自行车轮组有哪些特性及如何选择

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导读:文章来源: 原文地址: 轮子的几个重要的特性:     买一组轮子,我们会考虑几个特性: 重量,强度,空气动力特性,顺畅度,煞车性能,耐用度,方便性。我们就来看看这些特性。     1: 重量:     A:单纯的轮重只是一个静态指针参考,对于爬坡较具参考价值。一般较好的前花鼓重约80-110gm,后花鼓200-270gm,钢丝每根约9- 12gm,轮圈变化较大,纯碳纤维约在210-300gm(窄框) 280-420g

文章来源:骑行之家

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自行车轮组有哪些特性及如何选择




轮子的几个重要的特性:

    买一组轮子,我们会考虑几个特性: 重量,强度,空气动力特性,顺畅度,煞车性能,耐用度,方便性。我们就来看看这些特性。

    1: 重量:

    A:单纯的轮重只是一个静态指针参考,对于爬坡较具参考价值。一般较好的前花鼓重约80-110gm,后花鼓200-270gm,钢丝每根约9- 12gm,轮圈变化较大,纯碳纤维约在210-300gm(窄框) 280-420gm(大板框),铝框350-500gm,钢丝头,铝的约重0.5g,铜的1gm。整组重介于1100-1800gm间较常见。

    B:相对旋转重量 (rolling weight):比较重要。想象链球就较清楚,一个一公斤链球,链条一公尺来旋转,要将它转起来所需力量,与重量及链条长成正比。轮子也是同样的道理,但是轮子的重量分布并不像链球般单纯,钢丝、轮圈分布从内到外都有,不过以轮圈与轮胎,所占比例最大,因其位最外缘,重量也最高。而花鼓的旋转重量几乎不用考虑。

    2: 强度:轮子的强度决定于几个因素,轮圈强度,钢丝数目,钢丝张力,花鼓强度。轮圈越宽,强度越强,需要钢丝数目越少。刚丝数越多、编的张力越大,强度越强。花鼓强度越够,强度也更好。强度越佳,传动效能越佳。

    3: 顺畅度:主要在于花鼓的培林数目、大小及品质。越顺畅则培林磨擦力越小,越省力。很多轻量化的花鼓除了用上钛的飞轮座,铝合金甚至碳纤的轴。有些为减轻重量,用较小的培林,或少用一两个培林,但赔上了耐用度与顺畅度,并不是很理想。目前顺畅度最好的培林是陶瓷的滚珠,因它可以做的更圆,号称在40km/hr时,减低 0.8-1.0 watt功率损耗,不过代价也很高,如果有兴趣,Zipp与Campagnolo都有此消金的选择。

    4: 煞车性能: 铝框的煞车性能较碳纤佳,散热也较好,如再加以CNC或陶瓷边-处理,连雨天都不用怕。碳纤轮框散热较差,需用专用煞车片,煞车时较易有异音,吓到路人,长下坡时较令人担忧。 ( 想想看4-5万的轮子,发出快毁灭的声音,多令人心疼;若速度不够快,还可以看到路人惊惶闪躲) 有些碳纤轮框会在煞车面胶合上铝片,又重个100多克,而且胶合面在煞车的高温下易有问题,也会需要的技术层面就更高了。

    5: 耐用度:通常是煞车面磨平了,碳纤的则可以看到碳纤维裸露,不过这与每个人煞车习惯与路况有关。有些则是培林先挂了。

    6: 方便性: 碳纤需用专用煞车片,且以管胎为多,换胎较麻烦。

    7: 空气动力特性: 以板轮为佳,且越宽者越佳,碟轮当然使最好的了。钢丝数目越少,钢丝越扁,也越佳。不过空气动力特性越佳,也是要付出代价的,通常是逆风时,破风如箭;侧风时,挡风如墙。你就开始蛇行,看到警察当心酒测被扣车。另外每家各有设计独特之处,有些是理论派,有些是行销手段,消费者要多比较。

    轮组对于自行车行进的助益

    大约有下列几种: 降低空气阻力,减低踩踏施力,增加惯性使踩踏平顺。

    1: 降低空气阻力: 减低风阻也就减低耗能,以板轮破风性较好。

    2: 减低踩踏施力: 通常是上坡时,经由减轻轮组整体重量帮助最大。

    3: 增加惯性使踩踏平顺: 相对旋转重量越高者,惯性越高。

    轮组的惯性

    轮组的惯性取决于轮子的相对旋转重量,我们有提到这个数值是无法直接测得,不过最重要的是轮圈与轮胎重。可以用一5-10公斤的秤锤,以一条1公尺的线缠绕于花鼓上,利用秤锤下坠来驱动,此种方法下,相对旋转重量越大者,加速越慢,可达到的最高速度也较低。相对旋转重量越小者,加速越快,可达到的最高速度也较高。相对旋转重量,整体轮重也比较重。

    这惯性有什么用处呢?其实,这就相当于自行车上的蓄电池。

    当你踩到车速40㎞,开始滑行,整车的储存的动能有 (车重+体重)×速度平方+轮子的相对旋转重量×车轮转速的平方。一直都不踩的话,这些能量将会被阻力所抵消,车速也就变慢下来。储存的能量越高,可滑行越远,车速下降也就较慢。所以体重越高的车手,轮子的相对旋转重量越大者,越有利。

体重高的选手,约75-85公斤,通常可以输出的功率较高,且轮子的重量占整体重量比例低,不过长时间高输出的耐力较差,他们的踩踏一般也比较间断性;如冲刺型选手,这些选手通常也比较可以利用惯性轮的优势,维持稳定的速度。他们一般会选用较重较宽的惯性轮,如Mavic Cosmic Carbon( 约2000gm),惯性高又破风。

    体重轻的选手,约65-70公斤,通常可以输出的功率较低,且轮子的重量占整体重量比例较高,且长时间高输出的耐力较佳,他们的踩踏一般也比较持续;如登山型选手。这些车手一不踩,速度下降较快,也因此加速减速机会较大,为了破风,选用太重的惯性轮,不仅负重比例增加,减速加速之间更耗能,容易疲乏,所以一般会用较轻的板轮,目标以破风为主,如Campagnolo Bora (约1350gm)。

    惯性越大的板轮,骑乘时会有一种车子被拖着跑的感觉,但车速其实是一样的。

    目前因碳纤技术的进步,大板轮可以轻松做到1400gm以下,不再像铝框,一定超过2000gm,车手的选择也较多。

    轮子的阻力决定于几个因素

    A: 轮径越小,风阻力越小。不过地面滚动阻力较大。比如700C 与650C。

    B: 三*、四*的轮组比钢丝板轮组力小。

    C: 车胎越细,风阻阻力越小。如: 700-21C 比700-23C小。

    D: 扁平钢丝比圆钢丝阻力小,板轮比方框阻力小。

    3: 滚动阻力 (rolling resistance): 摩擦系数一但路面状况与轮胎没有改变,是一定的,约为0.3-0.5%. 这大约是时速17公里时的风阻。一般而言,轮径越大、胎压越高、光头胎及乳胶内胎,阻力较小。也有提到充氮气可减低阻力,且目前也有选手采用,像 Ullrich。

    将轮子的特性配合上行进状况,我们可以拟出一些准则:

    1: 大集团平路高速骑乘:尽量躲在集团内,以较低的姿式骑乘,最好躲在体积较大较高的车手之后,效果越好。可选用惯性较高的板轮。当决定用板轮时,得看看当时风速,若风很大,板轮会严重影响操控,反而得不偿失,若很想用,可考虑后轮使用轮框较宽,前轮轮框较窄的,因前轮影响操控较明显。

    2: 长登山上坡赛段,时速大概很难超过30㎞,这时风阻重要性低,整体重量与地面行进阻力较重要,轮子、轮胎以越轻越好,胎压打到建议最高磅数, 650C可能会有帮忙,不过要注意路面状况。如以轻量的碳纤轮组,须特别留意长下坡时煞车的问题。不要骑上去,滚下来。

     3: 混合型路况,上坡平路均有:轻量的板轮,1500gm左右,平路有点惯性,上坡也够轻。


出处:风车驿站

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