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常見車架材料對比與選擇

2024-08-17健身

車架是單車的靈魂,這種說法一點都不過分。什麽 影響著車子的操縱性?什麽決定著車子的耐用性?又是什麽決定著車子的騎乘舒適感?現在單車的零配件生產技術提高,但是要使這些零件發揮出他們強大的戰鬥力,就必須奠定一個良好的基礎—車架。

單車車架的常見材料一般為碳纖維、鋁合金、鈦合 金、鋼或者這些材料的混合體。這些不同的材質會具有不同的特性,並且會影響到車架的成本、舒適性、重量、強度、剛性、耐用性等等。不過,雖然材料很重要,還是要重申一下車架設計和制造工藝的重要性。以上提到的這些車架材料,也是我們最常見到的。

如果從車架材質入手

打算挑選一輛單車

以下這 些都是要考慮的問題:

重量

每種材料都具有不同的強度特性,疲勞曲線和抗沖擊性。當選擇時,要做出權衡,重量只是其中的一個方面,如果對重量敏感,追求效能,那麽輕量化的材料是首選。不過,如果目標是結實、耐用,可以承載著夢想行走在祖國各地,那麽重量顯然不應該成為首要的標準。

單車的功能

這是每個車友都無法回避的話題,不要被沖動沖昏頭腦,仔細想想究竟需不需要,再決定有沒有必要購買。如果是為了參加比賽,那麽剛性高、重量輕的單車絕對是理想選擇,並且也縮小了材料選擇的範圍。反過來,如果正在籌劃一次長途騎行或者穿越騎行,而且需要長時間在車上騎行並攜帶很多行李的話,那麽耐用性將會是重中之重,同樣也縮小了選擇的範圍。

騎行環境

雖然所在的地方並不會影響對車架材質的選擇,但是考慮到鋼架長期處在潮濕的環境下會生銹。所以,此時鋁架會更適合那些潮濕的地域,同時又可以提供接近於鋼架的特性。

它會成為一生的陪伴嗎?所有的材料都會隨著時間的推移而疲勞,但是有些材料會比其它的材料費得更快一些。如果不註意,鋼架就會生銹,但是從長遠來看,鋼架比鋁架更為耐用。碳纖維和鈦合金車架具有極高的抗疲勞性,所以它們的耐用度也是最高的。

預算

上邊說到的所有,都需要建立在預算以內,這也是影響我們買什麽車的最大因素。對於主流品牌而言,鈦合金車架無疑是最貴的,碳纖維車架其次,然後是鋁合金和鋼架。當然這其中都會有更為昂貴的選擇,較真就沒意思了(當然可以找到比碳纖維車架還貴的鋼架,或者比碳架還要便宜的鈦合金車架)。最後,根據預算,選擇可以承受的範圍。

接下來

我們就各種材質分別來談一談

給大家更清晰的了解和選擇


碳纖維

碳纖維無疑是目前最為流行的車架材質,這要 歸功於它極高的剛性重量比,無限的創造能力,高抗疲勞性以及可塑造性,可以根據需要制造出更為符合預期要求的車架特性。雖然別的材料設計空間有限,但是碳纖維幾乎可以被制造成為任何形狀,任何符合預期的設計。可以讓車架保持空氣動力學、堅固、舒適的同時,依然維持很輕的重量。

80年代後期,碳纖維首次被用於單車,90年代開 始逐漸興起。和古老的鋼架相比,這種材料的輕巧和可塑造性很快獲得了使用者的青睞,並逐漸成為首選材料。最初,碳纖維復合材料的成本很高,加上制造工藝等障礙,讓它的普及變得很緩慢。但隨著時間的推移,一切都在變好,不僅可以制造高質素高標準的車架,且現在幾乎所有的單車配件,都可以用碳纖維來制造。除了效能上的優勢,碳纖維的構造也可以為產品開啟新的大門。

碳纖維優點: 高剛性重量比,可以透過材料定向的設計產品,耐腐蝕、抗疲勞、強度高。

碳纖維缺點: 制造周期長,售價高,雖然不易損壞,但是一旦損壞就完全無法使用。

鋁合金

鋁合金車架是現代單車上最為常見的材料,並廣 泛套用於各種配件。由於鋁的密度低,而且易於成型,所以非常適合於制造車架。鋁合金車架售價相對便宜,特別是對比碳纖維車架。制造一個碳纖維車架的時間是鋁架的14倍。

和碳纖維一樣,鋁合金也因為其不同的標號和其中 的不同配方而有所區別。除了材料本身的區別以外,制造技術的進步也給鋁合金車架帶來了極大的飛躍。不僅可以制造出各種形狀的管材,還可以制造出不同厚度的管材,使其保證結構強度的同時可以更輕。這一技術被稱為抽管,可以讓管材的中心位置更薄以減輕重量,而兩側更厚,也有利於焊接。

等壁的鋁合金管材在厚度上沒有變化,可以提供一 致的強度效能,而單抽,雙抽和三抽可以制造出不同的厚度,從而可以處理車架上不同位置的應力,並不增加重量。單抽管只在管材的一側管壁較厚,可以提供特定位置上的高強度,例如中管和五通連線的位置。雙抽管的兩端管壁都較厚,例如車架的下管、連線頭管和五通的位置都需要更高的強度。三抽管的作用和雙抽管類似,但是進一步讓中心的管壁更薄以減輕重量。但是,為了實作不同的管壁厚度而進行的額外加工,又會增加制造成本,因此,便宜的車架往往都是等壁的直管,而高端的車架則會使用多種規格的抽管來制造。

▲從左到右:等壁、單抽、雙抽、三抽。

除了抽管技術外,還可以透過液壓或者氣壓成型的 方式來制造不同形狀的車架。液壓成型是透過模具和液體使金屬成型的一種方式。把鋁管放入具有特定形狀的模具中,然後高壓泵透過極高的壓力註入液體,把鋁合金壓入到模具中以達到期望的形狀。這一技術通常用於優 化管型以獲得額外的剛性或者氣動效能而不會增加材料 的重量。

透過這些技術可以讓鋁合金車架又輕、又硬、強度又 高,雖然在順應性上不如鋼架,但是耐腐蝕性和重量卻要比鋼架好很多。

鋁合金優點: 成本低,易於制造,強度重量比較高,耐腐蝕等等。

鋁合金缺點: 難以修復,耐疲勞性差。

鋼架

直到上世紀70-80年代鋁合金車架出現之前,鋼架 一直都是唯一的選擇,也是賽車車架的選擇。

在單車上使用的最常見的兩種鋼,一種是高張力 鋼,一種是鉻鉬鋼。高張力鋼是一種非常便宜的材料,它的強度重量比簡直令人發指,而且價格低廉,所以通常都在一些便宜的車上使用,比如超市中或者某X上的廉價車。而鉻鉬鋼則要好很多,其中加入了鉻,這讓它比高張力鋼的強度更高,而且可以使用抽管技術讓其更輕。

與碳纖維和鋁合金車架不同,鋼架的損壞維修就要 容易很多,折斷的位置可以重新焊接在一起。雖然重量依然無法與鋁合金和碳纖維相提並論,不過它提供了非常好的順應性和彈性,比鋁合金車架更為舒適,而且更為耐用。

▲在長途車和旅行車中經常被作為首選材料,這都要歸功於其出色的耐用性,強度和舒適性。鋼架在入門級和休閑車市場也很受歡迎,因為此時重量並不是最重要的因素。

▲如果從車架材質入手,打算挑選一輛單車,需要考慮到重量、功能、騎 行環境、預算和使用時間。

鋼架優點: 便宜,易於制造,強度高,耐用。

鋼架缺點: 重,耐腐蝕性差。

鈦合金

鈦合金車架具有很多和鋼架類似的特性,不過重量 更輕也更為耐用。缺點就是價格昂貴,並且需要大量的專業知識才可以制造出高質素的車架。像鋁合金和鋼材一樣,單車上使用的鈦也是一種合金,通常其中會含有少量的鋁和釩。

▲鈦合金車架具有很多和鋼架類似的特性,不過重量更輕也更為耐用。

好像鈦合金車架從來都沒有真正流行起來,因為和 鋁合金和碳纖維相比,它缺少價格優勢和更多的創造空間。盡管如此,鈦合金車架具有比鋼架更好的剛性重量比,並且具有和碳纖維車架類似的柔韌性,最為關鍵的是它幾乎「堅不可摧」,可以陪伴終生。幾乎所有的鈦合金品牌都提供了終身質保,也防止了一些制造過程中導致的缺陷。

鈦合金優點: 強度,耐用,耐腐蝕,騎乘舒適,重量輕。

鈦合金缺點: 材料和制造成本高,制造難度大。

最後

在了解完所有常見的材料後

就可以根據自己 的需要和預算

進行選擇了

如果之前還糾結選擇什麽材 質

希望看完以上可以幫到你