CCbike.CC 中国自行车运动的大圈子

1.车架 Frame

 

头管 (head tube)

上管 (up tube)

下管 (down tube)

立管 (seat tube)

后上叉 (seat stay)

后下叉 (chain stay)

 

车架大多采用节构最稳定、最解省材料的菱形，选购自行车首先要注意的就是车价的大小是否适合骑乘者的身高和比例，一般是以车架立管的长度来标示尺寸，立管长的上管也越长，就适合高个子。若是以夸下距上管的距离来量测车架是否合身，量测时人跨着单车上管，脚底平采地面，一般休闲骑乘时，跨下距上管约 1~2 英吋，较激烈操控时的距离应在 2~4 英吋。车架是自行车的主体，主体对了再论零件的优劣。

 

 

2.前叉 Fork

 

前避震器 (front suspension)

前叉肩盖 (fork crown)

 

叉具有操控前轮的功能，还能吸收从路面传的震动，公路车多采刚性前叉，再将叉端部位设计成弧形，也就产生偏位 (off set) ，登山车加装有弹性的避震前叉，以应付恶劣路面更猛烈的震动，同时维持轮胎的贴地性，保持前轮的操控性。避震前叉又有连杆式和溃缩式两种，登山车大多采用浓缩式，连杆式则用在小轮径车为多。

 

3.轮组 Wheel set

 

轮圈 (rim)

花鼓 (hub)

辐丝 (spoke) 　　　　　　　　　

 

轮组包含花鼓、辐丝、轮圈，花鼓要能尽量减少内部摩擦阻力、并能禁得起采踏时的强大扭力 ; 而辐丝要有足够刚性，使花鼓与轮圈结合性更好，转动时能直接带动轮圈，会利用抽丝的技术将辐丝抽成粗细不同的几段或作成扁辐丝，还能减经重量与风阻 ; 同时轮圈结构要能承受径向冲击，且保持正圆无偏摆。轮组要能发挥速度上的性能，要件就是重量轻、刚性好、花鼓转动滑顺度高。

 

4.轮胎 Tire

 

内胎 (tube)

汽门嘴 (volve)

 

车辆前进与停止主要靠的是轮胎与地面的摩擦力，轮胎胎纹影响到与地面的接触面积，关系到车子的磨擦力和循迹性，登山车需使用宽大的巧克力胎，以增加崎岖路面得抓地力，公路车要用能减低磨擦力的公路胎及更高磅数的胎压 ; 汽门嘴有分英式、美式、法式三种，法式汽门嘴泄气快速方便。

 

5.坐垫 Saddle

 

坐垫结构分成坐垫壳、坐垫底架 ( 座弓 ) 、补强片、垫料和表层，坐垫支撑身体大部分重量，最容易造成压迫与摩擦，不同车款需使用不同形式的坐垫，如登山车必须容易跨坐，且不易疲劳，公路车则须尽可能减少摩擦阻力，因而外型较细长。旅行车坐垫要有支撑点及长途骑乘的舒适性，另外针对女性骨盆腔较宽，坐垫后半部就设计得较宽，并且能减轻压迫感，可根据坐垫所标示的用途选用。

 

 

6.座杆 Seat post

 

座杆连接坐垫与车架，支撑来自坐垫的全部重量，可见座杆的强度有多重要，尤其登山车若使用管壁太薄的座杆，可能会禁不起跳跃冲击而折断，座杆会区分用在登山车或公路车，两者不可混用。部分公路车座杆为了减低风阻作成流线造型，甚至与车架是碳纤维一体成形的。

 

7.座管束 Seat post clamp

座管束紧箍住车价与座杆，快速释放 (quick release) 功能可以方便升降座杆长度，以调整坐垫高度。

 

 

 

8.手把 Handlebar

 

握把 (handlebar grip)

副把手 (bar end)

休息把 (rest bar)

 

手把承受冲击时部份身体重量下压力量，而在重踩加速和爬坡时，又承受手用力将手把拉向胸部的力量，刚性与耐疲劳的要求自不在话下。车把依车种功能不同而有很多造型，公路车多使用下弯把。登山车加装副把手，对爬坡有不错的效果，旅行用车也可加装副把手，变换骑乘姿势兼休息。

 

 

9.车头碗组 Head tube

 

是装在头管上下两端的轴承零件，以固定前叉转向管，并能提供转向活动。车头碗组依头管管径使用内嵌式化或外露式，它必须固定妥当，避免前叉转向管摇晃。

 

 

10.竖杆 Stem

 

竖杆具备承受踩踏的反向力量、操控行车方向以及保持平衡三大机能，形式有插入式 (wedge type) 、直接锁紧式 (bend type) 两种，前者大多使用于舒适车或城市通勤车，后者则搭配无牙式前叉，使用在较高级的登山车和公路车上。竖杆又有长度和角度上的区别，一般登山车常用竖杆长度在 6~ 14cm ，角度在 0 ° ~40 °之间，公路车竖杆长度在 9~ 13.5cm ，角度介于 0 ° ~17 °之间。

 

 

11.变速拨杆 Shifter

变速拨杆帮助控制变速器变速，拨杆式变速器使用拇指与食指控制进退档，旋扭式则是利用转动握杆上的机构还控制，变速拨杆与变速器档速须相配合，以精确控制变速器换档。

 

 

12.前变速器 Front derailleur

　　后变速器 Rear derailleur

 

变速器的关键在于精准，又能禁得起频繁的变速，目前市面上的变速器大多是利用变速拨杆拉动钢索，使变速器导杆左右移动，链条就能升降到不同档位，它提供更多档位选择，以维持踩踏节奏。根据前后齿盘数搭配出多个档数，如前三后八的齿盘组合，就可搭配出 24 速档位，登山车多为 21 、 24 、 27 速，公路车多为 18 、 20 速。

 

 

13.大齿盘组 chainwheels set

 

齿盘、曲柄 (crank)

五通主轴 (Bottom Bracket俗称BB)

 

依据骑乘姿势不同，车手施加于曲柄的压力是其体重的 3 倍，同时也要能承受站立骑乘的身体重量，显示曲柄及五通主轴的质量与耐用度都须特别注意。重力踩踏会摇晃的 BB ，会减低踩踏的效益，齿盘与曲柄要考虑到刚性与重量，减轻踩踏负担和有效传达力量。

 

 

14.后飞轮 Freewheel/cassette

 

后飞轮式多片齿轮的组合，再用变速器控制链条在各齿轮间跳动，以达到变速功能。后飞轮与大齿盘同样承受了强大的踩踏力量，结构的强度和材料的刚性最重要，大部分使用钢材制造，较高级的飞轮使用钛合金，可以减轻重量。

 

 

15.链条 Chain

 

大盘与飞轮间由链条带动，链条需配合变速档数，选用不同厚度的炼条， 8 片以下后飞轮的炼条就无法使用在 9 片飞轮上。长期使用后，链条会因拉撑与磨损而稍微拉长变松。也有设计成皮带转动或轴带动的自行车，但多使用在城市通勤车上，需要较重度骑乘的自行车还是以链条为主。

 

 

16.煞车阻 Brake set

 

煞车拉杆 (brake lever)

煞车管线 (brake cable)

煞车夹器、煞车卡钳、碟盘 (disk)

 

煞车有分车圈式煞车、鼓式煞车、碟式煞车。煞车必须要有制动效能、制动效能的稳定性和制动时的操控性，它直接维系到骑乘者的人身安全。煞车的作动原理是藉由抑制车轮转动，使轮胎对地面产生摩擦力，以达到减速或停车的效能，地面制动力取决于两个摩擦力，一个是煞车器内部机件间的摩擦力，另一个是轮胎与地面间的摩擦力，这两个摩擦力缺一不可。

 

 

17.踏板 Pedal

 

踏板是双脚直接施力的地方，骑车时应将足底最宽的部位踩在踏板的轴心上，这是最舒适最有力的踩踏位置，如果是卡式踏板，必须调整和足部的自然旋转角度一致，利用卡式踏板江角板与膝盖导向正前方，卡式踏板可以增加踩踏效率，但须先适应后再正式使用。国内厂商也设计出向外倾斜 2 °的人体公学踏板，符合外八的姿势有效避免膝盖伤害。

 

 

18.后避震器 Rear suspension

 

后避震器是利用杠杆原理，由避震器吸收地面的震动，加装后避震器的自行车车加需设计一连杆组，如此将影响到它的刚性，且避震器与避震连杆将增加制造成本和车重。ㄧ个好的避震器系统利用连杆作动原理与避震器本身吸震功能，增进自行车的操作性与舒适性，且不干扰自行车其它方面的表现。

 

 

 

19.快拆 Quick release

 

快拆是意大利的车手 Tullio Campagnolo 于 1927 年发明的，可以方便骑乘者组装和调整车辆，常使用在车轮轮轴、座管束、折迭车架或行李架，以轮轴快拆而言，只要释放快拆轴心，就可以轻松卸下车轮而不必依靠任何工具。前轮轴快拆依花鼓形式而有两种尺寸， 20mm 和一般的 9mm ， 20mm 粗快拆轴心大多使用在 FR 或 DH 车款。

 

 

20.其它：水壶架、车灯、车铃、行李架…

 

除了基本结构，自行车可再加奘其它配件，但加装这些配件应掌握几项原则 : 不影响整体结构完全、避免不必要的重量负担、能增进骑乘乐趣与安全。

 

飞轮

飞轮的主体是由两个环环相套的组件组合而成。内侧组件可拴入或差至轮毂上；外侧的组件负责固定齿轮或炼盘。飞轮的内部由小型的制转杆（棘爪）、滚珠轴承、弹簧及栓销所组成，非常精密复杂。飞轮具两个主要部位：具螺纹可旋上轮毂的部位，以即可插入轮毂花键的卡匣。

脚踏

脚踏运用的滚珠轴承有两种主要类型：以活动式滚珠座圈固定松散钢珠的滚珠轴承，以及自成一组组件直接压入脚踏主体的卡式管珠轴承。

煞車系統介紹

煞车系统介绍

制动原理

煞车 / 减速原理：按煞车杆，煞车杆拉紧煞车线，煞车线合上煞车器，煞车橡皮将轮框夹着，摩擦力使车轮的滚速减慢甚至停止。

自行车有两组煞车，一组控制前轮，另一组控制后轮，目的是为了让骑乘者安全地停住单车。通常欲在最短距离内住单车的最好方法是，拉住前煞车到后轮刚好浮离地面的程度，因为行进中的人体与车子具有向前的惯性，再加重力加速度向下，这两个力同时作用形成一个向前下方的合力，煞车动作是靠轮胎与地面的摩擦力抵抗向前的分力，而压力越大摩擦力也越大，所以这候大部份的摩擦力来自前轮。因为后轮浮起，后煞车己完全没有作用。

同时使用前、后煞车容易产生「甩尾」现象，如果后轮发生侧滑时前煞车仍然作动会导致后轮甩过前轮，因为前轮的减速力大于后轮的减速力。理论上，最大的煞车效果发生在作动前煞车至后轮刚要浮离地面的程度，这时候只要稍稍施力于后煞车都有可能导致后轮侧滑。

 

煞车器的种类

煞车器的位置

變速系統介紹

變速器與齒輪比原理

 

變速原理 ( 一 )

前變速原理：移動前變速桿，變速桿拉緊變速線，變速線移動前變速器，將鏈條轉上不同大小的齒盤。

後變速原理：移動後變速桿，變速桿拉緊變速線，變速線移動後變速器，將鏈條移到不同大小的飛輪。後變速器有兩個小滑輪可令鏈條不會因轉檔時忽鬆忽緊。

 

變速原理 ( 二 )

內變速原理：內變速系統是透過旋轉變速握把的旋轉，提供適當的拉線行程，使內變速器傳動路徑改變而達成變速的目的。

左圖是孔隙的阻尼器，當阻尼活塞在前叉作動時，上面只有一些孔隙可以讓油通過，當油要擠進這個孔隙時就會將動能轉換成熱能，而減少了衝擊所帶來的能量，並減緩避震器壓縮或回彈的速度。

 

左圖是雙空前叉的構造簡圖，由活動的氣室活塞分離正負氣室，這就是雙空前叉的雙氣室，正氣室負責的是支撐騎士重量與承受衝擊，負氣室則是抗衡於正氣室，其功能是用來增加前叉靈敏度並防止前叉觸頂。當前叉受力壓縮時，內管向下移動，正氣室變小，而負氣室變大，如圖右所示。

 

車架避震

由於避震車架的前三角跟後三角是分離的，因此踩踏的力量有可能會造成避震器的壓縮或拉伸因而產生能量損耗。從力的分析上來看，踩踏的影響在於齒盤施力於鍊條上，而鍊條牽動後飛輪，在車架前後三角之間產生作用力，因此造成避震器伸長或縮短 ，即左圖中的紅色箭頭所代表的力， 此一作用力的方向由從飛輪到齒盤的線條所決定。 如果踩踏的力量被避震器吸收，那麼帶動車輪前進的力量就會減少，這也就是為什麼車架的設計希望能達到避震器對踩踏力量沒有反應，才能讓腳施力的輸入盡可能完全轉換成動能的輸出。

輪轂系統介紹

花鼓

　　簡單的構成元素為：軸 (Axle) 與快拆(Quick Release)、培林 (Bearing) 、飛輪 (Free Wheel) 內含棘輪 (ratchet) 。他的功能就是一個轉動軸，讓輪子固定在車架上，軸的兩側會有培林，讓輪子可繞著軸心，很滑順的轉動，可快拆的花轂中間會穿過一根快拆，所以在結構上會比沒有快拆的來得脆弱 ( 也就是不能後座載重物或人 ) 。實際上這張圖有兩種花轂，上半部分是可變速的飛輪花轂、下半部是固定齒輪車的花轂。

 

棘輪

其他系統介紹

軸承

　　

滾珠軸承主要包含四個基本元件：滾珠（ball）、內環（inner ring）、外環（outer ring）與保持器（cage or retainer），如圖所示。一般工業用的滾珠軸承滿足 AISI 52100 的標準，滾珠與環通常是以高鉻鋼製成，洛氏硬度（Rockwell C- scale hardness）約在 61-65 之間。而保持器的硬度相較於滾珠與環低，其材料有金屬（如：中碳鋼、鋁合金）或非金屬（如：鐵弗龍、 PTEF 、高分子材料）。滾動軸承（rolling bearing）比軸頸軸承 (journal bearing) 的轉動摩擦阻力小，因此相同的轉速下，由於摩擦產生的溫度會比較低。

幅條輪組

　　輪組是世界上最堅固的結構設計之一，他不僅要支撐騎成者與車架重量，還必須負荷各種路況所帶來的上下夾擊或左右晃動的壓力。現在市面上最常見的輻條式輪組，是 1860 年英國發展出採用數根鋼絲將花鼓及輪圈結合而成，用以取代木製厚重車輪；其原理是將踩動踏板而施加於花鼓的扭力，藉由幅條式的傳遞來帶動輪圈，產生滾動使自行車前進。

　　輻條的主要排列方式分為「放射」與「交叉」，「放射」的排列是由位於輪組中心的花鼓上，用輻條以放射狀連接到車圈上，並使輻條以角度等分方式，在輪圈與花鼓間構成之稱與連接。而「交叉式」排列方式，就是將輪圈中相鄰的輻條，以交叉方式編排來連接到車圈與花鼓之間，交叉排列的輻條交叉點越多扭力越好，但相對的重量就越重，目前再自形車上最多只用到四個交叉點。

　　放射狀的特色是垂直剛性強，但扭力較差，若拿來當制動力較強的後輪，孚條很容易歪斜，因此多被用在前輪；而交叉式雖然垂直剛性較差，但扭力較強，比較不會受煞車制動力影響，因此大多被用在後輪。此外，若採用碟煞系統，最好搭配交叉式輻條輪組比較妥當。

　　輪組越輕，對自行車的加速與操作反應越好，所以許多廠商與車友都想盡辦法讓輪組更輕量化，除了放射狀的「直拉式」編織法，還出現一種只用在後輪的「混合式」編法；所謂的混合式，是在後輪傳動系統那面的輻條用「交叉式」來編排，另一面則以「放射狀」來編織，這樣不僅擁有制動系統所需的扭力，同時也達到輕量化的目的。

　

腳架

　　自行車的腳架 ( 又稱駐車架 ) 有分許多種類，其中一種有自鎖機構，當把腳架往左扳的時候會自動鎖住，而可以穩固地支撐全車重量不會傾倒，若要解鎖必須將含有彈簧的零件往右扳動，如此一來，便可輕易地解開自鎖裝置。

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