[转帖]旅行自行车自行车架的几何特性

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原贴作者:不详      来源:网络不详


     自行车设计主要考虑的因素包括有自行车头管倾角(head angle)、自行车坐管倾角(seat angle)、自行车前叉挠度(fork rake)、后下叉长度(chainstay length)以及自行车中轴落差(BB drop)。自行车架各部分尺寸和角度很小的变化,都会对自行车的性能产生很大的影响,当然直接影响骑行自行车人的表现。现在随着制造自行车架新管材的出现,已经影响了自行车架的设计方式,但是,自行车架各部分的尺寸和角度规律仍然是主宰自行车性能的主要因素,除非力学定律也被打破。


自行车头管倾角是指自行车头管中心线与水平线所成的角度,也是衡量自行车架对骑行自行车人舒适水平的一个重要参数。同样的,较陡的自行车头管倾角自行车架可以发挥更大的效能,使骑行自行车姿势保持持续紧张, 而较小的倾角效果正好相反。另外,自行车头管倾角与自行车前叉紧密相关,决定了自行车的操控能力——高速或慢速中的稳定性和转弯灵活程度。



通常,较大的自行车头管倾角对操舵的反应更迅速,而自行车前叉挠度决定了自行车操控特性的其余参数。自行车前叉挠度是指自行车前叉中心线到前轮中心的垂直距离,较大的自行车前叉挠度在慢速中(每小时24公里左右)稳定性很高,但是转弯就不太灵活。与此相反,赛车自行車自行车架的自行车前叉挠度较小,以便取得最大的高速稳定性和转弯灵活性。当然,影响自行车稳定性还有其他的因素。




自行车坐管倾角是指自行车坐管与地面水平线所成的角度,倾角的变化决定了骑行自行车人骑行自行车时是否舒适。过于陡的自行车坐管倾角会使骑行自行车姿势保持紧张,比如赛车的自行自行车架就是这种情况,倾角大使车手重心靠前,有利于爬坡和高速骑行,但不能保持长时间骑行。自行车坐管倾角也对骑行自行车人腿部相对于自行车曲柄的位置有关,直接影响蹬踏的方式。一般来说,自行车坐管倾角大有利于高速骑行,自行车坐管倾角小有利于在慢速中获得更大的传动力。


载重旅行自行车有更大的自行车前叉挠度,这不仅仅是为了使整天坐在座鞍上的旅行爱好者更舒适,也是考虑到旅行爱好者要边骑行自行车边欣赏沿途风景的需要而提供的更大稳定性,再说,自行车前叉一般還裝载了挂包,更大的挠度才可以避免这额外的累赘影响了自行车的操控能力。



后下叉长度(亦有译为链距)是指后轮轮心到自行车中轴轴心的距离,该参数也直接影响骑行自行车的方式,较短的后下叉同样会使骑行自行车人的姿势在“后三角”缩小的情况with less flexing下保持紧张,这点在爬坡时特别重要,赛车自行车架的设计就如此。较短的后下叉也减少了自行车的輪距,提高了自行车的灵敏度和stiff the bike feels。另一方面,载重自行车有较长的后下叉,有更柔和的和骑行的稳定性,那正是长途单自行车爱好者所想要的特性。稍长的后下叉也增强山地自行车的速降控制能力,并提供自行车脚蹬踏动作的舒适空间。



自行车中轴落差(BB drop)又称为中接头下落距,是指自行车中轴轴心与后轮轮心在水平方向上的垂直距离。较大的自行车中轴落差是载重旅行自行车的基本特点,自行车和车手都处于较低的自行车中轴,座鞍和重心(CG)。低重心的自行车在突然失控时具有更大的稳定性,这也是其他类型自行车所追求的特性。然而,赛车手所追求的是最大的速度,对于他们来说,尽可能高的自行车中轴才是必需的。至于比较高自行车中轴的山地自行车,那是为了在复杂的地形更容易越过障碍物的需要,其实在低重心稳定性和较高自行车中轴之间有各种不同的自行自行车架山地自行车,那是因应地形不同而设计的。




在介绍了自行车架设计几何特点的原则后,下面分别列出各种不同类型自行车自行车架的具体参数,可以通过对比认识到各种类型自行车的特性。




一、公路赛车(road racing)



赛车的自行自行车架设计重点是保证高速骑行稳定性,易于转弯,操舵反应迅速和在紧张的状态下减少运动员力量的损失。上述前三大“优点”的反面结果是:由于赛车低速档的稳定性较差,如果有任何的装载即引起操控的恶化;骑行自行车人要时刻注意行车的直线性;路面即使是很小的障碍物,都会引起重大事故。


      * 自行车坐管倾角在73到74度之间。自行车架尺寸小于21英寸(从自行车中轴到自行车坐管接片边的长度)倾角即增加1度,大于24英寸则减小一度。


* 自行车头管倾角:73至74度。自行车架尺寸小于21度倾角减少2度,而自行车架尺寸大于24英寸增加1度。


* 自行车前叉挠度:对于73度自行车头管倾角,挠度为1 1/2至1 3/4英寸,自行车头管倾角减小或增加1度,挠度相应地减小或增加1/8英寸。


* 后下叉长度:16至16 1/2英寸。


* 落差:2 3/8至2 7/8英寸。自行车中轴高度为11至10 1/2英寸。



二、公路运动旅行自行车(road sport touring)



运动旅行自行车愛好者在自行车世界里是中量运动者,他们并不倾尽全力比赛,也不载重旅行,虽然自行车上有挂包架和小挂包,里面只是当天骑行途中的必需品。运动旅行自行车爱好者的主要特征是稳定,速度比赛车慢一些,他们要求的是运动的乐趣,并非竞赛。



* 自行车坐管倾角:72至73度。自行车架尺寸小于21英寸增加1度,大于24英寸则减少1度。


* 自行车头管倾角:72至73度。自行车架尺寸小于21英寸增加1度,大于25英寸则减少1度。


* 自行车前叉挠度:对于73度的自行车头管倾角,挠度为1/3/4至2英寸。自行车头管倾角减小或增加1度,挠度相应地减小或增加1/8英寸。


* 后下叉长度:16 1/2至17 1/2英寸。


* 落差:2 5/8至3英寸。自行车中轴高度为10 3/4至10英寸。



三、载重旅行自行车(loaded touring)



载重旅行自行车是路上的两轮载重骡马,即使加载了40至50磅的装备,其良好的稳定性和直线性令你可以一边骑行自行车一边欣赏沿途美丽的风景,不用担心自行车骑到路旁的沟里面,或者串出快车道。另外,自行车在颠簸的路面骑行保持舒适,并有足够的低速档应付爬坡的需要。只要不是竞赛,不管载重或是不载重,这类自行车都是一流的。



* 自行车坐管倾角:71至72度。自行车架尺寸(range for frames)小于21英寸增加1度。


* 自行车头管倾角:71至72度。自行车架尺寸小于21英寸减少1度,自行车架尺寸大于25英寸则增加1度。


* 自行车前叉挠度:对于72度自行车头管倾角,挠度为2至2 1/4英寸。自行车头管倾角每增加或减少1度则挠度相应地增加或减少1/8度。


* 后下叉长度:17至18英寸。


* 落差:2 5/8至3 1/8英寸。自行车中轴高度为10 3/4至10 1/4英寸。



四、山地自行车(mountain bikes)



山地自行车外形够酷,俘虏了大多数车迷的灵魂。它的自行车头管和自行车坐管倾角都比较小,有厚大粗纹的外胎,是崎岖山路骑行自行车的最佳选择。美西型(三藩市北部最先开展越野运动)的自行车头管倾角更小些,以求得在加州“火径”速降竞赛中保持最大的稳定性。专业水平的竞赛车手更喜欢较大的自行车头管倾角,因为这样可以更灵活地操控自行车,美东的“采岩者”(rockpickers)喜欢这类车,就是因为其有更好的低速,有利于障碍型操控。



有一帮“肥胎飞行族”并非是竞赛者,他们在马路上骑着减震系统的山地自行车耀武扬威臭美。但是话说回来,山地自行车骑起来确实是比其他车种更舒适,加上不怕路坑和碎玻璃渣,虽然速度不够爽,但在城市马路上是足够了。



当买了一辆山地自行车,要全面认识各零配件,并了解怎么样使用。从自行车前叉避震型号到前后轮双避震型号,从完全的越野到速降型號,有太多的结构不同于无避震的硬自行车架。如果是为了竞赛(跳跃,攀爬,速降等),应该选小自行车架,后下叉较短的自行车。



* 自行车坐管倾角:70至73度。自行车架尺寸小于19英寸增加1度。


* 自行车头管倾角:69至72度。自行车架尺寸小于19英寸减少1度,而自行车架大于23英寸则增加1度。


* 自行车前叉挠度:对于70度的自行车头管倾角,挠度是2至2 1/4英寸。自行车头管倾角减小或增加1度,挠度相应地减小或增加1/8英寸。


* 后下叉长度:16 1/2至18英寸, 对于真正攀爬来说可以更短。


* 落差:1 1/4至2英寸。自行车中轴高度为12至11 1/4英寸

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