Керамические подшипники: плюсы и минусы, нужно ли переходить?

Мир шоссейных велосипедов каждый день полнится новыми решениями, технологиями и ухищрениями, направленными на повышение эффективности. В контексте эффективности рассматривается буквально всё: аэродинамические профили, жесткость тех или иных узлов, геометрические решения, жесткость ободьев и спиц, сопротивление качению покрышек и даже сопротивление качению в подшипниках. Да, какими бы современными шоссейные велосипеды ни были они по-прежнему ездят на стальных подшипниках. Сталь, разумеется, применяется не обычная, а специально обработанная, чтобы сопротивление качению сводилось к минимуму. Тем не менее, несмотря на развитие производственных технологий, шарики подшипников не всегда имеют одинаковый размер, одинаковую шероховатость, одинаковую твердость. То же самое касается беговых дорожек в обоймах подшипников, там тоже много артефактов, оказывающих влияние на сопротивление качению.

На этом фоне последние несколько лет ходит много разговоров о керамических подшипниках, производимых из нитрида кремния и других запекаемых материалов. Шарики в них более гладкие, разница в размерах меньше, беговые дорожки и сами шарики более гладкие, твердость компонентов керамических подшипников почти на 30% больше, чем у стальных аналогов. То есть, сопротивление качению в таких подшипниках меньше. Справедливости ради стоит также упомянуть, что керамические подшипники не всегда выполняются полностью из керамики. Довольно часто применяются стальные обоймы в паре с керамическими шариками, так получается банально дешевле. Хотя при желании и финансовых возможностях можно побаловаться полностью керамическими изделиями. Преимущество керамики сводится еще и к тому, что она не подвержена коррозии, а значит это, что узлы на подобных подшипниках требуют обслуживания реже, требуют меньше смазки и дольше служат. 

Конечно, керамика сначала стала появляться в профессиональном пелотоне, где гонщики одержимы даже самыми незначительными преимуществами. А если что-то попало в руки профессионалов, то это постепенно уходит в народ. Так стоит ли проводить апгрейд велосипеда с помощью керамических подшипников? 

Датская компания CeramicSpeed, основанная в 2007 году, специализируется на поставках керамических подшипников высокого класса для велосипедной индустрии. Её услугами пользуются многие профессиональные команды, о чем свидетельствуют соответствующие наклейки на велосипедах. Ну, и, наверное, каждый видел хоть раз в YouTube ролик, где шатуны на керамике практически не останавливаются, если придать им необходимое ускорение на стенде.

Да, наличие керамических подшипников во втулках колес, каретке и роликах переключателей экономит до 9 Вт энергии. Напомню, что порог чувствительности прожжённого гонщика находится на уровне 5 Вт, то есть, разница довольно ощутимая.

В датской компании называют два главных преимущества керамических подшипников. Первое сводится к долговечности, ведь стальные аналоги работают до 10 раз меньше. Тут стоит немного насторожиться и принять во внимание наличие отдела маркетинга в компании, хотя долговечность керамики, действительно, в разы выше, чем у стали.

Второе преимущество, на котором делает акцент CeramicSpeed сводится к снижению сопротивления качения в узлах при высоких нагрузках. Именно при высоких нагрузках, если крутить такие подшипники руками, то разница практически не будет осязаема. Добавьте сюда еще и снижение веса — керамика легче стали. В общем-то да, к этим преимуществам апеллируют, как производители, так и спортсмены. Особенный акцент в компании делают на качестве керамики, ведь плохо приготовленная и обожжённая смесь долго работать не станет из-за низких прочностных характеристик. 

Получается, что керамические подшипники являются идеальным решением, но почему же не все производители их устанавливают в свои продукты? 

В компании Hope, например, считают, что преимущества керамики незначительны на фоне увеличения финансовых затрат на конечный продукт. Алан Уэзерилл из компании Hope сообщает, что они рассматривали применение керамики в производстве компонентов. Однако увеличение производительности заметно только на оборотах, близких к 20 000 об/мин. Установка их в узлы, где редко достигается 300 об/мин, просто невыгодна, так как процентное соотношение снижения трения ничтожно мало. Кроме того, Алан акцентирует внимание на том, что твердость керамических подшипников является, как преимуществом, так и недостатком. Дело в том, что твердые шарики способны оставлять вмятины в стальных кольцах при наездах на выбоины, что неминуемо, впоследствии приведет только к повышению сопротивления качению. 

Мнение компании Hope разделяет также Пол Лью, ведущий отраслевой эксперт и генеральный директор Edco Wheels. Он считает, что керамика подходит только для высокооборотистых узлов, которых в велосипеде не наблюдается, а снижение веса ничтожно мало и стремится к нулю. В пример Пол приводит каретку, где максимум держится на уровне 130 об/мин, а потом и колесо, где максимум находится на 500-600 об/мин. А керамические подшипники становятся эффективными только на 10 000 об/мин.
Также Пол говорит, что эффект снижения сопротивления качению хорошо заметен без смазки. Наличие её в подшипнике сводит все преимущества на “нет”, а её полное отсутствие приводит к быстрому износу. 

Сачин Хамбини из компании Hambini Engineering известен своей громкой критикой качества производства современных велосипедов, особенно на каретках типа PressFit. Он высказывается о керамических подшипниках наименее сдержанно. Вот ссылка на видео, где он разносит керамику в пух и прах используя лексикон на английском языке, который лучше детям не слышать.
https://www.youtube.com/watch?v=o7iZVfSDbiA

Цена вопроса

Резьбовая шоссейная каретка стандартного размера BSA от компании CeramicSpeed обойдется в 390 долларов, тогда как Dura-Ace 9000 обойдется всего в 52 бакса. А это уже больно. Комплект подшипников от CeramicSpeed для колес Campagnolo и Fulcrum обойдется в 160 долларов, а для колес Zipp и вовсе в 260 долларов. 

Очевидно, что для среднестатистического велосипедиста переход на керамику выглядит достаточно дорогостоящим мероприятием. И всё-таки, стоит ли переходить на керамику? 

Пол Лью считает, что такие высокие цены на керамические подшипники обусловлены высокой маржой, то есть цена может быть существенно ниже. Однако его компания не спешит их предлагать потребителям, так как издержки слишком высоки и не могут оправдать приобретаемой выгоды, что противоречит системе ценностей компании.

Ну, ладно, то говорят производители с большим опытом производства узлов качения. Но какая разница, что они говорят, если попробовать-таки хочется. Я бы не стал прислушиваться и просто проехался на таком оборудовании, даже денег не пожалел бы на такой свой эксперимент. Всё же лучше рассуждать опираясь на эмпирический опыт, чем на чьи-то мнения, порой заангажированные и всегда исключительно субъективные. 

В любом случае, бремя решения по апгрейду велосипеда всё равно ляжет на ваши плечи, никуда вы от ответственности не скроетесь) 

По материалам road.cc.