避震車架分類

寫在前面

本網頁內容主要是自己從各網站上所學習到的資料整理,內容並沒有很嚴謹的分析與驗證,而是從個人觀點對各類型車架設計的見解,僅供各位站友茶餘飯後有閒聊的話題。我從未有車架設計經驗或專業的力學分析訓練,只能從一般性的物理原則去探討,資料內容我已經盡我最大努力去力求準確,若您發現任何錯誤或有不妥的地方也請不吝指教。

車架種類

市面上這麼多種類的車架結構,各個廠牌都略有不同,但是大致上都可以分為以下三個種類,而各種類下又有其他的次種類,我們將談到的包括:

1. 固定轉點 a. 單搖臂 (Monopivot) b. 連桿式 (Faux bar)

2. 虛擬轉點 a. Horst link b. VPP c. NRS d. Lawwill

3. 其他 a. URT b. i-Drive

我們將從每個大項的介紹切入,進而探討各種技術的優點與缺點。

踩踏對避震車架的影響

避震車架最令人在意的就是對踩踏力量的反應,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,而這樣的情形我們稱之為'bobbing' (雖然有人翻譯過這個名詞,但我覺得翻得並不好,所以沿用原文)。先進的車架設計就是希望能達到避震器對踩踏力量沒有反應,此時我們稱車架對踩踏的反應為'中性(neutral)'。

一個很大的誤解是”車架的bobbing主要是由於使用者”向下”踩踏所造成的,與避震器本身的”向上”回彈合為一個週期”,雖然從旁觀察起來看起來很有道理,但事實並非如此。若是這樣,那車架是無法分辨出這到底是路面的顛簸所造成的,還是踩踏所造成的,因為同樣是垂直方向對車架作用,也因而無從消除踩踏的影響。

事實上,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,即下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請先理解上面這段話再往下看

chainforce.jpg

從圖中看起來應是後三角沿著轉點(藍色圓圈)對前三角旋轉,但實際上後三角大部分的時間是跟地面接觸的,因此我們可以假設後三角為靜止不動的參考點,而是前三角沿著轉點對後三角旋轉(如藍色圓弧所示),因此紅色箭頭是指向後輪軸,代表對前三角的拉力,在旋轉過程中請注意前輪是可自由前後移動(如綠色箭頭所示)。

因此前三角對後三角可做兩個自由度的相對運動,在此我們可以找到一個瞬時旋轉圓心(instant center of rotations, ICR),這代表在這個瞬間,前三角上的每一點的瞬時運動均垂直於本身至ICR的連線,而ICR會隨著車架的相對運動或避震衝程位置不同而移動。在這個例子中,從後輪心到轉點的線(垂直於藍色圓弧運動方向)與前輪心垂直於地面的線兩者相交之處即為ICR;若有虛擬轉點則上述第一條線以虛擬轉點到後輪心為準。

若鏈條作用力的方向,即紅色箭頭方向,直接作用在ICR上則不會產生任何力矩,即避震器不會對踩踏力量產生反應,如此例中的延伸紫色線條所示。同理,若紫色線條通過ICR上方,會使避震器因踩踏力量而壓縮;反之,會獲紫色線條通過ICR下方,則使避震器伸長。然而,在實際騎乘時,鏈條作用力方向在變速時會隨之改變,因此在上例的車架中,並無法在所有檔位都使避震器不產生反應。

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