Большинство карбоновых колесных пар — это «бомбы замедленного действия», которые рано или поздно теряют натяжение спиц. В этом подробном обзоре вы узнаете, как мы обеспечиваем стабильное натяжение спиц в карбоновых колесах и устраняем структурное оседание, которое портит современные сборки колес. Когда вы покупаете карбоновую колесную пару ICANPI, мы не полагаемся на догадки. Мы проводим точные измерения. Ведь колесо с ослабленными спицами — это медленное и опасное колесо.

Почему натяжение спиц из углеродного волокна ослабевает уже во время первой поездки?

Вы покупаете новый комплект колес. Сразу после распаковки он кажется очень быстрым. Но уже после трёх поездок вы слышите резкий металлический звон. И вдруг ваше колесо теряет центровку. Почему? Ответ кроется в физике механической усадки. Когда колесо скрепляется спицами, ниппели не сразу плотно прилегают к дну обода. Они опираются на микроскопические неровности в углеродном слое. Под нагрузкой велосипедиста эти неровности сдавливаются. Ниппель сдвигается на долю миллиметра. Натяжение спицы ослабевает. Колесо теряет жесткость.

В случае с углеродными спицами эта проблема усугубляется. Углеродное волокно обладает невероятно высоким модулем упругости. Оно не растягивается пластически, как стальная проволока. Если углеродная спица теряет даже незначительную долю своего натяжения из-за оседания ниппеля, поперечная жесткость колеса резко снижается. Именно поэтому выходят из строя дешёвые серийные колёса. Их натягивают один раз, упаковывают в коробки и отправляют. Работу по приработке колёса на дороге выполняет покупатель. Мы считаем это ленивым подходом. Мы выполняем эту работу на нашем заводе ещё до того, как на колёсо устанавливают шину.

Кроме того, существует проблема скручивания спиц. Во время центровки колеса, когда вращается ниппель, спица скручивается. Скрученная спица — это сжатая пружина. Как только вы наезжаете на выбоину или прилагаете усилие в 1000 ватт к педалям, эта пружина раскручивается. Натяжение мгновенно падает. Чтобы этого не произошло, наши мастера используют специальные щелевые держатели спиц, которые физически фиксируют карбоновые спицы на месте. Но даже в этом случае происходит микроскручивание. Нам приходится механически устранять эти напряжения из системы.

Протокол ICANPI с двойным натяжением: как мы устраняем “пинг”

Мы не доверяем однократному циклу натяжения. С механической точки зрения невозможно изготовить стабильное колесо за один проход. На нашем заводе используется запатентованный протокол «Double-Tension». Сначала ручной сборки карбоновые колеса натягиваются и доводятся до базового натяжения 115 кгс со стороны привода. Затем мы помещаем колесо в наш пневматический приспособление для снятия напряжений. Это устройство не просто «мягко массирует» колесо. Оно с силой сжимает колесо в поперечном направлении, имитируя экстремальные силы в поворотах — боковую нагрузку до 130 кг.

Это сильное сжатие заставляет ниппели спиц глубоко вдавливаться в карбоновый обод. Оно резко устраняет любое оставшееся микровращение в карбоновых спицах. Места соприкосновения металла с карбоном занимают свое окончательное положение. После этого цикла механического снятия напряжений мы снова измеряем натяжение. В среднем натяжение снижается на 12%–15% в течение этого первого цикла. Именно такое падение натяжения произошло бы во время вашей первой поездки. Если бы мы остановились на этом, ваше колесо потеряло бы центровку уже через 100 миль.

Но на этом мы не останавливаемся. Наши мастера снова устанавливают колесо на стенд для центровки, чтобы приступить ко второму этапу процедуры. Мы вновь доводим натяжение до строго заданного значения — 135 кгс со стороны привода. Затем мы повторно центрируем колесо. Мы проводим снятие напряжения во второй раз. Мы повторяем этот цикл до тех пор, пока падение натяжения не станет математически равным нулю. Когда вы распаковываете комплект углеродных спицевых колёс ICANPI, ниппели уже идеально приработаны. Спицы ровные. Никаких щелчков. Никакого ослабления натяжения. Никогда.

Укрепление анкера: физика укладки углеродных слоев компании Toray

Высокое натяжение спиц бесполезно, если обод не способен его выдержать. Стандартные карбоновые ободы изготавливаются из однородного слоя углеродного волокна со средним модулем упругости. Если натянуть углеродную спицу до 135 кгс на стандартном ободе, высокая локальная сила буквально вырвет ниппель сквозь стенку обода. Это приводит к сдвигу смолы и растрескиванию слоя волокон. Чтобы предотвратить это, мы разработали специальную высокомодульную структурную матрицу в области отверстий для спиц.

Мы комбинируем углеродные ткани Toray T700, T800 и T1000 в стратегической схеме укладки. Toray T700 обеспечивает базовую ударную вязкость для наружных стенок обода. T800 добавляет конструкционной жесткости. Но самое интересное происходит в местах крепления спиц, где мы вплетаем высокопрочные углеродные листы T1000. Прочность на разрыв T1000 составляет 6 370 МПа. Это почти вдвое превышает прочность стандартных углеродных волокон. Усиливая места крепления ниппелей этим материалом со сверхвысоким модулем упругости, мы создаем чрезвычайно прочную точку крепления.

Такая гибридная конструкция позволяет нашим ободам выдерживать экстремальные поперечные нагрузки на спицы без деформации. Мы тестируем эти обода до разрушения. В то время как стандартный карбоновый обод начинает показывать микротрещины при натяжении спиц в 180 кгс, наши усиленные ободы легко выдерживают более 320 кгс до разрушения. Именно благодаря этому огромному запасу прочности наши колеса остаются идеально круглыми даже в самых суровых дорожных условиях. Мы изготавливаем наши ободы так, чтобы они превосходили строгие Стандарты ISO 4210-6 по испытаниям на структурную целостность, обеспечивая абсолютную безопасность при максимальной мощности велосипедиста.

Измерение с точностью до 0,235 мм: роль цифровых индикаторов Mahr

Мы не изготавливаем колеса «на глаз». Мы не используем дешёвые пластиковые измерительные приборы. Мы используем высокоточные цифровые индикаторы немецкого производства Mahr. Эти приборы измеряют боковое и радиальное биение с точностью до микрона. Наши стандарты контроля качества бескомпромиссны: мы допускаем максимальное боковое и радиальное биение не более 0,235 мм. Если показатель биения колеса составляет 0,24 мм, оно бракуется. Оно возвращается на станок.

Почему именно 0,235 мм? Потому что на высоких скоростях даже микроотклонения имеют значение. Когда вы спускаетесь с горного перевала со скоростью 50 миль в час, колесо с плохим балансом вызывает микровибрации. Эти вибрации приводят к задеванию тормозов, колебаниям при высокой скорости и потере энергии. Соблюдая допуски на плоскостность и округлость колес в пределах 0,235 мм, мы гарантируем идеально ровную траекторию движения. Ваши дисковые тормоза не будут задевать. Ваш велосипед будет ехать, как по рельсам.

Такой уровень точности требует участия человека. Роботы отлично подходят для изготовления тысяч недорогих колес с низким натяжением. Но робот не способен почувствовать едва уловимое сопротивление углеродной спицы, когда она достигает максимального натяжения. Робот не способен уловить микроскопические колебания толщины углеродного материала в месте соединения с ободом. Наши мастера-сборщики сочетают 20-летний опыт, основанный на тактильном ощущении, с точными данными цифровых индикаторов Mahr. Это единственный способ достичь истинного совершенства.

Часто задаваемые вопросы

Вопрос 1: Снижается ли натяжение углеродных спиц со временем по сравнению со стальными спицами?

Нет. Стальная проволока со временем пластически растягивается под постоянной нагрузкой. Углеродное волокно не растягивается и не подвергается усталости таким же образом. Благодаря нашей технологии «Double-Tension Protocol», после того как ниппели окончательно закреплены на нашем заводе, спицы ICANPI сохраняют точное натяжение на неограниченный срок. Вам не нужно беспокоиться о том, что спицы растянутся или ослабнут даже после нескольких сезонов интенсивной езды.

Вопрос 2: Заметно ли на дороге отклонение от плоскостности в 0,235 мм?

Безусловно. При спуске со скоростью 50 миль/ч колесо с плохим биением создает микровибрации, которые приводят к трению тормозов и колебаниям при высокой скорости. Допуск в 0,235 мм гарантирует идеально ровную траекторию движения и безупречную центровку дисковых тормозов. Вы почувствуете разницу на высокоскоростных поворотах, где боковое отклонение полностью устраняется.

Вопрос 3: Что именно вызывает этот металлический “звук” на совершенно новой паре колес?

Выскочившие ниппели и скрученные спицы. В процессе сборки под действием натяжения спица слегка скручивается. При наезде на первую выбоину спица резко раскручивается, издавая характерный металлический звон. Благодаря нашему процессу механического снятия напряжений это происходит на станке на заводе, а не во время езды. Ваши колеса поставляются в состоянии, готовом к максимальной производительности.

Вопрос 4: Сможет ли карбоновый обод действительно выдержать экстремальное натяжение, необходимое для карбоновых спиц?

Да. Стандартные обода при таких нагрузках треснули бы. Мы разрабатываем основания ободов ICANPI с использованием запатентованной схемы укладки углеродных тканей Toray T700, T800 и T1000. Это позволяет создать значительно усиленную точку крепления, способную выдерживать экстремальные поперечные нагрузки от спиц без каких-либо деформаций конструкции или микротрещин.

Вопрос 5: Если я упаду и сломаю углеродную спицу, колесо навсегда потеряет центровку?

Нет. В колесах ICANPI используются механические углеродные спицы с резьбой, а не цельные склеенные детали. Если в результате аварии сломается спица, местный механик просто отвинтит сломанную спицу, вкрутит новую и натянет её в соответствии с заводскими характеристиками. Такое колесо так же удобно в обслуживании, как и традиционное колесо со стальными спицами.

Вопрос 6: Почему вы до сих пор используете ручной контроль качества по методу 100% вместо автоматизированных роботов для сборки колес?

Машины отлично подходят для быстрого изготовления недорогих тренировочных колес. Однако только человеческие руки в сочетании с цифровыми индикаторами Mahr способны уловить мельчайшие неравномерности в скручивании углеродных спиц на этапе окончательной натяжки. Сборка колес — это искусство управления микроскопическими физическими отклонениями, которые машины просто игнорируют.

Вопрос 7: Не ухудшает ли максимальное повышение поперечной жесткости за счет высокого натяжения комфорт езды?

Нет. Вы путаете боковую жесткость с радиальной податливостью. Высокое натяжение спиц предотвращает изгиб колеса в поперечном направлении во время спринта, обеспечивая максимальную передачу мощности. В то же время карбоновая конструкция обода и сами карбоновые спицы естественным образом гасят высокочастотные вертикальные вибрации от дорожного покрытия, обеспечивая плавный ход.

Колесные пары серии ICANPI обеспечивают нулевые потери мощности, абсолютную точность следования по траектории и исключительную надежность сразу после поставки. Обязательно закажите высокопроизводительные, исключительные полностью углеродные Комплект колес ICANPI непосредственно с официального сайта ICANIAN, чтобы обеспечить себе 2-летнюю гарантию с даты покупки.