Велосипедные рамы из алюминия (алюминиевых сплавов). Выбор материала рамы

{ ArticleToC: enabled=yes }

В нашу повседневную жизнь новые научные разработки входят все увереннее. Десяток лет назад только стратегические отрасли использовали инновационные технологии, а сегодня ими не удивить обывателя. Углеродного волокна тоже коснулись эти тенденции, которое «перекочевало» из самолетостроения в велосипедную отрасль, где из него делают рамы для велосипедов.

Профессиональный велосипедист не может себе отказать в удовольствии купить карбоновый велосипед. Во время соревнований этот байк, благодаря малому весу, помогает им достичь наивысшей скорости.

Stevens Scope Team

Cannondale Moto Carbon 1 Eu

Marin A-14 Attack Trail C-XT9

Corratec C-Time Dura Ace Di2 11S

Ghost Race Lector Comp

Любителю прокатиться, не нужен карбоновый велосипед, обладающий массой достоинств и одним весомым недостатком – слишком высокой ценой. Стоит ли платить такие суммы, чтобы проехать десяток раз на байке, не покидая пределов города?

Из достоинств карбона, назвать можно такие:

• эстетичность;
• низкий коэффициент деформации;
• завидная упругость. Байк необычайно комфортен при езде по неровной дороге;
• маленький вес. Он, в сравнении со стальными и алюминиевыми велосипедами на 20 и 40% меньше (соответственно);
• минимальный риск получения травм за счет того, что разрушение при ударной нагрузке проходит без пластической деформации;
• соотношение веса и плотности материала (квадратный сантиметр, по данным производителей, выдерживает до 70 тонн нагрузки);
• низкая способность к нагреванию.

Но, не обошлось без «ложки дегтя»:

• высокая чувствительность к соленой среде;
• непригодность к ремонту;
• продолжительный процесс изготовления и высокая стоимость

Любители нарекают на случающиеся поломки. Эксперты же едины во мнении, что к ним приводит неправильная эксплуатация, а точнее, езда на по бездорожью, где выйти может со строя всякое транспортное средство со стальной или алюминиевой рамой.

Если же использовать карбоновый велосипед в езде профессиональной, т.е. на значительные расстояния по трассам ровным и подготовленным, но с высокой скоростью, конструкция ведет себя идеально. Невесомый карбоновый байк с отличной амортизацией – транспорт для профессионалов.

Как выбрать карбоновый велосипед

Конструкций с применением углеволокна, изготовленных для велосипедистов велосипедистов, только 2: шоссейный байк и горник.

Его назначение – неспешная езда по подготовленным трассам. Карбоновый байк считают лучшим тренажером, поддерживающим все мышечные группы в тонусе. С ним приятно преодолевать большие расстояния, получая от езды удовольствие. Это успели оценить любители и профессионалы.

Горники – это особые модели, назначением которых является езда по пересеченной местности. Отличают его широкие колеса и своеобразная геометрия рама, позволяющая справляться без проблем с перепадами высот. Эти велосипеды универсальные, но в нише конструкций для начинающих не встречаются модели с рамой из карбона. Есть карбоновые велосипеды среди полноценных горников и байков для кросс-кантри. На рынке пока немного инновационных моделей, поскольку производители нередко предпочитают классику, проверенную временем – байки с алюминиевой рамой с баттингом, т.е. разной толщиной стенок.

Сколько стоят карбоновые велосипеды

Стоимость карбоновых велосипедов или байков, имеющих детали из этого материала, не низкая. Она находится в пределах 1900-4500 долларов США. Поэтому позволить себе стать владельцем карбонового велосипеда могут не все. Хотя, байк такой стоимости оправдывает ее. Облегчить вес байка стало навязчивой идеей для многих, поэтому люди платить готовы любые суммы.

Сборка карбонового велосипеда

Любители велосипедов, не раз ремонтировавшие их, знающие технические тонкости, могут своими руками собрать сверхлегкий карбоновый велосипед. Пригодится опыт и имеющиеся в Интерне подсказки. Модернизация обойдется семейному бюджету в меньшую сумму, чем покупка заводского байка.

Заменить придется:

• колеса (за два выложить нужно от 250 долларов до 500);
• раму – еще 250-380 долларов;
• руль – до 100 долларов;
• седло – 50-60 долларов;
• вилку, стоит которая, в пределах 70-100 долларов.

На стоимость модернизации сильно влияет модель и бренд байка, подлежащего модернизации. Полезно знать, что подавляющее большинство подобной продукции выпускается в Китае, но не стоит расстраиваться по поводу качества — китайская велосипедная продукция считается качественной.

Вес промышленного карбонового велосипеда в среднем равен 900 граммов. Понятно, что не получится самостоятельно добиться подобного результата, но после модернизации средство передвижения станет намного легче, и хозяина порадует появившимися качествами.

Отдать предпочтение карбоновому велосипеду или с алюминиевой рамой

Каждый исходит из собственных предпочтений, поэтому сложно дать однозначный ответ. С помощью неоднократно проводившихся краш-тестов ответить на него старались, но к единому мнению так и не пришли. Карбоновые модели в два раза превышают по прочности алюминиевые конструкции при ударных нагрузках. По весу тоже выигрывают карбоновые байки – на 20% они легче.

Еще один важный показатель – особенность эксплуатации. Без учета их, неполными будут аргументы в пользу карбона, который выигрывает при спортивной езде, где первостепенную роль занимает вес, но уступает алюминиевому собрату при использовании в быту. Алюминиевая рама удешевляет конструкцию, отличающуюся прочностью, но проигрывающую по срокам в сроке эксплуатации. В зависимости от интенсивности использования, он составляет от 6 до 10 лет.

Но, повреждения карбона легко исправить, используя смолу эпоксидную и стекловолокно, в отличие от алюминия, где ремонт потребует сварку. Но и она спасает не всегда из-за усталости металла, накапливающейся со временем.

Выбирая карбоновой модели, сталкиваются со сложностью, связана которая, с отсутствующей международной маркировкой, из-за чего легко приобрести подделку.

Видео: Процесс изготовления карбоновых велосипедов

В поисках нового шоссейного байка вы будете удивлены разнообразием выбора. Существует множество факторов, по которым вам стоит отфильтровать свой выбор, от цены и комплектующих элементов, стиля езды до личной преданности определенному брэнду и даже цвету.

Иногда выбор велосипеда основан на выборе материала, из которого изготовлена рама велосипеда. Шоссейные байки делают в основном из четырех материалов: сталь, алюминий, титан и карбоновое волокно, - а материал, как известно, может влиять на качество и стиль езды, так что неплохо было бы знать основные принципы и разницу прежде, чем вы сделаете выбор.

Для некоторых выбор материала так же важен, как и перечень экипировки и цена, т.к. разные материалы предназначены для разных типов езды. Рама - сердце вашего нового шоссейного велосипеда, и основной бюджет уходит именно на неё, и большую роль играет здесь именно материал, поэтому выбор должен быть тщательно продуман.

Ниже расскажем об основных преимуществах каждого материала, что поможет вам сделать правильный выбор.

Алюминий

Алюминий - самый популярный материал, используемый изначально для шоссейных велосипедов по доступной цене. Он идеально подходит для изготовления велосипедных рам, т.к. обеспечивает ей жесткость и легкость. Долгое время алюминиевые рамы несправедливо клеймили как небезопасные и некомфортные для поездок, но жесткость зависит от дизайна - последние алюминиевые рамы развеивают мифы о своей ненадежности и предлагают мягкие поездки.

Хотя алюминий у большинства больших брэндов может считаться свойственным только велосипедам начального уровня, существует множество первосортных опций, так что не сбрасывайте его со счетов только потому, что он используется для шоссейных велосипедов начального уровня. Просто взгляните на супер легкий Kinesis Aethein (фото ниже) или новый Specialized Allez, как образец использования высококлассного алюминия.

Честно сказать, алюминий сейчас на пике своей популярности. Некоторые производители продвигают его с целью получить самые легкие рамы, и разумные покупатели осознают, что за те же деньги получают приличное качество. Примером является иконический Cannondale CAAD12 (и предыдущая версия CAAD10), а также много других. В соотношении цены и качества тяжело придумать лучший вариант, чем алюминий.

Покупайте алюминий, если вы ограничены бюджетом и хотите получить легкую и жесткую раму для гонок или лучшую подборку характеристик за свои деньги.

Сталь

В прошедшие годы сталь была единственным материалом, поэтому выбор велосипеда был относительно прост. В наши дни у нынешнего поколения сталь все еще имеет место быть, она славится своей плавностью во время езды, именно поэтому велотуристы все еще склоняются к ней, но последние стальные рамы возродили интерес к высокопроизводительным стальным шоссейникам и даже к гоночным велосипедам, как доказали Volare 953 команды Madison-Genesis пару лет назад. Сегодня сталь используется небольшим количеством производителей, но в действительности с ней просто работать, и сталь стала выбором развивающейся индустрии изготовления на заказ. Если вы хотите раму по своим размерам, сталь - хороший вариант.

Последние стальные рамы, намного легче и жестче, чем были ранее, и стали достойной альтернативой карбону и алюминию.

Покупайте сталь, если вы хотите раму на заказ или хотите улучшить качество гладкой езды, невзирая на лишний вес.

Титан

Титан - высоко востребованный материал, благодаря высокой прочности и амортизации. Он также легче стали, крепче алюминия и имеет анти-коррозийные свойства, а тот факт, что поверхность можно полировать, значит, что он долговечен, компенсируя высокую стоимость свойствами материала, хотя он и не настолько дорогой, как лет двадцать назад.

Титан может использоваться в самых лучших скоростных велосипедах, а также на великах, созданных для комфортных поездок на длинные дистанции с багажом или без него, как например, Sabbath September (на фото).

Большинство титановых рам делают из труб 3AL-2.5V (где к титану примешивается 3% алюминия и 2,5% ванадия), а титановый сплав 6Al-4V более высокого класса, можно увидеть на более дорогостоящих велосипедах.

Покупайте титан, если хотите получить долговечный и легковесный велосипед и обеспечить себе мягкие поездки.

Карбоновое волокно

Для многих велосипедистов не существует других вариантов, кроме карбонового волокна. В мире гонок это - преимущественно используемый материал, он самый легкий и жесткий из всех четырех материалов для рам, но он также может быть и самым дорогостоящим. В последние годы цены на рамы сильно упали, и теперь вы можете купить карбоновый велик за доступную цену.

Карбон - самый гибкий из материалов, а аэродинамика шоссейных великов дает возможность стать универсальным, как у этого Trek Madone.

Тем не менее, рамы из карбонового волокна не делаются по каким то общепринятым стандартам. Существенная разница между дешевым и дорогим карбоновым волокном, вплоть до типов используемых волокон, в том, как они изготавливаются, а также в других важных воздействующих факторах. Карбоновое волокно легко используется дизайнерами для создания рам с определенными характеристиками, будь то легкий вес, комфорт, жесткость.

Покупайте карбон, если хотите получить самый легкий и жесткий шоссейный велосипед, который только можно купить за деньги, или же если хотите быть быстры как ветер.

Выбор рамы для велосипеда - это самое главное при покупке транспортного средства. Ведь это каркас, на котором все держится. Перед покупкой стоит обратить внимание на материал, геометрию и соответствие стилю езды. Эти факторы и помогут определиться с тем, какая рама лучше для велосипеда.

Материал изготовления

Первое, на что нужно обратить внимание - материал рамы велосипеда. Что лучше сказать достаточно сложно, ведь изделие подбирается в зависимости от типа транспортного средства и того, какой у вас бюджет.

Используются такие материалы рам для велосипеда:

• углеродистая сталь. Самый дешевый и низкокачественный вариант;
• хромомолибденовая сталь. Используется для простых дорожных велосипедов. Это металл с хорошим накатом, он смягчает удары, достаточно прочный и надежный. Недостатков несколько - большой вес и низкая устойчивость к коррозии;
• алюминиевые сплавы. Материалы велосипедных рам такого типа стоят недорого и весят мало. Устойчивые к коррозии, позволяют быстро разогнаться, способны выдержать значительный вес. Минус в том, что не поддаются ремонту;
• титановые сплавы. Такие рамы мягкие, хорошо гасят вибрации, мало весят, очень прочные и прослужат не один десяток лет. Но недостаток в том, что стоимость достаточно высокая;
• карбон. Рама велосипеда, материал для которой - углепластик, лучше всего подходит для спортсменов. Она прочная, весит около килограмма, бывает разной жесткости и формы. Но заплатить придется немало. К тому же, карбоновые изделия не ремонтируются.

Остается вопрос, с какого материала лучше рама велосипеда. Если планируете просто ездить по городу или бездорожью - остановитесь на алюминиевых сплавах. Для профессиональных занятий спортом подойдет титан и карбон. А вот сталь - не лучший вариант, поскольку прослужит недолго.

Геометрия велорамы

Выбор велосипедной рамы основывается не только на материале. Под каждый тип транспортного средства подбирается своя конструкция.

Для внедорожных велосипедов используются такие рамы:

• хардтейл. Это типичная модель без заднего амортизатора. На раму можно установить багажник и дисковой тормоз;
• софтлейн. Отличный вариант для поездок по бездорожью. За счет того, что задние крылья упругие, происходит амортизация. Такая модель хорошо справляется с неровными дорогами, но не подойдет для прыжков;
• двухподвес. Это модель с задним амортизатором;
• тандем. Рама рассчитана на то, что будет устанавливаться передняя амортизационная вилка и колеса с широкой резиной.

Когда приходит пора купить ребенку велосипед, перед родителем встает масса вопросов. Какой выбрать? Удобный, маневренный, не тяжелый, красивый. В разделе велосипедов интернет-магазина ХХХ глаза разбегаются от разнообразия — https://pro-bike.ru/product/velosipedy/stels/ . Один из частых вопросов покупателей: какая рама должна быть у детского велосипеда, стальная или алюминиевая.

Велосипеды для детей со стальной рамой

Несколько десятков лет назад альтернативы не было. Все велосипеды имели раму из стали. Это испытанный материал, масса достоинств (как и недостатков) которого доказана временем. Сегодня, помимо традиционных высокопрочных сталей с маркировкой Hi-Ten, используют и хромомолибденовые с маркировкой Cro-Mo. Они более долговечные, хотя и дорогие.

К плюсам детского велосипеда со стальной рамой можно смело отнести:

• гибкость, плавно входит в поворот;
• амортизация: удары от ямок и камушков на дороге смягчаются;
• отремонтировать стальную раму не проблема;
• доступная цена.

К недостаткам традиционно относят коррозию стали. Однако в случае с детским велосипедом это не так актуально. Ведь дети растут, и соответствующая возрасту модель понадобится быстрее, чем появятся первые пятнышки ржавчины. Если посмотреть на предложения магазина ХХХ, видно, что большинство детских моделей имеют стальную раму.

Алюминиевая рама: за и против

Первое и главное преимущество, которое назовет любой продавец: алюминий намного легче стали. Когда велосипед нужно поднять и пронести на какое-то расстояние, вес имеет значение. Ну, а то, что алюминиевые сплавы боятся коррозии меньше, чем стальные, знает каждый школьник. Управлять таким великом легко, он послушный и динамичный.

При всей привлекательности, нюансы велосипеда с алюминиевой рамой ребенок почувствует при первой попытке езды. Малейшая неровность дороги ощущается всем телом, особенно при небольшом весе малыша. Некоторые производители снабжают переднюю вилку амортизатором, что решает проблему вибрации. Плохой накат – второй минус, актуальный для детей, которые уже хорошо освоили этот транспорт. Разогнаться и долго ехать за счет инерции, не прокручивая педали, вряд ли получится.

Алюминиевые сплавы прочные, но имеют свойство накапливать «усталость». Уж если с рамой приключилась поломка, починить не так просто. Аргоновую сварку придется поискать, и обойдется она недешево. Для повышения надежности используют баттинг – технологию, при которой трубка в некоторых местах имеет утолщенные стенки. Визуально алюминиевая рама всегда отличается большей толщиной.

В сплавах, помимо самого алюминия, присутствуют цинк, кремний, кадмий, медь. Маркируются они четырехзначными цифрами, в которых зашифрован состав сплава (к примеру, 7005 имеет в составе цинк). Продвинутые райдеры посоветуют раму из титана или углепластика, однако детских моделей с такими рамами не производят.

Так что же выбрать? Однозначного ответа нет. Определиться поможет список ваших приоритетов и небольшой тест-драйв.

Споры по поводу того, из какого материала рама лучше ведутся постоянно. Причем большой оценки всегда удостаивается тот материал, из которого изготовлена рама велосипеда спорщика. Все согласны, что чем легче, прочнее и долговечнее рама, тем она лучше. Поэтому при подготовке данного обзора учитывались мнения, как самих производителей, так и профессиональных велосипедистов, мнения экспертов по прочности и долговечности конструкций и материалов используемых в военной авиации и на космических станций. Поэтому материал получился очень объективным и в то же время изложен просто, без профессиональных выкладок.

Для начала рассмотрим характеристики всех металлов из которых изготавливаются рамы для MTB, это необходимо чтобы понять конструктивные особенности рам изготовленных из каждого материала. Все замечали насколько массивней выглядят рамы из алюминиевых сплавов по сравнению со стальными?

Есть у металла такой важный показатель как жесткость. У стали самая высокая жесткость - 30, у алюминия, в зависимости от сплава, этот показатель равен 10-11, а у титана 15-16,5. Чем выше этот показатель, тем металл более устойчив к деформации. Почему же не все рамы делают из стали? Ответ мы находим, сравнив плотность этих металлов - от нее зависит вес рамы. Чем выше плотность, тем материал тежелее: у стали этот показатель равен 490, у титана 280, а у алюминия 168,5. То есть сталь как в 3 раза тяжелее алюминия, так и в 3 раза жестче. А титан является «золотой серединой». Но в продаже, как мы видим, чаще всего встречаются байки с алюминиевой рамой, а рамы из титана вообще мало кто видел в живую. Но есть и еще один материал про который пока не было сказано - карбон. Его мы оставим на «сладкое».

Сталь

Это самый простой в обработке материал, используемый для горных велосипедов, чем объясняется низкая цена велосипедов со стальной рамой. Рамы из простой Hi-Ten стали делаются в Китае и Сингапуре. У были только такие рамы.

Помимо простой Hi-Ten стали используется также Cro-Mo - это хромомолибденовые сплавы. При изготовлении Cro-Mo рам широко используется технология баттинга, то есть стенки труб рамы различаются по толщине в разных местах, что позволяет их делать как прочнее, так и легче. Но и стоят такие рамы заметно дороже. Рам таких производится очень мало фирмами Kona, Jamis, Marin. Существует технология, значительно повышающая прочность стали - «закаливание на воздухе». Особенность технологии в том, что сталь при охлаждении становится прочнее, а не наоборот, как при обычной закалке.

К достоинствам хорошей (хромомолибденовой) стальной рамы относятся:

• изгибание при входе в поворот, от чего поворачивать проще
• высокая прочность и жесткость
• долговечность
• при поломке, легко можно сварить
• хороший накат

Недостатки стальной рамы:

• подверженность коррозии
• большой вес
• не подходят для тяжелых велосипедистов
• небольшие потери энергии, затраченной на кручение педалей, при езде стоя

Алюминий

Чисто алюминиевых рам нет - они варятся из сплавов с цинком или кремнием и магнием, потому что алюминий мягкий металл. Существует множество сплавов: 6061, 6065, 7000, 7005, 7009T6, 7010T6 и другие. 7000-ные сплавы имеют лушие показатели по прочности и меньше накапливат «усталость». Лучшими рамами считаются произведенные фирмой Cannondale (США), также хорошие американские рамы от GT, Scott, Specialized, Trek, Marin, немецкой фирмы Wheeler и тайваньской Giant.

Из этого материала чаще всего делают рамы нетрадиционных форм. Для компенсации низкой жесткости рамы делают большого диаметра, широко используют баттинг. Но при своих внушительных размерах алюминиевые рамы остаются намного легче стальных. Отдельно стоит сказать про алюминиевые сплавы с использованием скандия. Такие рамы по характеристикам близки к титановым, но и процесс их изготовления намного сложнее.

Достоинства алюминиевой рамы таковы:

• низкий вес
• хорошая устойчивость к коррозии
• выдержит велосипедиста любого веса
• это более скоростные и динамичные рамы: проще набрать скорость и легче ехать в гору
• большая чувствительность на дороге
• агрессивный внешний вид

Недостатки алюминиевой рамы:

• накапливают усталость, от чего не рекомендуется эксплуатировать одну раму дольше 10 лет - может внезапно сломаться
• плохой накат
• не гасят вибрации
• плохо поддаются ремонту

Титан

Титановые рамы используют в профессиональном велоспорте. И это не удивительно, так как они сочетают в себе преимущества как стали, так и алюминия, при этом срок службы составляет не один десяток лет. Высококлассные титановые рамы делают такие фирмы, как Wheeler (Германия), Mongoose (США). Они, как и алюминиевые рамы, представляют собой сплав, но более дорогой: используется алюминий и ванадий.

Достоинства титановой рамы:

• низкий вес
• высокая прочность
• гашение вибрации и смягчение ударов
• это лучшие рамы для гонок по сильно пересеченной местности
• не боится никакой погоды - не нужно красить
• нет коррозии
• сложно поцарапать
• срок службы несколько десятков лет

Недостаки титановой рамы:

• высокая цена
• небольшие потери энергии затраченной на кручение педалей при езде стоя
• отремонтировать самостоятельно практически невозвожно

Магний

Из него делаются самые легкие на сегодняшний день рамы, но в тоже время и самые недолговечные. Изготавливаются фирмами Litech (Россия), и Merida (Тайвань). Многие профессиональные велосипедисты считают этот материал крайне ненадежным. И действительно, он мало еще изучен, но широко применяется для изготовления амортизационных вилок для горных велосипедов.

Достоинства магниевой рамы:

• самые легкие рамы
• высокая прочность
• хороший накат и динамика

Недостатки магниевой рамы:

• высокая цена
• требует бережного обращения
• подвержена сильной коррозии
• ресурс 2-3 года
• недостаточная прочность (по некоторым данным)

Карбон

Этот композитный материал до сих многие считают ненадежным, а зря. Делают хорошие карбоновые рамы фирмы Trek, Cannondale, GT, Gary Fisher, Klein и другие. Карбон не металл, а углепластик - волокна углерода, склеенные между собой сильным клеем (смолой). Это единственный материал в котором можно увеличивать жесткость не только в определенном месте рамы, но и в определенном направлении, где это нужно. Конструкции из карбона можно делать любой формы без потери жесткости.

Но и карбоновые рамы бывают разные, речь идет конечно же не о сплаве, как с предыдущими материалах рам. Во-первых чем меньше смолы используется для склейки углеволокна, тем рама прочнее. Происходит это из-за того, что обычно ломаются не волокна, а матрица из смолы. Большое количество слоев разнонаправленных волокон также увеличивает прочность рамы. Карбоновые рамы бывают составные, в которых карбоновые трубы соединяются металлическими узлами с раму. Но более совершенными являются монококовые рамы, сформированные как единая деталь – они и легче, и жесче, и прочнее, и дают возможность создавать стильные рамы необычной формы.

Достоинства карбоновой рамы:

• низкий вес
• высокая жесткость конструкции
• возможность усилить жесткость в любом направлении
• простота изготовления экзотических форм
• долговечность

Недостатки карбоновой рамы:

• очень дорогие
• при недостаточно хорошей проектировки может легко сломаться
• карбоновые рамы небрендовых фирм неустойчивы к сильным точечным ударам, после которых возможно полное разрушение конструкции
• слабые в узлах, где используется металл, там же возможна и коррозия (не монококовые рамы)
• не ремонтируются

Еще на основе карбона делают комбинированные рамы, имеющие пространственный каркас из титана, магния или алюминия. За счет чего такие рамы имеют плюсы металлических рам и карбоновых, но есть и обратное мнение. Ходовые характеристики таких рам - одни из лучших в мире.

После такого подробного рассмотрения, надеемся, каждый сможет выбрать из какого материала подойдет рама именно ему. И не нужно ломать голову над вопросом: раму какой фирмы брать, мы это сделали за вас:) Посоветуем новичкам остановиться все-таки на алюминиевых, либо хромомолибденовых рамах. Все-таки титан и карбон - для профессиональных велосипедистов и стоимость таких рам в разы больше.

Качество велосипеда наравне с рамой зависит от качества комплектующих, и бесспорными лидерами, выпускающими их, являются японская фирма и американская