Алюминиевый велосипед

Что за алюминий применяется в велосипедах?

Сегодня алюминий очень широко применяется в велосипедных моделях, как правило, средней ценовой категории. Низшую ценовую нишу он благородно оставил стали, а высшую — благоразумно уступает углепластику, титану, магнию.

Чистый алюминий — плохой конструкционный материал, из за своей чрезмерной мягкости, склонности к ударной деформации. То, что в машиностроении называется алюминием, на самом деле — его легированные сплавы.

В велосипедо-строении применяются, как правило, не литейные, а свариваемые конструкционные алюминиевые сплавы:

• сплав 6061 (Al-Mg-Si, магний (0,8 — 1,2%), кремний (0,40 — 0,6%)) — достаточно прочный (предел на растяжение — 310 МПа, предел текучести — 275 МПа), хорошо сваривается; сплав термоупрочняемый, после термической закалки обозначается 6061-Т6 (режим закалки и полного искусственного старения);
• сплав 7005 (Al-Zn-Mg, цинк (4,5%), магний (1,4%)) — повышенной прочности (предел на растяжение 350 МПа, предел текучести — 290 МПа), свариваемый, термоупрочняемый; после термоупрочнения обозначается 7005-Т4 (только закалка, искусственное старение не требуется).

Чем хорош алюминий в велосипедной конструкции?

Все конечно познается в сравнении. Если сравнивать со сталью, то «авиационный» материал имеет следующие достоинства:

• меньший (практически в 3 раза) удельный вес, в сумме алюминиевый велосипед может быть до 2-х крат легче; малый вес очень важен для лучей динамики разгон/торможение;
• более высокая жесткость — спорное качество, может при разных условиях работать как в плюс, так и в минус; ценится на шоссейниках, так как минимизирует энергетические потери педалирования на упругое изгибание рамы;
• как ни странно, но лучшая ударная прочность; поскольку алюминиевые трубы и другие детали изготовляются большего сечения, чем стальные, кроме этого алюминиевые изготовляются с большим запасом ударной прочности, чтобы компенсировать свой слабый предел текучести (усталостную прочность);
• коррозионная стойкость — алюминиевые сплавы, в сравнении с железом, практически не ржавеют.

А чем он может быть плох?

Главным недостатком алюминия считается его способность накапливать усталостные напряжения. На практике это выражается в том, что если алюминиевой раме уже лет 10, и все это время велосипед активно эксплуатировался по ямкам-кочкам, появляется риск ее усталостного разрушения. Деталь может внезапно, даже от небольшого удара, дать трещину или полностью сломаться.

Его высокая жесткость работает и в минус — такая рама (без амортизации) передает от колес на руки и корпус велосипедиста все вибрации с ударами, приводя к его т.н.вибрационной усталости.

Слабая ремонтопригодность. Алюминиевые детали конечно свариваются аргоновой сваркой. Но, во первых, ее найти не так просто. А во вторых, благодаря остаточным напряжениям в металле, скрепленная сваркой алюминиевая деталь долго ходить не будет.

Где алюминий применяется в вело конструкции

Алюминиевыми уже считаются велосипеды, в которых из этого материала выполнена базовая деталь — рама.

Но это далеко не единственное место применения алюминия в велосипедной конструкции. Из алюминиевых сплавов могут изготовляться:

• колесные ободья;
• вело рули;
• передние вилки;
• элементы вело трансмиссии — системы, шатуны, педали, переключатели, кассеты;
• корпуса колесных втулок, каретки;
• и даже — колесные спицы.

Возможно, только велосипедные цепи и подшипники всецело изготовляются из стали, их алюминиевых вариантов практически не встретить в конструкции велосипеда.