问题

不带轴承转点的软尾车架可以用多长时间?

回答
你问的是软尾山地车车架,不带轴承转点,对吧?这其实有点像是在描述一个非常古老或者说是概念性的设计,因为现代绝大多数的软尾车架,无论是XC、Trail、Enduro还是DH,都离不开轴承转点来连接各个运动部件,实现避震功能的顺畅运作。

如果真的要想象一个“不带轴承转点”的软尾车架,那它会是什么样子呢?大概率会是一种非常简单、依靠材料形变来吸收冲击的设计。你可以想象一下,没有了连接前后三角、让后轮能够相对车架独立运动的那些转点和轴承,车架本身就变成了一个整体。当后轮受到冲击时,整个车架的某个部分,或者说是材料本身,需要以某种方式“弯曲”或“弹性形变”来吸收能量,然后恢复原状。

想想那些非常古老的自行车,有些为了增加舒适性,会在车架的某些部位设计得比较细长或者有一定的弧度,利用金属本身的弹性来抵消一些路面的颠簸。如果是这种原理放大到现代的软尾车架上,那整个后三角,或者说后下叉、后上叉与主车架连接的部分,就需要具备极强的弹性。

那么,这样的设计能用多长时间呢?这真是个很有趣的问题,因为它涉及到材料科学和工程学的方方面面,而且很大程度上取决于你说的“多久”是多长的时间跨度,是几个月,几年,还是几十年。

首先,我们要考虑材料的疲劳性。任何材料,即使是弹性非常好的金属(比如一些高强度铝合金或者钛合金),在反复受力变形的过程中都会产生疲劳。每次过减速带、骑过坑洼、或者在崎岖路面上骑行,后三角都会经历形变和回弹。这些循环加载就像是在不断地“拉伸”和“压缩”材料。即便是设计非常合理,能承受住这些形变的材料,随着时间的推移和次数的累积,其内部结构也会逐渐受到损伤,最终可能导致材料断裂或者过度永久变形。

其次,这种纯粹依靠材料形变的设计,在性能上可能会有很大的妥协。传统的轴承转点设计,是通过精确的几何角度和轴承的自由转动,来控制后避震的运动轨迹,保证在不同行程下都有良好的响应和效率。而一个仅仅依靠材料形变的软尾车架,它的形变可能是不均匀的,甚至是非线性的。你很难精确地控制后避震的行程曲线,也很难保证在踩踏时不会产生过多的能量损失(也就是所谓的“踩踏反馈”)。

如果以现代山地车的骑行强度和频率来衡量,这种设计受到的考验是极其严峻的。我们骑山地车,尤其是在技术路段,需要车辆有很好的吸震能力,同时又要保证踩踏时的效率和操控的精准。如果车架本身需要通过“形变”来完成避震,那么车架的刚性必然会受到影响。刚性不足的车架在过弯、下坡等需要精确操控的情况下,很容易出现车把晃动、后轮“甩”出去的感觉,严重影响骑行的乐趣和安全。

所以,我们不妨设想一下,如果有一个这样的车架,理论上,如果材料选择得当,制造工艺精湛,并且使用环境非常温和(比如只在非常平整的柏油路上偶尔骑行,不涉及任何跳跃、冲击或大幅度过弯),那么它可能会持续相当长的时间。但一旦开始有正常的山地骑行强度,即使是看似不那么激烈的骑行,其内部材料的应力也会非常大。

举个例子,我们知道一些老式自行车,比如一些使用了较细钢管设计的“弹簧叉”或者后三角,在遇到一些小颠簸时确实能提供一定的舒适感,并且很多都可以使用很多年。但这与现代山地车承受的巨大冲击力是完全不同的。现代山地车,尤其是硬核一点的软尾,车架承受的瞬时载荷可能是人体重心加上车架重量的几倍甚至十几倍。

在这种强度下,一个没有轴承转点的软尾车架,它的“寿命”就非常难预测了。可能在几次重度冲击后,就会出现永久变形,或者在某个关键点发生疲劳断裂。如果非要给出一个大概的估计,那会是一个非常短的时间,也许是几十次、几百次,或者几千次中等强度的冲击后,就开始出现性能下降或损坏。这与动辄数年甚至十几年、历经数次大修(更换轴承)依然能正常工作的现代软尾车架相比,是完全不在一个量级上的。

而且,即便材料能够承受住反复的形变,长期而言,支撑点处的材料磨损也会是一个问题。即使不是通过轴承,而是通过材料本身的摩擦形变,也会产生磨损,导致运动部件之间的间隙变大,影响避震效果和操控。

所以,如果你问“能用多长时间”,我只能说,在现代山地车的正常使用场景下,一个不带轴承转点的软尾车架,其“可用寿命”可能会非常短,很可能在很短的时间内就会因为材料疲劳或性能退化而失效,或者说,根本无法满足现代山地车的性能需求,所以也就谈不上“用多长时间”了。它更像是自行车发展史上的一个技术分支,在被更高效、更可靠的轴承转点设计所取代之前,存在于理论或者非常有限的实际应用中。

网友意见

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无主转点结构但有阻尼机构的避震系统最早至少可以追溯到2002年款的cannondale scalpel,后下叉利用碳纤维本身的形变作为“转点”

此外存在类似结构的车款还有khs的折叠车,利用钢材本身的形变。目前pinarello的K10,FS也都是类似的情况。

scalpel在2009年之后取消了无五通附近主转点的设计,不是耐用性问题,而是靠材料形变已经无法应付当时市场和赛道环境对更长避震行程的需求了。以碳纤维产品的耐用性,这些车架理论上可以用到天荒地老。

应该来说isospeed不是“没有转点”而是“以碳纤维结构替代传统的弹簧或优力胶阻尼系统”,和没有主转点设计还是有区别的。

最近崔克做了个新的东西叫isostrut,用在新的xc车上,它是有五通附近的主转点,但通过后上叉形变省去了后dropout和避震连杆的转点。

系统设计目的是尽可能减少软尾造成的踩踏泄力感。也是蛮有意思的。


就这样

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