山地车车架讲

山地车车架讲 山地车车架完全手册 在自行车王国中山地自行车有着不可替代的地位。它的种类、花样之繁多是其他的车种所不可比拟的。可是也正因为如此许多入门的自行车爱好者并没有买到最适合他们自己的山地车。非狼便是如此在我们周围经常可以看到这样的爱好者他们看到FR或DH车看起来很COOL就跑去买FR和DH完全没有考虑到自己只是公路骑行结果因为FR和DH那过大的重量而叫苦不迭又或者看到碟刹的外型很COOL并且相对其他的刹车来说很贵就以为碟刹一定很好非碟刹不买。这种盲目消费的最终结果就是资金和精力的大量浪费。 运动自行车的零配件无论是在使用设计上还是在搭配上都具有很强的针对性涉及其中的原理和细节部分完全可以成为一门学问。但是有一个不变的准则适合自己。如果不适合自己那么无论是多么高档的零件都不能发挥它的原有的作用。 那么如何选择适合自己的零配件进而组装出适合自己的车子呢首先让我们从车子的灵魂——车架谈起。 车架的重要性 在上文中我提到车架是整个车子的灵魂这种说法一点都不过分。很多新手在装车的时候往往有意或无意的忽视了车架的重要性。他们考虑的是装什么XTR的套件什么档次的前叉等自己的预算用得差不多了再去随便选购一个架子。这种行为的直接结果就是整个车子看起来很高档骑起来却不是那么回事。症结何在呢就是他们选购了不合适的架子。 让我们从以下的几个方面粗略地讨论一下车架的重要性吧 1 车架决定了车子的类型。举个例子如果你要组装一台DH车你会不会去选购一个1400克的GIANT的XTC-TEAM呢或者换句话说你会不会在自己的轻量化的XC上装上一支DNM的行程长达20CM的双肩前叉当然不会。所以说车架的类型也就决定了整个车子的类型。 2 车架直接或间接的影响着车子的各个方面的性能。什么影响着车子的操纵性什么决定着车子的稳定性什么决定着车子的转弯的快慢什么决定着车子的舒适程度是不是XTR的套件是不是ROCKSHOX的前叉是但又不是。因为要使这些零件发挥他们强大的战斗力就必须奠定一个良好的基础——车架。一个200元的车架和一个2000元的车架即使最后装出来的成车的价格完全相同实际骑起来的感觉也会判若云泥。 3 车架的尺寸也决定了车子是否合适自己。即使车架的种类选对了性能也不差但是如果车架的大小不合适那也如同鸡肋只能割爱了。非狼又是如此没有办法之前只是讲骑公路的后来越野就觉得架子大了不易操控最后忍痛割爱了....因为尺寸不合适的车子骑起来不仅不能良好的锻炼身体还有可能造成?硕鹕松踔链淳薮蟮陌踩肌,庖坏憬谙挛南晗傅慕步狻?以上我们对车架的重要性有了大致的印象下面就让我们来详细的了解一下这车子的灵魂吧。 车架的种类 山地自行车运动发展了几十年衍生出了非常多的类型。每一种的比赛方式、比赛的过程、甚至比赛的激烈程度都有很大的区别。这就决定了必须根据比赛设计不同的车架。目前主要的运动大致可以分为以下几种。 1. 越野XCCROSS COUNTRY这是所有山地自行车运动的起源。比赛的选手们在设置好的赛道上你追我赶争夺速度之冠。比赛的赛道多以爬坡、绕圈为主主要考验的是选手本身的速度和体力。 2 速降DHDOWN HILL在60度以上的陡坡以超过70公里每小时的速度冲下山去这种让人肾上腺激素大量分泌的剧烈运动就是山地车运动的新宠儿——速降。这项运动极其的惊险刺激对选手和车辆的要求都非常高。 3 绕标DSDUAL SLOLAM不详有待探讨。 4 自由骑FRFREE RIDE关于自由骑有两种不同的观点。一种认为是介于越野和速降之间的一种骑行即有后减震的越野车或比较轻便的速降车另一种观点是那些比速降还要疯狂的暂时只能想到这个词无贬意坠山称为自由骑。相对而言笔者比较倾向于第一点呵呵可能因为我 的心脏承受能力有限吧。 5 攀爬有人嬉称为“没有座位的车子”的确座位在攀爬车上的意义不大。为了能够随时的调整中心攀爬车手都是站着骑车的。他们用自己的车子征服台阶桌子岩石等等障碍同时做出各种各样的动作十分吸引众人的目光。有人把它划分到BMX轮滑、攀岩等极限运动而笔者则倾向于把它归为山地车运动因为它那种“到不可能到的地方”的精神正是山地车运动的精髓所在。攀爬可以粗分为大攀和小攀两种。 山地车架可划分为以下几种 1. 硬尾车HARD TAIL 这是一个标准的越野车架 我们可以看出车架可以分为前三角和后三角两个主要部分后三角没有减震装置直接用金属管材而成的车架我们称之为硬尾车架。这种车架具有重量轻无蹬踏损失的优点价格也相对比较便宜广泛运用在对爬坡速度要求很高的XC越野车上。但是由于后三角的减震程度差因此在比较崎岖的路面上以较高的速度行驶的时候后轮的稳定性就成了问题甚至有可能会被颠得离开地面导致车子失控。和一般的XC越野架不同攀爬车架有它自身的特性 攀爬车架的坐管特别的短这样就使整个车架的重心很低配合比一般的越野车还要粗大的前后轮整辆车的稳定性就有了保证。而比一般车架长的上管和下管车手的身体重心可以很快的根据情况做出大范围的调整。这也是性能决定外观的一个很好的例子。 2 软尾车架SOFT——TAIL软尾车架是介于影尾车架和全减震车架之间的一种车架。这种车架在后三角的座位支撑处有一个被动阻尼的结构。这种结构类似于后减震器但是又没有后减震器那样明显的减震效果。它的作用只是让传到人体的震动稍微小一些同时使后轮与地面的接触更为紧密控制性更好一些。和硬尾车架一样软尾车架在蹬踏的过程中也几乎没有能量的损失。这种车架比硬尾车架稍重比全减震车架轻。但是由于架型的原因在国内比较少见以下是以生产软尾车出名的KHS公司的产品。 3 全减震车架FULL SUSPISION全减震车架是真正带有减震结构和减震效果的车架和软尾车架不同全减震车架带有完全独立的减震结构和种类繁多的减震器配合减震前叉可以获得良好的减震效果似乎没有见过装了后减震而不装前减震的车子。不同的全减震车架的性能有很大的差异。以下就是几种常见的全减震车架 单转点车架 四连杆车架 虽然全减震车架具有良好的乘骑效果但是和硬尾车架相比由于软尾车架在国内比较少见笔者对此也不太了解因此不予讨论它也有其必然的缺点 1 重量 1400克左右的越野车架已经非常普遍了而2000克以下的全减震车架则非常少用于那些DH车的车架则经常超过3000克。 2 维护 相对于硬尾车全减震车需要很细致的调试和维护并且它的后减震器必须精确的设定才能够达到预期的效果。 3 绝大部分的全减震车架都会吸收一部分车手的蹬踏力量造成泻力。 一般的情况下硬尾车架多使用在XC越野车攀爬车上。而全减震车架则使用在FR或DH车上最近也看见有老外用硬架子来DH甚至坠山晕 根据目前的国内情况笔者认为硬尾的越野车是新手的最佳选择 1 从使用价值和使用范围来说轻量化的越野车不仅仅是运动器械还是很不错的代步工具和旅行器材。换上光头胎和硬叉的越野车可以达到非常高的速度。全减震车由于其庞大的体积、较大的重量和骑行时泻力的缺点使得其局限性很大不适合一般的骑行。 2. 从维护保养方面全减震车需要比较专业的维护而国内目前的自行车行还很不完善也很不规范不但修补的零件不好找相关的技术支持也很缺乏。能提供保用和保修的车行更是寥寥无几 3 在其他的配制相同的时候全减震车的价格会比较昂贵。新手的一次性投资会比较大。而新手的选择往往带有盲目性一旦发现这种骑行方式不适合自己损失就会比较惨重了。 车架的材料 目前可以制造自行车车架的材料主要有以下几种钢铝合金 钛合金镁合金钪合金碳纤维等等一般市场上出现的车架主要有钢铝合金钛合金碳纤维。钪合金和镁合金是最近的新兴材料比较少见。 要了解这些材料的特性就有必要知道一些基本的概念和参数 1. 强度STRENGTH。假设挂在金属棒另一端的重量重到足以使金属棒产生永久的变形也就是说当移开重物时金属棒仍然呈现弯曲无法完全回复原状即所谓的降伏yield。使材料达到降伏的力量因材料不同而不同这就是所谓的强度。强度和车架的耐用度相关但和骑乘品质无关。强度strength由材料的降伏强度yield strength决定。降伏强度和车架管材的品质、热处理制程及合金成份某些品牌型式有相当大的关系. 2 刚性 STIFFNESS 假设一根金属棒的一端固定在夹具上另一端加上一定的重量使得这根金属棒暂时弯曲当把那个重物移开时金属棒立即回复原来的型状。同样的重量加诸于不同材料时会产生不同的弯曲程度这就是刚性。刚性影响车架的骑乘品质因为车架最怕在正常骑乘时发生变型。刚性决定于材料的弹性系数而相当重要的是弹性系数和金属的品质及其合金的成份无关。举例来说所有种类的钢基本上具有相同的弹性系数。 3 重量WEIGHT除了强度和刚性之外重量也是一个议题。和刚性一样重量受到材料合金成份的影响相当轻微。即便你的车架贴着Lite Steel TM轻量化钢材事实上所有的钢材几乎具有相等的重量。 f以下就是我们常见的几种材料的一些特性 弹性系数刚性 强度 降伏点 重量千克/立方米 钢材 30 46---162 7800---8200 铝合金 10-11 11-594-22退火后 2700—3200 钛合金 15-16.5 40-120 4500—4700 要注意刚性和重量和材料的品质、热处理或合金成份无关。举例来说所有的车用钢管从大卖场的廉价单车到价值数千美元的单车都有相同的弹性系数30以及490的重量. 由上中我们可以看出我们用这几种材料做车架在管材的形状和厚度相同的情况下铝制车架的刚性只有钢制车架的三分之一钛制车架也只有钢制车架的二分之一的钢性。也就是说钢的车架是最结实的。当然实际情况下没有人会这样做车架所以这个结论也就是不客观的了。 铝作为一种在运动自行车上使用最广泛的材料最大的优点就是他的重量。铝的刚性和强度都很低但是铝可以通过增加单位体积上的材料来弥补这一缺憾而重量仍然不大。另外相对于其他的运动自行车的高级材料铝的价格很低。 目前使用在高档铝架上的铝材6000系列、7000系列都是运用在航天方面的高级铝材。和一般的普通铝材相比这些铝材无论是在强度还是刚性上都有显著的提高。而且厂家为了保证强度都采取了使用较粗的管材、增大横截面积的做法所以大多数的铝车架看起来都很粗犷。 铝长时间使用外观不怎么变化。铝本身是很容易受腐蚀的金属在空气中几乎不存在没有被氧化的铝放置在空气中马上被氧化而形成很薄的氧化膜。为什么不生锈呢原因是该氧化膜达到一定的程度时防止继续生锈形成致密的氧化膜三氧化二铝。该氧化膜几乎是无色因此外观上不容易发现变化有时会发白 以上都是铝的优点但是这种材料也有两个致命的缺点。 1 铝的金属疲劳性很差为了说明这一点我们看下面的几幅图。 我们可以很明显的看到铝的可乐罐很轻易的就被捏出了口子而钢的水果罐头则安然无恙。铝材做的自行车架的致命弱点就是骑这种材料制造的自行车时骑的次数越多应力发生的次数也高强度也显著引起变化。近来为了谋求轻量许多车架使用薄料来制作薄的程度已达到极限。这些都是使用没有疲劳极限的铝合金来制作车架这也就是为什么在专业的使用强度下一个铝架只能支持2-3年的原因。 2 铝没有弹性无法吸收骑行的震动。用铝材制作的硬尾车架会把绝大多数的震动直接传递到骑手的身体上。这就使铝车架坐起来相当的颠簸乘骑的舒适感很差。 由于铝的这两个缺陷使得它不适合 做一般的硬尾车架。但是竞赛的XC越野车架大多数使用铝合金这是因为铝的重量可以做到很轻而通过热处理和抽管技术也可以获得很大的强度这就使得铝车架的竞赛性能很好竞赛性能当然不会考虑选手的舒适程度和产品的使用寿命了。 而全减震车就没有这些顾忌了。由于拥有完全独立的减震结构用于吸收震动并加上更为厚实和柔软的把胶和坐垫铝没有弹性的缺点被完全的中和掉了。另外铝较轻的质量使得它可以作成更大的截管面积并在需要强度的地方进行局部的补强。所以说铝是比较成熟而可靠的材料并且在制作全减震车架的时候更有优势。 钢是一种历史悠久的材料从最普通的民用自行车到高端的竞赛级车辆都或多或少的使用着钢材。除了冶炼技术的完善之外钢也有其它材料所不能代替的优点 1 加工性能好铬钼钢是历史最悠久的自行车素材对它的研究时间也最长因此它的加工技术已经发展到一个相当稳定的程度。 2 强度大从上文中我们可以看出相同体积下的钢材的强度远远大于铝合金和钛合金因此合格的钢架的强度都可以让人放心。 3 乘骑感舒适钢是一种具有良好的弹性的金属用钢制作的车架可以吸收骑行过程中所带来的震动。因此钢架不会向铝架那样让人感觉不舒服特别适合用来做旅行车架。 4 钢的金属疲劳性要比铝强的多从上文中的实验我们就可以看出来了所以在相同的使用条件下钢架的寿命也会比铝架长得多。 当然钢架也有其不可克服的缺点 1 重量在极度追求器材轻量化的今天钢7。8/立方厘米的质量让所有人对他望而却步。虽然可以使用轻量化的钢材并且用抽管技术把管壁抽得极薄可是还是很难把钢架的重量减到1600克以下。而很多铝架的重量只有1400克左右。这也就是在竞赛级别的车架中很少看见钢架的缘故。 2 生锈相对于其他的材料钢是比较容易生锈的。生锈会使钢的强度大幅度的下降减少使用寿命。所以必须采取种种手段来防止钢材生锈。 3 . 所以如果不是追求竞赛级的重量又考虑车架的耐用程度的话钢架无疑是很好的选择。 但是需要指出的是目前国内好的钢架要比好的铝架难找。首先好的纲架并不便宜向雷诺853系列的高级钢架要好几千而意大利科那歌的钢架则要上万。另外由于人们对铝架的偏爱使得钢架难以销售。随着国内的自行车巨人——中华自行车公司的倒闭好的钢架在国内几乎绝迹了这真是一个遗憾啊 钛是一种新兴的金属这种新材料具有非常优越的性能是制作顶级车架的最好的材料之一。 1 钛合金可以制作重量很轻强度又很大的车架从上表中可以看出钛的强度和钢差不多但是重量也只有钢的一半多一点因此同样强度的钛合金车架会比钢车架轻很多。 2 钛合金具有非常好的弹性这使得它在吸收骑行振动方面功不可没。用钛合金制作的车架具有非常良好的舒适性而且钛是一种具有记忆性的金属它在自己的形变范围内几乎具有无限的使用寿命也就是说购买钛合金车架是一种一劳永逸的方法。笑一般来说在专业的使用条件下铝合金车架的使用寿命是2年钢车架是8年而钛车架则可以达到20年左右。 3 在正常的条件下钛几乎不会发生腐蚀的现象。 有其利就会有其弊钛合金也有其不可避免的缺点目前来说最头痛的就是一个字贵 按照金属的含量来说钛其实并不是稀有金属。可是自然状态的钛元素一般以二氧化钛的形式存在着提炼加工过程复杂技术要求高并花时间因此成本高。再有溶接加工极为困难因为钛和氧的亲和力极强和空气接触后马上变成二氧化钛而二氧化钛硬而脆该部分的强度会不断下降。必须用惰性气体小心。通常所说的Tig是Tig钨、惰性气体的略语用钨电极及氩气体进行弧。钛的必需隔绝空气下进行。由于以上原因钛车架价格很贵。一般国产的航轮和宝钛的3/2。5的 钛合金车架的价格大概在3000元左右而如果象AIRBONE或者LITESPEED的钛架的价格甚至上万。但 是如果考虑到钛架的使用寿命这个价格也就不会感到那么离谱了。 碳纤维作为一种高科技材料使用在自行车上是最近十年的事情。严格来说碳纤维并不是单纯的碳元素而是碳元素经过编织加工后利用环氧树脂粘和加固的一种混合物。早期的碳纤维由于技术上面的原因使用的环氧树脂甚至会在阳光下分解。随着科技的进步这种优秀材料的种种缺点在被逐渐克服。比如德国的K车架就使用了高级的16K的碳纤维这种碳纤维的强度甚至超过了钢材并且拥有终身保用的质量承诺。 一般来讲碳纤维作为自行车的材料拥有以下几个特点 1 极轻的重量1200克左右的碳纤维公路架已经到处可见了。由于碳的质量仅有1。6克/立方厘米所以制作1公斤左右的车架已经不在是梦想。 2 吸收冲击性能好。碳纤维可以有效的吸收震动并且保持很好的刚性。这种特点使得它成为很好的竞赛级的材料。 3 可以制作各种形状的车架。和一般的金属车架的制造过程不一样碳纤维车架一般是先制作模具然后在模具上付上碳纤片最后用环氧树脂进行粘固。这种制作过程可以利用空气动力学作成风阻极小的车架。 目前这种材料的毛病主要是以下两点 1 复杂的应力计算。构成碳纤维车架的是碳纤维它的特点是拉伸强度强但剪断强度弱加工时需要进行复杂的应力计算纵刚性、横刚性根据计算把碳纤维片重叠成型。一般来讲碳纤维抗面的冲击相当好而抗穿刺能力就很差了。就是说你横摔竖拍不要紧就怕的是横摔竖拍的过程中碰到一两块锋利的小石子那可就不是拿去焊一下就可以解决的了。 2 价格昂贵和钛合金相比碳纤维车架的价格有过之而无不及象顶级的碳纤维车架的价格都要上万而科那哥的C40和C50的价格甚至超过2万元。这主要是因为碳纤维车架的制作过程需要很多的手工并且报废率很高造成成本的大量上升。 3 . 从外观上我们可以很容易的把这几种材料的车架区别开来。风格粗犷造型狂野的是铝架。 管体纤细骨感十足的是钢架。而那没有任何涂装浑身散发着金属光泽的就是钛架。碳纤维的表面则覆盖着各种3D布的表层极具现代感...... 有?厣降爻导艹叽缬腥丝粗厮缴瞎艹ざ萒T值如上图的D。也有人着眼立管的CC值或CT值上图A。没错这些数据都很重要但不是第一位要考虑的因素。 挑选山地车架的第一要素是叫Standover Height的概念。它是个什么概念呢它指的是你跨骑在车上时从地面到车架上管胯部正下方那一点顶部的距离。对应的一个概念是Standover Height Clearance指的就是你的胯部到上管顶部的空隙距离也叫安全距离。保持跨下有一定的安全距离是很重要的理解也容易因为山地车不是在平坦的路面骑行的摔车是很正常的事。当要失去控制的时候大家都会迅速的伸脚支撑路面试图不要摔倒如果没有一定的安全距离这时车架的上管就可能会伤到跨部后果可想而知。 有一个简单的看车架的Standover Height是否太大的方法。穿上你骑行时用的鞋跨骑在车上在你脚后跟的位置进行弹跳如果你的胯部能碰到车架那么这车架对你来说就太大了。当然仅仅达到碰不到是不够的那么多大的安全距离算合适呢这方面的标准也很多和你的骑行环境也有关系这里只列出其中一种有一定的上下浮动是可以的 如果你只在平整的路面骑行从不进行off-road的骑行安全距离最小可以是2英寸5cm 如果你有不平整的路面最小应该是3英寸7.5cm 越野以上的话至少应该是4英寸10cm或者更大。 实际上不一定要达到这么严格尤其对于一些个头较小的车友来说要找那么小的车架有时是很难的。而且同一个车架使用不同行程的避震前不同宽度的轮胎都会影响到这个值。我个人认为保持个6cm左右的下限是可以接受的虽然不那么完美。必要时可能需要牺牲大行程前和肥胎的选择不过对于标准的XC而言对前行程和轮胎的宽度要求本来就不是很大。 按上述标准选择的车架你可 能会觉得小其实是很正常的你觉得小那是因为以前的大了。有人说山地车架要比一般的车架小两三号就是同一个道理。这个时候你再来考虑车架的TT值、CT值和CC值你会发现它们都在合理的范围内至少不会大。有人说按这个标准的架子太小了需要把座杆拔得老高担心会不会断裂。其实由于山地车架基本都是压缩架座杆都需要较长市面上35cm、41cm长度的座杆很多就是这个原因长度增加意味重量增加在对重量克克计较的自行车上可以缩短的话决没人愿意加长的厂家不是傻瓜。只要不超过它的安全线体重不超过设计规格那就不应该有问题当然质量不过关的产品不在讨论之列 立管同尺寸的车架上管尺寸是不完全相同的也就是TT值不同那么该选择多大的TT值呢这个跟把立的长度有关需要接合下面关于把立选择部分进行。 尺寸是选择车架的第一步接下来才应该涉及车架材料、车架品牌、车架价格、硬尾软尾等方面。有关这些方面可接合自己的喜好和承受能力进行选择。切忌本末倒置要知道无论多贵多漂亮的车架如果尺寸于你不合适那又有什么用呢我们买它是拿来运动的给我们带来健康的。当然买来收藏那是另一回事............ 多罗嗦一点刹车的选择也是很讲究的低价位的碟刹400元以下的不如高档V刹好用三百多就可买到XT的现在排行第二老大XTR加多200百左右对4000千左右的车子来讲老二也很了不起了不过刹车效果来讲碟刹受环境影响不大雨天烂泥等V刹这方面就差点不过又有多少天在雨里越野呢比赛除外所以也不必担心V刹的性能好的V刹性能好手感好重量轻是低价位车的不二选择3000以下根据爱好与实用来选吧..........