骑友网|单车论坛|骑行网|自行车之家

标题: 山地车结构面面观 [打印本页]

作者: 唐森 时间: 2011-8-24 23:54
标题: 山地车结构面面观
本帖最后由唐森于 2011-8-24 23:56 编辑

介绍如今山地自行车的一些新特征，包括：
•更多挡位（有的山地自行车有多达27个挡位！）
•链轮技术方面的进步使换挡更加方便
•换挡控制杆一次可自动升降一个挡位
•前后悬架
•新型车架设计和材料
•新型车闸，包括液压盘式车闸
档位
山地自行车的挡位数一直在增加。现在有些山地自行车的挡位多达27个。这些山地自行车在前面使用三个不同尺寸的链轮，后面则使用了九个，这样的组合产生了如此之多的传动比。设计这些挡位的理念是使车手在任何一种斜坡上均可以恒速（节奏）踩动踏板。想像一下一辆只有一个挡位的自行车，就不难理解这一设计理念。在只有一个挡位的自行车上，每踩动踏板一圈，后轮也跟着转动一圈（传动比为1:1）。如果后轮的直径为66厘米，传动比为1:1，则每转动踏板一圈，车轮将在地面上前进207厘米。如果踩动踏板的节奏为每分钟50转，这意味着每分钟车子可在地面上前进103米。这只有6.2公里/小时，和走路的速度差不多。这样的速度适合于爬陡坡，但对于平地或下坡来说就太慢了。为了加快速度，需要不同的传动比。例如，如果以每分钟50转的节奏踩动踏板，即以40公里/小时的速度下坡，需要的传动比约为6.5:1。拥有众多挡位的山地自行车提供了1:1到6.5:1之间的多个传动比，这样无论车速如何变换，您可以始终以每分钟50转的节奏（或其他适合您的节奏）蹬车。
变速器
后变速器是一种通过将车链从一个链轮移动至另一链轮进行换挡的装置。山地自行车上有两个变速器：一个在后面，一个在前面。当车链位于最大的前链轮上以及最小的后链轮上时，将产生最大传动比（此时车行速度最快）。当车链位于最小的前链轮上以及最大的后链轮上时，将产生最小传动比（此时车子爬坡最轻松，但速度很慢）。
变速器是一种通过将车链从一个链轮移动至另一链轮进行换挡的装置。山地自行车上有两个变速器：一个在后面，一个在前面。当车链位于最大的前链轮上以及最小的后链轮上时，将产生最大传动比（此时车行速度最快）。当车链位于最小的前链轮上以及最大的后链轮上时，将产生最小传动比（此时车子爬坡最轻松，但速度很慢）。
后变速器有两个主要任务：保持车链的拉紧状态以及换挡。
后变速器可调整其位置以保持任何挡位下车链始终处于拉紧状态。如果车链位于前后最大的链轮上时，车链的绝大部分缠绕在链轮上，变速器需要调整的松动部分较少。如果车链位于前后最小的链轮上，则变速器需要调整的松动部分较多。
后变速器通过将车链底部从一边移至另一边进行换挡。当您蹬车时，由于腿部的作用力，车链的顶部处于拉紧状态。正是车链的这一部分将作用力从前链轮传递至后链轮。而车链的底部通过后变速器保持轻度拉紧状态。因为车链的底部没有很多负荷，所以即使在用力蹬车时，变速器仍然可以将车链移动至另一链轮，链轮技术提高了山地自行车在负荷状态下的换挡性能。
前变速器可在三个前链轮之间移动车链。与后变速器不同，前变速器移动的是车链的顶部，此部分在蹬车时处于拉紧状态。这就意味着要切换前链轮，就需要松开踏板。一些前链轮还采用了一种巧妙的设计，可在负荷状态下换挡。
在一辆典型27速的山地自行车上，约有六个传动比彼此非常接近，根本无法感觉到它们之间的区别。那为什么需要这么多的速度挡位呢？在实际使用中，车手倾向于选择适合车子所遇斜坡的前链轮，并一直使用这个链轮。前链轮在负荷状态下难以换挡。在后链轮上换挡要容易得多。如果车手正在爬坡，他们可能会选择最小的前链轮并在后面的9个挡位之间换挡（因为车手无需松开踏板便可换挡）。增加后链轮上的速度挡位便有很多的好处。
换挡器
如今用于山地自行车的换挡器在设计上考虑到了换挡的目的就是保持恒定的节奏。这意味着大多数时候，只需很小的换挡调节即可保持恒定的节奏。前后换挡器配有转换器，一次可升降一个挡位。每个换挡控制杆可对决定变速器位置的钢缆进行调节。前后两个变速器中均有强力弹簧，可将变速器推至一边或另一边。换挡控制杆可沿弹簧反向拉动钢缆，朝一个方向移动变速器，或让弹簧拉动钢缆，朝相反方向移动变速器。
悬架系统
如今许多自行车都有前后两个悬架系统。悬架可以让车轮上下移动以缓解小幅的颠簸，同时保持车轮与地面接触，更加便于控制。这样也有助于在车子跳跃着地时缓解车手和车子受到的较大冲击。前后悬架系统中有两个重要的零件：弹簧和阻尼器。有时这些零件被统称为减震器。
弹簧使悬架在车轮遇到障碍物时上升，并在车轮经过障碍物后迅速下降。弹簧可以是螺旋钢圈（我们所熟悉的大多数弹簧大多都是螺旋钢圈）；也可以是含有压缩空气的气缸。无论是哪种，弹簧压缩幅度越大，压缩弹簧所需的力量就越大，这正是我们需要山地自行车悬架的原因。你一定不希望在车子跳跃着地时弹簧触底。如果悬架仅装有弹簧，那么在每次颠簸之后便会上下弹跳几次。越过障碍后，悬架系统需要一种方式释放弹簧被压缩时所蓄积的能量。阻尼器便是这种能释放能量并防止悬架乱弹乱晃的装置。最常见的阻尼器是注油型。这种阻尼器用于汽车悬架和自行车悬架系统。当减震器受压缩时，其内部的活塞压动机油，流经一个被称为节流孔的小孔。压动机油通过节流孔需要能量，而这种能量转化为机油的热量。注油阻尼器很酷的一点是你越快地压缩减震器，阻尼器释放的能量就越多，施加的运动阻力就越大。减震器压缩越快，流经节流孔的机油流量就越大，因此，迫使机油流经节流孔所需的压力也就越大。增加的流量将导致两个结果：增加了悬架的抗震性（因为压力阻碍了减震器的运动），也释放了更多能量。减震器设计的关键之一就是在弹性系数（弹簧硬度）和阻尼之间寻求最佳的平衡。出于这种原因，许多减震器具有可调的弹簧振频和阻尼系统。一些压缩空气弹簧可通过增加或减少气压进行调节。
前悬架
前悬架的主要类型是前叉。它的工作原理就像摩托车的前悬架。前叉底部固定车轮的部分套在将前叉连接到车架的管子上。前叉的每根内管内都装有类似于我们在上图看到的那种减震器。当前叉向上振动（即车子碰到障碍物时），弹簧被压缩，活塞压动液体流经节流孔。
后悬架
几乎是有多少自行车生产商，就有多少种后悬架的设计。其中大多数悬架使用类似于我们在上图看到的那种减震器，有时采用较大的卷簧。通常，车架和联动装置的设计是区分各种自行车的标准。后悬架通常需要使用较大的弹簧，因为联动装置通过弹簧为车轮带来了机械优势。弹簧和减震器每压缩2.54厘米，后轮可能需要转动7.62厘米。这就意味着作用于减震器的力是作用于车轮的三倍。前轮上有两个减震器，作用于每个减震器的力是作用于车轮的一半。后悬架使车手及自行车能应付极其恶劣的路况。有的高速车赛在下山坡上举行，赛道上随处可见石头、倒下的树木和沟渠。路况难度的增加和后悬架系统给山地自行车的车架施加了更多的压力。更复杂的车架结构目前正在迅速取代仅由钢管或铝管焊接的车架。
车架
在用于车架的管子中，圆管并不是最有效的形状。圆管侧向和纵向弯曲强度相同，但是车架上的纵向压力较大，侧向压力较小。建筑房屋时使用方梁和托梁可以承受较大的纵向重量，而不会过于弯曲，但是如果你从侧面施加力量，它们则几乎无法承受任何的重量。如果车架使用的形状更接近矩形，高度比宽度长，则可以从纵向获得强度，仅仅会牺牲一点根本不需要的侧向强度。制造这些更复杂的形状有赖于材料成形技术的进步。一些部件采用液压成形的金属制成。这一工艺就是将金属板或金属管放置于坚固的硬模（有点像模塑）内，然后用水压制。水压将金属压出与硬模一致的形状。这一工艺可用于制造复杂的金属形状。有些车架采用碳纤维制成。这是在泡沫模板上贴板制成的一种材料。碳纤维布板被固定在泡沫模板之上，并进行环氧化。这样可以制成非常轻盈而坚固的结构，而且形状不受限制。这些非圆截面车架结构使得人们可以设计出特定的后悬架。无需竖管插入车架的摩托车式悬架就是一个例子。
山地自行车的车闸已经历了多年的演变。最常用的设计是在大多数自行车上都能看到的悬臂闸的变型。连接到车把控制杆的钢缆将车闸的两个控制杆拉拢。这样就使闸垫紧贴车轮的外侧。有的自行车，特别是采用悬架系统的车子，使用的是盘式车闸。这与汽车上的盘式制动器相似。闸杆通过液压液体将作用力从手传递至闸皮。施力后，车把会压动一个小活塞，对线管中的液体施加压力。在车轮处，一个较大的活塞将闸垫压向闸盘。因为这个活塞较大，所以车轮处的作用力将倍乘。车把中还有一个小装置，有些类似于汽车制动器中的主气缸。它可以确保闸室中有足够的液体，如果发生闸垫磨损或液体热胀冷缩，系统内将留有充足的液体实现车闸制动。

作者: 滨江河马 时间: 2011-8-25 00:17
好专业 lz辛苦

作者: zgsx蓝精灵 时间: 2011-8-25 00:17
　　现在貌似30速的山地车也是越来越多了。。。

作者: 發槑 时间: 2011-8-25 08:22
唉发动机才是关键跑车的壳桑塔纳的芯还是没用

作者: paul22 时间: 2011-8-25 08:43
对，关键看人，像我，再好的车也白瞎

作者: 羌螂 时间: 2011-8-25 11:13
设计者勇于创新，只有俺永远也跟不上。

作者: 羌螂 时间: 2011-8-25 11:13

發槑发表于 2011-8-25 08:22

登录/注册后可看大图

唉发动机才是关键跑车的壳桑塔纳的芯还是没用

你最能自我控制的就是发动机。

作者: 雨花石A 时间: 2011-8-25 14:06
加强发动机锻炼才是正道

作者: hhhh2788 时间: 2011-8-25 14:58
山地车的学问可大啦！！！！！！

作者: 泗门—007 时间: 2011-8-25 15:05
骑得不一定要快但一定要帅

作者: 浩月任我行 时间: 2011-8-25 15:20
30的一定很快。

作者: jinxidg 时间: 2011-8-26 18:48

作者: 唐森 时间: 2011-8-27 19:18

zgsx蓝精灵发表于 2011-8-25 00:17

登录/注册后可看大图

　　现在貌似30速的山地车也是越来越多了。。。

时代在发展，科技也在进步，这是很正常的嘛

作者: 狂风中猴子 时间: 2011-9-8 13:38
顶借用

作者: 标子 时间: 2011-9-9 19:16
恩，，，这个不错

作者: Sc。X 时间: 2011-11-20 08:56

欢迎光临骑友网|单车论坛|骑行网|自行车之家 (http://51bike.com/)