知識盤點登山車的避震系統如何影響操控(上)

美騎網
發表於2020/09/02
413次點閱
0人收藏
加入收藏

出處:  Biketo.com|美騎網 作者 : 寒靜


為什麼全避震登山車長得“千奇百怪”;為什麼有的車爬坡效率很高,有的則不然;為什麼有的車剎車時會變得很“顛”……你是不是對於全避震登山車的避震結構充滿好奇?

今天,就來整理一下有關避震結構的相關知識,幫助各位車友更加全面地了解和學習登山車的避震結構。本文將從避震結構的作用、組成、常見避震結構及其特性和優缺點、避震基礎屬性以及與避震結構相關的技術和技術名詞解釋等方面著手。


登山車自上個世紀誕生以來,一直都在高速發展,舒適性、通過性、操控性等都在不斷的進步。絕大多數的山地車都擁有避震機構,幾乎每一台登山車都擁有前叉(前避震),但需要強調的是本文討論的是那些擁有後避震的全避震山地車們,因為單一的前叉是無法構成避震結構的。當然,像 Trust 這樣的連桿型前叉(如上圖所示)也是擁有完整避震結構的(可以理解為這是一個迷你的全避震山地車車架),不過這類不在本文討論範圍之內。



一、避震系統(結構)能為我們帶來什麼?

登山車最早只有通過剛性連接將車架和後輪連接起來的硬尾車型,後來隨著時間的發展、技術的進步,依靠避震結構連接兩者的全避震山地車應運而生。目前,登山車賽場上的硬尾登山車已經很難看見,只在擁有大量爬坡路段的XC賽場上還能偶爾見到(本文所指賽事為頂尖的競技賽事,國內業餘賽事、各類騎行活動不包括其中)。對比起傳統的硬尾登山車,全避震登山車顯著提升了登山車的舒適性、通過性、操控性和抓地力等特性,除了重量以及踩踏效率,全避震登山車可以說是完勝硬尾登山車


二、避震系統(結構)的原理以及組成

不論是什麼類型的避震系統,其工作原理都是一致的:通過避震系統(避震結構與避震器)的運作吸收後輪撞擊地面所產生的能量,同時對車手以及車輛其餘部分提供足夠的支撐力,其組成就是後避震器以及那些各式各樣的連桿。登山車的避震結構設計是十分複雜或者說是“百花齊放”的,各類結構層出不窮。這些都是設計師們為了優化登山車避震的某一特性而絞盡腦汁設計出來的。所以,在具體闡述各類避震結構之前,我們先來了解避震的各項基礎屬性。


所有的避震結構都是圍繞三點來設計的:減震能力、踩踏效率以及剎車干擾。注意,這三者是具有很大關聯性的,會相互影響,因此幾何上不可能有一款避震結構讓這三點同時做到完美。避震結構的設計,主要就是通過對連桿、轉點的設定來實現三者間的平衡或側重。


1、減震能力

毫無疑問,這是避震結構最基礎也是最重要的基礎特性。避震最主要的作用就是吸收和過濾震動,減震能力主要由三點組成:後輪運動軌跡、壓縮比、壓縮曲線。

1.1、後輪軌跡 

後輪軌跡指在避震過程中,完整的避震運作中的後軸運動軌跡,不同的避震結構設計都有著不同的後輪軌跡。可能很多車友會覺得後輪軌跡不就是正圓的一部分嗎。事實上,除了單轉點的車輛後輪軌跡接近正圓之外,幾乎沒有車輛的後輪軌跡會是接近正圓的。

使避震運作的力量主要源自地面(障礙物)撞擊後輪所產生的衝擊力,這種衝擊力不會是垂直做功的,多數情況下是斜向上的力,同時有一定的角度,這由撞擊的障礙物大小所決定。最為理想的情況便是,後輪軌跡的方向和衝擊的方向相同,這樣可以擁有最好的減震效果。

不過大多數情況下,後輪軌跡的設定會根據設計需求,為其餘特性做出一定的讓步。

519b8c32c3a9edb2f628460a4ce00e46.jpg


1.2、壓縮比以及壓縮曲線

壓縮比是避震器壓縮比和連桿槓桿比的結合。避震器壓縮比由後避震預壓以及避震的壓縮阻尼設定決定(還包括氣室墊塊的影響),連桿槓桿比是指後輪運動行程與避震器行程的比值,這完全取決於車架設計的機械結構。在整個避震的運作過程當中,壓縮比是實時變化的,這就推出了壓縮曲線這一概念。

目前登山車的壓縮曲線大都是線性或漸進的,當然也有將兩者結合得很好的。線性意味著避震擁有很好的可預測性,在整個避震行程中,避震的表現都很一致。漸進則意味著避震在運作的不同階段,壓縮避震所需要的力是不同的,通常來說約接近避震運作的末端所需要的力越大。換言之,就是在初段擁有靈敏的反應,中、末端又擁有良好的行程保持力和防打底能力。


2、踩踏效率

全避震登山車對比硬尾登山車,最大的劣勢便是其踩踏效率不佳,當然現在需要踩踏的全避震車型大都擁有可鎖死的後膽(亦是踩踏平台),但避震結構本身的踩踏效率仍不能忽視。畢竟登山車是依靠人力驅動的,盡可能高效地將車手踩踏的力轉換為前進的力是非常重要的。踩踏效率主要由Anti-squa防下沉性以及踏板回擊組成。

2.1、Anti-squa防下沉性

車手在踩踏的過程中會產生一定量的向下的力,這些力會壓縮避震器,Anti-squa能抵消這種力。Anti-squa主要是利用鏈條在踩踏過程中對避震系統的拉力組成。Anti-squa防下沉性可視為避震系統對鏈條拉力的反應,廠商主要用百分比來量化這一數據。0% 防下沉表示鏈條拉力不會對避震系統產生影響,向下的力會導致避震壓縮,換言之踩踏效率不高。100% 防下沉則表明鏈條拉力剛好抵消了該向下的力,換言之踩踏效率較高。

當然由於登山車在騎行過程中會不斷轉移重心,所以該向下的力也是時刻處於變化的,所以這就讓Anti-squa成為一種較為複雜的數據。

2.2、踏板回擊

踏板回擊和Anti-squa是密不可分的,兩者是相對的,越高的Anti-squa會帶來越嚴重的踏板回擊。由於鏈條的長度是始終不會改變的,而Anti-squa大多數情況下是利用鏈條拉力來實現。那麼試想一下,在踩踏的過程中,避震是會根據地面做出實時反饋的,為了減少踩踏過程中避震的運作,Anti-squa會利用鏈條拉力,鏈條會拽著曲柄向後移動(反方向)。踏板回擊只會發生在飛輪與塔基契合時,但這不單單只會出現在踩踏,因此踏板回擊會對操控產生影響。踏板回擊由曲柄迴轉的角度來計算。


3、剎車干擾

這點可以非常直觀地從騎乘中感受到,有些車型在輪胎卡死不轉時,避震等同於“鎖死”一樣不會運作,有的車型的避震運作則不受影響,這就是剎車干擾帶來的直觀感受。卡鉗固定在車架上,大力剎車時,卡鉗和碟片配合產生的剎車力會影響到車架避震的運作。用Anti-rise防抬升性對其進行定義,其與上文的Anti-squa防下沉性有點類似,只不過方向相反。

Anti-rise的大小取決於卡鉗的安裝位置(或者說卡鉗圍繞碟片旋轉的程度),以及轉點的設置(主要指位置)。

在剎車時車手的重心由於減速會向前移,前輪獲得更多重量,對應的後輪壓力更小,這時後避震會伸長(或者說抬升),這會導致避震變得遲緩甚至“罷工”。換言之,常規的剎車狀態下,重量轉移就會導致後避震伸長。而Anti-rise防抬升性則可以抵消這一影響,即Anti-rise越大,避震的運作越受影響(Anti-rise越小越好)。


由於篇幅的原因,下篇將繼續分析登山車的避震系統(結構)是如何影響操控的。

本文經美騎網絡科技股份有限公司授權刊載,未經同意禁止轉載。