От геометрии велосипеда (байка) - от размеров и углов - зависят многие параметры поведения велосипеда. Зависит управляемость, устойчивость, динамика разгона, проходимость (в положительном смысле), эффективность торможения, подъём на гору и спуск с горы, возможность заниматься экстремальной ездой и проходить крутые виражи. С давних времен геометрия велосипеда однозначно и жестко определялась геометрией рамы.

На сегодняшний день, это уже не соответствует истине. Появились подвески, задняя и передняя. А, следовательно, геометрия и поведение велосипеда во многом зависят от характеристик подвески (демпфирование, жесткость, ход) и от их настроек. Чтобы не углубляться в дебри, а, всего лишь, окинуть небрежным взором знатока, этот густой лес, перейдем к рассмотрению основных моментов.

КАКИЕ ДОЛЖНЫ БЫТЬ НАКЛОНЫ И УГЛЫ БАЙКА, ВЫБИРАЕМ ПРАВИЛЬНУЮ ГЕОМЕТРИЮ ВЕЛОСИПЕДА

По большей части, задаёт посадку велосипедиста и определяет удобство педалирования. Если труба расположена вертикально и каретка расположена непосредственно под седлом, то осуществлять педалирование неудобно, бедра некуда девать. Еще одним параметром, определяемым наклоном подседельной трубы, является развесовка байка, говоря проще, распределение нагрузки между задним и передним колёсом. Чем угол наклона меньше (его отсчет производится от линии горизонта) и чем выше расположение велосипедиста, тем меньшая нагрузка ложится на переднее колесо и большая на заднее.

При крутом подъёме в гору, если велосипедист сидит в седле, нагрузка на переднее колесо велосипеда может полностью исчезнуть и произойдет потеря контакта с дорогой. А велосипедист, в это время, рискует упасть на спину. При крутых спусках, процесс происходит в обратном порядке. Происходит загрузка переднего колеса, и чем больше велосипедист смещен назад, тем более устойчивое положение занимает велосипед, и, тем самым, уменьшается вероятность упасть через руль.

Принято считать, что если угол, с которым наклонена подседельная труба, равен 73° (с погрешностью 1°…2°), велосипедисту обеспечивается правильная, удобная посадка и правильно распределяется его вес. Это утверждение действительно для идеального велосипедиста, длина бедра которого составляет 813мм (32 дюйма). Чтобы произвести дополнительную корректировку этого угла и подгонку велосипеда к реальным габаритам велосипедиста (длина ног и рук, рост…), можно произвести замену прямого подседельного штыря на выгнутый (Thomson). Или можно сдвинуть седло назад или вперед, что ещё проще. Если седло установлено правильно, в крайнем нижнем положении педали нога должна практически полностью распрямится.

КАКАЯ ДОЛЖНА БЫТЬ ВЫСОТА КАРЕТКИ ВЕЛИКА

Данный параметр определяет клиренс байка - расстояние между дорогой и педалью в тот момент, когда она находится в крайнем нижнем положении. Если клиренс слишком мал, то это не позволит вам сильно наклонить велосипед, тогда во время скоростного прохождения поворота велика вероятность того, что вы зацепитесь педалью за корень, кочку, камень, совершая ускорение при выходе из виража.

По этой причине, у велосипедов, предназначенных для разных способов катания, высота каретки над землёй имеет разную величину. К примеру, для фрирайда и DH каретку поднимают намного выше, чем в дорожниках (примерно 34…36 см). Как наглядный пример, приводитсяТаблица №1 (которую для данной статьи любезно предоставил Маджуга Алексей) в которой, на примере байков KONA, продемонстрировано изменение геометрических размеров в зависимости от стиля катания и назначения байка.

Примечание.По той причине, что в устройстве и работе задних амортизаторов, амортизационных вилок, а так же создании стабильных платформ наблюдается явный прогресс, ход амортизаторов в последние годы существенно увеличился и, велика вероятность того, что, со временем, он увеличится ещё больше.
Помимо этого, если каретка расположена высоко, выше нужно поднимать и седло, соответственно, высота велосипеда увеличивается и центр тяжести подвижной системы «велосипед + велосипедист», поднимается вверх. Нет никаких сомнений в том, что это влияет на управляемость и устойчивость. На высоком велосипеде проще держать равновесие, а при исполнении виража, угол наклона, который призван скомпенсировать при помощи силы тяжести возникающую при круговом движении (по радиусу) центробежную силу, будетБолее малым, чем у велосипеда с низкой кареткой.

Это следует из школьного курса геометрии. Соответственно, на велосипеде с высокой посадкой гораздо легче ездить по лесным синглтрекам и проще укладываться в резкие повороты. Это означает, ещё раз, чтобы пройти вираж с заданной скоростью и по фиксированному радиусу, низкий велосипед нужно наклонить вбок на более чем высокий угол. Однако, при спуске и торможении, все выглядит совершенно наоборот. Во время крутых подъёмов, спусков и при моментальном торможении с помощью переднего тормоза, на велосипеде с высокой посадкой вероятность потери равновесия, падения назад или кувырка через руль, намного увеличивается. Чтобы свести к минимуму этот неприятный эффект, стараются увеличить колесную базу байка - длину от оси переднего колеса до оси заднего.

Одновременно с этим достигается большая плавность и мягкость хода, велосипед меньше подпрыгивает на кочках, колдобинах и корнях. Но велосипед с большой колесной базой имеет большую курсовую устойчивость и хуже входит в крутые виражи, что, опять же, можно понять благодаря школьному курсу геометрии. Чтобы повысить показатели маневренности и управляемости, приходится «крутить» угол наклона рулевой трубы и делать Trail (вынос переднего колеса) меньше.

КАК ИЗМЕНИТСЯ ГЕОМЕТРИЯ БАЙКА ПРИ ЗАМЕНЕ ВИЛКИ

Стоит отметить следующий момент. Чем больше значение этого угла, тем ближе к вертикальной плоскости находятся перья вилки, тем выше скорость разгона велосипеда, и тем более качественно вилка отрабатывает всевозможные мелкие неровности и кочки на дороге. И, соответственно, если угол будет уменьшаться, перья вилки будут становиться более пологими по отношению к поверхности (острее), в следствии, ухудшается управляемость и динамика, но, одновременно с этим, вилка начинает легче переносить крупные кочки и колдобины, и они, в меньшей степени, влияют на движение велосипеда.

Для кросс-кантрийных велосипедов угол рулевой чаще всего от 71 до 69 градусов, а расстояние между осями колес – от 100 до 107 см, а в DH угол равен примерно 64…65 градусов, а длина колесной базы составляет 110…117 см (См. табл. №1). Невысокий наклон передней вилки в паре с длинными перьями, что довольно часто используется в велочопперах, приводит к значительному ухудшению маневренности велосипеда, остроты (эффективности) управления, увеличению минимально-возможного радиуса виража и заставляет поворачивать руль на более высокий угол.

TRAIL (ВЫНОС ПЕРЕДНЕГО КОЛЕСА) И ПАРАМЕТРЫ ПЕРЕДНЕЙ ВИЛКИ ВЕЛОСИПЕДА

Небольшой эксперимент. Если уставить велосипед правильной конфигурации вертикально на два колеса, взять за раму и произвести наклон в сторону, то в ту же сторону должен сам повернуться и руль. Причина этого явления кроется в геометрии рулевой колонки и передней вилки. Именно эти детали определяют расположение пары важных точек между собой. Точки А - точки контакта дороги и переднего колеса, и точки В – точки пересечения оси, проходящей через рулевую колонку, и дороги. Взаимное расположение этих точек определяет не только направление поворота руля во время наклона велосипеда, но и его управляемость, курсовую устойчивость, стабильность при виражах, строгость управления и многое другое. Байки можно условно разделить на два вида: АВ и ВА. Велосипед АВ-типа, это тот, в котором точка касания переднего колеса и дороги располагается впереди точки В(рисунок №2а). Велосипед ВА-типа - тот, в котором точка А находиться позади точки В(рисунок №2б).

Если наклонить велосипед АВ-типа в одну сторону, то руль повернется в противоположную сторону и, по вполне понятной причине, точка А, в которой прикладывается сила трения, будет находиться ближе, чем ось рулевой трубы (точка В). Велосипед, если осуществлять поворот без рук, сложится пополам, как книжка, и со стуком упадет на землю. Совершенно по-другому реагирует на наклон велосипеда переднее колесо и руль велосипеда ВА-типа - они будут клониться в сторону наклона байка сами и без помощи рук.

А при сбалансированных углах и размерах, велосипед будет возвращаться в вертикальное положение именно так, как если бы его руль поворачивали руками, рулю только нужно немного помочь, подправить его в правильном направлении, и все получится просто великолепно! По данной причине байков АВ-типа в магазинах не найти.

ТЕПЕРЬ НЕМНОГО О ГЕОМЕТРИИ ПЕРЕДНЕЙ ВИЛКИ.

Исполнения, которые изображены наРисунке №3, а) и б), дадут нам чрезмерно большое расстояние от точки А до точки В, что вызывает эффект сверх устойчивости байка. Чем длиннее расстояние от одной из этих точек до другой, тем более высокий момент силы, осуществляющей поворот переднего колеса и, естественно, руля в ту же сторону, в которую наклонен велосипед. Результат понятен, вертикальная и курсовая устойчивость достаточно хороши, а управляемость хуже некуда. По этой причине, чтобы уменьшить расстояние между этих точек, вилку на байках изгибают вперед,Рисунок №3, в).

Однако, даже если велосипед оснащен прямой вилкой, то меняется её наклон, по отношению к оси, проходящей сквозь рулевую колонку, или петухи, к которым монтируется переднее колесо, сдвигают вперед.Рисунок №4. Расстояние от оси, проходящей сквозь втулку переднего колеса, до оси рулевой колонки, имеет разные названия, и Fork Offset, и Rake, а у нас иногда можно наткнуться на выбег, смещение или вылет вилки. Значение величины вылета вилки R, чаще всего, укладывается в значение от 30 до 50 миллиметров.

Если вылет вилки, угол оси, проходящей сквозь рулевую колонку, и реальный диаметр (если учитывать толщину и деформацию шины) колеса известны, то с легкостью можно произвести расчет расстояния между точками В и А. Данное расстояние называют Trail-ом или выкатом (выбегом) переднего колеса, случается, что его можно отыскать в каталогах. В итоге, при известном Trail-е, можно рассчитать коэффициент управляемости (устойчивости) (Ку), который равняется: Trail-у (Т), деленному на сумму того же Trail-а и длины колесной базы велосипеда (G), результат проведенных операций умножается на 100%. Посмотрим на формулу: Ку=(Т/)*100%(1), нет ничего сложного. У современных моделей велосипедов Ку находиться в пределах 5 … 7,5 %, и обычно выбирается значение, наиболее приближенное к границе устойчивости. Причина этого достаточно проста - велосипед такой конструкции легче в управлении.

КАК МЕНЯЕТСЯ ГЕОМЕТРИЯ ВЕЛОСИПЕДА ВО ВРЕМЯ РАБОТЫ АМОРТИЗАТОРОВ

В момент, когда происходит торможение и велосипед клюёт носом во время сжатия амортизационной вилки, колесная база уменьшается, но, в то же время, Trail ещё больше уменьшается, а следовательно, становиться меньше и Ку. Получается, что во время торможения, управляемость велосипедов становится больше, но падает устойчивость. Та же ситуация наблюдается и при педалировании стоя, в момент, когда велосипедист приближает корпус ближе к рулю и во время спуска с горки, особенно, если осуществляется интенсивное притормаживание передним колесом.

Теперь, если нагрузить багажник тяжелым грузом (красивой девушкой) или сделать меньше ход заднего амортизатора (установить менее длинный амортизатор) у двухподвеса, то положение изменится на прямо противоположное. Trail станет больше, Ку повысится, велосипед будет более устойчив, но управлять им станет труднее. Это, без сомнений, знакомо большинству вело-туристов. С плотно нагруженным багажником, велосипед едет уверенно, как танк, в особенности, если набран хороший разгон. Но осуществить поворот или проезд по извилистой тропинке с невысокой скоростью, ой как непросто.

Сегодня многие байки, предназначенные для экстрима, оснащены длинными дропаутами задних перьев, дающими возможность в широких пределах сдвинуть заднюю ось или установить колесо, имеющее меньший диаметр, вместо 26-ти - 24 дюйма. Никого не удивит тот факт, что во время этого изменяется управляемость и устойчивость велосипеда.

В продаже уже есть первые трейловые велосипеды, геометрия которых изменяется прямо во время езды, причем в широких пределах. К примеру, новинка сезона, велосипед BIONICON EDISON. При помощи промышленного клапана, применяемого в устройствах пневмолиний и пневмоавтоматики, можно изменить геометрию рамы на 6 градусов! Наклон рулевой трубы – от 67,5° до 73.5°. Наклон подседельной трубы от 71°до 77°. Ход переднего амортизатора от 69 до 147 мм, ход заднего амортизатора 142 мм при учете колёсной базы в 1056 мм. Теперь, на одном велосипеде можно и эффектно съезжать с крутого склона, и катить в стиле кросс-кантри.

Тюнинг байка или как улучшить ездовые качества велосипеда Замена заднего амортизатора и передней амортизационной вилки на более короткие или длинные влияет на управляемость и устойчивость велосипеда. Это обязательно нужно учесть.

Продолжительность верхней трубы - это расстояние от оси подседельного штыря до оси рулевой трубы. Данное расстояние, совместно с длиной выноса, по большей части, определяет посадку велосипедиста. Помимо этого, размер верхней трубы существенно влияет на развесовку байка. Труба большой длины позволяет разгрузить переднее колесо, из-за чего могут возникнуть проскальзывания во время поворотов. Более короткая верхняя труба может стать причиной того, что колени будут цепляться за руль во время педалирования способом танцовщица. Люди, которые предпочитают ездить в стиле кросс-кантри, обычно выбирают трубу подлиннее, с длинным выносом (от 100 до 130мм), чтобы получить низкую, растянутую посадку.

Это затрудняет прохождение крутых поворотов и преодоление затрудненных участков, однако, основная борьба, чаще всего, происходит во время подъемов. Для фрирайда и скоростного спуска используют сочетание слегка укороченной верхней трубы и короткого выноса. Благодаря этому, на склоне велосипедист переносит свой вес далеко назад, тем самым, обеспечивая верное распределение нагрузки на каждое колесо. Помимо этого, дополнительная загруженность переднего колеса, при перемещении велосипедиста слегка вперёд, поможет преодолевать технически сложные участки.

УГОЛ НАКЛОНА ВЕРХНЕЙ ТРУБЫ БАЙКА

Прежде всего, определяет высоту стендовера - расстояние от верхней трубы велосипедной рамы до жизненно необходимых органов велосипедиста. Этот параметр очень важен для экстремальных видов спорта.

Помимо этого, становится меньше строительная высота велосипедной рамы, вследствие чего, еще больше её прочность и жёсткость, что важно для прыжковых дисциплин и жесткого фрирайда. В последнее время стало модным использовать заниженную верхнюю трубу в кроссовых и шоссейных велосипедах. Это дает возможность произвести уменьшение размеров производимых рам и их массы.

ДЛИНА НИЖНИХ ВЕЛОСИПЕДНЫХ ПЕРЬЕВ

Длина нижних перьев определяется по параллельной горизонту линии, от оси задней втулки до оси каретки, длина которых оказывает влияние на динамику велосипеда и его развесовку. Причем, неважно, находится велосипедист в сидячем или стоячем положении, этим и отличается влияние длины нижних перьев на развесовку и влияние, оказываемое наклоном подседельной трубы. Потому что, когда велосипедист встает с седла, угол наклона подседельной трубы перестает влиять на распределение тяжести между колёсами.

Перья небольшой длины повышают нагрузку на заднее колесо и способствуют увеличению его сцепления с дорогой, и, одновременно, делают более компактным, жестким и поджатым задний треугольник. Велосипед легче едет в гору, более быстро преодолевает повороты и шустрее разгоняется. Для турингов и прогулочных велосипедов база, чаще всего, увеличена и растянут задний треугольник. Это делает хуже динамику и заставляет прикладывать больше энергии, чтобы подняться в гору. Но на эти жертвы приходится идти для того, что бы на багажнике разместить объемный и тяжелый вело рюкзак и не цепляться за него пятками во время вращения педалей.

И ещё несколько слов по поводу различия в геометрии велосипедов в соответствии с разными стилями катания.
Чем больше велосипед заточен для скоростного спуска и жесткого фрирайда, тем более длинным будет ход амортизаторов, более острым наклон рулевой трубы, более высоким расположение кареточного узла и длиннее колесная база. Велосипед для дерта выделяется укороченной подседельной трубой, заниженным стендовером (расстоянием от центра подседельной трубы до земли) и коротким выносом. Это обеспечивает безопасность и удобство велосипедиста во время выполнения трюков и прыжков, и более высокую прочность рамы велосипеда.

Сегодня мы поговорим о всевластной царице в мире велосипедных рам – геометрии. Итак, быстрее под кат!

На самом деле большинство велосипедистов имеют довольно косвенное представление о геометрии велосипедной рамы. Нет, они все, конечно, знают, что такое ЕТТ и преимущества наклона верхней трубы. Но часто читая даже мудренный обзор велосипеда от очень опытного гонщика начинаешь понимать, что человек описывает раму на основе своих эмоций, большинство которых можно предугадать по конструкции рамы. Постигать всю науку велосипедных геометрий мы не будем, так как у меня есть сомнения, что вы хотите стать инженером-проектировщиком велосипедов, но основные нюансы постараемся охватить.

Для начала давайте выясним, какие есть компоненты рамы. Большинство современных рам базируются на одном типе – «бриллиантовом». Название подобного типа рам произошло из-за схожести двух треугольников, которые образуют раму на подобие бриллианта. В таких рамах треугольники уже давно перестали быть треугольниками, но название прижилась, и им еще пользуются. Существуют еще открытые рамы («женские»), лигерад, кантиливерные, лежачие, крестообразные, фермовые, монококи, складные, тандемы, пенни-фартинг и еще несколько тысяч разновидностей.

Классическая «бриллиантовая» рама состоит из следующих труб – верхней, нижней, подседельной и пары перьев. Вот они “собственной персоной”:

S/T – подседельная труба, T/Ta – верхняя труба, T/Th – эффективная длина верхней трубы, С/S – нижние перья, F/R – смещение вилки, H/T ang – угол наклона рулевой трубы, S/T ang – угол наклона подседельной трубы, W/B – база

Некоторые дополняют этот список еще и подседельным стаканом, но это не столь существенно. Значительно более интересен угол наклона рулевой трубы, который отсчитывается от горизонтали. Чем больше этот угол и чем ближе к вертикали стоят перья вилки, тем быстрее разгоняется велосипед, и тем лучше вилка отрабатывает мелкие неровности дороги. И наоборот, чем угол меньше, чем более полого (острее) расположены перья вилки к поверхности, тем хуже динамика и управляемость; зато вилка легче проглатывает крупные колдобины и кочки, и они меньше влияют на движение байка. Если в кросс-кантри угол рулевой обычно 71-69 градусов, а длина колесной базы – 100-107 см, то в DH (Down-Hill – скоростной спуск с горы) это соотношение будет около 64-65 градусов и 110-117 см. Малый угол наклона передней вилки в сочетании с большой длиной перьев, как у велочопперов, приводит к ухудшению маневренности, эффективности управления, увеличению минимального радиуса виража и необходимости поворачивать руль на больший угол.

Что еще серьезно влияет на управляемость велосипеда? Амортизация. В момент торможения, когда байк «клюет носом» при сжатии амортизационной вилки, база уменьшается. В результате байк становится более управляемым, но менее устойчивым. Если нагрузить тяжелым грузом багажник или уменьшить ход задней подвески (поставить более короткий амортизатор) у двухподвеса (велосипед с передними и задними амортизаторами), ситуация поменяется на противоположную. Байк станет более устойчивым, но им будет труднее управлять. Не так давно появились велосипеды, геометрию которых можно менять практически «на ходу». Хотя, по сути, ноу-хау состоит в том, что в задней подвеске поворачивается один болт, но он изменяет угол соединения частей этой самой подвески, что дает вам два разных велосипеда по ощущениям. Вдобавок меняется угол наклона рулевой колонки, так что разницу поймет даже ребенок. Нужна ли такая система – вопрос хороший, но его следует оставить для другого разговора.

Одна из главных труб – верхняя. Она своей длиной определяет посадку велосипедиста. Длина верхней трубы определяется как расстояние от оси рулевой трубы до оси подседельного штыря. Кроме этого, длина влияет на распределение массы велосипеда. Длинная труба способствует разгрузке переднего колеса, из-за этого могут начаться проскальзывания при поворотах. А короткая приводит к тому, что колени задевают руль при педалировании способом «танцовщица». Любители кросс-кантри выбирают длинную трубу и длинный (100-130 мм) вынос для получения низкой, растянутой посадки. Это усложняет прохождение поворота и преодоление сложных участков, но ведь главная борьба обычно происходит на подъемах. Для скоростного спуска и фрирайда сочетают слегка укороченную верхнюю трубу с коротким выносом. Поэтому на склоне райдер сдвигается больше назад, чем обеспечивает правильное распределение нагрузки между колесами. Кроме того, дополнительная загрузка переднего колеса, когда райдер слегка перемещен вперед, помогает проходить техничные участки.

Как всегда, важен еще и угол расположения верхней трубы, который, прежде всего, задает высоту стендовера – расстояния от верхней трубы рамы до земли – и величину безопасного расстояния от жизненно важных органов байкера до верхней трубы рамы. Это очень важно в экстремальных видах спорта. Кроме того, при уменьшении высоты рамы возрастает ее жесткость и прочность, что играет важную роль в прыжковых дисциплинах и жестком фрирайде. В последнее время заниженная верхняя труба используется в шоссейных и кроссовых велосипедах. Это позволяет уменьшить количество размеров выпускаемых рам и их вес.

На правильную развесовку влияет и наклон подседельной трубы. Если труба расположена вертикально и каретка находится точно под седлом, крутить педали будет очень неудобно. Если двигаться в другую сторону – уменьшать угол между трубой и горизонталью, – больше будет нагрузка на заднее колесо, и меньше – на переднее. На крутом подъеме, если байкер сидит в седле, переднее колесо может полностью разгрузиться и потерять контакт с дорогой. А на крутых спусках все происходит с точностью наоборот. Переднее колесо загружается, и чем дальше назад смещен байкер, тем устойчивее велосипед и меньше вероятность падения через руль. Считается, что угол наклона подседельной трубы в 73 градуса (плюс-минус 1-2 градуса) обеспечивает правильную, удобную посадку и распределение нагрузки. Этот угол точно подобран для идеального байкера с длиной бедра 32 дюйма (813 мм). Для большего удобства и подгонки байка к велосипедисту с индивидуальными ростом, длиной рук и ног и т.д. можно заменить прямой подседельный штырь на изогнутый. Или просто сдвинуть седло вперед или назад. При правильно установленном седле нога в нижнем положении практически полностью распрямляется, что обеспечивает максимальную эффективность при педалировании.

На развесовку влияет не только угол подседельной трубы, но и длина перьев заднего треугольника (если он, конечно, есть). Короткие перья нагружают заднее колесо и увеличивают его сцепление с грунтом, а также делают задний треугольник более компактным, поджатым и жестким. Байк легче взбирается в гору, быстрее проходит повороты и разгоняется. У прогулочных велосипедов и турингов база обычно увеличена, и задний треугольник растянут. Вследствие этого ухудшается динамика, и ехать под горку ощутимо сложнее. На этот компромисс в таких велосипедах идут из-за необходимости разместить сзади багажник, который при нагрузке “баулом” не будет зацеплять пятки велосипедиста.

При выборе рамы в большинстве случаев пользуются двумя цифрами – ростовкой (длина подседельной трубы) и ЕТТ (эффективная длина верхней трубы или горизонтальное расстояние между центром рулевого стакана и центром подседела). Первая просто определяет, подходит вам такой велосипед или нет, ведь если рама рассчитана на наездника в 160 см ростом, а на нее сядет 2-метровый гигант, будет немного неудобно. Вторая цифра отвечает за предназначение велосипеда: если она мала – велосипед прогулочный и посадка максимально прямая, если ЕТТ большая – то на раме можно ездить только «лежа», что очень эффективно, но не всем удобно.

Порой я встречаю мнения, что геометрия современных велосипедов шагнула намного вперед и все эти правила скоро можно будет выбросить в мусор. И если с первой часть я полностью согласен, то вторая пока что просто смешна. Да, уже сейчас есть конструкции велосипедных рам, которые способны немного «обмануть» физику поведения велосипеда. Но все они предназначены для очень узкого круга профессионалов, да и в обычном пользовании не очень удобны.

А что же остается нам, простым смертным? Да все то же – при покупке велосипеда брать с собой транспортир с рулеткой и выбирать велосипед, который максимально нам подходит!

, 28 Авг 2015

Самый важный элемент в велосипеде и от её формы и параметров зависят ваши будущие успехи. При проектировании рам в её форму вкладываются не только дизайнерские решения, но и сложнейшие математические расчёты, от которых зависит как прочность, так и специфические характеристики велосипеда. Велосипедисту хоть и не обязательно разбираться в тригонометрии, но знать за что отвечают различные параметры в раме он должен.

Геометрия рамы влияет на следующие характеристики велосипеда:

Безопасность - наверное самый важный параметр. В первую очередь зависит от размера рамы. Очень важен при эксплуатации велосипеда в экстремальных условиях, например при катании по пересеченной местности. Но и в обычных условиях городских покатушек, встречаются ситуации, при которых геометрия рамы может сыграть большую роль в обеспечении безопасности велосипедиста;
Накат, динамика - от этого параметра зависят энергозатраты на преодоление дистанции. Очень важен при катании на длинные дистанции;
Устойчивость - чем лучше, тем легче ехать на велосипеде. Отвечает за возможность удержать траекторию движения, при воздействии окружающих факторов (плохая дорога, ветер и т.д.);
Маневренность - параметр позволяет проходить сложные маршруты за минимальное время и с минимальными энергозатратами. Другими словами позволяет проходить повороты по маленькому радиусу.
Распределение веса, равномерность - параметр влияющий на пропорциональность распределения веса между передним и задним колесом, при движении под разными углами. Важен при для туристов, которые нагружают заднее колесо тяжёлыми рюкзаками;
Прочность - параметр влияет на способность рамы выдерживать нагрузки.

Нельзя создать универсальный велосипед, подходящий для всех, так как перечисленные параметры взаимосвязаны друг с другом. Если мы будем улучшать один из параметров, другой будет ухудшаться. Главная задача производителей подобрать лучшее сочетание параметров для различных велосипедных дисциплин, а вам остаётся только подобрать, из огромного разнообразия предложений, ту раму, которая соответствует вашим потребностям.

Геометрия рамы

На рисунке изображены разнообразные параметры, влияющие на возможности рамы. Эти параметры должен предоставлять каждый производитель в документах к продукту или на сайте. Кто-то выкладывает все, кто-то только необходимые части. Я попробую описать, на что влияют все длины и углы в геометрии рамы велосипеда:

S/T c-t - расстояние от центра до . Влияет на , параметр на который в первую очередь надо обращать внимание при выборе рамы. Чем короче это расстояние, тем жёстче кареточный узел, при нажатии на педаль рама меньше деформируется. Увеличивается Безопасность , так как верхняя труба рамы проходит ниже, уменьшается опасность удара о неё. Но при этом увеличивается длина , что может привести к его поломке;
W/B - колёсная база велосипеда, расстояние между осями переднего и заднего колеса. Влияет на Устойчивость и Манёвренность велосипеда. Чем длиннее база велосипеда, тем больший радиус нужен ему для поворота, соответственно ниже манёвренность, но тем больше устойчивость;
S/T ang. - угол между подседельной трубой рамы и её горизонталью. Чем он больше, тем более вертикальное положение принимает подседельный штырь. Влияет на удобство при педалировании, рассчитывается из размера рамы и обычно равен 73 градусам. Некоторые фирмы пытаются его изменять для более правильного распределения веса в зависимости от стиля катания. При уменьшении угла, увеличивается нагрузка на заднее колесо (улучшается сцепление с дорогой), посадка вытягивается. Педалирование становится более неудобным, а при движении в гору есть вероятность перевернуться. Самое главное этот угол теряет значение в случае, когда велосипедист педалирует стоя;
T/T h - расстояние от центра рулевого стакана до центра подседельной трубы. Чем короче это расстояние, тем более вертикальная посадка будет у велосипедиста, соответственно более комфортная. База велосипеда при этом также уменьшается, а распределение нагрузки увеличивается в сторону переднего колеса. Однако при педалировании стоя, в лучшем случае, колени будут задевать руль, а в худшем вообще станет невозможно так ехать. Особенно если это расстояние уменьшено за счет увеличения S/T ang. (угла подседельного штыря). При езде в гору, стоя из-за уменьшения этой длины снижается нагрузка на заднее колесо, ухудшается динамика , рулить при нагруженном переднем колесе становится сложнее. Из-за этого на шоссейных велосипедах эту длину длину стараются сделать больше (причем не за счет угла S/T ang. ), что позволяет спортсменам лучше педалировать стоя в гору - это залог победы в соревнованиях;
T/T a - длина верхней трубы рамы. Чем больше она отличается от T/T h тем ниже она опущена. Некоторые производители не указывают этот параметр, или заменяют его на угол наклона верхней трубы;
H/T - высота рулевого стакана. От этого параметра зависит то, насколько рама нужного размера подходит для вас (особенно при выборе маленьких размеров). Так как длина вилок для всех размеров рам одинаковая, а для увеличения безопасности необходимо делать раму как можно ниже, получается, что этого можно добиться только уменьшением параметров S/T c-t и высоты стакана . Так что выбирая велосипед маленького размера обратите внимание, чтобы высота стакана была минимальной;
H/T ang. - угол между вилкой и горизонталью рамы. Чем больше этот угол, тем более вертикальный наклон у вилки. Этот параметр влияет практически на всё:

Устойчивость - чем меньше угол, тем больше база велосипеда. При вращении руля увеличивается момент, возвращающий в вертикальное положение велосипед. Уменьшается вероятность заноса переднего колеса;
Маневренность - при увеличении угла, уменьшается база велосипеда. Велосипед легче проходит повороты, стиль езды становится более агрессивным;
Накат, динамика - при увеличении угла, уменьшается тормозящий момент при кручении руля и амортизационная вилка меньше работает в вертикальной положении;
Безопасность - чем меньше угол, тем лучше велосипед держит дорогу. Ниже опускается рулевая труба и ниже становится рама. Вилка лучше реагирует на ухабы и уменьшается опасность перелететь через руль;
Равномерность распределения веса - чем больше угол, тем меньшая нагрузка идёт на переднее колесо;
Прочность рамы - чем больше угол, тем больше нагрузки идет на раму и меньше на вилку, и наоборот.

Два примера:

Для шоссейного велосипеда на первом месте стоит скорость, накатистость и КПД - угол вилки равен 73-74 градуса;

В велосипеде для даун-хилла важна максимальная устойчивость, четкость при прохождении виражей, безопасность - угол вилки равен 62-64 градуса.

F/L - длина велосипеда. Практически у всех вилок одинаковая;
B/B - зазор между центром каретки и горизонталью рамы. Чем ниже находится каретка, тем ниже центр тяжести, тем легче ехать на велосипеде. Однако появляется опасность задеть педалью за кочку, снижается безопасность ;
C/S - длина пера рамы, влияет на распределение веса . Чем короче перо, тем лучше динамика (независимо от того, стоя или сидя педалирует велосипедист) и сцепление заднего колеса с дорогой. Однако при перевозке грузов на велосипеде с короткими перьями появляется опасность перевернуться на подъёме;
F/R - зазор между осью вращения вилки и осью колеса. Отвечает за возврат колеса в первоначальное положение за счет энергии поступательного движения. Чем больше, тем легче ехать без рук. Одинаковое практически для всех вилок.

К подбору рамы следует особенно внимательно подходить к её геометрии. Это та основа, которая позволит вам добиваться лучших результатов в выбранной дисциплине.

Рама - основная часть велосипеда. Она должна быть прочной, обеспечивая необходимую жесткость всей конструкции, и легкой. При этом еще и достаточно дешевой. Учитывая, что цена рамы составляет, в среднем, треть от цены готового байка. Производители стараются получить оптимальные характеристики велосипеда сочетанием материала, из которого изготавливают раму, и подбором ее геометрических характеристик - длин труб и углов между ними.

Некоторые ее характеристики и их влияние на поведение велосипеда в поездке мы попытаемся объяснить. Этот материал можно так же рассматривать как справочник по терминологии.

Геометрия рамы байка определяет несколько его характеристик:

Стабильность

Cпособность сохранять прямолинейное направление движения. Более длинный и низкий велосипед более стабильный.

Зависит от следующих характеристик:

Длины верхней трубы. Чем она длиннее - тем байк более стабильный, но менее маневренный.
Колесной базы. Чем больше - тем стабильнее.
Высоты каретки. Увеличение высоты уменьшает стабильность, но повышает проходимость.

Маневренность (управляемость)

Скорость реакции на действия велосипедиста. Его способность быстро менять направление движения. Чем короче рама - тем более маневренный велосипед.

Зависит от большего числа параметров:

Длина верхней трубы. Более короткая труба обеспечивает большую маневренность, но меньшую стабильность.
Колесная база. Чем меньше база - тем больше маневренность, но меньше стабильность.
Длина задних перьев. Чем они короче, тем байк становится более маневренным.
Длина выноса. Аналогично предыдущей характеристики, более короткий вынос улучшает маневренность, а более длинный делает повороты труднее и непредсказуемыми.
Рулевой угол. Чем он ближе к вертикали (больше), тем более маневренный велосипед.
Уход вилки. Эта характеристика связана с предыдущим параметром. Соответственно чем меньше уход - тем лучше маневренность.
Зазора вилки. Чем он меньше, тем лучше управляемость.

Сцепление колес с дорогой

Переднее и заднее колеса имеют разное сцепление с поверхностью дороги. Большую роль в этом играют велосипедные .

Распределение веса велосипедиста по колесам выглядит примерно так: 35% веса приходится на переднее колесо и 65% на заднее.

Сила сцепления заднего колеса с поверхностью зависит от дизайна и геометрии конкретной рамы и, соответственно, от правильности распределения веса велосипедиста, т.е. от:

Длины задних перьев. Чем более короткие задние перья, тем сильнее сцепление с поверхностью - велосипедист сильнее давит своим весом.
Подседельного угла. Чем меньше угол, то есть подседельная труба отклонена больше назад, тем больше велосипедист давит своим весом на заднее колесо и сильнее сцепление с поверхностью.
Колесной базой. Чем она меньше - тем сильнее сцепление.

Боле подробно о функциях переднего и заднего колеса в управлении велосипедом описано в статье

Теперь немного более подробно рассмотрим каждую характеристику.

Размер рамы. Это один из главных факторов при выборе велосипеда. От него зависят все остальные размеры. Более подробно вопросы выбора размера рамы рассмотрены в статье .
Длина верхней трубы. Влияет на стабильность и маневренность байка. Чем она длиннее, тем более стабильный байк, но менее маневренный. От нее зависит и посадка велосипедиста - более вертикальная или ближе к горизонтальной. Очень сильно влияет так же и на распределения веса по всей конструкции. Если у Вас длинные руки или торс, то нужно выбирать велосипед с длинной трубой. Но при этом учтите, что иногда можно просто поменять (сделать его побольше или поменьше), сдвинуть назад или докупить изогнутый назад для .
Колесная база - это расстояние по горизонту между осями колёс. Аналогично предыдущей характеристике влияет на стабильность и маневренность. Чем больше база, т.е. велосипед длиннее - тем лучше стабильность и, соответственно, меньше маневренность велосипеда.
Длина задних перьев. Расстояние между осью задней втулки и кареткой по линии горизонта. Влияет на управляемость и сцепление с дорогой заднего колеса. Чем они меньше - тем более управляемый велосипед (он становится короче) и больше сила давления на заднее колесо. Соответственно повышается сцепление с поверхностью дороги. При коротких перьях байк легче поднимается в гору, маневреннее на поворотах, быстрее разгоняется, имеет меньшую пробуксовку.
Подседельный угол - это угол между подседельной трубой () и горизонтом. Оказывает влияние на посадку велосипедиста и сцепления заднего колеса с дорогой. Чем меньше угол (подседельная труба сильнее отклонена назад) - тем сильнее велосипедист давит своим весом на заднее колесо и лучше сцепление, но при этом уменьшается скоростная сила. Более крутой угол смещает вес тела вперед, увеличивая давление на руки и переднее колесо.
Высота каретки (зазор, дорожный просвет, клиренс). Расстояние между дорогой и центром каретки. Влияет на стабильность и проходимость. При низком зазоре выше стабильность, легче тормозить, но ниже проходимость, большой риск зацепиться педалью за кочку, землю или дорогу при повороте. Чем ниже каретка - тем ниже центр тяжести и, следовательно, велосипед легче поворачивать. Влияет она и на диаметр колес, которые можно будет установить. У горных велосипедов зазор больше, чем у дорожных и шоссейных.
Длина выноса. Измеряется как расстояние от центра рулевой колонки до . Влияет на посадку велосипедиста и управляемость. Опять же, чем больше вынос, тем более горизонтально будет сидеть велосипедист, что более удобно при длительных поездках. Более подробно о выносе руля описано в статье на нашем сайте: " "
Рулевой угол. Измеряется как угол между горизонтом и линией рулевой колонки. Чем больше угол, тем лучше управляемость и быстрее разгон, а вилка лучше обрабатывает мелкие неровности дороги. Связан со следующим параметром.
Уход вилки. Расстояние между точкой соприкосновения с дорогой линии, проведенной через рулевую колонку, и точкой касания переднего колеса с поверхностью дороги. Связан с предыдущей характеристикой. Чем меньше значение ухода вилки - тем лучше маневренность. Если есть передний амортизатор, то этот параметр меняется в зависимости от ситуации на дороге.
Зазор вилки. Расстояние по горизонтали между центром втулки переднего колеса и воображаемой линии, проведенной через рулевую колонку. Вообще это характеристика вилки, но вместе с рулевым углом и длиной выноса влияет на управляемость велосипеда. Чем он меньше - тем лучше управляемость. Более длинный зазор придает большую стабильность.

Геометрия труб при производстве велосипедных рам

Немного хочется остановиться на геометрии труб, используемых для производства рам.

При производстве современных моделей используют трубы большого диаметра.

Почему больший диаметр труб предпочтительнее? Законы физики говорят, что при увеличении диаметра трубы в два раза ее жесткость повышается в восемь раз (кубическая зависимость), а при увеличении толщины стенки трубы в два раза ее жесткость увеличится так же в два раза. Т.е. для увеличения жесткости конструкции и при минимизации при этом веса - увеличение диаметра трубы предпочтительнее.

У таких труб выше жесткость на изгиб, даже при снижении толщины стенок, что, в свою очередь, ведет к снижению общего веса изделия. Но делать стенки очень тонкими опасно, так как это может привести к смятию при серьезном ударе. Считается, что минимальная толщина стенки стальной трубы может быть 0,4 мм, а алюминиевой 0,8 мм. При математическом моделировании и проведении прочностных расчетов было выяснено, что нагрузки на раму неравномерные. Наиболее сильные напряжения на концах - в местах сварки, а минимальные в центре. Тогда производители пошли по пути использования баттированных труб (butted tubing). У них различная толщина стенок в разных участках. Например, при производстве велосипедных рам используют трубы с большей толщиной стенки на концах и меньшей в середине.

Баттирование бывает одинарным, двойным (double butted) или тройным (triple butted).

При одинарном баттинге один конец трубы имеет имеет большую толщину стенок, чем другой. При двойном - оба конца трубы с более толстыми стенками, чем середина, а при тройном - труба имеет три различных толщины по всей длине.

Однако, производство баттированных труб более дорогое и в моделях среднего ценового диапазона их не используют. Вместо этого используются трубы с профилированным сечением - овальным, треугольным и т.д., причем часто одно сечение плавно перетекает в другое. У них лучше параметры жесткости, чем у круглых, даже при уменьшении толщины стенок.

Получают такие трубы методом гидроформинга - формовка труб путем помещения их в специальные матрицы и закачки им внутрь воды или специального масла под высоким давлением. При этом труба принимает форму матрицы, в которую ее поместили.

Например, на приведенной фотографии видно, что у городского женского велосипеда Formula Breeze 2016 верхняя рама имеет треугольную форму, а нижняя - овальную, вытянутую в вертикальной плоскости. Такой профиль делает всю конструкцию более прочной, чем если бы она была выполнена из обычных круглых труб.

Идеальное сочетание это маневренный и стабильный велосипед при низком весе и небольшой цене.

Производители постоянно ищут компромиссы между различными характеристиками при разработке оптимальных моделей для каждого типа велосипедов, экспериментируя с различными углами соединения труб, применяемыми материалами и профилями.

Выбирайте велосипед с подходящей для Вас геометрией, обязательно пробуйте его перед покупкой в действии так, чтобы Вам было удобно и комфортно, и катайтесь с удовольствием!

Видео о геометрии рамы велосипеда

Февраль 25, 2016

Велосипедная рама (bicycle frame) - это основополагающий компонент любого велосипеда. От неё зависят такие важные особенности, как: дальнейшее предназначение "байка", стиль катания, удобство, комфорт и конечно же безопасность. Прочность велосипеда тоже напрямую зависит от велорамы. На сегодняшний день существует очень много различных вариантов велосипедных рам, они отличаются материалом, геометрией и прочими важными деталями. Чтобы разобраться во всём этом, достаточно просто рассмотреть некий усреднённый вариант рамы и понять, из каких частей она состоит и как правильно называются отдельные компоненты.

Компоненты велорамы

Любая «классическая» велосипедная рама конструктивно состоит из труб, которые могут быть изготовлены из различных материалов, сочетаний материалов, сплавов или композитов. Чтобы получить нужное в каждом конкретном случае (сбалансированное) соотношение характеристик прочности/гибкости часто применяются комбинированные материалы. Трубы могут быть произвольной формы и сечения, с квадратным или круглым профилем.

Привычная всем конструкция рамы - это два треугольника, передний и задний (эти треугольники можно представить виртуально, если также мысленно рассмотреть раму сбоку).
Они могут иметь любую форму, не обязательно идеально-ровную геометрическую, но при этом всё равно сохраняют это название. Конечный вид зависит от фантазии и намерения производителя или же "дизайнера" рамы, если он фигурировал во время её создания. Несмотря на то, что передний треугольник можно считать таковым весьма условно (поскольку он состоит из 4-ёх труб, а не из 3-ёх), в его строении можно выделить следующие элементы: рулевой стакан (headset), основная труба (head tube), верхняя труба (top tube) и подседельная труба (seat tube).

Задний треугольник состоит из: подседельная труба (seat tube), задние верхние перья (seat stays) и нижние (chain stays) перья. В нижней части рамы, там где основная труба переходит в задний треугольник и «встречается» с подседельной трубой, располагается

Нижние задние перья переходят в кронштейны для крепления заднего колеса, или их ещё называют дропаутами (dropout) . Задние перья также включают в себя крепления под тормозную систему v-brake, но в наше время почти поголовно идёт крепление под дисковый тормоз.

Конструкция рамы иногда отличается от "классической" в силу различных ухищрений от производителей и предполагаемого назначения велосипеда. Но даже в этом случае основной принцип и названия элементов рамы сохраняются, даже если их форма претерпевает изменения.

Чтобы обеспечить непосредственную функциональность будущего "байка" и всех его систем, велосипедная рама включает в свою конструкцию отдельные элементы, служащие для установки специфических компонентов. Рассмотрим такие элементы рамы поближе:

В рулевой стакан устанавливается рулевая колонка (headset) , в отверстие для каретки - устанавливается соответственно каретка (bottom bracket) , а в отверстие подседельной трубы устанавливается подседельный штырь (seatpost) вместе с седлом .

Кронштейны крепления втулки заднего колеса или "дропауты" могут быть: вертикальными, горизонтальными или регулируемыми.
Вертикальные дропауты наиболее удобные и простые в эксплуатации - они позволяют быстро поставить колесо на место, и сделать это максимально ровно (натяжение цепи в этом случае обеспечивается задним переключателем скоростей, отдельная ручная регулировка не требуется).

Горизонтальные дропауты сейчас применяются всё реже за счёт специфичности конструкции. С их помощью натягивается цепь, что особенно актуально для "синглспидов" (велосипедов с одной передачей, без заднего переключателя). Ещё одним вариантом использования может быть в тандеме с планетарной втулкой. Однако, при достаточном усилии ось колеса может сместиться. Чтобы предотвратить это, существуют специальные фиксаторы оси.

Регулируемые дропауты бывают самых различных вариаций: с отверстиями для крепления заднего переключателя или без него. Они позволяют, как следует из названия, гибко регулировать "базу" велосипеда в небольших пределах. Такие дропауты легко меняются, а велосипед можно легко превратить в односкоростной.

Современные вело-рамы так же часто включают в себя дополнительные конструктивные элементы для крепления аксессуаров и прочих доп. устройств. На большинстве рам можно увидеть отверстия для установки флягодержателя , а также крепёжные элементы для троссиков тормозной и систем переключения передач .
Последние часто заменяются отверстиями на рамах высокого класса, чтобы пропустить рубашки тросов внутри, тем самым улучшив эстетический вид велосипеда, повысить удобство и снизить неприятный эффект перетирания рубашки или рамы. Некоторые рамы дополнительно комплектуются отверстиями для фиксации крыльев , что обычно характерно для дорожных и туристических (tour) велосипедов.

Рассмотрим подробнее некоторые элементы рамы и попытаемся понять, каким образом происходит подбор совместимых компонентов под каждую конкретную раму и какие встречаются отличия:

Рулевые стаканы (headset) на раме бывают обычные или же интегрированные. С учётом этих особенностей к стакану подбирается рулевая колонка.

Обычные рулевые стаканы распространены гораздо больше, они чаще встречаются в продаже и не предполагают никаких сложных особенностей. Под такие рулевые стаканы проще всего найти и подобрать рулевую колонку, притом сделать это с учётом собственных предпочтений в стиле катания.

Интегрированные рулевые стаканы считаются более профессиональным и продуманным инженерным решением, простым в установке и практически не требующим обслуживания, однако способным вывести раму из строя в ряде случаев (или же привести к дорогостоящему ремонту).

Подробнее о рулевых стаканах и совместимых с ними рулевых колонках можно прочитать в .

Кареточный узел рамы состоит из стакана , в который устанавливается каретка . Этот стакан различается длиной и типом резьбы, в зависимости от особенностей рамы.

Встречаются три типа резьбы на раме:

Английская резьба (BSW, 1.37 in x 24 TPI);

Итальянская резьба (BSC, ITA 36 mm x 24 TPI);

Французская/швейцарская резьба (М35×1);

Бывают так же стаканы с интегрированными системами. В них подшипники с чашками запрессовываются непосредственно в раму, а центральным элементом остаётся ось. Такие системы называются "Pressfit" и они набирают популярность в конструкции профессиональных рам в последнее время. Также встречаются эксцентриковые каретки, которые проворачиваются в своём посадочном месте и отличаются функционалом автоматического натяжения цепи. Последние используются крайне редко, они являются альтернативой приводу с системой переднего переключения передач.

Подседельная труба рамы оснащается зажимом подседельного штыря (seat clamp) . Он бывает интегрированный (только на старых моделях рам) или внешний.
В зависимости от диаметра подседельной трубы, зажимы бывают следующих наиболее распространённых стандартов: 27,2 мм; 30 мм; 31.8 мм; 34.9 мм;

Внешние зажимы подседельного штыря могут быть:

Эксцентриковые - зажимается без инструментов руками, приложением физической силы. Удобны, понятны и просты в обращении для всех, не требуют дополнительных инструментов.
Болтовые - фиксируют подседельный штырь при помощи болта, обычно на шестиграннике. Менее удобные, требуют инструмент для регулирования силы затяжения, но зато более надёжные.

Конструкция рамы так же может значительно варьироваться в случае наличия или отсутствия задней подвески и её разновидностей.
Как правило, в таких случаях у велосипедной рамы будет отсоединяемый задний треугольник и некая конструкция (индивидуальная), на которую будет крепиться сам амортизатор.

Геометрия рамы

Велосипедная рама и её прямое назначение во многом зависит от геометрии, наиболее значимого и весомого параметра для этого изделия. Геометрия рамы определяется длиной труб и углами, при которых они соединяются. Наиболее значимыми и определяющими параметрами геометрии рамы можно отметить: угол наклона рулевого стакана, угол наклона подседельной трубы, длина верхней трубы и длина подседельной трубы.

Детально разбирая геометрию рамы, следует выделить некоторые характерные размеры рамы, которые часто указывает тот или иной производитель. Эти размеры достаточно значимы при выборе, особенно с учётом предполагаемой дисциплины катания:

Saddle height (высота седла) - расстояние от центра каретки до середины седла
Stack (стэк) - вертикальное расстояние от центра каретки до верхней точки рулевой колонки
Reach (рич) - горизонтальное расстояние от центра каретки до верхней точки рулевой колонки
Bottom braket drop (отступ каретки) - расстояние, которое определяет, насколько занижен центр каретки относительно центра задней втулки
Handlebar drop (отступ руля) - расстояние, которое выражает вертикальную разницу между верхней частью седла и верхней частью руля
Saddle seatback (отступ седла) - горизонтальное расстояние между передней частью седла и центральной частью каретки
Standover height (полная высота) - высота от земли до верхней трубы переднего треугольника
Front center - расстояние от центра каретки до центра передней втулки
Toe overlap - определяет расстояние от ноги райдера на педали до переднего колеса во время поворота последнего

Геометрия рамы играет определяющую и самую важную роль в поведении велосипеда на дороге, его устойчивости, отзывчивости руля. Она же задаёт удобство и комфорт посадки, влияет на характеристики разгона и торможения, общую динамику велосипеда. Следует обратить самое пристальное внимание на эти размеры, выбирая раму под индивидуальные запросы и пожелания. Существует ряд наиболее важных практичных размеров, которые и следует учесть в первую очередь:

Длина верхней трубы. Измеряется от центра рулевой колонки, до центра подседельного штыря по прямой горизонтальной линии. Этот параметр напрямую влияет на стабильность и маневренность велосипеда. Чем длина выше, тем более устойчивым и отзывчивым будет велосипед.
Угол рулевого стакана. Угол между рулевым стаканом и прямой вертикальной параллельной линией. Больший угол определяет лучшую манёвренность велосипеда.
Угол подседельной трубы. Определяется наклоном подседельной трубы по отношению к прямой параллельной вертикальной линии. Данная характеристика отвечает за смещение центра тяжести, а именно отвечает на вопрос: "Смещается ли центр тяжести и насколько сильно, когда велосипедист сидит в седле?" От этого зависит и предрасположенность байка к экстрим-элементам и трюкам, а также определяет уверенное сцепление с поверхностью (если угол больше) или же большую предрасположенность для динамичной ездеы во время скоростного педалирования (если угол меньше).
Колёсная база. Расстояние между центрами передней и задней втулки колёс по прямой горизонтальной линии. Чем больше колёсная база, тем более устойчивым, манёвренным и стабильным будет велосипед.
Длина нижних перьев заднего треугольника рамы. Измеряется от центра кареточного узла до центра задней втулки колеса. Чем меньше длина - тем надёжнее и прочнее рама и, тем лучше сцепление велосипеда с поверхностью, а велосипед более отзывчив при рулении и прочих скоростных манёврах.
Клиренс/высота до кареточного узла. Расстояние между крайней нижней точкой велосипеда (кареткой) и землёй. Влияет на проходимость и скорость. Чем больше высота - тем увереннее и стабильнее велосипед на бездорожье, меньше вероятность зацепить рамой за любые неровности или препятствия. Но вместе с этим происходит большая потеря скорости и динамики.
Длина выноса. Измеряется от центра рулевой колонки до руля (вынос). Значительно влияет на маневренность и удобство посадки.

Полный размер рамы традиционно измеряется вдоль подседельной трубы, от центра кареточного узла, до центра верхней трубы (в том месте, где она пересекается/встречается с подседельным штырём). Так определяется «ростовка» рамы и велосипеда в целом. Однако существуют и другие способы измерения.

Размер рамы находится в прямой связи с ростом человека, который
собирается ездить на велосипеде, собранном на основе этой рамы. Эту связь можно условно представить в таком виде: Рама размера XS рассчитана под рост 152-162 см; рама размера S под рост 162-172 см; рама размера M под рост 172-182 см; рама размера L под рост 182-192 см; рама размера XL под рост 192 и выше;

Размер рамы для экстремальных дисциплин катания принято подбирать чуть меньший, чтобы увеличить управляемость и манёвренность для выполнения трюков и различных прыжковых элементов.

Материалы рамы

Велосипедная рама может быть изготовлена из различных материалов. С момента зарождения велодвижения традиционно это была сталь, однако рама так же может быть изготовлена из алюминиевого сплава, карбонового волокна, титана, термопластика, или даже бамбука и дерева. Каждый материал даёт сочетание своих уникальных характеристик и недостатков, им присущих. Так же в последнее время часто используются сочетания различных материалов (композиты), чтобы добиться необходимого баланса низкого веса и высокой прочности конструкции. При выборе материала для рамы важную роль играют следующие свойства:

Плотность - от этого параметра зависит конечный вес рамы
Жёсткость - незначительно влияет на передачу энергии педалирования и комфорт райдера. Определяет способность рамы деформироваться без разрушения.
Предел прочности или поперечная прочность - определяют силу, с применением которой материал деформируется.
Растяжение/упругость - определяет, насколько сильно нужно деформировать материал, прежде чем он сломается.
Усталость - определяет долговечность рамы в перспективе активной эксплуатации.

Краткие преимущества и недостатки самых распространённых материалов рам, облегчающие выбор рамы под индивидуальные запросы и стиль катания:

Стальные рамы. Для производства рам в настоящее время чаще всего используется хром-молибденовая сталь, которая отличается отменной прочностью, надёжностью и выносливостью, так же неизменно хорошей упругостью материала (рама ощущается комфортной в движении так как немного "играет", правда тем самым теряя в динамике движения).
Рамы из этой стали достаточно легко отремонтировать в случае поломки и они очень долговечны за счёт превосходных усталостных характеристик. Но и недостатки у таких рам весьма существенные, сюда можно отнести и высокий вес по сравнению с рамами из других материалов (на несколько килограмм при одной и той же ростовке) и подверженность коррозии. Для борьбы с коррозией раму покрывают специальным составом, однако в случае повреждения лако-красочного покрытия остановить развитие коррозии бывает весьма затруднительно. Следовательно, такая рама не столь неприхотлива и долговечность сводится на нет подобными проблемами. Конечно, коррозия не столь сильно проявляется по сравнению с кузовом автомобиля, например, но велосипед вполне способен потерять товарный вид и снизить показатели прочности с течением времени. Велосипедную раму из стали часто выбирают любители туризма и спокойных покатушек за достаточное сбалансированное сочетание характеристик, хороший комфорт (что немаловажно в дальних поездках) и разумную стоимость.
Титановые рамы. Применение титана в велопроизводстве позаимствовано из авиации. Но, несмотря на то, что титан обладает рядом неоспоримых положительных качеств, таких как: повышенная удельная прочность и невероятно низкий вес (зачастую ниже алюминиевых аналогов при большей прочности), коррозионная устойчивость, повышенная упругость (титановые рамы считаются одними из самых комфортных) и великолепные усталостные характеристики (а значит и долговечность), у подобных рам есть ряд существенных недостатков.
Сложный технологический процесс изготовления подобной рамы и не всегда оправданная высокая стоимость, а так же практически полная неремонтопригодность в случае повреждения. Титановые рамы чаще всего становятся выбором понимающих профессионалов, которые давно занимаются велоспортом и готовы мириться с завышенной ценой этого фундаментального компонента.
Алюминиевые рамы. А точнее - рамы из различных сплавов алюминия с примесями, поскольку алюминий в чистом виде достаточно мягкий металл. Сплавы алюминия делятся по сериям, так в 7000 серии используется примесь цинка, а в 6000 добавляют магний. Алюминиевые рамы наиболее распространены на сегодняшний день и востребованы за счёт идеального компромисса в цене, качестве и наборе характеристик.
Эти рамы практически не подвержены коррозии, отличаются низким весом, но вместе с тем пониженной упругостью и повышенной жёсткостью. На практике они менее комфортабельные и не совсем предназначены для велосипедов, на которых подразумевается преодолевать большие расстояния. Считается, что велосипеды на основе таких рам более манёвренные и отзывчивые, с лучшей динамикой разгона. Алюминиевые рамы наилучшим образом подходят для экстремальных дисциплин. Из недостатков этого материала так же стоит отметить неудовлетворительные усталостные характеристики. В последнее время производители всё чаще заявляют о пожизненной гарантии на свои алюминиевые рамы. При изготовлении алюминиевых рам так же иногда применяется интересная, инновационная технология гидроформирования , которая исключает наличие швов в конструкции рамы или снижая их количество, делая конечное изделие более эстетически привлекательным.
Карбоновые рамы (углеволокно). Такая рама изготавливается из углеродных волокон, пропитанных специальными клейкими смолами. Этот материал представляет собой классический композит. Обладает достаточной прочностью для типичной велорамы, однако обременён кучей недостатков, таких как: необычайно сложный технологический процесс изготовления и вместе с этим высочайшая стоимость рамы (часто неоправданная), низкая ударная вязкость материала, абсолютная неремонтопригодность.
Такой рамы хватает на пару лет активной эксплуатации, при этом стоимость многократно выше любых аналогов. Подобные рамы подойдут для профессиональных велогонщиков, которые гоняются за каждым граммом лишнего веса, чтобы не потерять в производительности. Такие велосипеды целесообразно использовать для гоночных соревнований, оставшееся время держа его в "консервации" тёплого помещения. Единственным достойным весомым преимуществом карбоновой рамы будет самый низкий вес рамы среди прочих аналогов, а так же то, что данный материал попросту не подвержен коррозии.
Прочие редкие материалы практически не встречаются в массовом производстве.
Из них можно выделить алюминиевые сплавы с редкими примесями, различные породы дерева (в том числе бамбук).

При изготовлении рамы велосипеда и отдельных труб производители иногда используют технологию "баттинга" . Эта технология позволяет немного снизить конечный вес рамы за счёт использования разной толщины стенок трубы рамы и вместе с тем варьируя плотность материала на разных наиболее нагруженных участках рамы. Обычно такая рама плотнее в местах стыков, что обуславливается необходимым запасом прочности в этих точках с учётом повышенной нагрузки на узел. Баттинг бывает двойной и тройной.