Сегодня мы поговорим о всевластной царице в мире велосипедных рам – геометрии. Итак, быстрее под кат!

На самом деле большинство велосипедистов имеют довольно косвенное представление о геометрии велосипедной рамы. Нет, они все, конечно, знают, что такое ЕТТ и преимущества наклона верхней трубы. Но часто читая даже мудренный обзор велосипеда от очень опытного гонщика начинаешь понимать, что человек описывает раму на основе своих эмоций, большинство которых можно предугадать по конструкции рамы. Постигать всю науку велосипедных геометрий мы не будем, так как у меня есть сомнения, что вы хотите стать инженером-проектировщиком велосипедов, но основные нюансы постараемся охватить.

Для начала давайте выясним, какие есть компоненты рамы. Большинство современных рам базируются на одном типе – «бриллиантовом». Название подобного типа рам произошло из-за схожести двух треугольников, которые образуют раму на подобие бриллианта. В таких рамах треугольники уже давно перестали быть треугольниками, но название прижилась, и им еще пользуются. Существуют еще открытые рамы («женские»), лигерад, кантиливерные, лежачие, крестообразные, фермовые, монококи, складные, тандемы, пенни-фартинг и еще несколько тысяч разновидностей.

Классическая «бриллиантовая» рама состоит из следующих труб – верхней, нижней, подседельной и пары перьев. Вот они “собственной персоной”:

S/T – подседельная труба, T/Ta – верхняя труба, T/Th – эффективная длина верхней трубы, С/S – нижние перья, F/R – смещение вилки, H/T ang – угол наклона рулевой трубы, S/T ang – угол наклона подседельной трубы, W/B – база

Некоторые дополняют этот список еще и подседельным стаканом, но это не столь существенно. Значительно более интересен угол наклона рулевой трубы, который отсчитывается от горизонтали. Чем больше этот угол и чем ближе к вертикали стоят перья вилки, тем быстрее разгоняется велосипед, и тем лучше вилка отрабатывает мелкие неровности дороги. И наоборот, чем угол меньше, чем более полого (острее) расположены перья вилки к поверхности, тем хуже динамика и управляемость; зато вилка легче проглатывает крупные колдобины и кочки, и они меньше влияют на движение байка. Если в кросс-кантри угол рулевой обычно 71-69 градусов, а длина колесной базы – 100-107 см, то в DH (Down-Hill – скоростной спуск с горы) это соотношение будет около 64-65 градусов и 110-117 см. Малый угол наклона передней вилки в сочетании с большой длиной перьев, как у велочопперов, приводит к ухудшению маневренности, эффективности управления, увеличению минимального радиуса виража и необходимости поворачивать руль на больший угол.

Что еще серьезно влияет на управляемость велосипеда? Амортизация. В момент торможения, когда байк «клюет носом» при сжатии амортизационной вилки, база уменьшается. В результате байк становится более управляемым, но менее устойчивым. Если нагрузить тяжелым грузом багажник или уменьшить ход задней подвески (поставить более короткий амортизатор) у двухподвеса (велосипед с передними и задними амортизаторами), ситуация поменяется на противоположную. Байк станет более устойчивым, но им будет труднее управлять. Не так давно появились велосипеды, геометрию которых можно менять практически «на ходу». Хотя, по сути, ноу-хау состоит в том, что в задней подвеске поворачивается один болт, но он изменяет угол соединения частей этой самой подвески, что дает вам два разных велосипеда по ощущениям. Вдобавок меняется угол наклона рулевой колонки, так что разницу поймет даже ребенок. Нужна ли такая система – вопрос хороший, но его следует оставить для другого разговора.

Одна из главных труб – верхняя. Она своей длиной определяет посадку велосипедиста. Длина верхней трубы определяется как расстояние от оси рулевой трубы до оси подседельного штыря. Кроме этого, длина влияет на распределение массы велосипеда. Длинная труба способствует разгрузке переднего колеса, из-за этого могут начаться проскальзывания при поворотах. А короткая приводит к тому, что колени задевают руль при педалировании способом «танцовщица». Любители кросс-кантри выбирают длинную трубу и длинный (100-130 мм) вынос для получения низкой, растянутой посадки. Это усложняет прохождение поворота и преодоление сложных участков, но ведь главная борьба обычно происходит на подъемах. Для скоростного спуска и фрирайда сочетают слегка укороченную верхнюю трубу с коротким выносом. Поэтому на склоне райдер сдвигается больше назад, чем обеспечивает правильное распределение нагрузки между колесами. Кроме того, дополнительная загрузка переднего колеса, когда райдер слегка перемещен вперед, помогает проходить техничные участки.

Как всегда, важен еще и угол расположения верхней трубы, который, прежде всего, задает высоту стендовера – расстояния от верхней трубы рамы до земли – и величину безопасного расстояния от жизненно важных органов байкера до верхней трубы рамы. Это очень важно в экстремальных видах спорта. Кроме того, при уменьшении высоты рамы возрастает ее жесткость и прочность, что играет важную роль в прыжковых дисциплинах и жестком фрирайде. В последнее время заниженная верхняя труба используется в шоссейных и кроссовых велосипедах. Это позволяет уменьшить количество размеров выпускаемых рам и их вес.

На правильную развесовку влияет и наклон подседельной трубы. Если труба расположена вертикально и каретка находится точно под седлом, крутить педали будет очень неудобно. Если двигаться в другую сторону – уменьшать угол между трубой и горизонталью, – больше будет нагрузка на заднее колесо, и меньше – на переднее. На крутом подъеме, если байкер сидит в седле, переднее колесо может полностью разгрузиться и потерять контакт с дорогой. А на крутых спусках все происходит с точностью наоборот. Переднее колесо загружается, и чем дальше назад смещен байкер, тем устойчивее велосипед и меньше вероятность падения через руль. Считается, что угол наклона подседельной трубы в 73 градуса (плюс-минус 1-2 градуса) обеспечивает правильную, удобную посадку и распределение нагрузки. Этот угол точно подобран для идеального байкера с длиной бедра 32 дюйма (813 мм). Для большего удобства и подгонки байка к велосипедисту с индивидуальными ростом, длиной рук и ног и т.д. можно заменить прямой подседельный штырь на изогнутый. Или просто сдвинуть седло вперед или назад. При правильно установленном седле нога в нижнем положении практически полностью распрямляется, что обеспечивает максимальную эффективность при педалировании.

На развесовку влияет не только угол подседельной трубы, но и длина перьев заднего треугольника (если он, конечно, есть). Короткие перья нагружают заднее колесо и увеличивают его сцепление с грунтом, а также делают задний треугольник более компактным, поджатым и жестким. Байк легче взбирается в гору, быстрее проходит повороты и разгоняется. У прогулочных велосипедов и турингов база обычно увеличена, и задний треугольник растянут. Вследствие этого ухудшается динамика, и ехать под горку ощутимо сложнее. На этот компромисс в таких велосипедах идут из-за необходимости разместить сзади багажник, который при нагрузке “баулом” не будет зацеплять пятки велосипедиста.

При выборе рамы в большинстве случаев пользуются двумя цифрами – ростовкой (длина подседельной трубы) и ЕТТ (эффективная длина верхней трубы или горизонтальное расстояние между центром рулевого стакана и центром подседела). Первая просто определяет, подходит вам такой велосипед или нет, ведь если рама рассчитана на наездника в 160 см ростом, а на нее сядет 2-метровый гигант, будет немного неудобно. Вторая цифра отвечает за предназначение велосипеда: если она мала – велосипед прогулочный и посадка максимально прямая, если ЕТТ большая – то на раме можно ездить только «лежа», что очень эффективно, но не всем удобно.

Порой я встречаю мнения, что геометрия современных велосипедов шагнула намного вперед и все эти правила скоро можно будет выбросить в мусор. И если с первой часть я полностью согласен, то вторая пока что просто смешна. Да, уже сейчас есть конструкции велосипедных рам, которые способны немного «обмануть» физику поведения велосипеда. Но все они предназначены для очень узкого круга профессионалов, да и в обычном пользовании не очень удобны.

А что же остается нам, простым смертным? Да все то же – при покупке велосипеда брать с собой транспортир с рулеткой и выбирать велосипед, который максимально нам подходит!

• , 28 Авг 2015

Как сообщает сайт популярного веломагазина http://bikemotive.com.ua/ — самое главное, что необходимо усвоить – тормозит не велосипед, все делает сам гонщик. В момент, когда человек зажимает тормоз, машина замедляет движение, а человек продолжает двигаться вперед по инерции. Именно в это время гонщику необходимо удержать тело в правильной позиции, для того чтобы суметь справиться с байком, при торможении.

Распределения веса при езде на велосипеде

Необходимо почувствовать, что велосипед является лишь инструментом в руках райдера.

Гонщик влияет на торможение.

Особое значение в процессе торможение играет правильное распределение веса и положение тела. В основном, новички и райдеры – любители при торможении переносят основную массу тела на руль и намного слабее опираются на ноги, результатом этого становится сильные травмы, ушибы и падения через руль. Но, самым распространенным итогом такого перераспределения веса является нехватка сил у райдера, для того чтобы удержать тело на расстоянии от руля. В итоге, гонщик ложится животом на руль, наперевес и в это же время пытается продолжать вывернуть руль. Зачастую следствием этого является падение, причем чаще всего с сильными травмами.

При владении правилами грамотного торможения, подобных ошибок можно избежать, сохранить свою жизнь и здоровье, и что немаловажно выиграть гонку.

Для того чтобы научиться распределять свой вес во время езды необходимо:

• Руки держать прямыми;
• Ноги по возможности согнуть;
• Корпус тела отклонить назад.

Таким образом, получиться максимально упереться ногами в педали велосипеда в момент торможения, ведь удерживаться во время езды только руками тяжело, однако использовать руки и ноги, в качестве упора при торможении также нелегко, но это полностью исключит падение и перелет через руль.

Сцепление при торможении.

Покрышка на велосипеде будет иметь лучшее торможение при увеличении количества горизонтальны частей, распределяя вес на большую плоскость. Для того чтобы исключить боковые соскальзывания, необходимо повысить количество продольных частей. Это обусловлено уровнем давления: низкий уровень приводит к лучшему сцеплению в момент торможения. Но, стоит учесть, что даже в таком случае понадобится самостоятельно найти «золотую точку» между накатом, пробоем и сцеплением.

При выборе покрышек необходимо учитывать, что чем выше шипы, тем будет выше уровень торможения, но стоит учесть, что на асфальте и на болотистом грунте это правило не работает. Для таких трасс лучшим выбором будут покрышки грязевого типа или полугрязевого.

В процессе эксплуатации велосипеда на раму действуют нагрузки, которые многократно повторяются. Эти циклические нагрузки возникают от неровностей дорожного полотна: ямы, кочки, выбоины в асфальте и др. Когда в различных конструкциях начали использовать алюминиевые сплавы (особенно в авиации и космонавтике), то проведённые исследования показали, что однократная нагрузка не вызывает деформаций и разрушения материала, но определённое количество циклов нагрузок в материале конструкций вызывало деформацию, трещины и последующее за этим разрушение.

Это явление характеризуется термином «усталостное разрушение». Количество циклов нагружения, которое приводит к разрушению назвали «усталостной долговечностью».

Те же исследования показывали, что наличие трещин, вмятин, отверстий, сварных швов в наиболее нагруженных местах конструкции снижает долговечность самой конструкции на порядок. Такая тенденция называется «локальная концентрация напряжения». Даже небольшое отверстие в конструкции способствует увеличению напряжения рядом с собой как минимум в 2 раза, а царапина достаточной глубины в 5-6 раз. Трещина повышает локальное напряжение до предела текучести и поэтому планомерно увеличивается с возрастающей скоростью.

Насколько долговечна рама велосипеда

Такие свойства сплавов из алюминия вынуждают конструкторов рам проектировать их таким образом, чтобы напряжения в раме распределялись как можно более равномерно. Поэтому, в местах стыка труб и сварных швов увеличивают толщину труб — так называемый баттинг. Также изменяют высоту сечения трубы в плоскости, которой она наиболее нагружена, используя переменное овальное сечение. Для более равномерного распределения нагрузок применяют профилирование, гидроформинг, усиление косынками или сварку рамы из листа (технология монокок).

Стальные конструкции также испытывают явления усталости, но в меньшей мере. Стали более долговечны и имеют больший предел усталости. Они выдерживают намного большее количество циклов нагрузок, но также до определённого момента.

Вообще, долговечность алюминиевой рамы во многом зависит от сплава, из которого она сделана. Если взять две рамы из разных сплавов, имеющих между собой разницу усталостного разрушения в 1,5 раза, то соответственно одна из них прослужит на 50% дольше. Но, если на ней будет кататься человек весом в 1,5 раза больше, то срок службы обоих рам будет одинаковым. Это правило действует только если геометрия двух рам одинаковая.

Также читать на эту тему:

Чтобы соединить между собой трубы, из которых состоит рама велосипеда применяют три основных метода…

В чистом виде алюминий не используется. Существует большое количество различных сплавов, содержащих в различном процентном соотношении кремний, магний, цинк и медь…

Баттинг начали использовать ещё в 70-х годах прошлого столетия на стальных рамах, когда появились технологии изготовления труб с разной тощиной стенок по её длине. Когда алюминиевые рамы вытеснили металлические…

Впервые такую технологию применяли на стальных рамах. Монококовыми рамами называют также конструкции, где трубы свариваются между собой на отдельном участке, а не по всей длине, например в районе рулевой колонки или каретки…

Особенно такая технология эффективна при формировании герметичных пустотелых деталей велосипеда. Формирование высоким внутренним давлением жидкости осуществляется после помещения заготовки в…

От геометрии – сочетания размеров и углов велосипеда – зависит очень многое в его поведении. Например, устойчивость, управляемость, проходимость, динамика разгона, эффективное торможение, спуск с горы и подъем в гору, прохождение крутых виражей, и возможность заниматься крутым экстримом. В стародавние времена геометрия велосипеда жестко и однозначно определялось геометрией рамы. Сейчас совсем не так. С появлением передней и задней подвесок геометрия байка стала зависеть и от них. Ход, жесткость, демпфирование и настройки амортизаторов изменяют геометрию и поведение велосипеда прямо на ходу! Дабы не углубляться в дебри, а просто окинуть густой лес небрежным взглядом знатока, рассмотрим основные моменты (смотри рис. ниже).

А - подседельная труба, B1 - подседельная труба, В2 - эффективная длина верхней трубы, С - нижние перья, R - смещение вилки, Е - угол наклона рулевой трубы, F - угол наклона подседельной трубы, G - база, Н - стендовер, Т - выкат/вылет передней вилки (Trail), Z - высота каретки

1. Угол наклона подседельной трубы во многом задает посадку байкера и удобство вращения педалей: если труба торчит вертикально, и каретка находится точно под седлом, педалировать неудобно, некуда девать бедра. Этим же параметром определяется «развесовка» байка, распределение нагрузки на переднее и заднее колесо. Чем меньше угол наклона от горизонтали, тем больше нагрузка на заднее колесо, и меньше - на переднее. На крутом подъеме, если байкер сидит в седле, переднее колесо может полностью разгрузиться и потерять контакт с дорогой. Велосипедист рискует опрокинуться на спину. А на крутых спусках все происходит с точностью наоборот. Переднее колесо загружается, и, чем дальше назад смещен байкер, тем устойчивее велосипед, и меньше вероятность падения через руль. Считается, что угол наклона подседельной трубы в 73 градуса (плюс-минус 1-2 градуса) обеспечивает правильную, удобную посадку и распределение нагрузки. Этот угол точно подобран для идеального байкера с длиной бедра 32 дюйма (813 мм). Для большего удобства и подгонки байка к велосипедисту с индивидуальными ростом, длиной рук и ног и т.д. можно заменить прямой подседельный штырь на изогнутый (Thomson). Или просто сдвинуть седло вперед или назад. При правильно установленном седле нога в нижнем положении практически полностью распрямляется.

2. Высота каретки определяет клиренс велосипеда – зазор между дорогой и педалью, когда шатун опущен вертикально вниз. Слишком малый клиренс не позволяет сильно наклонять байк при скоростном прохождении поворота, можно зацепиться педалью или звездами системы за камень, кочку, корень, ускоряясь на выходе из виража. Поэтому байки для разных стилей катания имеют разную высоту каретки над землей, для DH и фрирайда каретку поднимают повыше, на 34-36 см от земли. В качестве конкретного материала предлагается Таблица № 1, которую любезно предоставил Алексей Маджуга, где на примере велосипедов KONA показано, как меняются размеры от назначения байка и стиля катания.

	Кросс-кантри хардтейлы	Кросс-кантри двухподвесы	Велосипеды бэк-кантри (трейловые байки)	Велосипеды для фрирайда со средним ходом подвески	Велосипеды для даунхилла
Ход амортизаторов					200мм/203 мм
Высота кареточного узла
Угол рулевой трубы, градусы
Длина колесной базы

Примечание . В связи с явным прогрессом в устройстве и работе амортизационных вилок и задних амортизаторов и созданием «стабильных платформ», ход амортизаторов в последние годы увеличился и, вполне возможно, увеличится еще больше. Кроме того, чем выше расположена каретка, тем выше надо поднимать седло, тем больше становится высота велосипеда, выше располагается центр тяжести системы байк + байкер, что влияет на устойчивость и управляемость. На высоком байке проще сохранять равновесие. При входе в вираж высокого байка угол отклонения от вертикали, необходимый для компенсации силой тяжести центробежной силы, возникающей от движения по кругу (радиусу), будет МЕНЬШЕ, чем у низкого байка. Это следует из самой элементарной геометрии. На высоком велосипеде проще гонять по узким лесным синглтрекам, его легче «укладывать» в крутые виражи. Повторимся: для прохождения виража на заданной скорости и по заданному радиусу высокий байк надо наклонять вбок на меньший угол, чем низкий. Но при торможении и спуске картина получается обратной. На крутых подъемах, спусках и при резком торможении передним тормозом высокий велосипед имеет больше шансов потерять равновесие, опрокинуться назад или перевернуться через руль. Чтобы уменьшить этот вредный эффект, увеличивают базу велосипеда – расстояние между осями колес. Заодно получают большую мягкость и плавность хода, байк меньше подпрыгивает на колдобинах, корнях и кочках. Но длиннобазный байк обладает большей курсовой устойчивостью и хуже вписывается в крутые виражи. При низком расположении центра тяжести и длинной колесной базе ухудшается сцепление шин с дорогой (грунтом), и при агрессивном катании колеса будут пробуксовывать или уходить в занос. Во время поворота полезно иметь одинаковое сцепление обеих колес с дорогой, значит, центр тяжести должен находиться посредине колесной базы. Для улучшения управляемости и маневренности приходится «играть» с углом наклона рулевой трубы и уменьшать выкат переднего колеса (вылет, Trail).

3. Угол наклона рулевой трубы отсчитывается от горизонтали. Отметим следующее: чем больше этот угол, чем ближе к вертикали стоят перья вилки, тем быстрее разгоняется велосипед, тем лучше вилка отрабатывает мелкие неровности дороги. И наоборот, чем угол меньше, чем более полого (острее) расположены перья вилки к поверхности, тем хуже динамика и управляемость, зато вилка легче проглатывает крупные колдобины и кочки, и они меньше влияют на движение байка. Если в кросс-кантри угол рулевой обычно 71-69 градусов, а длина колесной базы – 100-107 см, то в DH это соотношение будет около 64-65 градусов и 110-117 см (смотри Таблицу №1). Малый угол наклона передней вилки в сочетании с большой длиной перьев, как у велочопперов, приводит к ухудшению маневренности, эффективности управления, увеличению минимального радиуса виража и необходимости поворачивать руль на больший угол. Влияние выката вилки и угла наклона рулевой трубы на байк можно посмотреть в главе «Устойчивость и управляемость».

4. Геометрия байка меняется при работе амортизации. В момент торможения, когда байк «клюет носом» при сжатии амортизационной вилки, база уменьшается. В результате байк становится более управляемым, но менее устойчивым. Если нагрузить тяжелым грузом багажник, или уменьшить ход задней подвески (поставить более короткий амортизатор) у двухподвеса, то ситуация поменяется на противоположную. Байк станет более устойчивым, но им будет труднее управлять. Это наверняка знакомо многим велотуристам. Уже появились уже первые трейловые байки, геометрию которых можно изменять прямо на ходу в широких пределах. Например, байк BIONICON EDISON. Замена амортизационной вилки и заднего амортизатора на более длинные или короткие влияет на устойчивость и управляемость байка. Это следует обязательно учитывать. Более подробно эти моменты можно посмотреть в главах: «Устойчивость и управляемость» и «Геометрия для фрирайда».

5. Длина верхней трубы определяется как расстояние от оси рулевой трубы до оси подседельного штыря. Эта длина вместе с длиной выноса во многом определяет посадку велосипедиста. Кроме того, она влияет на «развесовку» велосипеда. Длинная труба способствует разгрузке переднего колеса, из-за этого могут начаться проскальзывания при поворотах. А короткая приводит к тому, что колени задевают руль при педалировании способом «танцовщица». Любители кросс-кантри выбирают длинную трубу и длинный (100-130 мм) вынос для получения низкой, растянутой посадки. Это усложняет прохождение поворота и преодоление сложных участков, но ведь главная борьба обычно происходит на подъемах. Для скоростного спуска и фрирайда сочетают слегка укороченную верхнюю трубу с коротким выносом. Поэтому на склоне райдер сдвигается далеко назад, чем обеспечивает правильное распределение нагрузки между колесами. Кроме того, дополнительная загрузка переднего колеса, когда райдер слегка перемещен вперед, помогает проходить техничные участки.

6. Наклон верхней трубы задает, прежде всего, высоту стендовера - расстояния от верхней трубы рамы до земли, и величину безопасного расстояния от жизненно важных органов байкера до верхней трубы рамы. Это очень важно в экстремальных видах спорта. Кроме того, при уменьшении высоты рамы возрастает ее жесткость и прочность, что играет важную роль в прыжковых дисциплинах и жестком фрирайде. В последнее время заниженная верхняя труба используется в шоссейных и кроссовых велосипедах. Это позволяет уменьшить количество размеров выпускаемых рам и их вес.

7. Длина нижних перьев определяется по параллельной земле линии, проходящей от оси каретки до оси задней втулки. Длина нижних перьев влияет на развесовку и динамику байка, при этом неважно, сидит байкер в седле или стоит на педалях. Когда байкер встает с седла, наклон подседельной трубы уже не влияет на распределение нагрузки между колесами. Короткие перья нагружают заднее колесо и увеличивают его сцепление с грунтом, а также делают задний треугольник более компактным, поджатым и жестким. Байк легче взбирается в гору, быстрее проходит повороты и разгоняется. У прогулочных велосипедов и турингов база обычно увеличена, и задний треугольник растянут. Это ухудшает динамику и требует большей затраты энергии для того, чтобы забраться в гору. Но на это приходится идти, чтобы разместить на багажнике большой и объемный велорюкзак (штаны), и не задевать его пятками при вращении педалей. И еще пару слов о различии в геометрии байков для разных стилей катания. Чем острее байк «заточен» под скоростной спуск и жесткий фрирайд, тем длиннее ход его амортизаторов, острее угол рулевой трубы, больше колесная база и выше кареточный узел. Байк для дерта имеет укороченную подседельную трубу, заниженный стендовер и короткий вынос. Это полезно для безопасности и удобства райдера при выполнении прыжков и трюков и для большей прочности рамы.

Юрий Разин. PS. Выражаю благодарность Алексею Маджуге за ценные советы и рекомендации по особенностям геометрии современных байков.

20 мая 2009 выходит в свет второе издание книги Современный Велосипед. Книга сильно переработана и обновлена. Но обложка без изменений. В Петербурге книгу можно будет купить в сети магазинов Буквоед, а также в велосипедных магазинах города, а в регионах вы сможете ее заказать через интернет магазин www.tuloma.ru

Февраль 25, 2016

Велосипедная рама (bicycle frame) - это основополагающий компонент любого велосипеда. От неё зависят такие важные особенности, как: дальнейшее предназначение "байка", стиль катания, удобство, комфорт и конечно же безопасность. Прочность велосипеда тоже напрямую зависит от велорамы. На сегодняшний день существует очень много различных вариантов велосипедных рам, они отличаются материалом, геометрией и прочими важными деталями. Чтобы разобраться во всём этом, достаточно просто рассмотреть некий усреднённый вариант рамы и понять, из каких частей она состоит и как правильно называются отдельные компоненты.

Компоненты велорамы

Любая «классическая» велосипедная рама конструктивно состоит из труб, которые могут быть изготовлены из различных материалов, сочетаний материалов, сплавов или композитов. Чтобы получить нужное в каждом конкретном случае (сбалансированное) соотношение характеристик прочности/гибкости часто применяются комбинированные материалы. Трубы могут быть произвольной формы и сечения, с квадратным или круглым профилем.

Привычная всем конструкция рамы - это два треугольника, передний и задний (эти треугольники можно представить виртуально, если также мысленно рассмотреть раму сбоку).
Они могут иметь любую форму, не обязательно идеально-ровную геометрическую, но при этом всё равно сохраняют это название. Конечный вид зависит от фантазии и намерения производителя или же "дизайнера" рамы, если он фигурировал во время её создания. Несмотря на то, что передний треугольник можно считать таковым весьма условно (поскольку он состоит из 4-ёх труб, а не из 3-ёх), в его строении можно выделить следующие элементы: рулевой стакан (headset), основная труба (head tube), верхняя труба (top tube) и подседельная труба (seat tube).

Задний треугольник состоит из: подседельная труба (seat tube), задние верхние перья (seat stays) и нижние (chain stays) перья. В нижней части рамы, там где основная труба переходит в задний треугольник и «встречается» с подседельной трубой, располагается

Нижние задние перья переходят в кронштейны для крепления заднего колеса, или их ещё называют дропаутами (dropout) . Задние перья также включают в себя крепления под тормозную систему v-brake, но в наше время почти поголовно идёт крепление под дисковый тормоз.

Конструкция рамы иногда отличается от "классической" в силу различных ухищрений от производителей и предполагаемого назначения велосипеда. Но даже в этом случае основной принцип и названия элементов рамы сохраняются, даже если их форма претерпевает изменения.

Чтобы обеспечить непосредственную функциональность будущего "байка" и всех его систем, велосипедная рама включает в свою конструкцию отдельные элементы, служащие для установки специфических компонентов. Рассмотрим такие элементы рамы поближе:

В рулевой стакан устанавливается рулевая колонка (headset) , в отверстие для каретки - устанавливается соответственно каретка (bottom bracket) , а в отверстие подседельной трубы устанавливается подседельный штырь (seatpost) вместе с седлом .

Кронштейны крепления втулки заднего колеса или "дропауты" могут быть: вертикальными, горизонтальными или регулируемыми.
Вертикальные дропауты наиболее удобные и простые в эксплуатации - они позволяют быстро поставить колесо на место, и сделать это максимально ровно (натяжение цепи в этом случае обеспечивается задним переключателем скоростей, отдельная ручная регулировка не требуется).

Горизонтальные дропауты сейчас применяются всё реже за счёт специфичности конструкции. С их помощью натягивается цепь, что особенно актуально для "синглспидов" (велосипедов с одной передачей, без заднего переключателя). Ещё одним вариантом использования может быть в тандеме с планетарной втулкой. Однако, при достаточном усилии ось колеса может сместиться. Чтобы предотвратить это, существуют специальные фиксаторы оси.

Регулируемые дропауты бывают самых различных вариаций: с отверстиями для крепления заднего переключателя или без него. Они позволяют, как следует из названия, гибко регулировать "базу" велосипеда в небольших пределах. Такие дропауты легко меняются, а велосипед можно легко превратить в односкоростной.

Современные вело-рамы так же часто включают в себя дополнительные конструктивные элементы для крепления аксессуаров и прочих доп. устройств. На большинстве рам можно увидеть отверстия для установки флягодержателя , а также крепёжные элементы для троссиков тормозной и систем переключения передач .
Последние часто заменяются отверстиями на рамах высокого класса, чтобы пропустить рубашки тросов внутри, тем самым улучшив эстетический вид велосипеда, повысить удобство и снизить неприятный эффект перетирания рубашки или рамы. Некоторые рамы дополнительно комплектуются отверстиями для фиксации крыльев , что обычно характерно для дорожных и туристических (tour) велосипедов.

Рассмотрим подробнее некоторые элементы рамы и попытаемся понять, каким образом происходит подбор совместимых компонентов под каждую конкретную раму и какие встречаются отличия:

Рулевые стаканы (headset) на раме бывают обычные или же интегрированные. С учётом этих особенностей к стакану подбирается рулевая колонка.

Обычные рулевые стаканы распространены гораздо больше, они чаще встречаются в продаже и не предполагают никаких сложных особенностей. Под такие рулевые стаканы проще всего найти и подобрать рулевую колонку, притом сделать это с учётом собственных предпочтений в стиле катания.

Интегрированные рулевые стаканы считаются более профессиональным и продуманным инженерным решением, простым в установке и практически не требующим обслуживания, однако способным вывести раму из строя в ряде случаев (или же привести к дорогостоящему ремонту).

Подробнее о рулевых стаканах и совместимых с ними рулевых колонках можно прочитать в .

Кареточный узел рамы состоит из стакана , в который устанавливается каретка . Этот стакан различается длиной и типом резьбы, в зависимости от особенностей рамы.

Встречаются три типа резьбы на раме:

1. Английская резьба (BSW, 1.37 in x 24 TPI);
2. Итальянская резьба (BSC, ITA 36 mm x 24 TPI);
3. Французская/швейцарская резьба (М35×1);

Бывают так же стаканы с интегрированными системами. В них подшипники с чашками запрессовываются непосредственно в раму, а центральным элементом остаётся ось. Такие системы называются "Pressfit" и они набирают популярность в конструкции профессиональных рам в последнее время. Также встречаются эксцентриковые каретки, которые проворачиваются в своём посадочном месте и отличаются функционалом автоматического натяжения цепи. Последние используются крайне редко, они являются альтернативой приводу с системой переднего переключения передач.

Подседельная труба рамы оснащается зажимом подседельного штыря (seat clamp) . Он бывает интегрированный (только на старых моделях рам) или внешний.
В зависимости от диаметра подседельной трубы, зажимы бывают следующих наиболее распространённых стандартов: 27,2 мм; 30 мм; 31.8 мм; 34.9 мм;

Внешние зажимы подседельного штыря могут быть:

• Эксцентриковые - зажимается без инструментов руками, приложением физической силы. Удобны, понятны и просты в обращении для всех, не требуют дополнительных инструментов.
• Болтовые - фиксируют подседельный штырь при помощи болта, обычно на шестиграннике. Менее удобные, требуют инструмент для регулирования силы затяжения, но зато более надёжные.

Конструкция рамы так же может значительно варьироваться в случае наличия или отсутствия задней подвески и её разновидностей.
Как правило, в таких случаях у велосипедной рамы будет отсоединяемый задний треугольник и некая конструкция (индивидуальная), на которую будет крепиться сам амортизатор.

Геометрия рамы

Велосипедная рама и её прямое назначение во многом зависит от геометрии, наиболее значимого и весомого параметра для этого изделия. Геометрия рамы определяется длиной труб и углами, при которых они соединяются. Наиболее значимыми и определяющими параметрами геометрии рамы можно отметить: угол наклона рулевого стакана, угол наклона подседельной трубы, длина верхней трубы и длина подседельной трубы.

Детально разбирая геометрию рамы, следует выделить некоторые характерные размеры рамы, которые часто указывает тот или иной производитель. Эти размеры достаточно значимы при выборе, особенно с учётом предполагаемой дисциплины катания:

• Saddle height (высота седла) - расстояние от центра каретки до середины седла
• Stack (стэк) - вертикальное расстояние от центра каретки до верхней точки рулевой колонки
• Reach (рич) - горизонтальное расстояние от центра каретки до верхней точки рулевой колонки
• Bottom braket drop (отступ каретки) - расстояние, которое определяет, насколько занижен центр каретки относительно центра задней втулки
• Handlebar drop (отступ руля) - расстояние, которое выражает вертикальную разницу между верхней частью седла и верхней частью руля
• Saddle seatback (отступ седла) - горизонтальное расстояние между передней частью седла и центральной частью каретки
• Standover height (полная высота) - высота от земли до верхней трубы переднего треугольника
• Front center - расстояние от центра каретки до центра передней втулки
• Toe overlap - определяет расстояние от ноги райдера на педали до переднего колеса во время поворота последнего

Геометрия рамы играет определяющую и самую важную роль в поведении велосипеда на дороге, его устойчивости, отзывчивости руля. Она же задаёт удобство и комфорт посадки, влияет на характеристики разгона и торможения, общую динамику велосипеда. Следует обратить самое пристальное внимание на эти размеры, выбирая раму под индивидуальные запросы и пожелания. Существует ряд наиболее важных практичных размеров, которые и следует учесть в первую очередь:

• Длина верхней трубы. Измеряется от центра рулевой колонки, до центра подседельного штыря по прямой горизонтальной линии. Этот параметр напрямую влияет на стабильность и маневренность велосипеда. Чем длина выше, тем более устойчивым и отзывчивым будет велосипед.
• Угол рулевого стакана. Угол между рулевым стаканом и прямой вертикальной параллельной линией. Больший угол определяет лучшую манёвренность велосипеда.
• Угол подседельной трубы. Определяется наклоном подседельной трубы по отношению к прямой параллельной вертикальной линии. Данная характеристика отвечает за смещение центра тяжести, а именно отвечает на вопрос: "Смещается ли центр тяжести и насколько сильно, когда велосипедист сидит в седле?" От этого зависит и предрасположенность байка к экстрим-элементам и трюкам, а также определяет уверенное сцепление с поверхностью (если угол больше) или же большую предрасположенность для динамичной ездеы во время скоростного педалирования (если угол меньше).
• Колёсная база. Расстояние между центрами передней и задней втулки колёс по прямой горизонтальной линии. Чем больше колёсная база, тем более устойчивым, манёвренным и стабильным будет велосипед.
• Длина нижних перьев заднего треугольника рамы. Измеряется от центра кареточного узла до центра задней втулки колеса. Чем меньше длина - тем надёжнее и прочнее рама и, тем лучше сцепление велосипеда с поверхностью, а велосипед более отзывчив при рулении и прочих скоростных манёврах.
• Клиренс/высота до кареточного узла. Расстояние между крайней нижней точкой велосипеда (кареткой) и землёй. Влияет на проходимость и скорость. Чем больше высота - тем увереннее и стабильнее велосипед на бездорожье, меньше вероятность зацепить рамой за любые неровности или препятствия. Но вместе с этим происходит большая потеря скорости и динамики.
• Длина выноса. Измеряется от центра рулевой колонки до руля (вынос). Значительно влияет на маневренность и удобство посадки.

Полный размер рамы традиционно измеряется вдоль подседельной трубы, от центра кареточного узла, до центра верхней трубы (в том месте, где она пересекается/встречается с подседельным штырём). Так определяется «ростовка» рамы и велосипеда в целом. Однако существуют и другие способы измерения.

Размер рамы находится в прямой связи с ростом человека, который
собирается ездить на велосипеде, собранном на основе этой рамы. Эту связь можно условно представить в таком виде: Рама размера XS рассчитана под рост 152-162 см; рама размера S под рост 162-172 см; рама размера M под рост 172-182 см; рама размера L под рост 182-192 см; рама размера XL под рост 192 и выше;

Размер рамы для экстремальных дисциплин катания принято подбирать чуть меньший, чтобы увеличить управляемость и манёвренность для выполнения трюков и различных прыжковых элементов.

Материалы рамы

Велосипедная рама может быть изготовлена из различных материалов. С момента зарождения велодвижения традиционно это была сталь, однако рама так же может быть изготовлена из алюминиевого сплава, карбонового волокна, титана, термопластика, или даже бамбука и дерева. Каждый материал даёт сочетание своих уникальных характеристик и недостатков, им присущих. Так же в последнее время часто используются сочетания различных материалов (композиты), чтобы добиться необходимого баланса низкого веса и высокой прочности конструкции. При выборе материала для рамы важную роль играют следующие свойства:

• Плотность - от этого параметра зависит конечный вес рамы
• Жёсткость - незначительно влияет на передачу энергии педалирования и комфорт райдера. Определяет способность рамы деформироваться без разрушения.
• Предел прочности или поперечная прочность - определяют силу, с применением которой материал деформируется.
• Растяжение/упругость - определяет, насколько сильно нужно деформировать материал, прежде чем он сломается.
• Усталость - определяет долговечность рамы в перспективе активной эксплуатации.

Краткие преимущества и недостатки самых распространённых материалов рам, облегчающие выбор рамы под индивидуальные запросы и стиль катания:

• Стальные рамы. Для производства рам в настоящее время чаще всего используется хром-молибденовая сталь, которая отличается отменной прочностью, надёжностью и выносливостью, так же неизменно хорошей упругостью материала (рама ощущается комфортной в движении так как немного "играет", правда тем самым теряя в динамике движения).
  Рамы из этой стали достаточно легко отремонтировать в случае поломки и они очень долговечны за счёт превосходных усталостных характеристик. Но и недостатки у таких рам весьма существенные, сюда можно отнести и высокий вес по сравнению с рамами из других материалов (на несколько килограмм при одной и той же ростовке) и подверженность коррозии. Для борьбы с коррозией раму покрывают специальным составом, однако в случае повреждения лако-красочного покрытия остановить развитие коррозии бывает весьма затруднительно. Следовательно, такая рама не столь неприхотлива и долговечность сводится на нет подобными проблемами. Конечно, коррозия не столь сильно проявляется по сравнению с кузовом автомобиля, например, но велосипед вполне способен потерять товарный вид и снизить показатели прочности с течением времени. Велосипедную раму из стали часто выбирают любители туризма и спокойных покатушек за достаточное сбалансированное сочетание характеристик, хороший комфорт (что немаловажно в дальних поездках) и разумную стоимость.
• Титановые рамы. Применение титана в велопроизводстве позаимствовано из авиации. Но, несмотря на то, что титан обладает рядом неоспоримых положительных качеств, таких как: повышенная удельная прочность и невероятно низкий вес (зачастую ниже алюминиевых аналогов при большей прочности), коррозионная устойчивость, повышенная упругость (титановые рамы считаются одними из самых комфортных) и великолепные усталостные характеристики (а значит и долговечность), у подобных рам есть ряд существенных недостатков.
  Сложный технологический процесс изготовления подобной рамы и не всегда оправданная высокая стоимость, а так же практически полная неремонтопригодность в случае повреждения. Титановые рамы чаще всего становятся выбором понимающих профессионалов, которые давно занимаются велоспортом и готовы мириться с завышенной ценой этого фундаментального компонента.
• Алюминиевые рамы. А точнее - рамы из различных сплавов алюминия с примесями, поскольку алюминий в чистом виде достаточно мягкий металл. Сплавы алюминия делятся по сериям, так в 7000 серии используется примесь цинка, а в 6000 добавляют магний. Алюминиевые рамы наиболее распространены на сегодняшний день и востребованы за счёт идеального компромисса в цене, качестве и наборе характеристик.
  Эти рамы практически не подвержены коррозии, отличаются низким весом, но вместе с тем пониженной упругостью и повышенной жёсткостью. На практике они менее комфортабельные и не совсем предназначены для велосипедов, на которых подразумевается преодолевать большие расстояния. Считается, что велосипеды на основе таких рам более манёвренные и отзывчивые, с лучшей динамикой разгона. Алюминиевые рамы наилучшим образом подходят для экстремальных дисциплин. Из недостатков этого материала так же стоит отметить неудовлетворительные усталостные характеристики. В последнее время производители всё чаще заявляют о пожизненной гарантии на свои алюминиевые рамы. При изготовлении алюминиевых рам так же иногда применяется интересная, инновационная технология гидроформирования , которая исключает наличие швов в конструкции рамы или снижая их количество, делая конечное изделие более эстетически привлекательным.
• Карбоновые рамы (углеволокно). Такая рама изготавливается из углеродных волокон, пропитанных специальными клейкими смолами. Этот материал представляет собой классический композит. Обладает достаточной прочностью для типичной велорамы, однако обременён кучей недостатков, таких как: необычайно сложный технологический процесс изготовления и вместе с этим высочайшая стоимость рамы (часто неоправданная), низкая ударная вязкость материала, абсолютная неремонтопригодность.
  Такой рамы хватает на пару лет активной эксплуатации, при этом стоимость многократно выше любых аналогов. Подобные рамы подойдут для профессиональных велогонщиков, которые гоняются за каждым граммом лишнего веса, чтобы не потерять в производительности. Такие велосипеды целесообразно использовать для гоночных соревнований, оставшееся время держа его в "консервации" тёплого помещения. Единственным достойным весомым преимуществом карбоновой рамы будет самый низкий вес рамы среди прочих аналогов, а так же то, что данный материал попросту не подвержен коррозии.
• Прочие редкие материалы практически не встречаются в массовом производстве.
  Из них можно выделить алюминиевые сплавы с редкими примесями, различные породы дерева (в том числе бамбук).

При изготовлении рамы велосипеда и отдельных труб производители иногда используют технологию "баттинга" . Эта технология позволяет немного снизить конечный вес рамы за счёт использования разной толщины стенок трубы рамы и вместе с тем варьируя плотность материала на разных наиболее нагруженных участках рамы. Обычно такая рама плотнее в местах стыков, что обуславливается необходимым запасом прочности в этих точках с учётом повышенной нагрузки на узел. Баттинг бывает двойной и тройной.