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自行車知識普及
2009-12-15 16:47:58
出處 : 百度自行車吧
作者 : 車友
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1. 從使用價值和使用范圍來說，輕量化的越野車不僅僅是運動器械，還是很不錯的代
步工具和旅行器材。換上光頭胎和硬叉的越野車可以達(dá)到非常高的速度。全減震車由于
其龐大的體積、較大的重量和騎行時瀉力的缺點，使得其局限性很大，不適合一般的騎
行。
2. 從維護(hù)保養(yǎng)方面，全減震車需要比較專業(yè)的維護(hù)，而國內(nèi)目前的自行車行還很不完
善也很不規(guī)范，不但修補的零件不好找，相關(guān)的技術(shù)支持也很缺乏。能提供保用和保修
的車行更是寥寥無幾。
3. 在其他的配制相同的時候，全減震車的價格會比較昂貴。新手的一次性投資會比較
大。而新手的選擇往往帶有盲目性，一旦發(fā)現(xiàn)這種騎行方式不適合自己，損失就會比較
慘重了。
車架的材料
目前，可以制造自行車車架的材料主要有以下幾種：鋼，鋁合金，鈦合金，鎂合金，鈧合金，碳纖維等等，一般市場上出現(xiàn)的車架主要有鋼，鋁合金，鈦合金，碳纖維。鈧合金和鎂合金是最近的新興材料，比較少見。
要了解這些材料的特性，就有必要知道一些基本的概念和參數(shù)
1. 強度（STRENGTH）。假設(shè)掛在金屬棒另一端的重量，重到足以使金屬棒產(chǎn)生永久的
變形，也就是說，當(dāng)移開重物時，金屬棒仍然呈現(xiàn)彎曲，無法完全回復(fù)原狀，即所謂的
降伏（yield）。使材料達(dá)到降伏的力量因材料不同而不同，這就是所謂的強度。強度和車
架的耐用度相關(guān)但和騎乘品質(zhì)無關(guān)。強度（strength）由材料的降伏強度（yield strengt
h）決定。降伏強度和車架管材的品質(zhì)、熱處理制程及合金成份（某些品牌型式）有相當(dāng)大
的關(guān)系。
2. 剛性 （STIFFNESS） 假設(shè)一根金屬棒的一端固定在夾具上，另一端加上一定的重量使
得這根金屬棒暫時彎曲，當(dāng)把那個重物移開時，金屬棒立即回復(fù)原來的型狀。同樣的重
量加諸于不同材料時，會產(chǎn)生不同的彎曲程度，這就是剛性。剛性影響車架的騎乘品質(zhì)
，因為車架最怕在正常騎乘時發(fā)生變型。剛性決定于材料的彈性系數(shù)，而相當(dāng)重要的是
彈性系數(shù)和金屬的品質(zhì)及其合金的成份無關(guān)。舉例來說，所有種類的鋼，基本上具有相
同的彈性系數(shù)。
3. 重量（WEIGHT）除了強度和剛性之外，重量也是一個議題。和剛性一樣，重量受到材
料合金成份的影響相當(dāng)輕微。即便你的車架貼著"Lite Steel TM"（輕量化鋼材），事實上，所有的鋼材幾乎具有相等的重量。
以下就是我們常見的幾種材料的一些特性
彈性系數(shù)（剛性） 強度 （降伏點 ） 重量（千克/立方米）
鋼材 30 46---162 7800---8200
鋁合金 10-11 11-59（4-22退火后） 2700—3200
鈦合金 15-16.5 40-120 4500—4700
要注意，剛性和重量和材料的品質(zhì)、熱處理或合金成份無關(guān)。舉例來說，所有的車用鋼
管，從大賣場的廉價單車到價值數(shù)千美元的單車都有相同的彈性系數(shù)30，以及490的重量
。
由上表中我們可以看出，我們用這幾種材料做車架，在管材的形狀和厚度相同的情況下
，鋁制車架的剛性只有鋼制車架的三分之一，鈦制車架也只有鋼制車架的二分之一的鋼
性。也就是說，鋼的車架是最結(jié)實的。當(dāng)然實際情況下沒有人會這樣做車架，所以這個
結(jié)論也就是不客觀的了。 鋁作為一種在運動自行車上使用最廣泛的材料，最大的優(yōu)點就
是他的重量。鋁的剛性和強度都很低，但是鋁可以通過增加單位體積上的材料來彌補這
一缺憾，而重量仍然不大。另外相對于其他的運動自行車的高級材料，鋁的價格很低。
目前使用在高檔鋁架上的鋁材（6000系列、7000系列）都是運用在航天方面的高級鋁材
。和一般的普通鋁材相比，這些鋁材無論是在強度還是剛性上都有顯著的提高。而且廠
家為了保證強度，都采取了使用較粗的管材、增大橫截面積的做法，所以大多數(shù)的鋁車
架看起來都很粗獷。
鋁長時間使用外觀不怎么變化。鋁本身是很容易受腐蝕的金屬，在空氣中幾乎不存在沒
有被氧化的鋁，放置在空氣中馬上被氧化而形成很薄的氧化膜。為什么不生銹呢？原因
是該氧化膜達(dá)到一定的程度時防止繼續(xù)生銹，形成致密的氧化膜（三氧化二鋁）。該氧
化膜幾乎是無色因此外觀上不容易發(fā)現(xiàn)變化（有時會發(fā)白）
以上都是鋁的優(yōu)點，但是這種材料也有兩個致命的缺點。
1. 鋁的金屬疲勞性很差，為了說明這一點，我們看下面的幾幅圖。
我們可以很明顯的看到，鋁的可樂罐很輕易的就被捏出了口子，而鋼的水果罐頭則安然
無恙。鋁材做的自行車架的致命弱點就是騎這種材料制造的自行車時，騎的次數(shù)越多，
應(yīng)力發(fā)生的次數(shù)也高，強度也顯著引起變化。近來為了謀求輕量，許多車架使用薄料來
制作（薄的程度已達(dá)到極限）。這些都是使用沒有疲勞極限的鋁合金來制作車架，這也就
是為什么在專業(yè)的使用強度下一個鋁架只能支持2-3年的原因。
2. 鋁沒有彈性，無法吸收騎行的震動。用鋁材制作的硬尾車架會把絕大多數(shù)的震動直
接傳遞到騎手的身體上。這就使鋁車架坐起來相當(dāng)?shù)念嶔ぃ蓑T的舒適感很差。
由于鋁的這兩個缺陷，使得它不適合做一般的硬尾車架。但是競賽的XC越野車架大多數(shù)
使用鋁合金，這是因為鋁的重量可以做到很輕，而通過熱處理和抽管技術(shù)也可以獲得很
大的強度，這就使得鋁車架的競賽性能很好（競賽性能當(dāng)然不會考慮選手的舒適程度和
產(chǎn)品的使用壽命了）。
而全減震車就沒有這些顧忌了。由于擁有完全獨立的減震結(jié)構(gòu)用于吸收震動，并加上更
為厚實和柔軟的把膠和坐墊，鋁沒有彈性的缺點被完全的中和掉了。另外，鋁較輕的質(zhì)
量使得它可以作成更大的截管面積，并在需要強度的地方進(jìn)行局部的補強。所以說，鋁是比較成熟而可靠的材料，并且在制作全減震車架的時候更有優(yōu)勢。
鋼是一種歷史悠久的材料，從最普通的民用自行車到高端的競賽級車輛，都或多或少的
使用著鋼材。除了冶煉技術(shù)的完善之外，鋼也有其它材料所不能代替的優(yōu)點：
1. 加工性能好，鉻鉬鋼是歷史最悠久的自行車素材，對它的研究時間也最長，因此它
的加工技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到一個相當(dāng)穩(wěn)定的程度。
2. 強度大，從上文中我們可以看出相同體積下的鋼材的強度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于鋁合金和鈦合金
，因此合格的鋼架的強度都可以讓人放心。
3. 乘騎感舒適，鋼是一種具有良好的彈性的金屬，用鋼制作的車架，可以吸收騎行過
程中所帶來的震動。因此鋼架不會向鋁架那樣讓人感覺不舒服，特別適合用來做旅行車
架。
4. 鋼的金屬疲勞性要比鋁強的多（從上文中的實驗我們就可以看出來了），所以在相
同的使用條件下，鋼架的壽命也會比鋁架長得多。
當(dāng)然，鋼架也有其不可克服的缺點：
1. 重量，在極度追求器材輕量化的今天，鋼7。8/立方厘米的質(zhì)量讓所有人對他望而卻
步。雖然可以使用輕量化的鋼材，并且用抽管技術(shù)把管壁抽得極薄，可是還是很難把鋼
架的重量減到1600克以下。而很多鋁架的重量只有1400克左右。這也就是在競賽級別的
車架中很少看見鋼架的緣故。
2. 生銹，相對于其他的材料，鋼是比較容易生銹的。生銹會使鋼的強度大幅度的下降
，減少使用壽命。所以必須采取種種手段來防止鋼材生銹。
所以如果不是追求競賽級的重量，又考慮車架的耐用程度的話，鋼架無疑是很好的選擇
。
但是需要指出的是，目前國內(nèi)好的鋼架要比好的鋁架難找。首先好的綱架并不便宜，向
雷諾853系列的高級鋼架要好幾千，而意大利科那歌的鋼架則要上萬。另外由于人們對鋁
