Амортизационные вилки для велосипеда: все что нужно знать.

Совсем недавно мы публиковали серию статей о МТБ трансмиссиях, а немногим ранее писали о педалях для МТБ и шоссе.
Что ж, настало время углубиться в тему МТБ вилок. Здесь, как и везде, всё не так однозначно, надо разбираться.

Что это такое? Зачем она вообще? 

Велосипедная вилка — это компонент, который соединяет переднее колесо с рамой велосипеда, их в конструкции две. Спереди располагается передняя, что логично. Сзади расположена цепная.
В большинстве случаев вилка имеет два пера, на нижних концах которых расположены дропауты.
Дропауты - специальные углубления или отверстия, где закрепляется ось колеса.
Верхние концы перьев между собой соединяются короной. К ней же прикреплен шток вилки, проходящий через рулевой стакан рамы. На верхнем конце штока крепится вынос удерживающий руль. 

Перья состоят из ног и штанов. Ноги, как это ни странно, вставляются в штаны, которые между собой также скреплены при помощи элемента, именуемого “гориллой”. Горилла бывает обычная, расположенная впереди по ходу движения, и обратная, расположенная с обратной стороны выполняя функцию защиты ног от грязи.
Кроме всего перечисленного конструкция может содержать в себе некоторые другие вспомогательные элементы, о которых мы распространимся немного ниже.

Нужна вилка для комфорта в движении по пересеченной местности и для обеспечения постоянного сцепления колеса с дорожным покрытием. 

Устройство, материалы

Вилок для МТБ есть великое множество. Каждая из них имеет свои особенности, связанные с ее назначением или фантазией инженера.
Пробежимся по основным аспектам.

Все вилки имеют одну общую деталь, которая не меняется нигде, никак и никогда. Речь о башингах. Выполняются из пластика на дешевых моделях или из низкофрикционных материалов на вилках среднего ценового сегмента.
Пластиковых башингов по одному в каждой штанине. В дорогих вилках башингов по две штуки в каждой ноге. Они служат направляющими и исключают люфт ног в штанах.

Самые простые и бюджетные вилки в ногах содержат две или три пружины. Две пружины сопротивляются сжатию, третья (негативная) держит первые в преднатяжении позволяя ногам легче страгиваться с места и нивелируя вероятность неприятного стука при мгновенной разгрузке колеса (прыжок с бордюра, к примеру).

Принцип работы очень простой — нажимаешь на руль, пружина сжимается, вилка проседает. Иногда в одну из пружин вставляют эластомер (резиновый пруток), который сильно ограничивает возможности сжатия пружины делая систему пригодной для райдеров большего веса.
Материал ног — сталь, покрытая никелем. Штаны из алюминия.

Следующими по сложности идут вилки с обычной стальной пружиной в одной ноге (негативная тоже есть) и картриджем амортизации в другой. Зачастую пружина располагается в левой ноге, демпфер (амортизатор) в правой, если смотреть на руль сидя на велосипеде.
Демпфер помогает избегать раскачивания подвески и подскакивания колеса при преодолении препятствий. Картридж не подлежит ремонту и обслуживанию, в случае неисправности заменяется на новый.
Материал ног - сталь в хроме или анодированный алюминий. Штаны из алюминия.

Следующий уровень — стальная пружина и “открытая ванна”. В левой ноге перемен нет, а в правой исчезает картридж. Вместо него внутри ноги залито масло, ходит шток, который это масло перегоняет через небольшие отверстия замедляя скорость сжатия и обратного хода подвески. Суть такая же, как и с картриджем, но система является обслуживаемой. Масло и уплотнительные резинки требуют регулярной замены. 
Ноги из алюминия с анодировкой, штаны из магния.

Сложность нарастает. Следующие вилки в правой ноге перемен не имеют, перемены происходят в левой. Стальная пружина убирается, появляется герметичная камера, в которую под давлением закачивается воздух. Чем больше давление, тем жестче работа.
Так получается, что роль пружины играет сжимаемый воздух. Негативная пружина стальная или титановая. 

Далее начинаются подвески с двойной воздушной камерой, таким образом убирается вторая витая пружина из стали или титана.
Зачем воздух? Да он просто-таки легче, чем сталь!
Да и комфорт воздушка обеспечивает несравнимо больший. Двойные воздушные камеры работают настолько плюшево, что момент страгивания практически неразличим.
Материалы те же. Ноги из алюминия в анодировке, штаны из магния. 

Анодировка - стойкое к истиранию покрытие, наносимое электрохимическим способом.
Дорогие вилки ради экономии веса допускают применения карбона в штоке, короне и штанах вилки. 

Настройки

Сложные вилки, которые предусматривают свое наличие на гоночной технике или технике понимающих любителей, имеют большое количество настроек. 

Блокировка (локаут). Позволяет заблокировать систему, если её работа на определенных участках пути мешает.

Преднагрузка пружины. Справедливо по отношению к стальным пружинам. Закручивание или откручивание регулятора на левой ноге делает вилку жестче или мягче. В воздушных вариантах просто изменяется давление с помощью насоса.

Низкоскоростная компрессия. Её регулировка позволяет сделать вилку устойчивой к раскачке жертвуя чувствительностью к мелким неровностям.

Высокоскоростная компрессия. Её настройка минимизирует пробой вилки, но делает сжатие в конце чрезмерно упругим.

Скорость отскока. Регулирует скорость, с которой конструкция будет возвращаться в исходное положение после отработки неровности. 

Гейт. Встречается на вилках Rock Shox. Крутилка позволяет регулировать усилие, при котором заблокированная подвеска будет страгиваться и отрабатывать неровности. Сделано для того, чтобы минимизировать эффект раскачки подвески под воздействием кручения педалей. Актуально на ровных поверхностях и при активном вкручивании в горки.

Компания Specialized разработала свою версию такой системы под названием Brain. Блокировка в этом случае отключена, но раскачка не происходит. Вилка срабатывает при наезде на неровности. Устройство у таких вилок довольно сложное, хотя и оправдывает себя невероятным комфортом. 

Технологий разных много, мы пролили свет на самые употребляемые.
Идём дальше.

Разновидности

Разновидности можно рассматривать с точки зрения дисциплин и с точки зрения особенностей конструкции.

Если говорить о дисциплинах, то самые легкие вилки встречаются в кросс-кантри.
Самые тяжелые и энергоемкие в дёрте, эндуро и даунхиле.
В даунхиле часто используют двухкоронные вилки. Вторая корона располагается над рулевым стаканом, до неё и тянутся ноги. Смотрится очень мощно и эффектно. Конечно, они очень тяжелые, но и рассчитаны на поглощение больших энергий ударов.

Теперь уделим внимание конструктивным особенностям.

Первой вспоминается Cannondale Fatty с ригидной, на первый взгляд, вилкой. Впрочем, амортизатор спрятан в штоке и закрыт гофрированной резиной.

Демпфер соединяет корону и шток. Выглядит это мероприятие так себе. Это и не удивительно, ведь на заре популяризации МТБ производители искали рабочие решения. Какие-то отваливались, какие-то приживались

Самые массовые — это классические вилки.
Разница в их конструкциях может заключаться в способах креплений элементов между собой. Изысканные варианты собираются на болтах. Классика жанра — литье и запрессованные элементы.

Самой интересной, на сегодняшний день, является вилка перевертыш. Как на мотоциклах. Штаны крепятся к короне, ноги через дропауты соединяются с колесом.
Перевертыши помогают снизить вес неподрессоренных масс. То есть, подвижная часть конструкции, где штаны ходят по ногам, весит довольно много. На движение вверх и вниз этой массы затрачивается много энергии, в том числе и энергии качения.
Перевертыш имеет меньший вес подвижной части, что положительно сказывается на качестве работы и на скоростных характеристиках. 

Споры о долговечности из-за абразива, летящего на ноги с дороги, считаю абсолютно беспочвенными, так как система себя хорошо зарекомендовала в мототехнике. А там пескоструйная нагрузка в разы выше из-за высокой скорости движения, сальники-пыльники прекрасно справляются со своими функциями.

Напоследок, снова, Cannondale. Теперь уже с одноногой вилкой Lefty.
Выглядит она очень эффектно и немного страшно. Непривычно видеть колесо, закрепленное только с одной стороны.

Если во всех вилках применяется круглое сечение труб для ног, то здесь пришли к использованию квадратного сечения.
Схема работы здесь несколько иная. Башингов здесь нет. Амортизатор есть. На ноге есть проточенные ровные площадки, на которых располагаются кассеты с роликами. По этим роликам и осуществляется перемещение ноги в штанине.
Башинги можно отнести к подшипникам трения или втулкам. В Lefty реализован линейный подшипник. Разумеется, плавность страгивания и работы в такой конструкции невообразимы

Кроме того, в компании настаивают на высокой торсионной жесткости (сопротивляемость крутящему моменту возникающему при непрямолинейном движении).
Итог. Высокая эффективность. Встречается редко. Очень редко.
Не приживается Lefty, так как очень сложна в обслуживании и требует специальных дополнительных элементов при установке на раму, что повышает ее стоимость. Но выглядит эффектно.
Последние версии такой вилки, если это название для нее вообще применимо, снабжаются электронным управлением. Настройки меняются на ходу нажатием кнопок. 

Как тут не вспомнить про систему ABS от Shimano, которая тоже будет работать от аккумуляторов. ABS это про неблокировку колес во время интенсивного томрожения, дорогие друзья) 

Недостатки

Главным недостатком всех вилок является необходимость постоянного и своевременного обслуживания с использованием дорогостоящих расходных материалов. Средняя продолжительность катания от сервиса до сервиса всего 50 часов. Те, кто ездят в длительные путешествия понимают, что в дороге такая роскошь как обслуживание вилки раз четыре-пять дней недоступна.
Многие райдеры забывают об этом моменте. Как результат — быстрое стирание анодировки из-за попадания под пыльник пыли и грязи. При попадании воды в магниевых штанах развивается коррозия, которая обнаруживается в момент, когда вилка прогнивает насквозь. И хорошо, если замечено это перед выездом.
Надо сказать, что алюминий, вопреки распространенному мнению, тоже подвержен коррозии. Как и в случае с магнием виной развитию неприятного процесса становится влага в паре со смазывающими материалами.
Посему применяются смазочные материалы при обслуживании, поставляемые производителем вилки.

Производители

Самым популярным производителем является компания Rock Shox. Хороший продукт от начального до профессионального уровня за разумные деньги.
Есть более бюджетные варианты RST и SR Suntour.
Magura многим известна по тормозным системам, однако уделяет внимание и вилкам тоже.
Manitou хорошие вилки начального и среднего уровня за небольшие деньги.
Marzocchi, X-Fusion и Fox — это элита велосипедных вилок. Они пользуются большим уважением в среде профессионалов. 

Фото: Pivot Cycles, Ibis Cycles, SRAM, Сannondale.