Спица велосипедного колеса: устройство и виды¶

Спица велосипедного колеса — тонкий металлический стержень, соединяющий втулку колеса с ободом и передающий нагрузку от оси к ободу. Совокупность спиц образует спицевой набор, который придаёт колесу жёсткость, удерживает обод в круглой форме и воспринимает как радиальные (вес велосипедиста), так и боковые (повороты, торможение) нагрузки. Спица — ключевой элемент классического колеса на спицах, отличающегося от литых и карбоновых колёс ремонтопригодностью и возможностью регулировки.

¶Устройство

Типовая спица состоит из нескольких частей:

• Головка — загнутый конец, которым спица упирается во фланец втулки. Бывает прямой (для втулок с прямыми отверстиями) или загнутой на 90° (наиболее распространённый вариант).
• Тело (стержень) — основной участок; у качественных спиц он может быть баттированным, то есть переменной толщины.
• Резьбовой конец — вкручивается в ниппель.
• Ниппель — небольшая гайка, вставляемая в отверстие обода; накручиваясь на резьбу, она натягивает спицу и регулирует натяжение при правке колеса.

Стандартная толщина спицы обозначается калибром (gauge). Распространены размеры 14G (около 2,0 мм) и 15G (около 1,8 мм). Баттированные спицы описывают двумя числами, например 14/15/14: утолщённые концы и тонкая середина.

¶Виды

По конструкции и назначению выделяют несколько типов:

Баттирование снижает массу и повышает усталостную прочность: тонкая середина работает как пружина, а нагрузка концентрируется на утолщённых концах. Аэродинамические спицы уменьшают сопротивление воздуха за счёт плоского сечения.

¶Спицевой набор и перекрещивание

Спицы в колесе не идут строго радиально. Их перекрещивают между втулкой и ободом, чтобы колесо лучше передавало крутящий момент (особенно при торможении втулкой или дисковым тормозом) и равномернее распределяло нагрузку. Число пересечений обозначают как «крест»: одно-, двух-, трёх- и четырёхкрестовые наборы. Чаще всего применяют три креста для задних колёс и два-три — для передних. Радиальная (нулевая) спицовка встречается на передних колёсах и лёгких гоночных моделях.

Количество спиц варьируется от 16–20 у спортивных колёс до 36–48 у грузовых, тандемных и туристических. Меньше спиц — легче и аэродинамичнее колесо, но ниже запас прочности.

¶Материалы

Основной материал — нержавеющая сталь (например, марки AISI 304), обеспечивающая коррозионную стойкость и прочность. Применяются также:

• Алюминиевые сплавы — легче, но менее долговечны;
• Титановые сплавы — прочные и коррозионностойкие, дорогие;
• Углеволокно и композиты — минимальная масса, используются в спорте высших достижений.

Ниппели обычно латунные (долговечные) или алюминиевые (легче, но мягче и склонны к прикипанию).

¶Натяжение и обслуживание

Работоспособность колеса определяется равномерным натяжением спиц. Слишком слабое натяжение ведёт к «восьмёркам» и быстрому утомлению металла, слишком сильное — к растрескиванию обода. Регулировку выполняют спицевым ключом, подтягивая или ослабляя ниппели; для контроля используют тензометр. При обрыве одной спицы нагрузка перераспределяется на соседние, поэтому повреждённую спицу рекомендуется заменять promptly, не дожидаясь деформации обода.

¶Значение

Спицевое колесо остаётся стандартом для большинства велосипедов благодаря ремонтопригодности: любую спицу можно заменить в полевых условиях, а обод — выправить. Именно спицевой набор позволяет сочетать малую массу с высокой прочностью и упругостью, гася удары от неровностей дороги.