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運(yùn)動(dòng)自行車(chē)車(chē)架全解(轉(zhuǎn)編)_虎巢

 shaobin0604@163.com 2009-04-04
運(yùn)動(dòng)自行車(chē)車(chē)架全解(轉(zhuǎn)編)
2007年01月29日 星期一 19:38

      

 

       在自行車(chē)王國(guó)中,山地自行車(chē)有著不可替代的地位。它的種類、花樣之繁多,是其他的車(chē)種所不可比擬的??墒且舱?yàn)槿绱?,許多入門(mén)的自行車(chē)愛(ài)好者并沒(méi)有買(mǎi)到最適合他們自己的山地車(chē)。在我們周?chē)?jīng)??梢钥吹竭@樣的愛(ài)好者,他們看到FR或DH車(chē)看起來(lái)很COOL,就跑去買(mǎi)FR和DH,完全沒(méi)有考慮到自己只是公路騎行,結(jié)果因?yàn)镕R和DH那過(guò)大的重量而叫苦不迭;又或者看到碟剎的外型很COOL,并且相對(duì)其他的剎車(chē)來(lái)說(shuō)很貴,就以為碟剎一定很好,非碟剎不買(mǎi)。這種盲目消費(fèi)的最終結(jié)果就是資金和精力的大量浪費(fèi)。

       運(yùn)動(dòng)自行車(chē)的零配件無(wú)論是在使用設(shè)計(jì)上還是在搭配上都具有很強(qiáng)的針對(duì)性,涉及其中的原理和細(xì)節(jié)部分完全可以成為一門(mén)學(xué)問(wèn)。但是有一個(gè)不變的準(zhǔn)則:適合自己。如果不適合自己,那么無(wú)論是多么高檔的零件,都不能發(fā)揮它的原有的作用。

       那么如何選擇適合自己的零配件,進(jìn)而組裝出適合自己的車(chē)子呢?首先讓我們從車(chē)子的靈魂——車(chē)架談起。

   (一) 車(chē)架的重要性

       在上文中我提到,車(chē)架是整個(gè)車(chē)子的靈魂,這種說(shuō)法一點(diǎn)都不過(guò)分。很多新手在裝車(chē)的時(shí)候,往往有意或無(wú)意的忽視了車(chē)架的重要性。他們考慮的是裝什么XTR的套件,什么檔次的前叉,等自己的預(yù)算用得差不多了,再去隨便選購(gòu)一個(gè)架子。這種行為的直接結(jié)果就是整個(gè)車(chē)子看起來(lái)很高檔,騎起來(lái)卻不是那么回事。癥結(jié)何在呢?就是他們選購(gòu)了不合適的架子。

      讓我們從以下的幾個(gè)方面粗略地討論一下車(chē)架的重要性吧:

      1.車(chē)架決定了車(chē)子的類型。舉個(gè)例子,如果你要組裝一臺(tái)DH車(chē),你會(huì)不會(huì)去選購(gòu)一個(gè)1400克的GIANT的XTC-TEAM呢?或者換句話說(shuō),你會(huì)不會(huì)在自己的輕量化的XC上裝上一支DNM的行程長(zhǎng)達(dá)20CM的雙肩前叉?當(dāng)然不會(huì)。所以說(shuō),車(chē)架的類型也就決定了整個(gè)車(chē)子的類型。
      2.車(chē)架直接或間接的影響著車(chē)子的各個(gè)方面的性能。什么影響著車(chē)子的操縱性?什么決定著車(chē)子的穩(wěn)定性?什么決定著車(chē)子的轉(zhuǎn)彎的快慢?什么決定著車(chē)子的舒適程度?是不是XTR的套件,是不是ROCKSHOX的前叉?是,但又不是。因?yàn)橐惯@些零件發(fā)揮他們強(qiáng)大的戰(zhàn)斗力,就必須奠定一個(gè)良好的基礎(chǔ)——車(chē)架。一個(gè) 200元的車(chē)架和一個(gè)2000元的車(chē)架,即使最后裝出來(lái)的成車(chē)的價(jià)格完全相同,實(shí)際騎起來(lái)的感覺(jué)也會(huì)判若云泥。
      3. 車(chē)架的尺寸也決定了車(chē)子是否合適自己。即使車(chē)架的種類選對(duì)了,性能也不差,但是如果車(chē)架的大小不合適,那也如同雞肋,只能割愛(ài)了。因?yàn)槌叽绮缓线m的車(chē)子騎起來(lái)不僅不能良好的鍛煉身體,還有可能造成運(yùn)動(dòng)損傷,甚至帶來(lái)巨大的安全隱患。這一點(diǎn)將在下文詳細(xì)的講解。

      以上我們對(duì)車(chē)架的重要性有了大致的印象,下面就讓我們來(lái)詳細(xì)的了解一下這車(chē)子的靈魂吧。

(二)車(chē)架的種類

       山地自行車(chē)運(yùn)動(dòng)發(fā)展了幾十年,衍生出了非常多的類型。每一種的比賽方式、比賽的過(guò)程、甚至比賽的激烈程度都有很大的區(qū)別。這就決定了必須根據(jù)比賽設(shè)計(jì)不同的車(chē)架。目前主要的運(yùn)動(dòng)大致可以分為以下幾種。
      1. 越野XC(CROSS COUNTRY),這是所有山地自行車(chē)運(yùn)動(dòng)的起源。比賽的選手們?cè)谠O(shè)置好的賽道上你追我趕,爭(zhēng)奪速度之冠。比賽的賽道多以爬坡、繞圈為主,主要考驗(yàn)的是選手本身的速度和體力。
      2. 速降DH(DOWN HILL),在60度以上的陡坡,以超過(guò)70公里每小時(shí)的速度沖下山去,這種讓人腎上腺激素大量分泌的劇烈運(yùn)動(dòng)就是山地車(chē)運(yùn)動(dòng)的新寵兒——速降。這項(xiàng)運(yùn)動(dòng)極其的驚險(xiǎn)刺激,對(duì)選手和車(chē)輛的要求都非常高。
      3. 繞標(biāo)DS(DUAL SLOLAM),不詳,有待探討。
      4.自由騎FR(FREE RIDE),關(guān)于自由騎,有兩種不同的觀點(diǎn)。一種認(rèn)為是介于越野和速降之間的一種騎行,即有后減震的越野車(chē)或比較輕便的速降車(chē);另一種觀點(diǎn)是那些比速降還要瘋狂的(暫時(shí)只能想到這個(gè)詞,無(wú)貶意)墜山稱為自由騎。相對(duì)而言,筆者比較傾向于第一點(diǎn)(呵呵,可能因?yàn)槲业男呐K承受能力有限吧)。
     5.攀爬,有人嬉稱為“沒(méi)有座位的車(chē)子”,的確,座位在攀爬車(chē)上的意義不大。為了能夠隨時(shí)的調(diào)整中心,攀爬車(chē)手都是站著騎車(chē)的。他們用自己的車(chē)子征服臺(tái)階,桌子,巖石等等障礙,同時(shí)做出各種各樣的動(dòng)作,十分吸引眾人的目光。有人把它劃分到BMX,輪滑、攀巖等極限運(yùn)動(dòng),而筆者則傾向于把它歸為山地車(chē)運(yùn)動(dòng),因?yàn)樗欠N“到不可能到的地方”的精神正是山地車(chē)運(yùn)動(dòng)的精髓所在。攀爬可以粗分為大攀和小攀兩種。


     為了應(yīng)付各種比賽的需要,山地車(chē)架也就被劃分為以下幾種:
     1. 硬尾車(chē)(HARD TAIL)
     這是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的越野車(chē)架
     如圖,我們可以看出車(chē)架可以分為前三角和后三角兩個(gè)主要部分,后三角沒(méi)有減震裝置,直接用金屬管材焊接而成的車(chē)架我們稱之為硬尾車(chē)架。這種車(chē)架具有重量輕,無(wú)蹬踏損失的優(yōu)點(diǎn),價(jià)格也相對(duì)比較便宜,廣泛運(yùn)用在對(duì)爬坡速度要求很高的XC越野車(chē)上。但是由于后三角的減震程度差,因此在比較崎嶇的路面上以較高的速度行駛的時(shí)候后輪的穩(wěn)定性就成了問(wèn)題,甚至有可能會(huì)被顛得離開(kāi)地面導(dǎo)致車(chē)子失控。
     和一般的XC越野架不同,攀爬車(chē)架有它自身的特性。


       從上圖中我們可以看出,攀爬車(chē)架的坐管特別的短,這樣就使整個(gè)車(chē)架的重心很低,配合比一般的越野車(chē)還要粗大的前后輪,整輛車(chē)的穩(wěn)定性就有了保證。而比一般車(chē)架長(zhǎng)的上管和下管,車(chē)手的身體重心可以很快的根據(jù)情況做出大范圍的調(diào)整。這也是性能決定外觀的一個(gè)很好的例子。

       2.軟尾車(chē)架(SOFT——TAIL)軟尾車(chē)架是介于影尾車(chē)架和全減震車(chē)架之間的一種車(chē)架。這種車(chē)架在后三角的座位支撐處有一個(gè)被動(dòng)阻尼的結(jié)構(gòu)。(如圖)這種結(jié)構(gòu)類似于后減震器,但是又沒(méi)有后減震器那樣明顯的減震效果。它的作用只是讓傳到人體的震動(dòng)稍微小一些,同時(shí)使后輪與地面的接觸更為緊密,控制性更好一些。和硬尾車(chē)架一樣,軟尾車(chē)架在蹬踏的過(guò)程中也幾乎沒(méi)有能量的損失。這種車(chē)架比硬尾車(chē)架稍重,比全減震車(chē)架輕。但是由于架型的原因,在國(guó)內(nèi)比較少見(jiàn),以下是以生產(chǎn)軟尾車(chē)出名的KHS公司的產(chǎn)品。

      3. 全減震車(chē)架(FULL SUSPISION)全減震車(chē)架是真正帶有減震結(jié)構(gòu)和減震效果的車(chē)架,和軟尾車(chē)架不同,全減震車(chē)架帶有完全獨(dú)立的減震結(jié)構(gòu)和種類繁多的減震器,配合減震前叉,可以獲得良好的減震效果(似乎沒(méi)有見(jiàn)過(guò)裝了后減震而不裝前減震的車(chē)子)。不同的全減震車(chē)架的性能有很大的差異。以下就是幾種常見(jiàn)的全減震車(chē)架:

      1) 單轉(zhuǎn)點(diǎn)車(chē)架    2) 四連桿車(chē)架

      雖然全減震車(chē)架具有良好的乘騎效果,但是和硬尾車(chē)架相比(由于軟尾車(chē)架在國(guó)內(nèi)比較少見(jiàn),筆者對(duì)此也不太了解,因此不予討論),它也有其必然的缺點(diǎn):
     1. 重量 1400克左右的越野車(chē)架已經(jīng)非常普遍了,而2000克以下的全減震車(chē)架則非常少,用于那些DH車(chē)的車(chē)架則經(jīng)常超過(guò)3000克。
     2. 維護(hù) 相對(duì)于硬尾車(chē),全減震車(chē)需要很細(xì)致的調(diào)試和維護(hù),并且它的后減震器必須精確的設(shè)定才能夠達(dá)到預(yù)期的效果。
     3. 絕大部分的全減震車(chē)架都會(huì)吸收一部分車(chē)手的蹬踏力量,造成瀉力。(具體原理請(qǐng)參造避震和避震器一章)

     一般的情況下,硬尾車(chē)架多使用在XC越野車(chē),攀爬車(chē)上。而全減震車(chē)架則使用在FR或DH車(chē)上(最近也看見(jiàn)有老外用硬架子來(lái)DH甚至墜山,暈~~!

      根據(jù)目前的國(guó)內(nèi)情況,筆者認(rèn)為,硬尾的越野車(chē)是新手的最佳選擇。
     1. 從使用價(jià)值和使用范圍來(lái)說(shuō),輕量化的越野車(chē)不僅僅是運(yùn)動(dòng)器械,還是很不錯(cuò)的代步工具和旅行器材。換上光頭胎和硬叉的越野車(chē)可以達(dá)到非常高的速度。全減震車(chē)由于其龐大的體積、較大的重量和騎行時(shí)瀉力的缺點(diǎn),使得其局限性很大,不適合一般的騎行。
     2. 從維護(hù)保養(yǎng)方面,全減震車(chē)需要比較專業(yè)的維護(hù),而國(guó)內(nèi)目前的自行車(chē)行還很不完善也很不規(guī)范,不但修補(bǔ)的零件不好找,相關(guān)的技術(shù)支持也很缺乏。能提供保用和保修的車(chē)行更是寥寥無(wú)幾。
     3. 在其他的配制相同的時(shí)候,全減震車(chē)的價(jià)格會(huì)比較昂貴。新手的一次性投資會(huì)比較大。而新手的選擇往往帶有盲目性,一旦發(fā)現(xiàn)這種騎行方式不適合自己,損失就會(huì)比較慘重了。

(三)車(chē)架的材料

     目前,可以制造自行車(chē)車(chē)架的材料主要有以下幾種:鋼,鋁合金,鈦合金,鎂合金,鈧合金,碳纖維等等,一般市場(chǎng)上出現(xiàn)的車(chē)架主要有鋼,鋁合金,鈦合金,碳纖維。鈧合金和鎂合金是最近的新興材料,比較少見(jiàn)。

     要了解這些材料的特性,就有必要知道一些基本的概念和參數(shù)

     1.強(qiáng)度(STRENGTH)。假設(shè)掛在金屬棒另一端的重量,重到足以使金屬棒產(chǎn)生永久的變形,也就是說(shuō),當(dāng)移開(kāi)重物時(shí),金屬棒仍然呈現(xiàn)彎曲,無(wú)法完全回復(fù)原狀,即所謂的降伏(yield)。使材料達(dá)到降伏的力量因材料不同而不同,這就是所謂的強(qiáng)度。強(qiáng)度和車(chē)架的耐用度相關(guān)但和騎乘品質(zhì)無(wú)關(guān)。強(qiáng)度 (strength)由材料的降伏強(qiáng)度(yield strength)決定。降伏強(qiáng)度和車(chē)架管材的品質(zhì)、熱處理制程及合金成份(某些品牌型式)有相當(dāng)大的關(guān)系。

     2.  剛性 (STIFFNESS) 假設(shè)一根金屬棒的一端固定在夾具上,另一端加上一定的重量使得這根金屬棒暫時(shí)彎曲,當(dāng)把那個(gè)重物移開(kāi)時(shí),金屬棒立即回復(fù)原來(lái)的型狀。同樣的重量加諸于不同材料時(shí),會(huì)產(chǎn)生不同的彎曲程度,這就是剛性。剛性影響車(chē)架的騎乘品質(zhì),因?yàn)檐?chē)架最怕在正常騎乘時(shí)發(fā)生變型。剛性決定于材料的彈性系數(shù),而相當(dāng)重要的是彈性系數(shù)和金屬的品質(zhì)及其合金的成份無(wú)關(guān)。舉例來(lái)說(shuō),所有種類的鋼,基本上具有相同的彈性系數(shù)。

     3.重量(WEIGHT)除了強(qiáng)度和剛性之外,重量也是一個(gè)議題。和剛性一樣,重量受到材料合金成份的影響相當(dāng)輕微。即便你的車(chē)架貼著"Lite Steel TM"(輕量化鋼材),事實(shí)上,所有的鋼材幾乎具有相等的重量。

      以下就是我們常見(jiàn)的幾種材料的一些特性
          彈性系數(shù)(剛性) 強(qiáng)度 (降伏點(diǎn) ) 重量(千克/立方米)
      鋼材 30 46---162 7800---8200
      鋁合金 10-11 11-59(4-22退火后) 2700—3200
      鈦合金 15-16.5    40-120       4500—4700

      要注意,剛性和重量和材料的品質(zhì)、熱處理或合金成份無(wú)關(guān)。舉例來(lái)說(shuō),所有的車(chē)用鋼管,從大賣(mài)場(chǎng)的廉價(jià)單車(chē)到價(jià)值數(shù)千美元的單車(chē)都有相同的彈性系數(shù)30,以及490的重量。

      由上表中我們可以看出,我們用這幾種材料做車(chē)架,在管材的形狀和厚度相同的情況下,鋁制車(chē)架的剛性只有鋼制車(chē)架的三分之一,鈦制車(chē)架也只有鋼制車(chē)架的二分之一的鋼性。也就是說(shuō),鋼的車(chē)架是最結(jié)實(shí)的。當(dāng)然實(shí)際情況下沒(méi)有人會(huì)這樣做車(chē)架,所以這個(gè)結(jié)論也就是不客觀的了。


      鋁作為一種在運(yùn)動(dòng)自行車(chē)上使用最廣泛的材料,最大的優(yōu)點(diǎn)就是他的重量。鋁的剛性和強(qiáng)度都很低,但是鋁可以通過(guò)增加單位體積上的材料來(lái)彌補(bǔ)這一缺憾,而重量仍然不大。另外相對(duì)于其他的運(yùn)動(dòng)自行車(chē)的高級(jí)材料,鋁的價(jià)格很低。
目前使用在高檔鋁架上的鋁材(6000系列、7000系列)都是運(yùn)用在航天方面的高級(jí)鋁材。和一般的普通鋁材相比,這些鋁材無(wú)論是在強(qiáng)度還是剛性上都有顯著的提高。而且廠家為了保證強(qiáng)度,都采取了使用較粗的管材、增大橫截面積的做法,所以大多數(shù)的鋁車(chē)架看起來(lái)都很粗獷。
鋁長(zhǎng)時(shí)間使用外觀不怎么變化。鋁本身是很容易受腐蝕的金屬,在空氣中幾乎不存在沒(méi)有被氧化的鋁,放置在空氣中馬上被氧化而形成很薄的氧化膜。為什么不生銹呢?原因是該氧化膜達(dá)到一定的程度時(shí)防止繼續(xù)生銹,形成致密的氧化膜(三氧化二鋁)。該氧化膜幾乎是無(wú)色因此外觀上不容易發(fā)現(xiàn)變化(有時(shí)會(huì)發(fā)白)
     

      以上都是鋁的優(yōu)點(diǎn),但是這種材料也有兩個(gè)致命的缺點(diǎn)。
      1. 鋁的金屬疲勞性很差,為了說(shuō)明這一點(diǎn),我們看下面的幾幅圖。
我們可以很明顯的看到,鋁的可樂(lè)罐很輕易的就被捏出了口子,而鋼的水果罐頭則安然無(wú)恙。鋁材做的自行車(chē)架的致命弱點(diǎn)就是騎這種材料制造的自行車(chē)時(shí),騎的次數(shù)越多,應(yīng)力發(fā)生的次數(shù)也高,強(qiáng)度也顯著引起變化。近來(lái)為了謀求輕量,許多車(chē)架使用薄料來(lái)制作(薄的程度已達(dá)到極限)。這些都是使用沒(méi)有疲勞極限的鋁合金來(lái)制作車(chē)架,這也就是為什么在專業(yè)的使用強(qiáng)度下一個(gè)鋁架只能支持2-3年的原因。
      2. 鋁沒(méi)有彈性,無(wú)法吸收騎行的震動(dòng)。用鋁材制作的硬尾車(chē)架會(huì)把絕大多數(shù)的震動(dòng)直接傳遞到騎手的身體上。這就使鋁車(chē)架坐起來(lái)相當(dāng)?shù)念嶔?,乘騎的舒適感很差。
由于鋁的這兩個(gè)缺陷,使得它不適合做一般的硬尾車(chē)架。但是競(jìng)賽的XC越野車(chē)架大多數(shù)使用鋁合金,這是因?yàn)殇X的重量可以做到很輕,而通過(guò)熱處理和抽管技術(shù)也可以獲得很大的強(qiáng)度,這就使得鋁車(chē)架的競(jìng)賽性能很好(競(jìng)賽性能當(dāng)然不會(huì)考慮選手的舒適程度和產(chǎn)品的使用壽命了)。
而全減震車(chē)就沒(méi)有這些顧忌了。由于擁有完全獨(dú)立的減震結(jié)構(gòu)用于吸收震動(dòng),并加上更為厚實(shí)和柔軟的把膠和坐墊,鋁沒(méi)有彈性的缺點(diǎn)被完全的中和掉了。另外,鋁較輕的質(zhì)量使得它可以作成更大的截管面積,并在需要強(qiáng)度的地方進(jìn)行局部的補(bǔ)強(qiáng)。所以說(shuō),鋁是比較成熟而可靠的材料,并且在制作全減震車(chē)架的時(shí)候更有優(yōu)勢(shì)。

      鋼是一種歷史悠久的材料,從最普通的民用自行車(chē)到高端的競(jìng)賽級(jí)車(chē)輛,都或多或少的使用著鋼材。除了冶煉技術(shù)的完善之外,鋼也有其它材料所不能代替的優(yōu)點(diǎn):
      1. 加工性能好,鉻鉬鋼是歷史最悠久的自行車(chē)素材,對(duì)它的研究時(shí)間也最長(zhǎng),因此它的加工技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到一個(gè)相當(dāng)穩(wěn)定的程度。
      2. 強(qiáng)度大,從上文中我們可以看出相同體積下的鋼材的強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于鋁合金和鈦合金,因此合格的鋼架的強(qiáng)度都可以讓人放心。
      3. 乘騎感舒適,鋼是一種具有良好的彈性的金屬,用鋼制作的車(chē)架,可以吸收騎行過(guò)程中所帶來(lái)的震動(dòng)。因此鋼架不會(huì)向鋁架那樣讓人感覺(jué)不舒服,特別適合用來(lái)做旅行車(chē)架。
      4. 鋼的金屬疲勞性要比鋁強(qiáng)的多(從上文中的實(shí)驗(yàn)我們就可以看出來(lái)了),所以在相同的使用條件下,鋼架的壽命也會(huì)比鋁架長(zhǎng)得多。

      當(dāng)然,鋼架也有其不可克服的缺點(diǎn):
      1.重量,在極度追求器材輕量化的今天,鋼7。8/立方厘米的質(zhì)量讓所有人對(duì)他望而卻步。雖然可以使用輕量化的鋼材,并且用抽管技術(shù)把管壁抽得極薄,可是還是很難把鋼架的重量減到1600克以下。而很多鋁架的重量只有1400克左右。這也就是在競(jìng)賽級(jí)別的車(chē)架中很少看見(jiàn)鋼架的緣故。
      2. 生銹,相對(duì)于其他的材料,鋼是比較容易生銹的。生銹會(huì)使鋼的強(qiáng)度大幅度的下降,減少使用壽命。所以必須采取種種手段來(lái)防止鋼材生銹。
所以如果不是追求競(jìng)賽級(jí)的重量,又考慮車(chē)架的耐用程度的話,鋼架無(wú)疑是很好的選擇。
但是需要指出的是,目前國(guó)內(nèi)好的鋼架要比好的鋁架難找。首先好的綱架并不便宜,向雷諾853系列的高級(jí)鋼架要好幾千,而意大利科那歌的鋼架則要上萬(wàn)。另外由于人們對(duì)鋁架的偏愛(ài),使得鋼架難以銷售。隨著國(guó)內(nèi)的自行車(chē)巨人——中華自行車(chē)公司的倒閉,好的鋼架在國(guó)內(nèi)幾乎絕跡了,這真是一個(gè)遺憾??!

     鈦是一種新興的金屬,這種新材料具有非常優(yōu)越的性能,是制作頂級(jí)車(chē)架的最好的材料之一。
      1. 鈦合金可以制作重量很輕強(qiáng)度又很大的車(chē)架,從上表中可以看出,鈦的強(qiáng)度和鋼差不多,但是重量也只有鋼的一半多一點(diǎn),因此同樣強(qiáng)度的鈦合金車(chē)架會(huì)比鋼車(chē)架輕很多。
      2.鈦合金具有非常好的彈性,這使得它在吸收騎行振動(dòng)方面功不可沒(méi)。用鈦合金制作的車(chē)架具有非常良好的舒適性,而且鈦是一種具有記憶性的金屬,它在自己的形變范圍內(nèi)幾乎具有無(wú)限的使用壽命,也就是說(shuō)購(gòu)買(mǎi)鈦合金車(chē)架是一種一勞永逸的方法。(笑)一般來(lái)說(shuō),在專業(yè)的使用條件下,鋁合金車(chē)架的使用壽命是2年,鋼車(chē)架是8年,而鈦車(chē)架則可以達(dá)到20年左右。
      3. 在正常的條件下,鈦幾乎不會(huì)發(fā)生腐蝕的現(xiàn)象。
有其利就回有其弊,鈦合金也有其不可避免的缺點(diǎn),目前來(lái)說(shuō)最頭痛的就是一個(gè)字:貴??!
按照金屬的含量來(lái)說(shuō),鈦其實(shí)并不是稀有金屬??墒亲匀粻顟B(tài)的鈦元素一般以二氧化鈦的形式存在著,提煉加工過(guò)程復(fù)雜,技術(shù)要求高,并花時(shí)間因此成本高。再有溶接加工極為困難,因?yàn)殁伜脱醯挠H和力極強(qiáng),和空氣接觸后馬上變成二氧化鈦,而二氧化鈦硬而脆,該部分的強(qiáng)度會(huì)不斷下降。必須用惰性氣體小心焊接。通常所說(shuō)的Tig焊接是:(Tig:鎢、惰性氣體的略語(yǔ))用鎢電極及氬氣體進(jìn)行弧焊接。鈦的焊接必需隔絕空氣下進(jìn)行。由于以上原因鈦車(chē)架價(jià)格很貴。一般國(guó)產(chǎn)的航輪和寶鈦的3/2。5的鈦合金車(chē)架的價(jià)格大概在3000元左右,而如果象AIRBONE或者LITESPEED的鈦架的價(jià)格甚至上萬(wàn)。但是如果考慮到鈦架的使用壽命,這個(gè)價(jià)格也就不會(huì)感到那么離譜了。

      碳纖維作為一種高科技材料使用在自行車(chē)上是最近十年的事情。嚴(yán)格來(lái)說(shuō)碳纖維并不是單純的碳元素,而是碳元素經(jīng)過(guò)編織加工后利用環(huán)氧樹(shù)脂粘和加固的一種混合物。早期的碳纖維由于技術(shù)上面的原因,使用的環(huán)氧樹(shù)脂甚至?xí)陉?yáng)光下分解。隨著科技的進(jìn)步,這種優(yōu)秀材料的種種缺點(diǎn)在被逐漸克服。比如德國(guó)的K車(chē)架就使用了高級(jí)的16K的碳纖維,這種碳纖維的強(qiáng)度甚至超過(guò)了鋼材,并且擁有終身保用的質(zhì)量承諾。

      一般來(lái)講,碳纖維作為自行車(chē)的材料擁有以下幾個(gè)特點(diǎn):
      1. 極輕的重量:1200克左右的碳纖維公路架已經(jīng)到處可見(jiàn)了。由于碳的質(zhì)量?jī)H有1。6克/立方厘米,所以制作1公斤左右的車(chē)架已經(jīng)不在是夢(mèng)想。
      2. 吸收沖擊性能好。碳纖維可以有效的吸收震動(dòng),并且保持很好的剛性。這種特點(diǎn)使得它成為很好的競(jìng)賽級(jí)的材料。
      3. 可以制作各種形狀的車(chē)架。和一般的金屬車(chē)架的制造過(guò)程不一樣,碳纖維車(chē)架一般是先制作模具,然后在模具上付上碳纖片,最后用環(huán)氧樹(shù)脂進(jìn)行粘固。這種制作過(guò)程可以利用空氣動(dòng)力學(xué)作成風(fēng)阻極小的車(chē)架。
目前這種材料的毛病主要是以下兩點(diǎn):
      1.復(fù)雜的應(yīng)力計(jì)算。構(gòu)成碳纖維車(chē)架的是碳纖維,它的特點(diǎn)是拉伸強(qiáng)度強(qiáng),但剪斷強(qiáng)度弱,加工時(shí)需要進(jìn)行復(fù)雜的應(yīng)力計(jì)算(縱剛性、橫剛性),根據(jù)計(jì)算把碳纖維片重疊成型。一般來(lái)講,碳纖維抗面的沖擊相當(dāng)好,而抗穿刺能力就很差了。就是說(shuō)你橫摔豎拍不要緊,就怕的是橫摔豎拍的過(guò)程中碰到一兩塊鋒利的小石子,那可就不是拿去焊一下就可以解決的了。
      2. 價(jià)格昂貴,和鈦合金相比,碳纖維車(chē)架的價(jià)格有過(guò)之而無(wú)不及,向頂級(jí)的碳纖維車(chē)架的價(jià)格都要上萬(wàn),而科那哥的C40和C50的價(jià)格甚至超過(guò)2萬(wàn)元。這主要是因?yàn)樘祭w維車(chē)架的制作過(guò)程需要很多的手工,并且報(bào)廢率很高,造成成本的大量上升。
      從外觀上我們可以很容易的把這幾種材料的車(chē)架區(qū)別開(kāi)來(lái)。風(fēng)格粗獷,造型狂野的是鋁架。
管體纖細(xì),骨感十足的是鋼架。而那沒(méi)有任何涂裝,渾身散發(fā)著金屬光澤的就是鈦架。碳纖維的表面則覆蓋著各種3D布的表層,極具現(xiàn)代感。

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