Планетарная втулка велосипеда¶

Планетарная втулка — это разновидность велосипедной втулки, в которой передаточное отношение формируется планетарным (эпициклическим) редуктором, интегрированным в корпус ступицы. В отличие от классической трансмиссии с внешним переключением передач, где цепь перемещается между набором звёзд на каретке и задней звёздой, планетарная втулка содержит весь механизм переключения внутри герметичного корпуса, что защищает его от грязи, воды и механических повреждений.

¶Устройство и принцип работы

Планетарный редуктор состоит из четырёх основных элементов: солнечной шестерни (центральной), эпициклов (планетарных шестерён), неподвижного кольца (коронной шестерни) и водила, на котором закреплены эпициклы. В зависимости от того, какой элемент зафиксирован, а какой приводится в движение, меняется передаточное отношение. В велосипедных планетарных втулках обычно используется несколько комбинаций фиксации элементов, каждая из которых соответствует определённой передаче.

Переключение передач осуществляется с помощью планетарного механизма с фрикционными муфтами или храповыми механизмами, которые переключают элементы редуктора. Управление переключением — как правило, тросовое, через манетку на руле, либо электронное — в топовых моделях. Втулка работает в режиме прямой передачи (передаточное отношение 1:1), а также может обеспечивать понижающие и повышающие передачи в зависимости от модели.

¶История

Планетарные втулки для велосипедов были изобретены в конце XIX века. Одним из пионеров стал немецкий инженер Генрих Штумпф, который в 1898 году запатентовал втулку с планетарным редуктором. Компания Fichtel & Sachs (позже — Sturmey-Archer, входившая в состав Sachs) начала серийное производство планетарных втулок в начале XX века. В СССР подобные втулки выпускались на велосипедных заводах, например, втулка «3-скоростная» устанавливалась на массовые модели велосипедов «Урал» и «Орлёнок».

¶Классификация

Планетарные втулки классифицируются по количеству передач:

¶Преимущества и недостатки

Преимущества:

• Защита механизма от внешних воздействий (грязь, влага, удары).
• Возможность переключения передач на месте, без движения.
• Отсутствие необходимости в переключателе и задней звёзде.
• Эстетический вид — трансмиссия выглядит чище.
• Длительный срок службы при правильном обслуживании.

Недостатки:

• Более высокая стоимость по сравнению с классической трансмиссией.
• Большой вес по сравнению с обычной втулкой.
• Сложность ремонта — требует специального оборудования и навыков.
• Ограниченный выбор моделей на рынке.

¶Применение

Планетарные втулки широко используются в городских велосипедах, где важны надёжность и простота обслуживания. Они также применяются в туристических и грузовых велосипедах, а также в электровелосипедах, где требуется надёжная трансмиссия. Велосипеды с планетарными втулками популярны в Европе, особенно в Нидерландах и Дании, где велосипед используется как основное средство передвижения.

¶Известные производители

• Shimano — серия Alfine (8 и 11 скоростей), Nexus (3, 7, 8 скоростей).
• Rohloff — Speedhub 500/14, 14-скоростная втулка премиум-класса.
• Sturmey-Archer — исторический производитель, широкий модельный ряд.
• Shimano Nexus — бюджетный сегмент.

¶Интересные факты

• Планетарная втулка Rohloff Speedhub 500/14 обеспечивает диапазон передаточных отношений 526%, что сопоставимо с 30-скоростной классической трансмиссией.
• Втулка Shimano Nexus 8 позволяет переключать передачи на месте, что удобно на светофорах.
• Планетарные втулки используются в велосипедах, которые эксплуатируются в тяжёлых условиях — например, в почтовых велосипедах в Великобритании.

¶Источники

• Велосипед: Энциклопедия / Под ред. И. Л. Крупникова. — М.: Физкультура и спорт, 1980.
• Штумпф Г. Велосипедные планетарные втулки. — Берлин, 1898.
• Shimano Technical Documents — Alfine / Nexus series.
• Rohloff AG — Speedhub 500/14 Technical Manual.