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小轮径,对于骑行与性能产生了怎样的影响?
采用更小的轮径后,同时也为了折叠的设计,使得小轮折叠车的车架高度通常较低矮,没有足够的空间使用公路车、山地车那样的三角形稳定结构设计,车架多半都采用单横梁式构架,同时更是出于折叠的需要,大多数小轮折叠车都使用了车架横梁中断式折叠设计(以DAHON折叠车为典型代表,世界知名品牌的还有Brompton、KHS等,也都是同类构架,其它品牌的更是不胜枚举,仅有Birdy、Go Bike等少数几款采用了车架无折叠的设计算是例外,要兼顾折叠的便利性与一定的性能,这确实不是件容易的事!)。由于小轮折叠车低矮的车架,因而必须采用更长的座杆,以满足骑乘者达到合理骑行姿势的要求。为了解决座杆强度问题,所以小轮折叠车的座杆通常采用比标准运动自行车更粗的直径。低矮的车架、长长的头管与座杆、单横梁式(并带有折叠关节)构架,这样的车架在强度、刚性、轻量化等方面都是无法与标准公路车、山地车相匹敌的,而车架却是一辆车的灵魂、是决定其性能的根本点所在。较小的轮径、以及折叠关节的存在等等。。。种种因素相互交合,最终直接或间接地对于折叠车的整体性能产生影响,并决定了小轮折叠车的性能、用途与使用环境,注定了它是属于“休闲运动”的类型,而不适合作为竞速或越野等“极限运动”。DAHON折叠车中即使是装配了前后避震器的小轮折叠车,也都在车架醒目位置上注明“不得用于越野”的警示字样;即使是车架无折叠的前后避震型折叠车Birdy,太平洋公司也一样郑重提示不得用于Off Road骑行
第三,是小轮径自身对于骑行与性能的影响。上面所讨论的,主要还是由于小轮径的采用,连带产生的车体构架上的变化、骑乘重心分布的不同等,以及这些对于骑乘与性能表现的影响。那么小轮径本身,对于骑行与性能究竟有怎样的影响呢?前面说过,较小的轮径有利于减轻轮组重量、提高起步与加速性能、有利于更加灵敏地控车,但不利于保持速度、而且对于路况的适应能力降低。而其实在这里影响小轮车性能发挥的,还有其它一些因素,其中包括花鼓的磨擦阻力、更包括骑行中的滚动磨擦与阻力。先说花鼓的磨擦阻力,这一点比较容易理解:因为轮径较小,要想达到与大车同样的速度,必须依赖于车轮更快的转速来实现,从理论上说,小轮径车对于花鼓的顺畅度,应当有更大的依赖性和更高的要求。我们以700C的公路车作为参照,对比看看下面的数据:使用700*23规格车胎的公路车,轮周长约为2.133m,在30km/h的时速下,车轮转速为234.4转/分钟,即3.9转/秒;假设为20寸轮径的小轮折叠车(以20*1.35规格为例,轮周长为1.490m),要达到同样的时速,车轮转速则需要达到335.6转/分钟,即5.6转/秒。从这里看,车轮转速的提高所造成的影响似乎还不算太大,自行车花鼓原本就只是低转速轴承,略提高一点转速,在实际骑行中倒不会有明显的磨擦阻力感觉,只是加快了轴承与车胎的磨耗而已。。。。。。然而,当轮径进一步缩小,到了8寸、6寸轮径的时候,这个花鼓转动的磨擦阻力问题,也许就有必要重视了。以8寸轮径的Carry Me为例,轮周长为0.635m,要达到30km/h的时速,车轮转速需要787.4转/分钟,即13.1转/秒。当然,此方面的影响目前只是猜测,因为我还没有具有试骑过这种超小轮径车。(以上车轮转速的计算公式为:30000米(1小时行程)÷轮周长(单位米)÷60(分钟),计算结果的单位为“转速/分钟”。不知这个计算公式是否正确?还请各位帮忙看看。。。PS:偶的数学成绩一向不好)再看看路面磨擦阻力对于不同轮径的骑行性能影响――这又是影响小轮径车性能发挥的更重要因素(类似的问题,记得以前好象讨论过,现在重新提出来探讨一下)。当自行车在行进中,车轮通过车胎与地面接触,由于承受了车手与车的重量负荷,以及受路面平整度、硬度的影响而产生磨擦力。这个磨擦力一方面是车手驱动车轮前进、或者捏闸促使车子停止时,所必不可少的依托(我们通常称其为“抓地性能”。抓地性能还与车胎、路面环境等有关,但不在本话题讨论范围);另一方面它又是自行车在骑行过程中所需要克服的主要阻力之一(我们习惯称之为“滚动阻力”或“路阻”。此外还有风阻、传动系统的机械磨擦阻力等,也不在本话题讨论范围)。。。。。。这是一个矛盾体的对立两个方面:如果完全没有这种磨擦力,那么车子既无法前进、也无法停止;如果这种磨擦力太大,又会严重影响骑行效率和速度、耗费车手太多的体力。
自行车旅行,自行车运动,自行车,自行车装备第一种完全没有磨擦力的情形,在实际骑行中几乎不可能出现,毕竟有车手、车身共几十公斤、甚至一百多公斤重力负荷的存在。当路面材质、硬度与平整度,以及车胎与胎压相同的情况下,这个重力负荷越大、磨擦力也就越大、滚动阻力也越大。通常为了达到更加轻快骑行的目的,我们会通过种种方式,尽可能地减小这种滚动阻力;而当减小滚动阻力的同时,抓地性能也会随之降低、包括制动性能。比如公路车就是一个极端的例子,它采用细车胎、高胎压,以最大程度地减小路阻的影响以提升速度,然而公路车的制动性能也是相对较弱的,因为它的设计中所注重的是效率与速度,公路车夹器的制动性能远远达不到山地车V刹的制动性能,为什么公路车不选用性能更强的V刹?因为实际制动性能不仅与夹器有关、还与其抓地性能有关,它的低阻车胎实际抓地性能有限,更加强悍的夹器并不能实际提升其制动性能――严格意义上说,公路车是为在平整公路上无障碍骑行环境而设计的!
再回到原来轮径的话题:不同大小的轮径,会对于滚动性能和抓地性能会产生相应的影响么?我这里的答案是肯定的,原因也就在于抓地性与滚动阻力这一对矛盾的影响。
首先,车轮(包括车胎在内)的圆整度,是保证轮子得以顺利滚动的基本前提,如果一只轮子不够圆整,那么它当然是无法在地面上顺利滚动的,这是基本常识;其次,事实上在骑行中,车轮通过外胎与地面接触的部位,并不是理论上的一个“点”、而是一个“面”,这是由于重压而导致车胎与路面接触部位的变形而产生的。以下用略为夸张的图示来作说明:
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