Клинчерные, бескамерные и трубки: все что нужно знать о покрышках для велосипеда

Без покрышек, наполненных воздухом, велосипеды ездили бы значительно медленнее и жестче. А жаргон, присутствующий в околоколёсной тематике может вскружить голову, так что давайте будем разбираться по порядку.

Подавляющее большинство велосипедов по всему миру используют стандартную комбинацию - покрышка + камера - с которой мы все знакомы, но, когда взгляд устремляется в сторону высокопроизводительных и узкоспециализированных велосипедов, взгляд наталкивается на совершенно другие типы шин. В этой статье мы постараемся раскрыть эту тему и пояснить различия. Кстати, покрышки - это не единственный ингредиент для получения “вкусного” велосипеда. Мы это понимаем, а посему написали статью, где выбираем колёса для шоссейного велосипеда. Не благодарите)
А теперь немного исторической справки. 

История появления покрышек

 В своё время велосипеды имели твердые резиновые шины, что делало поездку по разным поверхностям весьма жёсткой и дискомфортной. В 1887 году Джон Бойд Данлоп, шотландский ветеринар, живущий в Белфасте, был первым, кто установил пневматические шины, экспериментируя с велосипедом своего сына, прежде чем перейти к более крупным колесам гоночных велосипедов. Ключевым открытием, которое сделал Данлоп, стало наблюдение, что заполненные воздухом колёса были не только удобнее, но ещё и позволяли ехать быстрее. Изобретатель провёл эксперимент, в котором он запустил два колеса через свой двор. Колесо с твёрдой резиной остановилось и упало, а с пневматической покрышкой продолжало движение пока не ударилось о ворота и не отскочило. Деформируясь рельефом дорожного покрытия, наполненная воздухом покрышка имела меньшее сопротивление качению. Да, сопротивление качению имеет и она, однако с твёрдой покрышкой эта величина не идёт ни в какое сравнение.  Данлоп получил патент на изобретение в 1888 году, но оказалось, что другой шотландец, Роберт Уильям Томсон, запатентовал пневматические шины еще в 1847 году, что лишило законной силы претензию на открытие Данлопом.

Невоспетым героем истории изобретателя стал президент ассоциации ирландских велосипедистов Харви Дю Кро. После того, как его сыновей на соревнованиях объехал велогонщик на пневматических шинах, Дю Кро обратился к Данлопу, и они основали компанию, которая использовала изобретение. Отзыв патента стал большим ударом для Данлопа, но наполнив рынок интересным продуктом, Дю Кро объеденил и получил другие смежные патенты, которые позволили компании Pneumatic Tire выжить.

Сам Данлоп вышел на пенсию в 1895 году, в возрасте 55 лет, в то время как Дю Крос остался у руля компании после последующей смены владельца. В дальнейшем название фирмы изменилось на Dunlop Pneumatic Tire, хотя сам изобретатель уже не участвовал в процессе управления. Вскоре производство диверсифицировалось и стало занимать рынок автомобильных покрышек наряду с другими резиновыми изделиями, что и позволило детищу Данлопа стать одним из крупнейших брендов и крупнейшей компанией ХХ века.

Знакомое нам название Dunlop не появлялось на велосипедных покрышках уже в течение нескольких десятилетий, однако изобретателя до сих пор помнят, как отца пневматической шины.  Наверное, в современных колёсах он увидел бы потомков своего открытия, сделанное ради комфорта собственного сына.  

Строение покрышек

Первые прототипы Dunlop состояли из резиновой трубки, сделанной путем склеивания двух краев полоски резины, прикрепленных к колесу льняной лентой, которая была прибита или закреплена болтами к колесу. Сегодняшние покрышки намного сложнее.

Тем не менее, резина используется и по сей день для удержания воздуха в колесе. Обычно эту функцию на себя берёт камера внутри покрышки, которую можно заменить или отремонтировать в случае прокола. Камеры производятся из синтетической бутиловой резины, получаемой из нефтепродуктов или из натурального каучука, который содержится в соке каучукового дерева. Впрочем, куда там этим экологическим хулиганам с их углеводородами... компания Continental планирует выпускать покрышки из одуванчиков! Вот это ребята заморочились! 

Камера расположена внутри покрышки, а тканевый корд не даёт ей раздуваться больше, чем это необходимо, таким образом в колесе создается избыточное давление. Корд, который обычно имеет нетканые волокна, расположенные под углом друг к другу, может быть изготовлен из нейлона, полиэстера, хлопка или шелка. Как правило, чем плотнее корд - измеряется в нитках на дюйм или tpi - тем лучше качество покрышки. Базовые шины имеют величину 15 или 33 tpi, а корд, применяемый в лучших образцах, обычно имеет значение 120 tpi, или даже 320tpi. Большие числа указывают, что производитель суммирует количество ниток в нескольких слоях.

Между бортом (он лежит на ободе) и протектором (он же и является беговой дорожкой) располагаются боковые стенки. На них часто наносят отражающий слой для видимости в ночное время, такое решение чаще всего встречается на городских велосипедах.

Покрышка, кроме прочего, должна иметь хорошее сцепление с дорогой, и для этого у нее есть наружный слой резины - протектор. Резину протектора получают путём смешивания с различными добавками, включая сажу и диоксид кремния, чтобы улучшить сцепление и долговечность.

Многие покрышки комплектуются дополнительным антипрокольным слоем под протектором, чтобы снизить вероятность проколов.

Основной задачей производителя покрышек является снижение сопротивления качению до абсолютного минимума. С этой целью высококачественные шины имеют тонкие стенки и протектор. Почти все покрышки обладают этими характеристиками, но детали их сборки могут отличаться. Ниже мы рассмотрим разные виды покрышек и их особенности.

За низкое сопротивление качению воюют не только производители покрышек, но и производители навесного оборудования. Мы написали статью, где CeramicSpeed презентует инновационную трансмиссию DrivEn. Всё для вас.

Клинчерные (обычные покрышки)

У такого клинчера для бездорожья, как Specialized Trigger Pro, есть выступающий рисунок протектора для хорошего сцепления на рыхлых поверхностях.

Клинчер - это стандартная покрышка, которую мы все знаем, любим и проклинаем, когда она спускает. Она имеет U-образный профиль в поперечном сечении, сформированный в окружность на специальном станке. Борт с выступом на концах профиля зацепляется за обод, который имеет ответные выступы. Корд, в свою очередь, проходит через всю покрышку заключая в себе в том числе и борта. Протектор формируется в процессе изготовления покрышки.

Большое преимущество этой конструкции и причина, по которой она доминирует, заключается в том, что ее установка и замена очень просты и не требуют высокого уровня квалификации, поэтому камера может быть заменена довольно легко и быстро, если колесо пробито. Комбинация зацепа на ободе и борта на покрышке обеспечивает защиту от разбортировки в накачанном состоянии; обычно производитель закладывает двойной запас прочности по давлению, так что покрышка разбортируется только в случае превышения критических значений. Рекомендуемое давление компании всегда указывают на боковой поверхности покрышек. Если покрышка будет накачана с меньшим давлением, она может провернуться на ободе при торможении или активном вкручивании, что повлечет за собой замену камеры, скорее всего; могут получить повреждения боковины на неровностях дороги, разрушив тем самым камеру и обод колеса; ехать на покрышке с давлением меньше рекомендуемого просто тяжело, так как она обладает большим сопротивлением качению из-за большого объема деформаций; она может разбортироваться в пути; пониженное давление способствует проколам. Повышенное давление влечет за собой разбортировку колеса, разрыв покрышки, да и ехать на таком колесе будет весьма и весьма дискомфортно; кстати, как и в случае с пониженным давлением, повышенное давление также негативно сказывается на сопротивлении качению, так как перестает деформироваться на рельефе покрытия.
Обе эти крайности могут негативно влиять как на комфорт передвижения, так и на безопасность поездки. Ведь если колесо спустится полностью или разбортируется на приличной скорости, то потеря контроля управления гарантирована.

Недостатки клинчерных/обычных покрышек заключаются в том, что они по своей природе тяжелее шоссейных трубок, так как обод становится выше для формирования зацепа, а покрышка имеет борт. Бюджетные изделия производятся со стальным бортом, дорогие - с кевларовым или аналогичным материалом, что позволяет снизить вес и компактно складывать их для хранения или перевозить в качестве запасных. 

Недостаток, который присущ не дизайну, а скорее слегка анархичной природе велосипедной индустрии, заключается в отсутствии жёсткой стандартизации из-за чего существует разбег по размерам у одинаковых колёс. Наиболее распространенный размер покрышек для шоссейных велосипедов известен как 700C, значение, которое происходит от ныне не существующей французской системы определения размеров колёс. В соответствии с системой Международной Организации по Стандартизации для определения размеров все обода и покрышки 700C имеют размер 622 мм по борту. 

Допускаем, что в процессе чтения вам часто попадается упоминание о шоссейниках, также допускаем, что это возбудило в вас интерес к этому виду велосипедов. Всё же возможно. Так вот именно по этому поводу предлагаем вам ознакомиться со статьёй, где геометрия шоссейного велосипеда описана и поясняет многочисленные вопросы, возникающие у новичков.

И ещё раз - стандарт не накладывает жёстких ограничений на размеры колёс. Вполне естественно, когда некоторые комбинации покрышки и обода сочетаются довольно легко, в то время как другие чрезвычайно сложно или даже невозможны. При сборке новых колёс всё проясняется, когда покрышка начинает туго заходить на своё место. Если их трудно установить, их будет так же трудно снять, что может стать большой проблемой, если попытаться залатать колесо по дороге на работу темным, холодным и влажным январским утром.

Трубки (шоссейные трубки)

Трубчатая шоссейная покрышка, Vittoria Corsa, имеет корд, скрепленный вокруг внутренней камеры, и не имеет удерживающего борта. Вместо этого покрышка приклеена к ободу.

Эта конструкция наиболее схожа с покрышками, продаваемыми компанией Dunlop в 1890-х годах. Корд обёрнут вокруг внутренней камеры и скреплен лентой для надежной защиты. Всё это затем приклеивается к ободу.

Самое большое преимущество такой шины в том, что она имеет незначительный вес. Без борта и седла для него на ободе трубчатые колёса всегда будут легче, чем эквивалентный клинчер, хотя разница на сегодняшний день настолько мала, что уже не имеет значения.

Если трубка прокололась во время катания, то придётся производить замену покрышки. Это подразумевает наличие запаски, традиционно привязанной к рельсам седла. Кроме самой покрышки потребуется клей, чтобы она как следует закрепилась на ободе.

Существующее положение вещей является как преимуществом, так и недостатком трубок. Необходимо заменять всю покрышку, потому что ремонт на месте невозможен, но процесс замены происходит быстрее, чем замена камеры на обычном колесе. Чтобы отремонтировать трубку, нужно найти прокол, снять защитную ленту, раздвинуть корд и вытащить участок камеры. После ремонта процесс происходит в обратном порядке, чтобы вернуть всё на свои места. Такая особенность ремонта трубок - основная причина, по которой они почти полностью исчезли за пределами большого спорта. Хотя, опять же, из профессиональных соревнований они тоже потихоньку вытесняются другим видом покрышек, который проникает всё глубже в велоиндустрию и повседневные покатушки. Но об этом позже. 

Вдруг, если вам интересно, мы написали статью про велосипеды участников Тур де Франс 2019 года, где указаны технические параметры каждого из них. Там же указаны и покрышки, на которых они штурмуют самую главную гонку года. О некоторых велосипедах, таких как Wilier Zero SLR, Specialized S-Works Shiv TT, Cube Litening C:68X, Scott Addict RC, мы писали отдельно и развёрнуто, хотя и они тоже есть в статье на пару строчек выше, а вдруг вам интересно.

 Трубчатая покрышка легко складывается и хранится или переносится как запасная.

Трубчатые колёса по-прежнему широко используются в профессиональных гонках, потому что даже с проколом движение можно продолжать, пока подъезжает машина поддержки, и, разумеется, гонщики их сами не ремонтируют и никуда их для этого не носят.

Тем не менее, некоторые спортсмены утверждают, что качественные трубки ручной работы, в частности, обеспечивают более высокие характеристики, чем клинчеры, и меньше подвержены проколам. Покрышки приобретают свои качества благодаря тонким, гибким кордам, которые могут быть изготовлены из хлопка, полиэстера или даже шелка, и тонких слоев протектора на беговой дорожке. Вместо того, чтобы покрышку вулканизировать в единое целое, как на обычных колёсах, при производстве трубок протектор крепится при более низкой температуре. Говорят, что эта технология позволяет беговой дорожке сохранять эластичность, так как процесс не способствует повышению твёрдости резины, как это происходит при вулканизации.

Бескамерка (бескамерные покрышки)

Логотип «Tubeless» - единственный способ визуально определить, что в покрышке нет камеры.

Подсказка в названии: это клинчерные покрышки, у которых нет камеры. Вместо этого шина герметично прилегает к ободу, и воздух удерживается либо резиновым слоем на внутренней стороне шины, либо жидким герметиком.

Основное преимущество заключается в том, что эти колёса невосприимчивы к определенному типу прокола, известному как укус змеи. Укус змеи происходит, когда камера попадает в складку покрышки между землей и ободом, создавая характерную пару отверстий именно в камере. Если же её нет, то не может быть и такого прокола.

Описанный прокол - головная боль для маунтинбайкеров, которые обычно используют покрышки при низком давлении для максимального сцепления, поэтому они с энтузиазмом применяют бескамерки. Змеиный укус - менее характерен для шоссейников, хотя из-за ухудшения состояния дорог, в последнее десятилетие велосипедисты стали использовать более толстые покрышки при более низком давлении, чтобы повысить комфорт передвижения.

Для бескамерных шин требуется соответствующий обод, либо без отверстий для спиц, либо со специальной лентой для обода, которая герметизирует отверстия для спиц. Борт бескамерки имеет такую форму, чтобы создавать хорошее уплотнение на ободе, а ее размеры намного точнее, чем у обычных клинчеров.

Бескамерки делятся на два типа: полностью бескамерные и пригодные для бескамерного применения. Полностью бескамерные имеют слой резины на внутренней стороне для удержания воздуха. Пригодные для бескамерного применения покрышки имеют необходимую форму бортов для герметизации на ободе, но имеют обычный корд ради экономии веса без дополнительного слоя герметизирующей резины. Добавлением 30-60 г герметика эта проблема полностью решается и вся конструкция, как правило, получается легче клинчера с камерой.

На просторах интернета, наверняка, найдутся инструкции по установке обычных покрышек на обычные обода с использованием ободной ленты и герметика. Идея отличная, но не для шоссейных велосипедов. Значения давления в шоссейных покрышках значительно выше, в связи с этим требуется высокая точность посадки колеса на обод, и это является определяющим фактором успешной эксплуатации. В противном случае - покрышка рискует разбортироваться в движении и выйти из строя. Кстати, разбортировка колеса на скорости влечет за собой и повреждение обода, который может быть выполнен из углеродного волокна. При таком раскладе покрышка становится самой меньшей проблемой. Ну, а если ситуацию рассматривать с точки зрения личной безопасности, то поврежденные покрышка и обод - вовсе ерунда. 

Hutchinson и Shimano создали специальные покрышки и обода по технологии Road Tubeless, а другие производители, в свою очередь, разработали собственное видение этой концепции. Совсем недавно компания Mavic объявила о серии колес и покрышек Road UST и представила техническую информацию в Международную Организацию по Стандартизации и Европейскую Техническую Организацию по Шинам и Ободам для ратификации в качестве стандарта, который может использовать любой производитель колёс.
Мы в статье упоминаем или о шоссейниках, или о кросскантрийном направлении. Однако есть ещё и гравийники, которые являются переходным вариантом между двумя этими крайностями, где тема бескамерных покрышек очень актуальна. Недавно представленный Cannondale Topstone очень хороший пример для изучения этой разновидности велосипедов.

Бескамерные шоссейные покрышки

С тонким протектором и только двумя слоями корда. Бескамерная шоссейная покрышка использует ту же легкую конструкцию, что и традиционная трубка.

Бескамерная шоссейная покрышка (бескамерная трубка) - это клинчер, изготовленный по тем же технологиям, что и трубка ручной работы. Терминология тут применяется маркетинговая, частично для того, чтобы объяснить высокую стоимость некоторых бескамерных покрышек.

Поклонники бескамерных шоссейных колёс говорят, что накат у них как у трубок, что и ожидается, поскольку применяются те же материалы корда с большим количеством нитей и тонкая, приклеенная вручную, беговая дорожка. Новый шоссейный велосипед SuperSix Evo от Cannondale уже с завода оснащается таким видом колёс, мы рассказывали и об этом.

Несколько лет назад производители предполагали, что бескамерные шоссейные покрышки будут одними из самых быстрых и востребованных - что подтверждается уже буквально сегодня, ведь Тур де Франс аккуратно переходит на такой вид резины. Мы писали про технологии будущего на Тур де Франс 2019 года и основные тренды, которые проникают глубже с каждым годом.
Между прочим, бескамерки в шоссейном спорте не являются единственной точкой напряжения. Не так давно было много горячих обсуждений по поводу применения дисковых гидравлических тормозов на шоссейниках, а тот же Тур де Франс показывает нам сегодня, что эта разновидность тормозов хорошо приживается. Мы уже писали про тренды шоссейных велосипедов ещё в 2018 году и рекомендуем вам ознакомиться, там затрагивается эта тема и статья до сих пор актуальна. Одобрение UCI дисковых торомозов стало основой их дальнейшего развития в шоссейном мире.

Сплошные или пенные покрышки (полнотелые)

Покрышки Tannus изготовлены из легкой пены. Отверстия предназначены для закрепления к ободу.

Различные производители делали много попыток выхода на рынок с антипрокольными покрышками, которые подходят для обычных ободов. Они могут представлять из себя сплошной кусок резины или толстый слой резины вокруг полого сердечника, а также вспененные материалы, занимающие весь объём колеса. 

Без сжатого воздуха внутри такие колёса, как правило, очень жёсткие. Чтобы оставаться на ободе, они должны плотно прилегать, что значительно затрудняет их монтаж.

Полнотелые и пенные покрышки производятся зачастую из полиуретана, а не из обычной резины, которую можно встретить на любых других видах колёс. Вот тут и проявляется их второй недостаток - недостаточное сцепление с дорожным полотном.

Единственный производитель, который, кажется, смог преодолеть некоторые из этих проблем - это Tannus, тайваньское подразделение химической компании, которая, помимо прочего, производит амортизирующие подошвы для спортивной обуви. В компании Tannus есть запатентованная пена, которую она называет Aither 1.1 и утверждает, что изготовленные из их материала покрышки не уступают таким же колесам высокого качества для городских велосипедов.

Велосипедисты, которые применяли шины Tannus, соглашаются. Как сообщается, сопротивление качению лишь немного выше, чем у пневматического собрата, а сцепление с дорогой вполне сносное.

Тем не менее, Tannus только частично решил проблемы с установкой, используя пластиковые стержни, которые проходят сквозь покрышку, чтобы удержать её на месте. Это делает процесс монтажа трудоемким, который лучше всего осуществлять в веломагазине, где есть специальные инструменты Tannus.