Что такое планетарная втулка для велосипеда?

Планетарная втулка (internal hub) - это сложная система переключения скоростей для велосипеда. Она более надежная и долговечная, нежели обычная втулка, но очень плохо реагирует на сверхнагрузки, поэтому их не использвуют в соревнованиях или экстремальном катании. Самые продвинутые модели (например некоторые Dutch байки) обладают 7и ступенчатыми планетарными втулками, а на упрощенные ситибайки (или складные) ставят 3х ступенчатые. В таких втулках механизм и звезды находятся в смазке под защитной оболочкой, а сама система напоминает коробку передач автомобиля.



Патент на планетарную втулку датируется 1880м годом. Впервые такие втулки использовали на трехколесных мотоциклах. 1895м американским инженером была изобретена компактная 2х скоростная планетарная втулка, так и не нашедшая успеха на рынке. Уже в начале 20го века количество скоростей увеличилось до 3 (автор - компания Sturmey-Archer). В 1930е годы рынок был полон планетарками, практически на каждом велосипеде стояла такая втулка (особенной популярности они пользовались в Великобритании, Голландии, Германии, Скандинавии). Позже появились переключатели скоростей и кассеты, устанавливаемые на втулки. Благодаря свое дешевизне и неприхотливостью такая система вскоре вытеснила планетарные втулки.

Компания Sturmey-Archer (одни из основных производителей планетарок, разработала 3- и 5- скоростные системы ещ в 1987, в то время как Shimano только закончили работу над 3х скоростными втулками. В последнее время они вновь начали обретать популярность и все больше компаний выпускают на рынок планетарные втулки. Основными из них являются Sturmey-Archer, Rohloff, Shimano, Sram (с купленной в 2001м Fichtel & Sachs), Bendix (выпускала втулки с 1950 по 1970 гг). а также NuVinci с их уникальной системой "CVP" (прочесть про нее можно здесь ... ).

Сравним достижения компаний:

* Sturmey-Archer: 3,5 и 8 ступенчатые втулки
* SRAM: 3, 5, 7 и 9
* Shimano: 3, 7, 8 (и обещанная 11и)
* Rohloff :14и скоростная

Несомнено в этой сфере лидирует компания Rohloff



Основные элементы:

* Солнечная шестерня: находится в центре (зеленая на рисунке) - это и есть ось колеса.
* Водило: жёстко фиксирует друг относительно друга оси нескольких планетарных шестерён (сателлитов) одинакового размера, находящихся в зацеплении с солнечной шестерней (синие).
* Кольцевая шестерня (эпицикл): внешнее зубчатое колесо, имеющее внутреннее зацепление с планетарными шестернями (красная) - приводится в действие цепью.

Планетарная передача в режиме повышения скорости. Водило (синее) вращается внешним источником. Усилие снимается с солнечной шестерни (зеленая), в то время как кольцевая шестерня (красная) закреплена неподвижно. Красные метки показывают вращение входного вала на 45°.



Преимущества планетарных втулок:

* Механизм переключения передач полностью спрятан внутри корпуса втулки заднего колеса, что позволяет защитить его от попадания грязи. За счет этого долговечность деталей существенно повышается.
* Возможно переключение передач даже тогда, когда вы стоите на месте.
* Используются цепи и звездочки обычной ширины (для односкоростных велосипедов). Цепь постоянно идет прямо. Используются звездочки с высоким профилем зубьев. Все это сказывается на увеличении ресурса цепей и звездочек.
* Механизм переключения передач и встроенный тормоз в таких системах необслуживаемый, что упрощает эксплуатацию велосипеда.
* Высокий ресурс втулок, детали которых работают в масляной ванне.


Недостатки:

* Самый большой недостаток многоскоростных втулок с планетарным механизмом – это их большой вес: такие втулки в два-четыре раза тяжелее обычных задних втулок горного велосипеда. Правда, нужно отметить тот факт, что отпадает необходимость в ряде деталей трансмиссии, например переключателях передач, так что реальная разница в весе не столь велика.
* Сложный шестеренный механизм имеет достаточно высокое трение, что обуславливает пониженный КПД. Эти свойства стали определяющими для отказа от использования таких втулок на спортивных велосипедах.
* Планетарные втулки все же не предназначены для работы в экстремальных условиях и, к тому же, они почти неремонтопригодны нигде кроме специализированного велосервиса.


Комбинированные втулки:

Подобные эксперименты провела американская компания SRAM. SRAM DualDrive сочетает в себе внутренний и внешний приводы. Суть его состоит в том, что с трехскоростной планетарной втулкой комбинируется 8- или 9-скоростная кассета и обычный задний переключатель передач. Вся система управляется одной рукой при помощи комбинированной манетки: вращающаяся ручка (gripshift) управляет внешним переключением, а дополнительный рычаг внутренним.



В 2006 году подобная система появилась и у Shimano – Nexave Intego.



Соотношение передач на примере втулки Shimano Alfine:

8 1.615:1
7 1.419:1
6 1.223:1
5 1:1
4 0.851:1
3 0.748:1
2 0.644:1
1 0.527:1



Примерные цены (российские рубли):

* Shimano Alfine 6000-8000 руб.
* Shimano Nexus 5000-6000 руб.
* SRAM i-Motion 15 000 - 20 000 руб.
* SRAM Spectro 5000 - 6000 руб.
* Sturmey Archer 2500 - 4000 руб.
* Rohloff 40 000 - 50 000 руб.
* NuVinci CVP 15 000 - 20 000 руб.