Гальма - важливий елемент будь-якого механічного транспортного засобу, до яких відноситься і велосипед. Значення їх складно переоцінити, як складно переоцінити будь-яку річ, від якої безпосередньо залежить здоров'я і життя людини. Рух в щільному транспортному потоці, спуск з крутого перевалу у велопоходе, гонка кросс-кантрі або фрірайд - в подібних умовах хороші гальма просто необхідні. Тому перед будь-якою поїздкою в першу чергу перевіряється справність гальмівної системи, а потім інших компонентів двоколісної машини.
Розглянемо види гальм, використовуваних на велосипедах. При цьому основний акцент буде зроблений на гальмівних системах маунтінбайков, оскільки більшість інновацій доводяться саме на цей вид "двухколесников". Скористаємося поряд характеристик, які дозволять краще описати особливості тієї або іншої гальмівної системи:
"Гальма придумали труси" - таку заяву доводиться чути як від велосипедистів, так і від мотоциклістів і автомобілістів, іноді жартома, іноді майже серйозно. Але для безпечної їзди будь-який транспортний засіб повинен мати справні ефективні і надійні гальма. І велосипед не є виключенням, особливо, коли передбачається рух по складній трасі.
Типи гальмівних механізмів і їх приводів.
На велосипедах застосовується декілька різноманітних по конструкції типів гальмівних механізмів. Причому, частина з них може мати ще і різні приводи. Розглянемо їх трохи докладніше.
Гальма, хоч їх і "придумали труси", бувають: кліщові, кантиле-вірні, векторні (V-брейки), гідравлічні ободниє ("MAGURA"), роллерниє, дискові. Все, окрім роллерних і дискових, впливають на обід колеса і носять тому горду назву "ободних". З них і почнемо.
Кліщові
Вельми давнішня, але дуже проста і відпрацьована конструкція, мала вага, простота настройки і ремонту, хороша аеродинаміка послужили їх широкому розповсюдженню. Але поява МТБ підкреслила їх недоліки:
- слабке зусилля притиску колодок;
- низька ефективність гальмування, особливо, коли мокро і брудно;
- слабке кріплення (у одній крапці);
- перекіс при гальмуванні;
- несумісність з амортизаційною вилкою;
- крім усього іншого, вони легко забиваються гряззю.
Словом, якщо як слід розігнатися, то швидко і різко вам зупинитися не вийде. Якісно не змінило ситуацію і впровадження двохосьових систем, із збільшеним до 57 мм плечем. А тому вони були витиснені кантільоверамі на шосейні, туристичні, дорожні, доладні і дитячі велосипеди. На останніх чотирьох типах вони найчастіше використовувалися як переднє гальмо і зараз практично замінені V-брейками.
Кантільовери
Вельми проста конструкція. Два зігнутих в сторони порівняно коротких важеля, до кожного анкерним болтом пригвинчена гальмівна колодка. За допомогою набору плоских і сферичних шайб і прямокутного вирізу в тілі важеля положення колодки можна міняти в широких межах. Кожен важіль має по одній, своїй особистій точці кріплення на пері, навколо якої і обертається - звідси і назва гальм. Важелі приводяться в дію за допомогою тросикових повідців, а кут між вусами повідців лежить зазвичай в межах 90-120°.
Ідея полягала в тому, щоб навколо покришки був порожній простір максимального розміру, який би не забивався гряззю навіть в найсуворіших умовах, І дійсно, кантільовери стали великим кроком вперед в порівнянні з кліщовими гальмами, але геометрія зіграла з ними злий жарт. З школи відомо, що чим більше кут між вусами повідців, чим ближче він до 180°, тим більше зусилля можна створити. Цей факт добре знають водії. Натягнувши достатньо довгий трос і прив'язавши його до солідного дерева, можна своєю вагою, сівши на трос посередині, стронуть з місця півторатонну машину, що повгрузала в болоті.
А в кантільоверах у міру витягування троса і наближення колодок до обода кут між вусами зменшувався, отже, зменшувалося максимально можливе зусилля притиску і, само собою, ефективність гальмування. До цього генетичного недоліку кан~ тільоверов можна додати незручність роботи з анкерним болтом: доводилося оперувати відразу двома ключами, і тоді сильно не вистачало "третя рука". Складність настройки і легкість самостійною і несподіваною разрегуліровки гальм, за якими доводилося ретельно стежити, особливо сильно виявлялося в недорогих моделях. Отже революція, влаштована V-брейками в середині дев'яностих років минулого століття, пройшла "на ура" і "в лічені місяці".
Але кантільовери не пішли зовсім. Би 2004 року рідна фірма Shimano оголосила, що замість кліщових гальм кросові шосейники оснащуватимуться кантільоверамі, сумісними з гоночними гальмівними ручками.
V-брейки
Наймасовішими зараз є гальма векторного типу, або V-брейки. У 1997 році на нашому ринку вони стрімко витіснили кантільовери, а з 2000 року успішно конкурують з дисковими гальмами, не дивлячись на найпесимістичніші прогнози. Причини цього зрозумілі:
- простота;
- ефективність;
- низька вага конструкції;
- надійність;
- зручність настройки.
Важко придумати конструкцію простіше: V-брейки - це два паралельні важелі завдовжки 100-120 мм, стягнутих з одного боку тросом. Мають декілька простих регулювань. Трос, що стягує важелі, абсолютно прямій, відповідно зусилля передається повністю. Існує два типи V-брейков, з паралельним підведенням колодок до обода і з підведенням по колу. Фірма Shimano використовує для цього чистої води паралелограм, а Avid конструкцію арочного типу. Хоча, зрозуміло, це той же паралелограм, але що по-іншому виглядає. Оскільки хід колодок у V-брейков малий - всього лише 2-4мм, то дане конструктивне вишукування не позначається на роботі і ефективності.
Він сприяє тільки більш рівномірному зносу колодок, збільшенню ваги, ціни і ускладненню конструкції. Декілька додаткових вузлів тертя в зоні, де вдосталь грязь піску і пилу, зношуються досить швидко; характерний дзвін поєзженних гальм добре відомий багатьом байкерам. Ефективність гальмування у V-брейков, в першу чергу, залежить від жорсткості гальмівного важеля. Саме тому могутні, міцні гальма Shimano XT і LX користуються успіхом в екстремальних видах, причому не завдяки, а, скоріше всупереч механізму паралельного підведення колодок.
"Правильно" настроєні V-брейки, незалежно від конструкції, запросто перекинутий байк через кермо або допоможуть передній шині залишити жирну межу на асфальті.
Ободная гідравліка
Найбільш відомі у нас гальма фірми "MAGURA". Їх розробку можна вважати спробою вичавити з ободних гальм все і насухо. Пристрій чистий гідравлічне: від гальмівної ручки з поршнем йде гидролінія, на якій послідовно "висять" дві машинки з гальмівними колодками. Настройка, якщо всередині гидроліній немає сторонніх частинок і повітряних бульбашок, великою складністю не відрізняється. Проблеми можуть бути, якщо треба змінити гальмівну рідину або порвану гидролінію і наново прокачати гальма. Тут без навику і спеціального інструменту не обійтися. Навіть у погану погоду або зимою етітормоза схоплюють "на" смерть, не провернеш, і тому дуже цінуються, наприклад, в тріале.
Дискові гальма
Гальма цього типу відомі давно і чудово себе зарекомендували на автомобілях і мотоциклах.
Ідея дискового гальма проста. На втулці колеса зліва, поряд із спицями закріплений сталевий диск. За допомогою достатнього примітивного пристрою до диска, що обертається, справа і зліва притискаються колодки. Чим сильніше притиснуті колодки, тим більше сила гальмування. Колодки з абразивного матеріалу, як, покладемо, у "BMW", і в цій трохи істотна відмінність дискового гальма від ободного. Обода, окрім рідкісних виключень, роблять з алюмінію, і конструкторам, доводиться ухитрятися, підбираючи для колодок "хитрі" композиції, які не дуже сильно терли б обід, але при цьому добре гальмували. Жорсткі абразивні колодки зітруть обід миттєво, а сталевий диск може працювати роками.
Сталеві диски зазвичай мають діаметр від 140 до 200 мм. На передньому колесі диски більші, на задньому - менше.
Дискові гальма, представлені на ринку, відносяться до одного з трьох типів:
1) гідравлічні;
2) механічні;
3) гібридні.
Пристрій гідравлічних гальм очевидний. Циліндр, що управляє, з поршнем розміщений в гальмівній ручці на кермі. Силовий циліндр (можуть бути і два) приводить в дію гальмівні колодки. Сполучені вони спеціальним високоміцним рукавом. Вся система герметична і заповнена рідиною (маслом). Для наочності можна пригадати ту ж шкільну програму по фізиці і опис гідравлічного преса. Один до одного. Найчастіше ці гідравлічні системи (Г.С.) не мають розширювального бачка, тому ремонт і заміна масла вимагають від байкера певного навику і, нерідко, наявності спеціальних інструментів.
Конструкція механічних гальм (їх ще називають "тросико-вимі" або, точніше, "з тросиковим приводом") не складніша. Як в звичайному гальмі (V-брейк, кантільовер...), трос тягне приводний важіль на калі-псре, і простенький механізм притискує гальмівні колодки до диска. Механізми не дуже різноманітні. Це або многозаходний ходовий гвинт, як в кран-буксе домашнього водопроводу, або клин, або куркульок. Клин і куркульок - близькі родичі, тільки один переміщається, а інший повертається навколо осі. Трос і колодки здійснюють рух в разних, взаємно перпендикулярних площинах, і інші рішення зробили б механіку надмірно складною.
Гібридні гальма, виходячи з назви, поєднують в собі принципи механічного і гідравлічного гальм в одному флаконі. Трос, за допомогою важеля, впливає на гідравлічну частину, що цілком розташовану в корпусі гальма і складається з двох циліндрів (що управляє і силового), і невеликого об'єму масла між ними. Гібридні гальма по експлуатаційних характеристиках і надійності займають проміжне положення між першими двома типами. Слід обмовитися, що "чисті" варіанти зустрічаються частіше, ніж гібридні.
Відмінності від дискових гальм прямо виходять з їх конструктивних особливостей.
Гідравлічні системи мають поки явні переваги в:
- ефективності і модуляції, оскільки зусилля передається за допомогою нестискуваної рідини;
- мають мінімум поверхонь, що труться;
- відсутні люфти, відповідно легше регулювати і дозувати гальмівне зусилля;
- швидше відводять колодки від диска при відпуску гальмівної рукоятки;
- забезпечують велику потужність гальма.
Механічні дискові гальма поступаються своїм гідравлічним побратимам із-за:
- наявність люфтів;
- наявність поверхонь, що труться;
- пружності передавальних ланок;
- підвищеного зносу.
Для прикладу: трос передає зусилля на заднє гальмо, має велику довжину, треться об сорочку, поступово витягується, злегка пружинить, міняє довжину залежно від температури.
Але механічні системи мають і незаперечні переваги:
- менше ціна;
- більше надійність;
- простота ремонту і обслуговування, навіть в польових умовах;
- можливість сполучення з будь-якою стандартною гальмівною ручкою. Розглянемо "плюси" і "мінуси" дискових гальм.
У чому полягають "плюси"?
- більший коефіцієнт тертя між абразивом і сталевим диском в порівнянні з тертям колодки об алюмінієвий обід;
- незалежність від погодних і дорожніх умов;
- не забиваються гряззю і снігом;
- "вічні" обода;
- більший термін служби абразивних колодок і дисків;
- велика потужність гальмування;
- нормальна робота гальма при пошкодженні обода;
- сталеві диски, на відміну від алюмінієвих ободів, не бояться сильного розігрівання при гальмуванні (важливо в гірських умовах і для даунхилла);
- велика точність дозування гальмівного зусилля (модуляція);
- реалізований принцип "відрегулював і забув". Які "мінуси" у дискових гальм?
- В першу чергу - ціна (хоча, поступово ціни знижуються);
- вага (у деяких моделей);
- необхідні спеціальні втулки з кріпленнями для дисків і спеціальні вузли кріплення гальма на вилці і задньому пір'ї байка, а якщо їх немає, то треба ставити адаптери;
- підвищені вимоги до торсіонної жорсткості амортизаційної вилки (не всяку вилку рекомендують використовувати з дисковим гальмом);
- складність установки, особливо для гідравлічних систем;
- обмежена ремонтопрігодность в польових умовах (в основному це стосується гідравлічних систем);
- велике навантаження на набір спиці колеса(щоб її понизити, діаметр фланців на втулках збільшують);
- складність заміни абразивних колодок.
Дискові гальма випускають в різних версіях. Для даунхилла, паралельного слалому, фрірайда (могутніші, важчі, з дисками збільшеного діаметру, іноді "плаваючими", нерідко з двух- або четирех-поршневой скобою) і кросс-кантрійниє - полегшені, компактні.
Роллерниє гальма
Роллерниє гальма закріплені зліва на втулці колеса, їх принцип дії такий же, як у барабанних гальм на будь-якому авто- або мотопристрої, зрозуміло, з деякими конструктивними відмінностями. З'явилися вони в другій половині 90-х і повинні були скласти конкуренцію всім іншим, і в першу чергу дисковим гальмами, але велика вага і габарити, несумісність з більшістю амортизаційних вилок і можливість невеликого зворотного обертання колеса при затиснутому гальмі обмежили їх застосування групами "NEXAVE", "NEXUS" і відповідними велосипедами. Основні їх достоїнства -это довга робота без обслуговування, збереження ободів в "невинному" вигляді, захищеність від пилу, грязі і води.
Для агресивного і екстремального катання і дальніх походів вони малопридатні. Відремонтувати, у разі чого, в польових умовах їх вельми проблематично.