自行车千万种,车架材质就几种,没有最好只有最适合

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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(比如之前文章里提到的钛合金接头+碳纤维管的车架)。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,我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,就是我们最常见到的材料了(虽然还没有用木头,竹子等制造的自行车)。

如果你从车架材质入手,打算挑选一辆自行车,以下这些都是你要考虑的问题:

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。当你选择时,你要做出权衡,重量只是其中的一个方面,如果你对重量敏感,追求性能,那么轻量化的材料是你的首选。不过,如果你的目标就是结实,耐用。可以承载着你和你的梦想行走在祖国各地,那么重量显然不应该成为你的首要标准。

自行车的功能:

这是每个车手都无法回避的话题,不要被冲昏头脑,仔细想想你究竟需不需要再决定有没有必要购买。如果你的车是为了参加比赛,那么刚性高,重量轻的自行车绝对是理想选择,并且也为你缩小了材料选择的范围。反过来,如果你正在筹划一次长途骑行或者穿越骑行,而且又需要长时间的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,这也为你缩小了选择的范围。

你骑车的地方:

虽然你所在的地方并不会影响你对车架材质的选择,但是考虑到像钢架,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。

它会成为你一生的陪伴吗:

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他的材料来的更快一些。如果不注意,钢架就会生锈,但是从长远来看,钢架也会比铝架更为耐用。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。

你的预算:

上边说到的所有,都需要建立在你的预算以内,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(你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,根据你的预算,选择你可以承受的范围。

为了更为直观的了解自行车的材料,下边我简单总结一些每种材料的类型,属性,特性和它们对骑行质量的影响。

碳纤维:

碳纤维无疑是最近几年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,任何符合你预期的设计。可以让车架保持空气动力学,坚固,舒适的同时,依然可以维持很轻的重量。

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,让它的普及变的很缓慢。但是随着时间的推移,一切都在变好,不仅可以制造高质量高标准的车架,而且现在几乎所有的自行车配件,都可以使用碳纤维来制造。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。

碳纤维的优点: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。

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。

更多的关于碳纤维的知识和制造工艺我们在前几天的文章中刚刚做了详细介绍,感兴趣的车友可以点击下方链接详细了解:暗黑魔法:深度解读碳纤维车架的制造技术和工艺

铝合金:

铝合金车架是现代自行车上最为常见的材料,并广泛的应用于各种配件。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一个铝架的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。

从左到右:等壁,单抽,双抽,三抽。

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,又会增加制造的成本,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。

除了抽管技术以外,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已达到期望的形状。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。虽然设计得当也可以使用一生,不过如果你真的打算一辆车用到底,那么选择铝合金车架还是需要斟酌的。

铝合金的优点:成本低,易于制造,强度重量比较高,耐腐蚀等等。

铝合金的缺点:难以修复,耐疲劳性差。


钢架:

灵魂“车架”(2)

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。

优点:便宜,易于制造,强度高,耐用。

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。

写到这里,好像钛合金车架从来都没有真正的流行起来,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。

优点:强度,耐用,耐腐蚀,骑乘舒适,重量轻

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以后,你就可以根据自己的需要和预算进行选择了。如果你还纠结在选择什么材质,希望这可以帮到你。好了,我们下期再见,单车基械匠,每天给您带来更多新奇,好玩,有趣,实用的单车知识。

发布于 2019-10-20

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