Выбор звезды Narrow Wide. Есть ли между ними разница?

Производством сингловых звезд с переменным сечением зуба стали заниматься многие производители. Есть на любой вкус и цвет, красненькие и синенькие, изящные и не очень. Красивая гравировка - это тоже здорово (но качества работы звезды не повышает).

Велика ли разница между разными моделями таких звезд? На что обращать внимание при выборе? Давайте рассмотрим этот вопрос с технической точки зрения.

Существует несколько принципиальных отличий специализированных сингловых звезд от обычных – тех, к которым давно привыкли. Это:
- наличие широкого зуба
- модернизированная геометрия профиля зуба
- высота зуба

Каждый из пунктов напрямую влияет на то, надежно ли звезда удерживает цепь.

Наличие широкого зуба

В этом вопросе похоже все более-менее понятно.
Звенья цепи имеют попеременно ширину. А обычные звёзды имеют одинаковую ширину всех зубьев. Когда цепь входит в зацепление своим узким звеном- всё вреде бы нормально, но когда широким- появляется излишняя степень свободы, ввиду появления зазора. Их-за этого при тряске и вибрации цепь боле свободно ходит из стороны в сторону и есть большая вероятность спадания. Звезда с переменной толщиной зуба ограничивает поперечные перемещения цепи, уменьшая вероятность спадания.

Профиль зуба

Зубы сингловой звезды должны плотно удерживать цепь на звезде без дополнительных посторонних приспособлений (рамок, цепегасителей и т. д.). Это главное свойство сингловой системы. Стандартные зубы, начерченные по ГОСТ, ISO или DIN, плохо справляются с такой задачей. Их специализация очень широка, поскольку во всяческих механизмах они работают в очень разных условиях, вдобавок при высоких скоростях и нагрузках. Дабы сделать «общетехнические» цепные передачи универсальными, в них предусмотрены большие геометрические припуски. Большие припуски дают зазор между зубьями и цепью. Зазоры ухудшают контакт звезды с цепью, увеличивают люфты. Это не наш путь.

Правильный профиль зуба должен обеспечить максимальный контакт звезды с цепью, повторяя траекторию движения звеньев. Однако тут есть нюанс. В профиле зуба должен быть припуск, учитывающий износ цепи, то есть ее постепенное удлинение.

Начинаются вариации. Фантазия, опыт и грамотность инженеров-проектировщиков различны, и каждый производитель решил эту проблему по-своему. Для наглядности на рисунке 1 показана утрированная схема не очень удачного профиля (А), и «правильного» зуба (В). Легко понять, что с более «пологого» зуба цепь сбросить значительно проще, чем с «крутого».

Рисунок 1

Некоторые именитые фирмы по непонятным причинам оставили зубья почти стандартными. Есть некоторые сомнения, что они держат цепь надежно (рисунок 2).

Рисунок 2

Кое-кто изменил профиль зуба, однако высоту зуба оставил прежней (рисунок 3)

Рисунок 3

Высота зуба

По нашему мнению, высота - самое важное, что должно отличать надежную сингловую звезду от обычной. Давайте вспомним, каковы функции звезды (помимо передачи мощности). Звезда должна исправно ловить звенья цепи (из-за вибрации они прибегают к звезде ломаной линией), а также парировать поперечные колебания цепи. На любой звезде при тряске это приходится делать всего лишь нескольким зубьям – тем, которые только вошли или начинают входить в зацепление.

На рисунке 4 представлена схема работы звезды 30T. Справа изображена звезда с высоким профилем зуба. От поперечных колебаний цепь удерживают последние три зуба. Первый полностью вошел в зацепление, второй - почти полностью (цепь с него уже невозможно сбросить). Третий зуб только начинает входить в зацепление, но уже удерживает цепь.

Обычная звезда (рисункок 4, слева) удерживает цепь только двумя зубьями. Первый вошел в зацепление. Второй вошел лишь наполовину и при сильном ударе может «потерять» цепь. Третий только подходит к цепи. Он ее не удерживает. Получается, надежность такой конструкции меньше минимум на треть.

Рисунок 4

Некоторые фирмы рискнули отказаться от зубьев Narrow Wide в пользу более-менее обычных, но высоких. Например, Shimano и FSA применили в прототипах своих сингловых звезд высокий зуб с доработанным профилем (рисунок 5).

Мы проверяли это решение, и испытания намекают, что звезды такого типа в самом деле работают хорошо и надежно. Но тесты продолжаются, поэтому спешить с выводами не будем. Возможно, это тема следующей статьи.

Рисунок 5

Для наглядности на рисунке 6 приведена сравнительная диаграмма высоты зуба у разных производителей. Замеры наши, точность +- 0,1 мм.

Рисунок 6

Грязеустойчивость

Тот, кто катался на звездах Narrow Wide, мог заметить, что они легче забиваются грязью, чем обычные звезды с узкими зубьями.
Это таки проблема. Чем плотней цепь сидит на звезде, тем лучше она удерживается. Но плотная посадка мешает работе, когда налипла грязь. Нужен компромисс.

В эту тему глубже всех углублялся Sram. На его прототипах зубья у своих «корней» имеют форму, мешающую грязи липнуть и скапливаться (рисунок 7).

Рисунок 7

На самом деле это не такая уж великая новация: Sram использовал способ отвода грязи, применяемый в мотокроссе (рисунок 8). Но можно заметить что, на серийных образцах Sram конструкцию упростили, в зависимости от модели. Вероятно, ради меньшей себестоимости.

Рисунок 8

Наши тесты показали, что для хорошего отвода грязи необходим широкий [b][color=#FF0000]грязевой зазор[/color][/b]. На (рисунке 9, А) показано классическое обнижение звезды Narrow Wide. Обнижение равноудалено от контура зубьев. При такой компоновке (рисунок 10) грязи некуда деваться, и как следствие, она не позволяет цепи как следует «сесть» на свое место. Цепь может слететь.

Рисунок 9

Рисунок 10

Хорошо отвести грязь можно тогда, когда контур обнижения уходит ниже (рисунок 9, В). Зазор увеличивается, грязь проваливается ниже зоны зацепления.
Еще более совершенный вариант обнижений - наличие на них фаски (рисунок 11, B; рисунок 12). В этом случае грязь намного легче отводится в стороны и не забивает звезду.

Рисунок 11

Рисунок 12

Такие тонкости и нюансы встретились нам при проектировании собственных звезд. Мы тестировали, дорабатывали, переделывали, снова тестировали, снова совершенствовали.... Полученным практическим опытом решили поделиться с вами.

Естественно, зная все эти нюансы- мы реализовали в своих звездах. И каждый производитель позиционирует свои звезды как самые лучшие. Ведь это, так сказать, его долг. Поэтому скажем лишь, что старались сделать их таковыми.

С ув.
команда Garbaruk

Оригинальная версия статьи тут

Теги: narrow wide chainring, звезда с переменной толщиной зуба, звезда Garbaruk, Garbaruk RC, Garbaruk narrow wide chainring, Garbaruk Oval chainring, Garbaruk Melon, narrow wide oval chainring, race face narrow wide chainring, wolf tooth chainring, xx1 style chainring