Вибір синглової зірки шатуна.
Чи є різниця яку брати?

Вони бувають різні: сині і червоні. Вибір Narrow Wide зірки. Чи є різниця яку брати?

Висота зубів на зірці шатунів та їх вплив

Вчора прочитав цікаву статтю, від виробника, про різницю в Narrow Wide зірках. Деякі нюанси вже сам знав, про деякі здогадувався, але і дізнався нове. А так як до цієї теми я дуже небайдужий (писав про це минулий огляд) – вирішив закинути її сюди. Думаю що для когось вона буде цікава, по меншій мірі, в теоретико-пізнавальних цілях вже точно 🙂

Виробництво синглових зірок зі змінним перетином зуба стали впроваджувати багато виробників. Є на будь-який смак і колір, червоненькі і синенькі, витончені і не дуже. Ладне гравірування – це теж здорово (але якості роботи зірки не підвищує).

Чи велика різниця між різними моделями таких зірок? На що звертати увагу при виборі? Давайте розглянемо це з технічної точки зору.

Існує кілька принципових відмінностей спеціалізованих синглових зірок від звичайних – тих, до яких давно звикли, це:

– Наявність широкого зуба
– Модернізована геометрія профілю зуба
– Висота зуба

Кожен з пунктів безпосередньо впливає на те, чи надійно зірка утримує ланцюг.

Наявність широкого зуба
У цьому питанні схоже все більш-менш зрозуміло. Ланки ланцюга мають поперемінну ширину. А звичайні зірки мають однакову ширину всіх зубів. Коли ланцюг входить в зачеплення своїм вузьким звеном – все здавалось би нормально, але коли з широкім – з’являється зайва ступінь свободи, з огляду на появу зазору. При трясці і вібрації ланцюг більш вільно ходить з боку в бік і є велика ймовірність спадання. Зірка зі змінною товщиною зуба обмежує поперечні переміщення ланцюга, зменшуючи ймовірність спадання.

Профіль зуба
Зуби синглової зірки повинні щільно утримувати ланцюг на зірці без додаткових сторонніх пристроїв (рамок і т. п.). Це головна властивість синглової системи. Стандартні зуби, накреслені по ГОСТ, ISO або DIN, погано справляються з таким завданням. Їх спеціалізація дуже широка, оскільки у всіляких механізмах вони працюють у дуже різних умовах, до того ж при високих швидкостях і навантаженнях. Щоб зробити «загальнотехнічні» ланцюгові передачі універсальними, в них передбачені великі геометричні припуски. Великі припуски дають зазор між зубами і ланцюгом. Зазори погіршують контакт зірки з ланцюгом, збільшують люфти. Це не наш шлях.

Правильний профіль зуба повинен забезпечити максимальний контакт зірки з ланцюгом, повторюючи траєкторію руху ланок. Однак тут є нюанс. У профілі зуба повинен бути припуск, що враховує знос ланцюга, тобто її поступове подовження.

Починаються варіації. Фантазія, досвід і грамотність інженерів-проектувальників різні, і кожен виробник вирішив цю проблему по-своєму. Для наочності на малюнку 1 показана збільшена схема не дуже вдалого профілю (А), і «правильного» зуба (В). Легко зрозуміти, що з більш «пологого» зуба ланцюг скинути значно простіше, ніж з «крутого».

профіль звена та форми зуба шатуів

Деякі імениті фірми з незрозумілих причин залишили зуби майже стандартними. Є деякі сумніви, що вони тримають ланцюг надійно (рисунок 2).

Зуб'я які надійно тримають ланцюг

Дехто змінив профіль зуба, однак висоту зуба залишив незмінною (рисунок 3)

Зуб шатуна зміненої форми

Висота зуба
На нашу думку, висота – найважливіше, що має відрізняти надійну синглову зірку від звичайної. Давайте згадаємо, якими є функції зірки (крім передачі потужності). Зірка повинна справно ловити ланки ланцюга (через вібрації вони вдаються до зірки ламаною лінією), а також справлятись з поперечними коливаннями ланцюга. На будь-який зірці при трясці це доводиться робити лише кільком зубах – тим, які тільки увійшли або починають входити в зачеплення.

На рисунку 4 представлена схема роботи зірки 30T. Справа зображена зірка з високим профілем зуба. Від поперечних коливань ланцюг утримують останні три зуба. Перший повністю увійшов в зачеплення, другий – майже повністю (ланцюг з нього вже неможливо скинути). Третій зуб тільки починає входити в зачеплення, але вже утримує ланцюг.
Звичайна зірка (рисунок 4, зліва) утримує ланцюг тільки двома зубцями. Перший зачепився. Другий увійшов лише наполовину і при сильному ударі може «втратити» ланцюг. Третій тільки підходить до ланцюга. Він її не утримує. Виходить, надійність такої конструкції менше мінімум на третину.

звичайна зірка шатуна та зірка з високим зубом

Деякі фірми ризикнули відмовитися від зубів Narrow Wide на користь більш-менш звичайних, але високих. Наприклад, Shimano і FSA примінили в прототипах своїх синглових зірок високий зуб з допрацьованим профілем (рисунок 5).

Ми перевіряли це рішення, і випробування показують, що зірки такого типу справді працюють добре і надійно. Але тести тривають, тому поспішати з висновками не будемо. Можливо, це тема наступної статті.

shatun-zveniya-06

Для наочності на рисунку 6 наведено порівняльну діаграма висоти зуба у різних виробників. Заміри наші, точність + – 0,1 мм.

відхилення висоти зубів шатуна

Грязестійкість
Той, хто катався на зірках Narrow Wide, міг помітити, що вони легше забиваються брудом, ніж звичайні зірки з вузькими зубами. Це таки проблема. Чим щільніше ланцюг сидить на зірці, тим краще вона утримується. Але щільна посадка заважає роботі, особливо коли налипнув бруд. Тут потрібно шукати компроміс.

брудний велосипед

В цю тему найбільше заглиблювався Sram. На його прототипах зуби у своїх «коренів» мають форму, що заважає бруду липнути і накопичуватися (рисунок 7).

Порівнянна шатунів

Насправді це не така вже й велика новація: Sram використав спосіб відведення бруду, застосовуваний в мотокросі (рисунок 8). Але можна помітити що, на серійних зразках Sram конструкцію спростили, в залежності від моделі. Ймовірно, заради меншої собівартість.

шатуни з  збільшенням брудостійкості

Наші тести показали, що для хорошого відведення бруду необхідний широкий зазор. На малюнку 9 А показано класичне зниження зірки NarrowWide. Зниження рівновіддалене від контуру зубів. При такій компоновці (рисунок 10) бруду нікуди дітися, і як наслідок, він не дозволяє ланцюгу як слід «сісти» на своє місце. Ланцюг може злетіти.

тип та форма зубів шатунів

зірки шатунів

Добре відвести бруд можна тоді, коли контур зниження йде нижче (рисунок 9, В). Зазор збільшується, бруд провалюється нижче зони зачеплення.

Ще більш досконалий варіант зниження – наявність на них фаски (рисунок 11, B; рисунок 12). В цьому випадку бруд набагато легше відводиться в сторони і не забиває зірку.

shatun-zveniya-12

shatun-zveniya-13

Епілог
В оригіналі, звичайно, стаття має трохи рекламний характер. Автори так і написали- що кожен виробник позиціонує свої зірки як найкращі. Адже це, так би мовити, його робота. Але не дивлячись на це-зі статті є що почерпнути. Так пробачимо ж їх за це 🙂 Адже це, так би мовити, їх хліб і сіль. Класно що такі статті, хоч зрідка, але трапляються.

За матеріалами – garbaruk.com (EN)

Share This Story

Поради

You May Also Like