自行车整体及零部件分析.docx
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自行车整体及零部件分析
作为一名参与自行车运动的普通“玩家”，自行车零件的选择刨除价格因素外，一般遵循在拥有优异的操控性、足够强度、良好的舒适性、高硬度的前提下尽可能的使用质量较轻的零部件，从而实现整车的轻量化和综合性能的最优化原则。
这是目前自行车的发展趋势，也是很多自行车零部件厂商运动型产品的研究方向。
这个趋势就是更安全、更结实、更舒适、更高效、更轻量。
基于这一点，下面的文章中我不再详细的说明自行车零部件以上几种特性对整车综合性能影响的意义。
由于专业的区别，我对自行车也只是出于一种爱好，不可能有更多的时间和精力去研究去实验。
因此本篇文章的内容多是以我自己看到、听到、体验到的再加之自己的理解、经验为主。
这很有可能导致部分内容与实际情况或多或少存在差异。
希望朋友们能够理解和及时给予纠正。
车架
车架是自行车连接其他所有零部件的基础平台，所有零部件都直接或间接通过车架组合在一起共同协作发挥作用。
车架的性能往往直接影响自行车整体综合性能的优劣。
车架选择的参考项目
一、材质
目前自行车车架材质主要有碳纤维、钛合金、钪合金（铝钪合金）、铝合金、铬钼合金钢、混合材质车架等。
1.碳纤维：
昂贵的碳纤维车架一般作为专业比赛车辆使用。
特点：
价格很高、硬度很高、质量小（轻）、虑震性高、损伤不可修复
缺点：
质脆、寿命很短（一般厂家质保时间为2-3年）、单点大压强撞击对车架整体结构强度影响大、断裂无先兆
2.钛合金：
钛合金的具有极高的强度，耐氧化性也非常高，其单位体积的质量几乎是铝合金的两倍，但其因较高的金属强度，可以将车架管材做得更薄、用量更少，所以整体车架质量有着很大的优势。
特点：
价格高、硬度很高、成品质量相对小、虑震性高、不易损伤、使用寿命极长
缺点：
不易被加工
3.钪合金：
钪是一种稀土元素，地球上的每吨地壳物质中，钪的含量仅有5克（大白兔奶糖的质量），切每年全球钪的产量也非常的低。
目前钪的价格大约为3000元/g。
钪合金自行车车架主要以铝合金车架为基础，在铝合金材料制作过程中添加了微量的钪元素（千分级计算）。
但这微量的钪元素使得铝合金的金属特性得到了极大的改善。
特点：
相同的铝合金材料用量，拥有比普通铝合金材料更高的强度与硬度，在不损失结构强度的前提下车架也可以做的更轻。
缺点：
价格高
4.铝合金：
常见运动自行车的车架材料。
铝合金车架常用6（例：
6063）系和7（例：
7005）系列铝材，7系列铝材硬度与强度更高，材料成本也更高。
特点：
成本较低、易加工、质量较轻、使用寿命长、损伤后可被修复
缺点：
虑震性能极差，不舒适
5.铬钼合金钢：
一种合金钢材
特点：
强度大、极高的虑震性能、损伤后易修复、使用寿命长
缺点：
质量大
6.混合材质：
两种或两种以上常用材料的混合材质车架。
例如半碳车架
特点：
结合两种或两种以上材质的特性，拥有较高综合性能
缺点：
基本涵盖所用所有种类材质的自身不足，但每种材质的自身不足并不突出
二、尺寸
车架的尺寸主要有竖管尺寸、上管尺寸两个部分组成。
目前不同品牌的车架的尺寸衡量标准并不统一，或者不同品牌的车架的竖管尺寸衡量标准相同，上管尺寸却存在很大的差异。
我们一般所说的车架尺寸一般是指竖管的尺寸，单位为“英寸”（公路车单位为“厘米”）。
竖管尺寸常见衡量标准主要有，整根竖管长度衡量法、车架五通中心点据上管中心线与竖管中心线焦点间距衡量法、车架五通中心点据上管上缘线与竖管中心线焦点间距衡量法等。
竖管尺寸选择主要以使用者的腿长为参考、上管尺寸选择主要以使用者上身长和手臂长度为参考。
车架的尺寸对车辆的行驶影响主要体现在舒适度、操控性、发力容易度等方面。
对于山地车来说（为最大发挥山地车的越野特性）我们一般选择合适自身尺寸范围内的偏小号尺寸车架。
这样可以缩短车辆的轴距提升车辆操控性、提高车辆通过性（通过性——衡量车辆通过某种路面或环境的容易程度能力的指标）、更容易发力提高低速扭力。
三、角度
车架的角度主要是指车架的车首管、竖管与水平面之间的夹角。
车架的角度主要影响车辆操控性和人与车的发力配合。
对于山地自行车来说影响车架的角度除了车架本身的结构因素外，前叉的高度（行程）也对整车的角度产生极大的影响。
关于这一点我会在后面介绍其他的零件时加以综合表述。
前叉
少见的倒冲前叉（反应灵敏）
山地车的前叉的主要作用是吸收行驶中的大部分路面震动。
他对车辆行驶操控性、安全性、舒适性发挥着极其重要的作用。
前叉选择的参考项目
一、材质
目前常用前叉的主体材质为碳纤维（包括硬叉和含有减震介质的减震前叉）铝镁合金、铝合金、不锈钢等。
材料特性同车架
二、减震介质
常见减震介质包括；弹簧、油簧（弹簧为主，液压油辅助）、空气、油气（空气为主，液压油辅助）
1.弹簧（多用于低端或入门级山地车）
特性：
A.结构简单B.减震灵敏性最差（因多见于低端前叉，综合性能最差）C.吸震效果最差（因多见于低端前叉，综合性能最差）D.重量最重（因多见于低端前叉，综合质量最大）E.结构强度较低（因多见于低端前叉，综合性能较低）
2.油簧（多用于大强度越野山地车）
特性：
A.结构复杂B.减震灵敏性最好C.吸震效果最好D.重量较重E.结构强度很高
3.空气：
（多用于轻量化越野）
特性：
A.结构较复杂B.减震灵敏性较好C.吸震效果较好D.重量最轻E.结构强度一般
4.油气：
（多用于轻量化越野）
特性：
A.结构复杂B.减震灵敏性较好C.吸震效果较好D.重量较轻E.结构强度一般
（以上特性评定不涉及品牌、价格等因素，只是参考类别的总体平均差异）
三、液压油
液压油的作用主要包括，辅助参与吸收震动、控制前叉回位速度（回弹）、参与锁死功能。
四、附件
1.前叉行程管涂层
常见的前叉行程管处理主要有抛光、涂层两大类。
其中涂层包括普通油漆（多见黑色）和特氟龙涂层（多见淡黄色）两种。
油漆涂层的主要作用是防锈，特氟龙涂层的主要作用是防锈、润滑、抗磨。
2.前叉叉桶内衬
常见叉桶内衬主要有塑料、尼龙。
塑料材料常见低端前叉，尼龙内衬具有极高的耐磨性防止前叉行程管与叉桶内壁之间因磨损产生不必要间隙。
五、附属功能
1.回弹调节
前叉的回弹调节主要控制前叉行程管受压释放压力后回位的速度。
不同的路面和路面振动频率需要配合不同的回弹速率。
例如路面震动频率低，单次起伏较大的路面需要前叉有较慢的回弹速率，如果此时使用快速回弹，前叉在受到单次大冲击时容易在强大的回弹力的驱使下对车辆产生向上的冲力导致车轮离开地面诱发失控性事故；如果路面震动的频率很高，我们需要较快的回弹速率，如果此时使用较慢的回弹，前叉在上一次震动时所受的压力还没有完全释放就要接受下一次冲击，其最终结果是前叉行程管的减震行程会越来越短，前叉也会越来越硬。
这样车辆同样存在发生失控性事故的可能性。
2.锁死
前叉锁死功能的意义主要体现在，骑行者在用力蹬踏时，蹬踏的力量会尽可能少的被前叉吸收，达到不泄劲的目的。
常见锁死结构类型
A.机械式锁死：
通过机械卡锁来实现前叉锁死的目的。
B.液锁：
通过阀门控制或禁止液压油在前叉内的流动来达到前叉锁死的目的。
这类锁死结构一般具有锁死保护功能和锁死力度调节功能。
锁死保护功能和锁死力度调节功能的意义体现在，当骑行者在前叉锁死状态下骑行时遇见偶然或不可预知的剧烈震动时，前叉会自动或通过液压油本身的阻尼效果在一定程度上释放锁死功能来保护前叉、车辆结构不受损伤和防止骑行者受伤意外冲击而导致身体受伤与可能的失控性事故。
3.行程调节
根据路面情况和骑行者自身需求（比如为了骚包）来在一定的范围内方便的自由调节前叉的行程（行程管外露长度）。
代表前叉：
rockshoxrecon351，前叉行程85mm-130mm可调。
4.软硬调
这类功能常见于以弹簧为主要介质的减震前叉。
使用者可以通过调节弹簧的预压来实现前叉软硬的调节。
5.预压增阻
代表前叉：
foxrlc。
Foxrlc前叉中的c就代表的是预压增阻功能。
它是通过调节前叉内的液压油的阻尼效果来实现在一定程度上的前叉软硬调节。
6.正负气室
代表前叉：
rockshox系列。
正负气室内正负气压结构共同协作。
其优点主要是：
提高气压前叉对微小震动的反应灵敏程度；加强前叉行程末端的支撑力防止受到大冲击时前叉会被压得过低而导致重心过度前移到翻车；避免前叉打底
7.智能前叉
早年fox与闪电联合开发的前叉系统，智能前叉能够通过本身的特殊结构自行判断前叉受到的压力是来自路面的震动还是来自骑行者的踩踏力，从而自动控制前叉的锁死与锁死打开。
马尼托前叉也曾试用过此项功能。
目前由于闪电专利权的收回，这一功能只有闪电自家产的前叉还在继续使用。
六、行程
根据路况选则合适的前叉行程，过长的前叉行程影响整车角度，从而影响车辆操控与动力输出。
常用轻量化越野前叉行程选择75mm、80mm、85mm、100mm。
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