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常见车架材料对比与选择

2024-08-17健身

车架是自行车的灵魂,这种说法一点都不过分。什么 影响着车子的操纵性?什么决定着车子的耐用性?又是什么决定着车子的骑乘舒适感?现在自行车的零配件生产技术提高,但是要使这些零件发挥出他们强大的战斗力,就必须奠定一个良好的基础—车架。

自行车车架的常见材料一般为碳纤维、铝合金、钛合 金、钢或者这些材料的混合体。这些不同的材质会具有不同的特性,并且会影响到车架的成本、舒适性、重量、强度、刚性、耐用性等等。不过,虽然材料很重要,还是要重申一下车架设计和制造工艺的重要性。以上提到的这些车架材料,也是我们最常见到的。

如果从车架材质入手

打算挑选一辆自行车

以下这 些都是要考虑的问题:

重量

每种材料都具有不同的强度特性,疲劳曲线和抗冲击性。当选择时,要做出权衡,重量只是其中的一个方面,如果对重量敏感,追求性能,那么轻量化的材料是首选。不过,如果目标是结实、耐用,可以承载着梦想行走在祖国各地,那么重量显然不应该成为首要的标准。

自行车的功能

这是每个车友都无法回避的话题,不要被冲动冲昏头脑,仔细想想究竟需不需要,再决定有没有必要购买。如果是为了参加比赛,那么刚性高、重量轻的自行车绝对是理想选择,并且也缩小了材料选择的范围。反过来,如果正在筹划一次长途骑行或者穿越骑行,而且需要长时间在车上骑行并携带很多行李的话,那么耐用性将会是重中之重,同样也缩小了选择的范围。

骑行环境

虽然所在的地方并不会影响对车架材质的选择,但是考虑到钢架长期处在潮湿的环境下会生锈。所以,此时铝架会更适合那些潮湿的地域,同时又可以提供接近于钢架的特性。

它会成为一生的陪伴吗?所有的材料都会随着时间的推移而疲劳,但是有些材料会比其它的材料费得更快一些。如果不注意,钢架就会生锈,但是从长远来看,钢架比铝架更为耐用。碳纤维和钛合金车架具有极高的抗疲劳性,所以它们的耐用度也是最高的。

预算

上边说到的所有,都需要建立在预算以内,这也是影响我们买什么车的最大因素。对于主流品牌而言,钛合金车架无疑是最贵的,碳纤维车架其次,然后是铝合金和钢架。当然这其中都会有更为昂贵的选择,较真就没意思了(当然可以找到比碳纤维车架还贵的钢架,或者比碳架还要便宜的钛合金车架)。最后,根据预算,选择可以承受的范围。

接下来

我们就各种材质分别来谈一谈

给大家更清晰的了解和选择


碳纤维

碳纤维无疑是目前最为流行的车架材质,这要 归功于它极高的刚性重量比,无限的创造能力,高抗疲劳性以及可塑造性,可以根据需要制造出更为符合预期要求的车架特性。虽然别的材料设计空间有限,但是碳纤维几乎可以被制造成为任何形状,任何符合预期的设计。可以让车架保持空气动力学、坚固、舒适的同时,依然维持很轻的重量。

80年代后期,碳纤维首次被用于自行车,90年代开 始逐渐兴起。和古老的钢架相比,这种材料的轻巧和可塑造性很快获得了使用者的青睐,并逐渐成为首选材料。最初,碳纤维复合材料的成本很高,加上制造工艺等障碍,让它的普及变得很缓慢。但随着时间的推移,一切都在变好,不仅可以制造高质量高标准的车架,且现在几乎所有的自行车配件,都可以用碳纤维来制造。除了性能上的优势,碳纤维的构造也可以为产品打开新的大门。

碳纤维优点: 高刚性重量比,可以通过材料定向的设计产品,耐腐蚀、抗疲劳、强度高。

碳纤维缺点: 制造周期长,售价高,虽然不易损坏,但是一旦损坏就完全无法使用。

铝合金

铝合金车架是现代自行车上最为常见的材料,并广 泛应用于各种配件。由于铝的密度低,而且易于成型,所以非常适合于制造车架。铝合金车架售价相对便宜,特别是对比碳纤维车架。制造一个碳纤维车架的时间是铝架的14倍。

和碳纤维一样,铝合金也因为其不同的标号和其中 的不同配方而有所区别。除了材料本身的区别以外,制造技术的进步也给铝合金车架带来了极大的飞跃。不仅可以制造出各种形状的管材,还可以制造出不同厚度的管材,使其保证结构强度的同时可以更轻。这一技术被称为抽管,可以让管材的中心位置更薄以减轻重量,而两侧更厚,也有利于焊接。

等壁的铝合金管材在厚度上没有变化,可以提供一 致的强度性能,而单抽,双抽和三抽可以制造出不同的厚度,从而可以处理车架上不同位置的应力,并不增加重量。单抽管只在管材的一侧管壁较厚,可以提供特定位置上的高强度,例如中管和五通连接的位置。双抽管的两端管壁都较厚,例如车架的下管、连接头管和五通的位置都需要更高的强度。三抽管的作用和双抽管类似,但是进一步让中心的管壁更薄以减轻重量。但是,为了实现不同的管壁厚度而进行的额外加工,又会增加制造成本,因此,便宜的车架往往都是等壁的直管,而高端的车架则会使用多种规格的抽管来制造。

▲从左到右:等壁、单抽、双抽、三抽。

除了抽管技术外,还可以通过液压或者气压成型的 方式来制造不同形状的车架。液压成型是通过模具和液体使金属成型的一种方式。把铝管放入具有特定形状的模具中,然后高压泵通过极高的压力注入液体,把铝合金压入到模具中以达到期望的形状。这一技术通常用于优 化管型以获得额外的刚性或者气动性能而不会增加材料 的重量。

通过这些技术可以让铝合金车架又轻、又硬、强度又 高,虽然在顺应性上不如钢架,但是耐腐蚀性和重量却要比钢架好很多。

铝合金优点: 成本低,易于制造,强度重量比较高,耐腐蚀等等。

铝合金缺点: 难以修复,耐疲劳性差。

钢架

直到上世纪70-80年代铝合金车架出现之前,钢架 一直都是唯一的选择,也是赛车车架的选择。

在自行车上使用的最常见的两种钢,一种是高张力 钢,一种是铬钼钢。高张力钢是一种非常便宜的材料,它的强度重量比简直令人发指,而且价格低廉,所以通常都在一些便宜的车上使用,比如超市中或者某X上的廉价车。而铬钼钢则要好很多,其中加入了铬,这让它比高张力钢的强度更高,而且可以使用抽管技术让其更轻。

与碳纤维和铝合金车架不同,钢架的损坏维修就要 容易很多,折断的位置可以重新焊接在一起。虽然重量依然无法与铝合金和碳纤维相提并论,不过它提供了非常好的顺应性和弹性,比铝合金车架更为舒适,而且更为耐用。

▲在长途车和旅行车中经常被作为首选材料,这都要归功于其出色的耐用性,强度和舒适性。钢架在入门级和休闲车市场也很受欢迎,因为此时重量并不是最重要的因素。

▲如果从车架材质入手,打算挑选一辆自行车,需要考虑到重量、功能、骑 行环境、预算和使用时间。

钢架优点: 便宜,易于制造,强度高,耐用。

钢架缺点: 重,耐腐蚀性差。

钛合金

钛合金车架具有很多和钢架类似的特性,不过重量 更轻也更为耐用。缺点就是价格昂贵,并且需要大量的专业知识才可以制造出高质量的车架。像铝合金和钢材一样,自行车上使用的钛也是一种合金,通常其中会含有少量的铝和钒。

▲钛合金车架具有很多和钢架类似的特性,不过重量更轻也更为耐用。

好像钛合金车架从来都没有真正流行起来,因为和 铝合金和碳纤维相比,它缺少价格优势和更多的创造空间。尽管如此,钛合金车架具有比钢架更好的刚性重量比,并且具有和碳纤维车架类似的柔韧性,最为关键的是它几乎「坚不可摧」,可以陪伴终生。几乎所有的钛合金品牌都提供了终身质保,也防止了一些制造过程中导致的缺陷。

钛合金优点: 强度,耐用,耐腐蚀,骑乘舒适,重量轻。

钛合金缺点: 材料和制造成本高,制造难度大。

最后

在了解完所有常见的材料后

就可以根据自己 的需要和预算

进行选择了

如果之前还纠结选择什么材 质

希望看完以上可以帮到你