自行车制造商如何测量车架刚性?是否有比较它的行业标准?

 

我们最接近“行业标准”的是Zedler刚性重量比(STW)规程,本文后面部分将对此进行探讨。《Tour》杂志采用该规程来比较车架的刚性值。但制造商并未普遍采用此标准。

这是Cervélo自行制定规程的一部分原因,但更重要的是,我们发现Zedler并未纳入与真实骑行相同的边界条件。边界条件是指作用于系统的约束和力。如果系统为自行车,则约束和力存在于骑手的接触点以及轮胎与路面的接触点,而且还包括作用于自行车的更轻程度的重力和空气动力。其挑战在于模拟现实生活中的边界条件,同时使测试足够简单以便全面、准确地执行,并轻松对尽可能多的不同车架尺寸和几何结构进行测试。

首先,我们需要确定刚性的哪些方面对骑手很重要并记录实际发生的情况。自行车承受了哪些力?车架哪些部分承受了力?通过长期的实际测试,我们得以在加州项目中“记录实际情况”。

根据这些测试,我们确定了三种重要的刚性测试:

1. 扭转刚度:这使我们的方法脱颖而出。传统的测试要求从后叉端将车架固定在测试夹具上并支撑头管的中心。然后将扭转载荷施加到头管上,实现车架的扭转。虽然这样确实可以使车架处于扭转状态,但并不能反映真实的载荷情况。但是,通过模拟来自轮胎以及骑手惯性的转弯载荷,我们能够去除对转向刚性没有影响的碳纤维层,从而减轻车架重量。最终结果是车架重量更轻,而且仍能保持相同的有效转向刚性。

但是,通过模拟来自轮胎以及骑手惯性的转弯载荷(如下方图2所示),我们能够去除对扭转刚度没有影响的碳纤维层,从而减轻车架重量。

图2

2. 中轴刚度:测量中轴刚度的常见方法是测量在水平或垂直平面上施加的力下发生的偏转。我们在测试时,以峰值扭矩从与您蹬踏板时相同的倾斜角度(即15度)上施加力。头管被固定以模拟身体离开车座进行冲刺的情形,同时在与踏板力矢量相同的方向上进行测量,以获得蹬踏效率的精确测量。

3. 垂直刚度:这是最简单的情况。在车座上直接施加一个力并测量它的偏转距离。Zedler测试规程准确地实现了这一点,因此我们在很大程度上恪守这一流程。

要点:当你听到有人声称车架刚度更高或最高时,请自问:它是如何测试的。力是如何施加的?测量是否反映了真实的骑行条件?这些条件是如何定义的?当一家公司如此宣称时,你如何相信它?而Cervélo分享了我们的工程设计流程以及与我们的实际测试标准关联的数据。

车架的刚度对骑手来说非常重要,以便实现操纵响应性和有效的动力传递。另一个重要性在于,蹬踏和转弯时,刚度高的车架骑乘感更好,并具有可预测性,能够对骑手的力量输出做出快速响应,从而增强了骑手的自信心。虽然车架的“骑乘感”具有主观性,但收集的详尽数据和实际测试正在极大地增进我们对如何打造最佳骑行车架的理解。