу, и этот подход используется для обеспечения высокого качества конечного продукта. Этот процесс побудил Callies спроектировать свои стержни аналогичным образом, с одинаковой толщиной поперечного сечения, чтобы стержни были максимально успешными.
Большой конец стержня — это область, в которой соединительные стержни двутавровой и двутавровой балок различаются по конструкции.
«Я бы сказал, что между двутавровой и двутавровой балками есть участки стержней, которые в основном идентичны. Это должно быть между отверстием под шатун и внутренним краем, где проходит центрирующая втулка, через которую проходит болт. Эти толщины будут одинаковыми для стержня двутавровой и двутавровой балки. Точно так же толщина между внешней стороной втулки для выравнивания болта и внешней стороной стержня будет одинаковой», — объясняет Норрис.
Что касается конструкции и веса, то проще сделать двутавровую балку легче, чем двутавровую.
-Ник НоррисПоскольку шатуны с двутавровой и двутавровой балкой используются в различных двигателях, в их конструкцию необходимо добавить несколько различных функций. Эти функции должны быть добавлены на основе фундаментальной природы самих шатунов, чтобы гарантировать, что они не выйдут из строя, когда они будут работать с высокой производительностью в высокопроизводительном двигателе.
«Между двумя шатунами все становится по-другому, когда вы поднимаетесь над болтом от отверстия под шатун до того места, где шатун переходит в балку, ведущую к поршневой палец. В этой области двутавровая балка обычно имеет немного меньшее поперечное сечение, потому что у нее нет того пересечения двутавровой балки, где прорезь двутавровой балки пересекает эту область. С двутавровой балкой мы по-прежнему имеем такое же минимальное поперечное сечение от края кармана до края самой балки; она также будет иметь минимальную толщину на глубине кармана», — говорит Норрис.
Неважно, какой двигатель вы строите, у Кэлли есть для вас стержень.
Наличие шатуна с хорошей конструкцией — это далеко не все, шатун также должен быть правильно обработан, чтобы избежать каких-либо проблем. Callies использует очень интенсивный набор процессов, чтобы гарантировать, что все его шатуны идеальны. Это включает в себя трату большого количества времени на создание программ для обработки стержней без прикосновения к ним человека.
«Мы вообще не занимаемся ручной обработкой наших удилищ — удилища не подкрашиваются вручную. Мы тратим много времени на инструменты и надлежащие приспособления, чтобы предотвратить это. Есть керамические щетки, которые мы используем для сглаживания труднодоступных мест, а также дробеструйная обработка и другие вибрационные процессы. Когда выполняется ручная работа, это может ухудшить постоянство отделки — с помощью машин мы устраняем это», — говорит Норрис.
Выбор правильных шатунов — одна из самых важных вещей, которую вы должны сделать при сборке двигателя. Знание различий между двутавровыми и двутавровыми удилищами и их наилучшее использование поможет вам выбрать подходящее удилище для работы, чтобы вы могли проходить трассу за трассой, сезон за сезоном.