摘要:这篇文章将分为上下两部分,带领大家全面、专业地了解自行车各个零部件的组成、类型及功能。篇幅很长,但耐心看完的话,一定会很值!
这篇文章将分为上下两部分,带领大家全面、专业地了解自行车各个零部件的组成、类型及功能。篇幅很长,但耐心看完的话,一定会很值!
车架
车架,作为自行车的核心部分,我们将从他开始说起。
自行车车架材质丰富,现在最常见的是铝合金和碳纤维,而钢材、钛合金和镁合金比较少用。
自行车车架通常采用双三角设计,前三角由立管、下管、上管和头管组成,后三角由立管、后下叉和后上叉组成。后面会逐一介绍这几个部分。
全避震山地车在前三角和后三角之间有一个浮动连杆和后避震器。
硬尾山地自行车则依靠避震前叉和刚性的后部硬尾设计来提供缓冲。
车架管件名称解析
下管
下管:从车头的头管延伸到五通。五通中装有曲柄组。下管是车架的支柱。
上管
上管:沿着自行车前三角车架的顶部延伸,从头管的顶部到座管的顶部。
上管最初设计是水平的,但现在更常见的是有一定倾斜的,特别是山地车。
于公路车而言,倾斜程度决定了车架是“紧凑”还是“半紧凑”型。
立管
立管:从五通向上延伸到座杆,位于自行车前三角的后部。立管形状有曲有直,有些的截面造型有弯曲的弧度,以便绕过后轮,使后下叉长度较短。
头管
头管:车架前部的短管,用作支撑碗组和固定前叉位置。
后上叉
后上叉:连接座管和后下叉,用作支撑后轮。它们通常很细,用于增加自行车后部的舒适性。使用圈刹的自行车后上叉通常有一个刹车夹器,用于支撑后刹车卡钳。
后下叉
后下叉:从车架的五通延伸到后上叉的底部,用作支撑后轮。在驱动侧,后下叉还可安装后变速器。
前叉
▲前叉的材料对自行车的舒适度影响很大
前叉:主要由叉桶、叉桥、叉脚、行程管、叉肩和上管组成,前叉上管会穿过头管,使得能够转向控制方向。
公路车和砾石车的前叉通常由碳纤维制成,但也可能有一个合金前叉上管。通常比较便宜的自行车上用的是全合金或钢制前叉。
大多数公路车和砾石车车手会使用自行车或车架套件配套的前叉,无需过多考虑。然而,涉及到自行车多功能性时,轮胎间隙和安装点(用于挡泥板或行李)还是需要思考的。
避震前叉
▲避震前叉能够很好地减缓来自路面的震动
避震前叉最常见于山地车,但现在也越来越多地出现在砾石车和城市通勤车上。
大多数避震前叉使用伸缩式悬挂系统,但也有例外,如Trust Performance的Message和Lauf的板簧设计。
伸缩式前叉特点是滑入前叉下部的滑柱,即行程管,使用空气和弹簧圈来提供缓冲,吸收颠簸震感。
骑行环境通常会决定你所需的避震行程量,比如越野山地车提供的行程会少于速降山地自行车,原因是XC车遇到的地形更平缓些。
砾石车避震前叉和城市车避震前叉的行程通常比以上两种都要少得多,一般在30毫米至60毫米之间,用于减少未铺设路面或维护不善路面的颠簸感。
避震器
▲大多数全避震山地车标配气压避震器
全避震山地车的关键部件是后避震器,它支撑后连杆,并控制其在一定范围内运动。
后避震器有两种类型:弹簧式和气压式,后者因其设置简便和调整范围广而更受欢迎。
但相比气压避震器,弹簧避震器具有更高的灵敏度,密封结构和部件更少,提供更好的避震线性。
避震器中的阻尼器通过打开和关闭加压油的通道的方式,控制回弹和压缩速度。
车架套件
车架套件是指车架和前叉的组合。
如果你打算自己组装自行车,在大多数情况下,你会从制造商那里购买车架套件,但车架和前叉也可以单独购买。
轮组
轮组包括前轮和后轮。
轮组包括构成车轮的所有部件:辐条、辐条螺母、轮圈和花鼓。
需要注意的是,轮组并不包括轮胎(尽管一些品牌如Mavic出售配有轮胎的轮组)、内胎、飞轮和碟片。
快拆式轮组包括快拆轴和通常用于将车轮固定到自行车上的快拆杆。
桶轴式轮组则不包括桶轴,如果你购买桶轴式轮组,它不会给你配桶轴。
现在,许多山地车采用“混合轮组”(混搭轮径),即后轮采用较小的27.5英寸以增加过弯灵活性,前轮采用较大的29英寸以越过大型障碍物。
自行车设计师通常会通过在连杆中加入倒装芯片的办法来校正因不同轮径而改变的自行车几何。
自行车轮组部件解析
轮圈
▲自行车轮圈通常由铝合金或(如图)碳纤维制成
轮圈指提供车轮周长的圆形部分,用于固定轮胎,与开口胎(配有内胎)、真空胎或管胎配合使用。真空胎轮组越来越多地采用无钩轮圈。
圈刹轮组需在轮圈上安装刹车边。
轮圈通过辐条帽连接辐条,进而连接花鼓。
辐条
▲辐条从花鼓延伸至轮圈辐条是连接花鼓和轮圈的桥梁
不同轮组的辐条数量不相同,前后轮的辐条数量亦不同。
辐条通常由钢材制成,一些高端轮组会采用碳纤维辐条以减轻重量。辐条通常会进行“抽拉处理”,即辐条中间细,两端粗。
▲Hunt 花鼓上的直拉辐条
▲Bontrager Aeolus Elite 50公路车轮组
大多数辐条是直拉式(花鼓凸缘与辐条叶片在一条直线上)或J型弯头式(花鼓端有90度弯曲),其设计必须与花鼓的钻孔方式相匹配。
辐条需搭配铝合金或黄铜制成的辐条螺母拧入轮圈。
花鼓
花鼓位于车轮中心,其壳体在轴承上转动,轴承位于壳体和轴心之间以降低摩擦。花鼓壳体包括用于固定辐条的凸缘,这些凸缘将花鼓与轮圈连起来。
碟刹花鼓的壳体还将包括一个用于安装刹车碟片的固定点。该固定点可以是其圆周周围的六个螺栓孔,也可以是锯齿状中心锁环,两者都位于左侧。
现代自行车后花鼓的右侧通常装有塔基,其中包含一个可滑行的棘爪或棘轮结构,你可以将飞轮安装在上面。
前后轮的花鼓组合有时被称为花鼓组。
塔基
▲塔基提供12度的咬合角度
▲塔基内部构造复杂
它支撑卡式飞轮,通过它传递蹬踏力量。塔基内部设有棘轮或棘爪机构,使骑车时能够滑行。
桶轴
▲装有碟刹的自行车也更可能采用桶轴(中间和下面)而不是传统的快拆杆(上面)
人们通常所说的车轮“桶轴”主要有两种形式,用于将车轮固定在车架内:快拆和桶轴。
快拆由图利奥·坎帕杰罗发明。它包括一根拉杆手柄,一端有凸轮结构,另一端有调节螺母,用于将其固定在车架吊耳内,常用于圈刹车。
桶轴现在几乎是碟刹车的标配,最初应用于山地车。它们被拧紧在车架的圆孔中,一端有螺纹,以便拧紧螺栓。桶轴比快拆杆能更精确地定位车架和车轮之间的位置。
而像场地车和固齿车上,可能会有些桶轴两端都有螺纹,并用螺母固定在车架上。
不过,在这些情况下,“桶轴”一词实际上有点用词不当。严格来说,这些螺栓或拉杆都不是轴,因为它们的设计不是用来承受垂直载荷的。它们的主要功能是提供夹紧力,以确保车轮和车架之间的牢固连接。
传动系统
传动系统包括自行车运行所需的所有机械部件。
传动系统的定义略有宽泛,但核心部件包括曲柄组(由盘片和曲柄组成)、中轴、链条、飞轮、前后拨(如果有的话)和手变,以及连接它们的所有电缆。
此外,它可能还包括刹车以及连接刹车和刹车拉杆的电缆或软管。
零件制造商会出售具有不同等级和功能的传动系统,并用不同的传动系统系列名称进行标识。其他单独出售的部件,如脚踏和轮组,也可能带有传动系统的名称。传动系统分为机械式和电子式,机械式使用电缆进行换挡,而电子式使用电线(或无线信号)进行换挡。
山地车传动系统通常比公路车的设计得更耐用。
链传动
链传动是上述传动系统的核心部分,包括推动自行车前进的部件。它包括曲柄组、链条、飞轮以及前后拨(如果有的话)。但不包括手变。
传动系统部件解析
曲柄组(链轮组)
曲柄组(英国称为链轮组)包括两个曲柄、链条运行的牙盘以及将两个曲柄连接在一起的五通轴心(中轴)。
曲柄组安装在自行车的中轴上,并在轴承上转动。
根据自行车类型,曲柄组可能有一个、两个或三个牙盘。只有一个牙盘的曲柄组称为1x(单盘)。
链条
自行车链条连接着牙盘和后轮的飞轮,推动自行车向前进。大多数自行车链条由交替的宽窄链节组成,它们通过穿过侧板的铆钉固定在一起。
链条两端可能由铆钉连接,也可能由快拆扣连接,快拆扣则分为一次性和多次使用的。
链条宽度必须与飞轮齿距相匹配,而链节的轴心距都是一样的。
为确保最佳性能和防止磨损,需要定期清洁和润滑链条。
▲皮带传动很安静
皮带传动不如链条传动常见,并且仅适用于单速或内变速花鼓自行车。
与汽车发动机中的正时皮带一样,大多数皮带由橡胶制成,并用多条碳纤维线加固,使皮带齿与齿轮紧密啮合。
皮带传动系统需要的维护比链条少,并且不需要像传统传动系统那样润滑或打蜡。
前拨
▲前拨将自行车的链条在多个牙盘之间移动
前拨通过推动链条离开一个牙盘并移动到另一个牙盘上,在多个牙盘之间移动自行车链条。它可以通过机械方式(通过电缆)或电子方式(通过电线,或在无线传动系统的情况下,通过电子信号)进行控制。
换挡完成后,变速器保持器前拨立于链条的任一侧,在骑行时不会与链条接触。
有适用于两个或三个牙盘的前拨,但它们不能互换使用。
不过,并非所有自行车都有前拨:山地车的流行趋势是采用单个牙盘和非常宽范围的飞轮,这也是一些顶级砾石车的热门选择。
后拨
▲后拨用于在飞轮上换挡后拨位于后轮轴下方,并固定在从车架底部伸出的变速器吊耳上
它有一个包含平行四边形的主体,当您操作换挡杆时,该平行四边形会左右移动。这会使链条在飞轮的齿轮间移动,从而改变自行车的挡位。
链条在两个导向轮上连续运行,这些导向轮位于后拨导板内,后拨导板位于平行四边形下方,并且在弹簧张力下工作,以保持链条在移动到较大或较小齿轮时保持紧绷。
在一些配备1x传动系统的自行车上,这将是唯一的变速器。
尾勾
▲变速器吊耳形状各异
尾勾位于自行车后轮轴上,用于连接后拨和自行车。
这块金属片的设计是在受到冲击时弯曲,通过牺牲自己来保护车架和后拨。
尾勾有各种形状,通常是特定于车架的。不过,SRAM Universal Derailleur Hanger越来越多地用作山地车的标准。
飞轮
▲山地车飞轮有多个齿轮,可实现低传动比
飞轮是安装在后轮塔基上的一系列齿轮,用于在变速系统中换挡。
除了曲柄组上的牙盘尺寸外,飞轮也在很大程度上决定了自行车的传动范围。飞轮通常设计用于公路车、山地车或砾石车。
飞轮中的齿轮设计为整体协同工作,带有斜坡和齿形,便于快速换挡。
为了确保良好的换档,齿轮上有凹槽,这些凹槽与塔基啮合,以确保它们安装在正确的位置和方向。
飞轮的尺寸范围很广,包括“速度”的数量(即单个齿轮的数量)以及最小和最大飞轮之间的范围。
内变速花鼓
▲内变速花鼓和e-bikes堪称绝配,且维护简便。
内变速花鼓将一系列齿轮巧妙地封装于后花鼓内,因其超长的保养周期及出色的防风雨性能,常见于城市自行车与旅行自行车上。
该花鼓通过单速链条或传动带接收来自曲柄组的动力,而花鼓内部的行星齿轮则通过类似汽车变速箱中的离合器进行切换。
相较于变速器系统,内变速花鼓通常更重,若追求相同的变速范围,成本无疑会更高。
Classified品牌的Powershift花鼓创新性地结合了内变速齿轮与外部变速器,使得1X传动系统拥有了媲美2X传动系统的变速范围,品牌宣称该系统仅比它所替代的第二牙盘和前拨重70克。
中轴
中轴位于自行车车架底部,安装在车架的五通位置,连接牙盘和曲柄。它内置两个轴承,每侧各一个,确保曲柄转动平稳。
以安装标准来划分中轴,主要有直接旋入车架的螺纹式和直接推入车架的压入式两种;而许多现代碳纤维车架则采用压入式轴承。
▲在此处安装中轴
螺纹中轴可能位于车架外部或内部。
此外,还有多种钢材、陶瓷及滚针轴承选项可供选择。
自行车上使用的中轴标准繁多,且兼容性有限;公路车与山地车的中轴宽度也有所不同。
轴承(音译培林)
▲轴承助力部件顺畅运行
自行车上几乎所有的移动部件,包括碗组和中轴,都依赖轴承实现平滑转动,最小化摩擦。轴承通常由润滑的钢球组成,这些钢球在滚道内转动,并由可调锥体固定。
轴承的精密程度各异。钢制滚珠轴承最为常见;滚珠可能松散存在于轴承内,但密封轴承是很普遍的(滚珠和滚道构造为一个整体)。
更昂贵的轴承可能采用陶瓷滚珠替代钢滚珠。据说,陶瓷轴承硬度更高,因此更耐磨,且尺寸可以更精确,以减少摩擦。
还会在一些部件中发现滚针轴承或滚柱轴承,其中的滚珠被圆柱形滚子所替代。
碗组
▲轴承助力碗组顺畅转向
自行车的碗组由车架头管顶部和底部的轴承组成,支撑前叉,令前叉顺畅转动。
这些轴承至关重要,它们必须确保转向顺畅,同时前叉与车架之间不得有间隙,以免影响骑行操控。
现在,大多数碗组的底部轴承直径都大于顶部轴承,以提高转向精度,而老式自行车和一些复古风格自行车的前后轴承直径仍然相同。
老式自行车上的轴承采用螺纹设计,而新式轴承则多为压入式。
出处 : bikeradar
作者 : Nick Clark
来源:美骑