车架几何基础及自行车种类分析

2023-08-30 理论教育版权反馈

【摘要】：除非是在图样上，否则几乎不可能测出实际的前叉伸距，而且不同的外胎尺寸也会改变前叉伸距，所以大多数车架厂商只在几何图标中标出头管角度和前叉前探量。有了以上的整体了解之后，让我们再仔细研究一下主要的自行车种类以及它们各自的车架几何。你可以通过以下典型的车架几何数据来识别一台竞赛车架。对于小于21英寸/54厘米的车架要在这个范围的基础上加1°。

根据自行车设计用途的不同，座管角度、头管角度、前叉前探量、后下叉长度和五通下沉量都略有不同。这些因素的任何微小差别都会对车子的性能和你的骑乘感受产生重大影响。

座管角度主要在于确定双腿与牙盘组的相对位置，而这个位置会影响你的踩踏方式。一般来说，陡直的角度有利于高频踩踏，而更倾斜的角度适合在高齿比下的低频踩踏。

头管角度和前叉前探量决定了车子的操控性，这包括在巡航速度或高速下坡时的稳定性以及过弯能力。

一般来说，与旅行车、速降车、自由骑山地车或其他专注于全天长距离舒适骑行的车子相比，公路竞赛车或XC越野车等以性能为导向的车子拥有更陡直的头管角度。

为了确定什么样的角度最适合你，请先想想你最喜爱的公路或林道。它是不是一条蜿蜒的快速山路或山上的一条曲折单人道。如果是，那么一辆具有更陡直头管角度的车子能让你享受最大的乐趣。另一方面来说，你是不是喜欢花费几个小时深入探索山野或是欣赏乡间小路两边的风景？你是不是总在寻找附近最陡、最危险的下坡路段？如果是这样的话，你最好选择较倾斜或不那么陡直的角度。

但是自行车的转向感觉并非全由头管角度决定。头管角度、前叉前探量和轮径共同构成了一种称为“前叉伸距”的测量维度。这是决定一辆自行车转弯特性的关键因素。前叉伸距的测量方法是：从头管中心向地面引一条虚线，从虚线与地面的交点位置到前轴正下方位置之间的水平距离就是前叉伸距的值。

简单地说，较长的前叉伸距更稳定，而较短的前叉伸距操控更敏捷。除非是在图样上，否则几乎不可能测出实际的前叉伸距，而且不同的外胎尺寸也会改变前叉伸距，所以大多数车架厂商只在几何图标中标出头管角度和前叉前探量。当比较用途相似的自行车时，只要使用相似的轮组和外胎，就可以获得足够的信息，让你了解车子的操控特点。

后下叉长度也以多种方式影响着车子的骑乘品质。比如公路竞赛车车架上的较短后下叉使得车子骑起来有些生硬，但是后三角更不易变形，这在爬坡和冲刺时尤其重要。较短后下叉也能减少车子的轮距，而轮距越短，车子就会感觉更灵活快速。从另一方面来说，载重的旅行车需要有更长的后下叉以留下装配后货架和后驼包的空间。较长的后下叉也更能提供旅行车所需的稳定性。

载重旅行车通常有更大的轴高差或者说更低的五通高度。五通越低，脚踏位置就越低，人车整体的重心也会更低。一辆具有较低重心的自行车可以在不损失任何操控敏捷度的情况下提高稳定性，这对绝大部分自行车而言是个可取的优点。但大多数赛事都包含有弯道，而且许多选手喜欢在过弯时保持踩踏。对于这样的车手就有必要提高五通高度，从而在路面和脚踏之间留出空隙。那些专用于参加遍布急转弯的环形公路赛的自行车往往有很高的五通高度，而传统的公路车的五通高度则介于上述两种高度之间。山地车具有更高的五通高度，这样有助于通过障碍物并可踩踏通过崎岖路段。

倾斜的头管角度能提高休闲骑行时的稳定性，而更陡直的头管角度可以提高操控性以达到最佳性能。

类似的在低重心稳定性与地面间隙之间的权衡问题，也存在于山地车的不同车架设计之中。一旦离开正常路线，你将会遇到一些大石头和倒木，更不用说深深的杂草丛了。

有了以上的整体了解之后，让我们再仔细研究一下主要的自行车种类以及它们各自的车架几何。

公路竞赛车竞赛自行车的设计着眼于高速下的稳定性、便捷的过弯能力、快速的转向反应以及刚性且高效的骑乘品质，从而使能量损失最小化。追求这些优点的一个直接结果是：竞赛自行车在低速下不够稳定，如果有任何负重就会难以操控，而且需要花更多力气才能保持直线前进，路面的震动也会毫无保留地传导到你的身上。你可以通过以下典型的车架几何数据来识别一台竞赛车架。

●座管角度：73°～74°。对于座管短于21英寸/54厘米（从五通中心到座管上沿的距离）的车架要在这个范围的基础上加1°，而对于座管长于24英寸的车架需要减1°。

●头管角度：73°～74°。车架若小于21英寸/54厘米，则需要在这个范围基础上减2°；如果车架大于24英寸/61厘米，则需要加1°。

●前叉前探量：头管角度为73°的情况下，前探量应为1.5～1.75mm。头管角度每增减1°，则前探量需相应地增减0.125英寸（3mm）。

●后下叉长度：16～16.5英寸。

●轴高差：2.375～2.875英寸（60～75mm），这相当于11～10.5英寸的五通高度。

舒适型公路车舒适型公路车是自行车世界中的中型跑车。它们并非全能战车，但也不是载重旅行车，其主要特性在于稳定的操控性，尽管以竞赛标准来看它还不够快。可以说，舒适型公路车只是为了玩乐，能满足你享受骑行的所有性能。请查看一下尺寸数据。

●座管角度：72°～73°。对于座管短于21英寸/54厘米（从五通中心到座管上沿的距离）的车架要在这个范围的基础上加1°，而对于座管长于24英寸/61厘米的车架需要减1°。

●头管角度：72°～73°。车架若小于21英寸/54厘米，则需要在这个范围基础上减1°。如果车架大于25英寸/63厘米，则需要加1°。

●前叉前探量：头管角度为73°的情况下，前探量应为1.625～2.625英寸（43～55mm）。头管角度每增减1°，则前探量需相应地增减0.125英寸。

●后下叉长度：16.5～17.5英寸。

●轴高差：2.625～3英寸（68～78mm），这相当于10.75～10英寸的五通高度。

旅行自行车旅行车就像自行车世界中任劳任怨的骡子，即使在负重40～50磅的情况下，仍能表现出极佳的稳定性和直线循迹性。你可以骑着旅行车悠闲地看风景，而不用一直担心会偏离路面或误入机动车道。另外，旅行车在通过崎岖路面时也会很舒适，而且有足够低的齿比使你能爬上任何山坡。对于那些兴趣在于路边风景而非速度的车手而言，具备这些特性的旅行车正是他们的完美之选。

●座管角度：71°～72°。对于小于21英寸/54厘米（从五通中心到座管上沿的距离）的车架要在这个范围的基础上加1°。

●头管角度：71°～72°。车架若小于21英寸/54厘米，则需要在这个范围基础上减1°；如果车架大于25英寸/63厘米，则需要加1°。

●前叉前探量：头管角度为72°的情况下，前探量应为2～2.25英寸。头管角度每增减1°，则前探量需相应地增减0.125英寸。

●后下叉长度：17～18英寸。

●轴高差：2.625～3.125英寸，这相当于10.75～10.25英寸的五通高度。

山地车不管你是想深入探索山林还是想寻求窄木道骑行的刺激，山地车都能带着你安全往返。在过去30多年的发展中，山地车设计变得越来越专业化。走进车店时，你会发现我们之前习惯性称为“山地车”的车子会被叫作XC越野车、自由骑山地车、速降车、全山地车、29er、攀爬车、土坡腾跃（DJ）车或者其他各种各样的名称。但是基本的规则还是相同的：又宽又结实的轮组和水平（或稍微上扬）的车把，使这些车子能应对土路、岩石、倒木等路况。

在城镇中骑山地车也会很舒适。实际上，据说只有10%的山地车在出售之后是用于非铺设路面的骑行。与公路竞赛车那种纤细、轻量的车轮相比，具有深深沟槽的宽轮胎更适用于吸收路缘石、坑洼的路面、下水道井盖、碎玻璃等各种路边杂物的冲击。山地车直立的骑行姿势使你拥有更宽阔的视野，可以很容易地观察到周围的行人和交通状况。

你在展示厅看到的大多数山地车仍将会是XC越野车。XC越野车最直接继承了众所周知的经典山地车。这是一种全能战车，XC越野车在装上布满胎纹的越野外胎之后，在林道的骑行会很舒适。而当它装上更细、更光滑的外胎之后，同样能舒适地在城镇里闲逛。这就是山地车的魅力：山地车更加直立的骑行姿势以及重量和强度的平衡性，使其成为许多休闲车手钟爱的全能型自行车。XC越野车有多种类型：一种既没有前避震也没有后避震；另一种只有前避震器（由于没有后避震，所以也被称为硬尾车）；还有一种既有前避震器也有后避震器。通常而言，硬尾车的前叉行程为63～100mm（2.5～4英寸），而全避震的车型的前后避震行程为80～120mm（3～4.75英寸）。

当你选购山地车时，大多数车店都会推荐3英寸以上的跨高间隙（即当你双脚脚掌着地跨立于车上时，身体与上管之间的空隙）。当你需要在崎岖地形上单脚或双脚着地时，如果没有足够跨高间隙会非常痛苦。如果你购车只是用于通勤或者代步，只是偶尔会在土路或沙滩上骑一骑，那么具有更长上管的自行车会更适合你。

●座管角度：70°～73°。对于小于19英寸的车架需要在这个范围的基础上加1°。

●头管角度：69°～72°。车架若小于19英寸，则需要在这个范围基础上减1°；如果车架大于23英寸，则需要加1°。

●前叉前探量：1.625～2英寸（43～50mm）。

●后下叉长度：16～17英寸，如果用于爬陡坡可能会更短。

●五通下沉量：1.125～2英寸（30～50mm）。这相当于12～11.25英寸的五通高度。

如果讨论的不是纯粹的山地车，那一切规则都可以抛在脑后。为了识别的目的，我们将介绍几种“典型”的山地车分类。

耐力山地车（Enduro bike）这种双避震山地车与XC越野车大体相似，但是有更长的避震行程，通常是100～130mm（4～5英寸）。为了长距离深入探索山野，耐力山地车的头管角度较为倾斜，从而保证稳定性。

29英寸自行车（29er） 29er拥有29英寸的车轮直径，专为速度而生。与标准的26英寸车轮相比，更大的29英寸车轮能更平顺地通过崎岖路面，但是会损失一定的敏捷性。29er利用超长的上管和超短的把立以最小化脚轮重叠问题，但是它们与26英寸自行车一样保持着牙盘、座垫和车把之间的相对关系。

山地车有时被称作是自行车世界里的SUV。耐用的宽轮胎和直立的骑行姿势使其能应付各种地形，当然也包括最崎岖的林道。

全山地车（All-mountain bike）全山地车最紧密追随着山地骑行的原始精神。设计精良的全山地车在爬坡能力与下坡能力上实现了良好的平衡，既有足够长的避震行程以吸收崎岖地形带来的颠簸，又足够紧实能维持全天骑行的效率。不同全山地车之间的车架几何相差很大，避震行程从130～150mm（5～7英寸）不等，头管角度通常在68°～70°，而五通高度最低为11.5英寸，而最高达12.25英寸。

自由骑山地车（Freeride bike）自由骑山地车专为下坡路线而打造。前后避震器的行程高达10～12英寸，头管角度很倾斜，五通高度则很高，这些特性使其在平稳路面上行动迟缓，而且车子的重量有时甚至让爬坡变得徒劳无功。然而，当你将自由骑山地车用于下坡路线时，你就会明白为什么要选择这些特性了。自由骑山地车能应对最崎岖的地形，吸收最暴力的落地冲击。你只会呼喊着：“让冲击来得更猛烈些吧！”

速降车（Downhill bike）速降车有8～10英寸的前后避震行程，除了砖墙以外，可以快速地碾过任何地形。速降车的车架几何类似于自由骑山地车，但是有较低的五通高度和更陡直的头管角度，从而提高竞赛所需的操控性。

土坡车（Hucking）这种自行车一般都是非常小的硬尾山地车，前叉行程为4～6英寸。这种车架可以用来应付严格的跳跃以及其他特技动作，可以安装超宽的外胎以吸收冲击力。

攀爬车（Trials bike）攀爬比赛是一种专注于挑战障碍物的山地车比赛形式。攀爬车具有超短的后下叉（短至15英寸），很高的五通高度以及非常低的上管，这些设计有助于攀上和翻越巨石和树桩，同样有助于穿越人工障碍物和溪流——通常一次只移动一英寸。

公路越野车（Cyclocross）公路越野是一种比赛形式，选手们会使用外观类似于公路竞赛车的车型在非铺设路面上比赛。在公路越野赛中，选手们需要面对一条由各种不同地形组成的赛道，赛道上还专门设有一些障碍物，迫使选手们下车然后扛着车跑一小段距离。因此，公路越野车的设计和制造既要有公路竞赛车的敏捷操控性和轻量性，还要考虑到这项激烈运动额外的耐用性需求。

混合自行车（Hybrid bike）描述混合自行车最贴切的说法是“半山地车，半旅行车”。混合自行车的车架几何与旅行车紧密相关，具有较为轻松的角度和容纳700C宽胎所需的空隙。山地车对混合自行车的影响体现在水平或上扬的车把以及倾斜的上管，从而使其有舒适、挺直的骑行姿势并便于上下车。

躺车（Recumbent）当说到躺车时，你可以将所有的车架几何规则抛在脑后。在躺车上，车手们成后躺的姿势向前踩脚踏，它们是最快、最舒服的自行车之一，但是对于车架构造却没有固定的原则。躺车的轮间距有短、中、长三种类型，座垫有带填充物的座垫和像草坪椅一样的座垫，既有两轮躺车，也有三轮躺车。躺车还有座垫上车把和座垫下车把，既有全避震躺车，也有无避震的躺车；甚至拥有整体结构的三轮车和两轮车，就像汽车一样。

对于效率和舒适度而言，正确的姿势是至关重要的。

正确的调校能提高操控性并使骑行更有乐趣。

车架几何基础及自行车种类分析

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