花鼓和钢丝搭配的机械原理

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车轮是自行车主要部份.但是,它的受重视程度从来不及车架,变速系统和煞车零件.大部
份的选手,在购车轮零件时,往往和选择车架般的盲目追求时尚和商誉,而不会理会个人
资历和比赛型式.本文的目的是揭露一些轴部花鼓大小和钢丝搭配对应力和运动表现的
影响,以使读者在选读在选购新车轮时,有足够的知识去作明智的选择.我们分三个部份
来分析.

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1.大花鼓好或小花鼓好?
2.为什么欧陆的职业选手绝大部份使用小花鼓?
3.放射线型的钢丝穿搭有什么好处?
以上的问题相信各位选手都有自己的答案吧.

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所谓大花鼓,就是说轴部的[花盘]大.花盘半径大约36mm的我们称之为[大花盘].花鼓的
转换扭力=花盘半径x应力;花盘大了,扭力亦相应增大.所以大花鼓能够帮助传送加速力
,同样的道理,左右钢丝所成的角度越大,越能程坦侧面压力.大花鼓钢丝角度比小花鼓钢
丝角度要大所以更能抵受侧面压力,当你坐在车座上柔顺而恒速地踏车时,力量会相当
平均地由花鼓的左右花鼓边同时地经由钢丝传到车圈上[起码理论上].但当你离座冲次
或转向时,自行车便会左右偏侧.侧左时,左弦的下部钢丝和右弦的上部钢丝都受着一股
强大压力而和右下弦和左上弦皆受着一股拉力.调校得能松紧得宜的钢丝就像跨马步的
肌肉强直收缩,使车子由左侧右时由压力变张力的钢丝群不致与末端连接点(车圈和花鼓
)之间出现游离空间.否则车轮便容易被扭曲.基于大花鼓车轮的钢丝较抵受压力和拉力的
迅速对调,所以爬山赛和一切跑道都成为大花鼓的天下.

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一般可以在国内买到的公路赛用后花鼓,无论大小都是左右圆周一致的.由于花鼓右方要
让出空位给飞轮之故,右钢丝的斜角a便小于左钢丝斜角b.前者已成较弱的一环,再加上它
们要直接承受飞轮传来的动力,所以为了克服这个缺点,现在有一些制造商(如USA的Hi-E)
出产[等张]后轴轮.它的左花鼓小而右花鼓大,务使a=b;即是左弦钢丝和右弦钢丝处于同等
张力.义大利的Campagnolo则走中间路线,出产一种小左中右后花鼓,使细花鼓的吸收震荡
特性得以保存.

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我们常用的车轮钢丝都是交错互搭的.但近年来放射性直搭法突然从博物院的老自行车
轮上走回赛车界.查钢丝的穿搭方式,可分为直搭的○×,互搭的1×、2×、3×和4×共五
种.○×,放射线直搭法的钢丝,由花鼓直出与车圈成正切.本文初段提及前叉的斜角越大
则越易传送震荡;而钢丝越短亦有异曲同功之处.○×搭法与作用点(花鼓及车圈成90O正
切,远比75O前叉斜角为大又因处于车轮半径之故,所以互搭法的钢丝为短.结果是轮子非
常坚实.对来自传动系统的力量,能迅速的传送到车圈而化为动力,选手可以感受到加速时
的活泼反应.同样地,路面传来的向心性(由车圈逆转回花鼓及车架)震荡不只令自行车零
件(特别是转动力向的轴承套件如前叉碗Headset)加速金属疲劳,而且还会使得选手在碰到
硬物或断层路面时如T.T.起步快速走脱)和间歇性强力(爬山)都非常适用.
花鼓大了,钢丝的长度便短了.相信大家知道,无论你的头发有多柔软,剪成平头时,便会硬
的像刷子.同样的现象,钢丝越短应力越大,越能快速传送能力转动车轮.但即使是走在凹都
凸路面的荡震也会毫无保留地通过车轮钢丝再由车把传到手上和车座传到臀部,使运动
员不适,甚至痛楚.相反地花鼓小了钢丝便长了,于是力量的传送便没有前者的直接,而且能够抵消
一部份路面震荡力使长途公路选手和旅行者长时间控车可以比较舒适自如.

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近年来前叉角度越来越大,由以往的72O题升到73O-75O;这强调灵活性设计,现已成为盲目
附和的潮流.过大的前叉角度,副作用就像短钢丝大花鼓一样,把震荡不保留地传到选手身
上所以,如果你的车架是当代商业巨浪的设计品,使你手部和肩部发痛;或自行车在不良路
面上套动不已,使你难以发挥,最好改用小花鼓了欧陆的职业选手,每日次的赛程都超过150
公里,再加上路面变化甚大,所以除在一些短程[T.T]或纯爬山赛外,无不乐用小花鼓.练工夫
或柔道的朋友,都知道[马步]的功用,它能使当事人抵受外来力量而坚立不倒.虽然马步方
式各有门派,但不离分腿和肌肉强直收缩.双脚分得越开越能抵受从旁而来的冲力;
双手松脱造成意外.再者,互搭的钢丝在运转时若突然断了通常都被交错的钢丝群相互克
制着.直搭的呢?就会从运转中脱轨而出,轻者划伤车架,重者会插进脚部,不难造成终身遗
憾.直搭钢丝和花鼓的大小亦要[门当户对].既然大花鼓和直搭的都代表着钢强的一面,所
以选用大花鼓直搭75O前叉的选手如经常保持上佳成绩一定是天才.放射性搭的一个好处
是减低风阻,因为每条钢丝都相继处于前一条的相同方向,亦即享受着前一条的屏障.基于
此,有部份T.T.专家喜使用小前花鼓的(柔)以制直搭的(钢)相得益彰.除此,不知还有什么实
而不华的理由支持使用后轮左直搭右互搭法.世界冠军赛高手不用,台湾的李福祥.雷骏不
用,因为它有着本文所述的一切坏处而只有一点点微不足道的长处.那选用它的选手就变
的毫无主见,一味盲从.

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1×搭法,是只任何一条钢丝,在由花鼓穿搭至车圈时,只与另一条逆向钢丝成[×]交错.
2×就是与2条逆向的成×;3×是与3条逆向的成×交错………….要留意的是无论是1×或
4×任何一条钢丝只能与一条逆向钢丝交织扭搭.
既然钢丝成×互搭,所以钢丝在轮上便有一半是朝向运动方向的称之为顺向;一半是和运
动方向相反方向的称之为逆向.在加速时,炼条带动飞轮,飞轮带动花鼓,花鼓要直接拉动的
是逆向钢丝,逆向钢丝拉动车圈而化为动力.煞车时逆向钢丝亦成为拉力.所以,顺向钢丝在
选手前进时并不能担当重任.唯它是×搭法强直牵制的成员,在保持车轮型状和分化震荡
方面,功劳是肯定的.既然逆向几乎分担了一切前进和煞车的力量,所以也较容易折断.要克
服这个缺点的方法是在扭搭点处,把顺向的和逆向的钢丝扎焊,使顺向钢丝承担一部份拉
力.在应用方面前轮应没有担承炼条带来的拉力,所以绝不用扎焊;后轮方面,36或40条钢丝
组成的车轮,因为承担力量的钢丝多了除非你经常断钢丝,否则也没有在公路车上使用必
要.亦基于此,32线的公路后花鼓和场地车扎焊是有需要的了.扎焊的目的是使力量更平均
地分布.所以我们未把车轮扎焊前,首先要把车轮校好,使用一段日子再把它重新调校,确保
每条钢丝都平均地承担力量方可扎焊.法国出品的PEUGEOT牌自由车就把车轮在出厂前
未经[RUN-IN]而扎焊了,实非妥善的做法.常见的×搭法是3×,可以说是国际通行.绝大部
份的职业公路选手都选用3×小花鼓;场地选手用3×大花鼓.

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4×的比3×柔顺,3×比2×柔顺…………以此类堆.但4×的(尤其是4×大花鼓)使钢丝在
钢丝头处,扭曲的程度甚大构成折断的弱点.2×和1×的使用不常见,因为既无3×的柔顺,
亦无○×的坚硬.最后要讨论的是钢丝穿过花鼓的方向问题.在这一方面论调可分为两派,
即是有人认为逆向的应从外侧向内侧穿入.我则赞同前者,因为穿出钢丝的承接面积除花
鼓的钢丝孔外,还有一部份的花鼓外侧.承接面大了,压力的承担便有改进.你有没有留意到
你自己轮子的钢丝穿搭属于那类的.即是某左方钢丝是穿出时,其左右相对者亦是穿出,穿
入相对穿入这个搭法我们称之为对称.
希望以上的大堆机理没有弄得你头昏脑胀.对于公路车轮的穿搭法我有以下的提议,相信
会适合大家使用.
前轮:小花鼓32钢丝3×逆向钢丝穿出对称穿搭.
后轮:小花鼓32或36钢丝3×逆向钢丝穿出对称穿搭.

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轴
现在所有的象样的轴都是由铝制成的。好一点的轴是锻造的（是指那种经过热处理的），只有锻造的轴应该用做前轮直拉得轮组。我通常建议不要用那种cnc制作的高价的时尚的轴，因为他们的边缘一般不如锻造的轴结实。
如果你要想买便宜又好的轴，大多数情况可以买shimano的轴。如果你想买特别好的，不管价钱，那么就买phil wood的轴。

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辐条
辐条的材料一般是不锈钢。不锈钢结实而且不生锈。便宜的轮组用镀铬（ucp)或镀锌的碳钢辐条，这种辐条不结实，而且易生锈。
钛也被用作辐条的材料，但是，以我的意见这是浪费钱。钛辐条只能和铜辐条帽一起用，这种辐条和辐条帽的组合并不比铝辐条帽和不锈钢辐条轻。
碳纤维辐条也能找到，但是调这种辐条很容易断，并且也很危险。

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辐条的尺寸
辐条的尺寸（或者应该叫号码？)是由辐条的直径决定的。但是不同的国家有不同的尺寸，这是一个使人迷惑的问题。典型的问题是法国的辐条尺寸是辐条越细号越小，而美国和英国则是辐条越细号越大。
英美的14号辐条和法国的13号辐条是一样的
英美的13号辐条是法国的15号辐条
新的iso标准不再是通过几号来命名辐条了，而是通过他们的直径。
英美的13号辐条是2.3mm
英美的14号辐条是2.0mm
英美的15号辐条是1.8mm
英美的16号辐条是1.6mm
辐条有直条和变径两种。直条整根条的粗细是一样的。

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而变径条有五种：

一头变径辐条通常是在靠近轴的那端粗一些然后一直到有螺纹的那一端逐渐的变细。一头变径的辐条不常见，多用在那些很激烈（heavy duty)的骑行中,这样就可以用比一般的辐条粗一些的辐条和用普通辐条帽孔的车圈。
两头变径的辐条是在辐条的两端比较粗，中间细。最常见的是2.0/1.8/2.0和1.8/1.6/1.8两种规格。

两头变径的辐条可以减轻重量。两端较粗的部分和直条的粗细一样，但是中间较细的部分却更有弹性。这样他们可以比粗的辐条有更好的延展性（当然是有限度的）
所以，当车圈在局部受到很大的应力时，受力最大的辐条可以自己变的长一点以适应其他的辐条。这就适用于因为车圈的辐条帽孔不能承受太大的拉力以免断裂的情况。

三变径的辐条,如：DT Alpine III。适用于主要目的是持久和可靠的场合。如长时间的负重旅行。这种辐条兼有直条和两头变径条的优点。以DT Alpine III为例靠近车轴的一端是2.34mm，中间是1.8mm，而在有螺纹的一段是2.0mm
（后面作者还有两种辐条因为没听说过，所以starlet就略去了，一种是椭圆的，一种是薄片的。）

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辐条帽
辐条帽通常是镀镍的铜辐条帽。这是很好的材料，因为铜辐条帽的螺纹很平滑，并且同辐条帽不会很容易的腐蚀和车圈粘在一起。
对于轻一些的高质量的轮组，可以使用的铝辐条帽。铝辐条帽可以减轻以小部分重量，如果正确使用的话很耐用。但是铝辐条帽不能和辐条帽孔是铝的车圈一起用，因为铝和铝接触会发生化学反应，使他们粘在一起。

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车圈
老的车圈是钢做的，但是现在钢圈已经很少见了。铝圈取代了钢圈因为他们轻，结实，不生锈，并且刹车效果好。
现在的车圈是铝挤压成型的，也就是半融化的铝通过特殊形状的开孔挤压出来，然后再通过焊接或者在铝圈（还没连接起来的）两头加入填充物把他们连接起来。
本文转自品路www.freebike.net ,