В этой статье мы постараемся обобщить весь мировой опыт в области велосипедных вилок и выявить основные направления их развития. Для начала разберемся с терминологией.
устройство велосипедной вилки

Шток — труба запрессованная в корону вилки и устанавливаемая в рулевой стакан на раме, является одним из наиболее нагруженных узлов конструкции. Штоки изготавливают как правило из алюминиевых сплавов, стали, углепластика.


Корона — это, как правило, литая деталь, в которую снизу запрессованы ноги вилки, а сверху шток вилки, основная задача короны связь элементов конструкции. Корона изготавливается на основе алюминиевых сплавов, но также есть вилки со стальными и углепластиковыми коронами.

Ноги — полые трубы  со специальным покрытием, снижающим трение, которые ходят в штанах вилки и гасят тем самым удары переднего колеса о препятствия. Изготавливаются в большинстве своем из алюминиевых сплавов, есть модели со стальными ногами. Алюминиевые ноги имеют антифрикционное покрытие на основе оксида алюминия, получаемое анодированием. Стальные ноги хромируются электрохимическим методом.

Ход вилки — максимальная глубина погружения ног вилки в штаны. На современных вилках значение хода вилки находится в пределах от 60 до 200 мм.

Штаны — хорошие штаны являются литой деталью, представляющая собой две полые трубы, заглушенные снизу и соединенные специальной перемычкой (гориллой). Однако имеются вилки, где штаны с гориллой соединяются сварными швами. Такая конструкция весьма ненадежна. Литые штаны изготавливают из магниевых или алюминиевых литейных сплавов, сварные штаны делают из стали.

Ось вилки — еще один конструктивный элемент, обеспечивающий дополнительную жесткость ног вилки. Именно на оси крепится переднее колесо. Наиболее прочная конструкция у вилок с осью 20 мм, также есть вилки под 15 мм и 9 мм оси.

Сейчас основные задачи вилки велосипеда заключаются в поглощении ударов при езде по неровностям и сохранении постоянного контакта между колесом и поверхностью трассы. Именно поэтому подавляющее большинство велосипедов имеют амортизационные вилки. Комплектация велосипедов, жесткими вилками обусловлена как правило двумя факторами: экономическим (жесткая вилка дешевле амортизационной), скоростным (жесткая вилка обеспечивает максимальную передачу энергии к колесам).

Из-за большей распространенности начнем разбираться с амортизационными вилками. Классическая компоновка велосипедных вилок представлена на рисунке.

Классическая компоновка амортизационной велосипедной вилки

В связи с тем, что стиль катания у разных людей может отличаться, как и их вес, амортизационные вилки имеют ряд настроек. Они позволяют сделать работу вилки оптимальной под каждый тип рельефа. Далее подробнее остановимся на каждой из возможных настроек.

Вилка велосипедная - Устройство и Регулировка

Регулировка жесткости пружины вилки велосипедной: стальной слева и воздушной справа

Жесткость пружины — базовая настройка, которая может сделать работу вилки «мягче» или «жестче». Жесткость зависит от веса велосипедиста, чем больше вес — тем выше должна быть жесткость пружины. На сегодняшний день используются три типа пружин: стальная, эластомерная, воздушная. Вилки со стальной пружиной самые тяжелые, с воздушной — самые легкие. Характер сжатия стальной и эластомерной пружин — линейный. Жесткость одинакова на всей длине хода вилки. Воздушная пружина отличается своей резко возрастающей жесткостью по мере увеличения хода срабатывания вилки.

Вилка велосипедная амортизационная - регулировка изменения хода вилки

Изменение хода – на данный момент эта настройка встречается на очень немногих вилках, однако она полезна прежде всего тем, что позволяет изменять геометрию велосипеда.

Следующие настройки реализуются, как правило, благодаря наличию в вилке демпфера. Зачастую он представляет собой колбу, в которую залито масло и реализуется принцип сообщающихся сосудов. Канал между двумя объемами с маслом может быть перекрыт частично или полностью, это позволяет изменять характер работы вилки.

Вилка велосипедная амортизационная - регулировка скорости отскока

Скорость отскока – еще одна базовая настройка, которая позволяет регулировать то, насколько быстро вилка после срабатывания на определенный ход вернется к своему исходному состоянию.

Вилка велосипедная амортизационная - регулировка компрессии

Компрессия – встречается на более дорогих и спортивных вилках. Этот параметр позволяет сделать работу вилки еще более нелинейной. Иными словами, жесткость будет резко возрастать после срабатывания вилки на определенный ход.

Вилка велосипедная амортизационная - регулировка блокировки хода

Блокировка хода – частный и крайний случай настройки компрессии, при включенной блокировке перепускной клапан демпфера полностью закрыт и вилка становится жесткой. Однако часто, чтобы избежать гидроудара в демпфере маслом, производители закладывают определенный порог срабатывания клапана. При резком и сильном ударе он открывается и вилка срабатывает на определенный ход.

Для достижения максимальной производительности вилка должна иметь все эти настройки. Однако кроме наличия настроек хорошую вилку отличает ряд технических характеристик, так например, важен параметр силы страгивания вилки. Физический смысл его заключается в том усилии, которое необходимо для того, чтобы преодолеть трение покоя сальников о ноги вилки. Чем ниже этот параметр, тем более мелкие неровности сможет обработать вилка. Лидерами по снижению порога страгивания является компания Fox, на ноги вилки они наносят атифрикционное покрытие на основе нитрида титана (это соединение имеет характерный золотой цвет), которое отличается очень низким коэффициентом трения.

Следующий важный параметр, который учитывают при конструировании амортизационных вилок это их жесткость. Да, да именно жесткость, как бы парадоксально это ни звучало. Вилка не должна «гулять» ни в одной из плоскостей, кроме той, в которой осуществляется ее ход. В противном случае руль велосипеда перестает быть иформативным и ощущается весьма «ватно». На вилках, отличающихся низкой конструкционной жесткостью не возможно будет проходить резкие повороты с чередующимся направлением на больших скоростях.  Этот параметр напрямую связан с уровнем вилки, топовые вилки самые жесткие у всех производителей.

Таким образом, мир амортизационных вилок сегодня отличается весьма высоким уровнем технологического развития. Каждый год производители обновляют свои линейки амортизационных вилок, делая их все боле совершенными. Но вместе с ростом технологичности таких вилок растет и цена на них. К примеру, будет сложно найти простенькую вилку с воздушной пружиной дешевле 10 000 рублей, а стоимость на профессиональные вилки для гонок превышает 100 000 рублей. Об этом следует помнить, покупая горный велосипед.  На горных велосипедах до 40 000 вилки будут выполнять лишь роль массо-габаритного макета, как это не грустно.