Цепь, звёздочки и передаточное число

Выбор передаточного числа — одно из немногих настроечных решений, которые полностью в твоих руках даже при жёстком техническом регламенте. Мощность двигателя зафиксирована пломбами, но момент на задней оси ты можешь менять под каждую трассу. Разберём, как это работает и на что обращать внимание при обслуживании привода.

Мощность и момент: в чём разница

Начнём с базовой физики. Второй закон Ньютона: сила = масса × ускорение. Масса карта с пилотом примерно фиксирована, значит ускорение определяется приложенной силой.

Максимальная скорость карта зависит от лобового сопротивления, аэродинамики, сопротивления качению и мощности двигателя. Но ускорение — разгон из поворота, выход на прямую — определяется моментом на задних колёсах. Именно его ты можешь регулировать подбором звёздочек.

В картинге хочется максимума по обоим параметрам — и мощности, и момента. Мощность закрыта регламентом. Момент на задних колёсах — в твоих руках через передаточное число.

Важно: в ряде классов (Микро, Мини Ротакс Макс) организатор вправе предписать обязательное единое передаточное число на конкретном этапе. Всегда проверяй бюллетень перед гонкой.

Как работает передача момента

Момент с коленчатого вала передаётся на ведущую звёздочку (пиньон, pinion) на барабане сцепления. Цепь переносит усилие на ведомую звёздочку (sprocket) на задней оси.

Сила на зубьях пиньона:

F_пиньон = T_кв ÷ R_пиньон

где T_кв — момент коленвала, R_пиньон — радиус пиньона.

Эта же сила действует через цепь на ведомую звёздочку, создавая момент на задней оси:

T_ось = F_пиньон × R_звёздочка

Горизонтальная сила на контакте заднего колеса с трассой — та самая, что разгоняет карт:

F_карт = (T_кв ÷ R_пиньон) × (R_звёздочка ÷ R_шина)

Вывод из формулы:

• Больше зубьев на ведомой звёздочке → больше момент на оси → лучше разгон, но меньше максимальная скорость.
• Меньше зубьев на ведомой звёздочке → меньше момент → выше максималка, хуже разгон.
• Больше зубьев на пиньоне → ниже передаточное число → выше максималка, хуже разгон.
• Меньше зубьев на пиньоне → выше передаточное число → лучше разгон, ниже максималка.

Практическое правило по звёздочкам

Когда ведомая звёздочка становится слишком большой в диаметре — есть риск задеть бордюр или неровность трассы. В таком случае имеет смысл одновременно уменьшить и пиньон, и звёздочку, сохранив то же передаточное число. Например, пары 90T / 10T и 81T / 9T дают одинаковое отношение 9,0 — но вторая звёздочка компактнее.

Цепь: шаг и типы

Шаг цепи (pitch) — расстояние между соседними осями звеньев.

Типы цепей в картинге

Преимущества цепи #219 перед #35:

• Меньший шаг → больше зубьев на том же диаметре звёздочки → выше дорожный просвет.
• На ~13% легче → меньше масса вращающихся деталей → лучше разгон.
• Меньший шаг → меньше вибрация (цепь плавнее огибает звёздочки).
• Больше звеньев на единицу длины → меньше нагрузка на каждое звено → дольше служит.

Износ цепи: как измерить

Основной износ происходит на осях (пинах) и роликах. Внешнее проявление — удлинение цепи. Производители считают износ критическим при удлинении 1,5%, но на картинге цепи чаще рвутся не от усталости, а от других причин, поэтому 3% удлинения (100% износа по таблице ниже) — практический ориентир для замены.

Метод измерения штангенциркулем

Специальные измерители износа для цепи #219 практически недоступны — расстояние между роликами всего ~3,2 мм, и любой щуп легко погнуть. Гораздо проще измерить штангенциркулем по внутренним губкам:

Таблица износа цепи #219 — 14 шагов

Таблица износа цепи #219 — 14 шагов

Чистка и смазка цепи

Цепь работает открытой — без картера, без масляной ванны. Смазка притягивает грязь и пыль с трассы. Поэтому чистить и смазывать нужно регулярно.

Как чистить:

Чистка привода обязательна в начале каждого гоночного дня и после любого схода с трассы (трава, грязь).

Натяжение цепи

Слишком тугая цепь → трение в приводе → потеря мощности. Слишком слабая → перескакивает через зубья или слетает в самый неподходящий момент.

Правильное натяжение: суммарный ход цепи вверх и вниз при нажатии пальцем — 10 мм. Это соответствует примерно 4% от расстояния между центрами пиньона и задней оси (обычно около 250 мм суммарного хода).

[ФОТО: схема натяжения цепи с обозначением зазора A — chain_tension_scheme.jpg]

После любой замены звёздочки или цепи проверяй натяжение заново.

Износ зубьев звёздочки

Звёздочки сделаны из алюминия — лёгкого, но мягкого материала. Они изнашиваются быстро, особенно ведомая, у которой зубьев меньше и каждый несёт большую нагрузку.

Как только зубья начинают выглядеть острыми или загнутыми — звёздочка и цепь под замену. Работа изношенной звёздочки с новой цепью (или наоборот) ускоряет износ обоих компонентов и повышает риск схода цепи.

Некоторые серьёзные команды меняют цепь и звёздочку на каждом крупном этапе. Это дорого, но надёжно.

Распространённое заблуждение: «изношенная звёздочка даёт половину лишнего зуба в передаточном числе». Это миф — никакого выигрыша нет, только потери.

Выравнивание привода

Цепь, работающая под боковой нагрузкой, быстрее изнашивается и отнимает мощность. Ведущий пиньон и ведомая звёздочка должны быть строго в одной плоскости.

Для проверки используется:

• Обычная длинная линейка (прикладывается к боковой плоскости звёздочки)
• Лазерный выравниватель привода (крепится на звёздочку)
• Механический выравниватель

Все три инструмента дают сопоставимую точность. Носитель звёздочки может сместиться на оси из-за ослабшего стопорного винта или удара другого карта — проверяй выравнивание регулярно.

Длина цепи

Цепь #219 поставляется фиксированными длинами — от 94 до 116 звеньев с шагом 2 (94, 96, 98, 100... 116). Разборного замка (master link) с предохранительной шплинтой нет — цепь нельзя укоротить произвольно.

На всех картах предусмотрена регулировка положения двигателя вдоль рамы (сдвоенная направляющая справа). Это позволяет подстроить межосевое расстояние под конкретную длину цепи. Каждый шаг по длине цепи — примерно 7,5 мм смещения двигателя. Изменение ведомой звёздочки на 1 зуб меняет межосевое расстояние примерно на 2 мм — значительно меньше.

Если двигатель уже стоит у крайнего положения регулировки, смена звёздочки на несколько зубьев потребует и замены цепи на другую длину.

Выбор передаточного числа

Слишком большая ведомая звёздочка — карт быстро разгоняется в медленных поворотах, но на длинных прямых «зависает» на максималке раньше времени, и все тебя объезжают. Слишком маленькая — ракета на прямой, но теряешь в каждом повороте больше, чем выигрываешь на прямой.

В дождь — как правило, добавляют 3 и более зубьев на ведомую. Обороты двигателя ниже, угловые скорости в поворотах меньше, нужен лучший разгон на выходе. По мере высыхания трассы зубьев убирают.

Оптимальное передаточное число зависит от: класса и характеристик двигателя, веса пилота, температуры и состояния трассы, её планировки (много медленных поворотов vs длинные прямые). На незнакомой трассе — только тестирование с хронометром до гонки. Секундомер — единственный объективный судья.

Для наглядного сравнения с автомобилем: у машины с 5-ступенчатой коробкой передач передаточные числа убывают от ~4,2 (1-я) до 1,0 (5-я). Чем выше число — лучше разгон, ниже максималка. Чем ниже число — выше максималка, хуже разгон. В картинге логика ровно та же.

Интерактивная таблица передаточных чисел

Строки — зубья ведомой звёздочки (sprocket), столбцы — зубья пиньона (pinion). Значение в ячейке — передаточное число (sprocket ÷ pinion). Чем выше число — лучше разгон, ниже максималка. Чем ниже — выше максималка, хуже разгон.