Рулевые колонки, №1

Тема рулевых колонок сравнительно несложная, если касаться только принципиальной стороны узла и не вдаваться в разнообразие стандартов и сочетаемость различных стандартов с различными материалами рам и штоков вилок. Поэтому содержательную часть блога я решил начать с неё.

Устройство классической рулевой колонки сводится к взаимно преднагруженной вдоль оси паре радиально-упорных подшипников. Тонкости начинаются дальше и включают в себя:

• типы подшипников,
• размеры подшипников,
• способ установки подшипников,
• способ преднагрузки подшипников.

А сейчас я использую приём, который в дальнейшем рассчитываю использовать в этом блоге неоднократно. Я буду называть конструкцию или семейство конструкций, которые, по религиозным соображениям, считаю наилучшими, а затем приводить примеры ересей, т. е. отклонений от этого образа. В данном тексте ограничусь безрезьбовыми рулевыми.

Догма

Итак, наилучшим вариантом для стальных, алюминиевых и карбоновых рам и штоков я считаю:

1. Конусный стакан под полуинтегрированные чашки: SHIS ZS44 сверху, ZS56 снизу.
2. Чашки с запрессованными радиально-упорными подшипниками.
3. Невысокая (около 3 мм) цилиндрическая область уменьшенного диаметра (а не просто коническая фаска) на посадочных цилиндрах чашек.
4. Сплошное стальное опорное кольцо с периферийным уплотнением, обеспечивающим обтюрацию нижней чашки.
5. Разрезное металлическое распорное кольцо.
6. Низкая фрезерованная алюминиевая крышка с уплотнениями крышка-шток и крышка-верхняя чашка.
7. Фрезерованные проставочные кольца.
8. Торцованная под опорное кольцо корона вилки. Все кованые короны с завода кривые. И даже если корона фрезерованная (большая редкость), то нет гарантии, что шток достаточно перпендикулярен её опорной площадке.
9. Вынос, обеспечивающий ровную поверхность прилегания к проставочным кольцам или непосредственно к крышке.
10. Многоразовый якорь Hope Head Doctor.
11. Обязательное постоянное наличие якоря, болта якоря и крышки якоря на велосипеде.

Для титановых рам п. 1 для компромисса с доступностью рамы допустимо заменять на:

1. Цилиндрический стакан под полуинтегрированные чашки ZS56 сверху и снизу.

В настоящее время перечисленные качества деталей рулевой колонки лучше всего воплощены в следующих изделиях Cane Creek (масштабы изображений разные):

Cane Creek 110.ZS44.Short.Top Assembly

и

Cane Creek 110.ZS56/40.Bottom Assembly

Комментарии

Составленный образ направлен на:

• совместимость с наибольшим количеством вилок (штоки 1.5" тоже можно ставить за счёт верхней чашки EC44),
• наиболее равномерное распределение нагрузок на подшипники,
• улучшение сочетания жёсткость-вес узла,
• исключение всевозможных люфтов и их последствий в виде износа контактных поверхностей,
• обеспечение низкого стэндовера,
• обеспечение наибольшего диапазона регулировки руля по высоте,
• упрощение сборки узла.

П. 9 обеспечивается выбором фрезерованного выноса либо торцеванием контактной поверхности выноса, полученного неточным техпроцессом, например, ковкой.

По поводу п. 11 существует ересь, гласящая, что детали якоря не нужны после регулировки преднагрузки рулевой и затягивания выноса на штоке. В общем случае это не так, потому что вынос под действием нагрузок при катании может сползать вверх по штоку, приводя к люфту. При этом он может даже упруго отгибать крышку якоря, если она недостаточно жёсткая. Коренным образом это лечится выбором более жёсткого выноса, что не всегда возможно из эргономических или эстетических соображений.

Прочие ереси

Интегрированная рулевая. Самая злостная ересь. Не обеспечивает устранения люфтов подшипников относительно рамы.

Разрезное опорное кольцо. Диавольский соблазн упростить сборку и разборку узла оборачивается люфтами.

Пластмассовое распорное кольцо или, что ещё хуже, резиновое центрующее кольцо, как было у Chris King (sic!) до истечения патента Cane Creek на металлическое разрезное кольцо. Трудность регулировки осевой преднагрузки. Никаких органических материалов под нагрузкой болта якоря быть не должно, только металлы!

Отсутствие дополнительных уплотнений, контактирующих с чашками. Меньше уплотнений -- больше воды. Даже Chris King не имеет нижнего уплотнения и борется с этим обслуживаемостью и высоким качеством подшипников и их собственных уплотнений.

Стандарт EC49. Избыточен, поскольку окружён с двух сторон EC44 и ZS56.

Подшипники, кладущиеся в чашки без усилия. Самая, пожалуй, безобидная ересь, имеющая даже хорошую сторону в виде лёгкой замены подшипников. Но при высоком их качестве и хорошей водозащите можно создать ситуацию, когда менять их и не понадобится, и вот тут отсутствие лишних люфтящих поверхностей будет более предпочтительно. По сути, подобный способ установки является компромиссом с недоразвитостью инфраструктуры мастерских, когда есть понимание, что в большинстве случаев не будут обеспечены минимальные допуски на параллельность участвующих поверхностей и подшипникам, вместо того, чтобы подклинивать, как они делали бы, будучи запрессованными, предоставляется свобода подкоцывать чашки под себя после каждой сборки при обкатке узла. Хорошо, что чашки, а не раму, как в случае интегрированных рулевых.

На этом пока что аминь.