自行车的分类及车架基本设计要求

自行车的分类及车架基本设计要求电动部车架基础知识培训课程一一、自行车的分类:•自行车的分类目前按行业通用的分类大至有：•1、按轮径：20寸26寸700C等••2、使用对像：男车女车老年车童车等•3、功能用途：山地车公路车休闲车旅行车•折叠车二、不同车种的基本设计要求：•1、车架设计中的重要几何尺寸(附图1)•a、中管高度：中管高度主要依据骑车人的身高不同而作出不同的设计。•b、中管角度：中管角度主要影响骑行者重心的前后落点及脚踩在脚踏施力的角度。•c、BB高度:BB高度主要是影响骑车者重心的高度及整车的灵活性。•d、头管角度/OFFSET/TRAIL：•头管角度即头管与地面的夹角，•OFFSET前轮中心垂直到头管中心线的距离，•TRAIL头管中心延长线到地面的交到前轮之间的距.之所以要将这三者放在一起是因为他们是相互•关联的三个尺寸，共同决定着前轮的操控性及整车的转向性能.•e、RC、FC:•RC是指后轮中心到五通中心的距离。•FC是指前轮中心到五通中心的距离。•RC及FC决定着整车的灵活性和骑行者在不同骑行姿势时的重心落点•f、TT值:•TT值是指中管顶端到头管顶的距离，TT值的长短决定着骑车人的骑行姿势。2、不同类型车架特点及设计要求•a、山地车：•顾名思义，就是在山路等路况比较复杂的道上骑行的自行车，因路况比较复杂，就要求山地车有比较好的强度，同时需要有比较好的平衡性和灵活的操作性，因此山地车的中管角度一般在71-73度之间，头管角度在71-72度之间，为了保证比较灵活的转向性能OFFSET设定一般在35-40之间，而TT长则因人、因车把及相关配件搭配而异，一般来讲须保证骑车人在正常骑行时双臂微微弯曲，上身与地面成45度角为宜。如果TT太长的话会造成人的上身向前弯曲太多，抬头看路造成颈部和背部肌肉酸痛,上身太直，不便于脚踏用力，还会使身体直接吸收大部分震动而产生的冲击力，造成身体不必要的损伤。由于上身过直还会造成人的重心过高过于靠后，不便于对车子的操控，且在上坡时还会有造成前轮抓地力不够而侧滑甚至翻车的危险。b、公路车又称为公路赛车，是一种在公路上骑行而设计的自行车，具有快速舒适地长距离骑行的特点。根据其骑行姿势上身较低，头部稍倾斜前伸；双臂自然弯屈，便于腰部弓屈，降低身体重心，同时防止车子颠簸而产生的冲击力传到全身，双手轻而有力地握把，臀部坐稳车座位（附图2）以及快速骑行。它的设计特点要求必须要有灵敏的操控性能；人与车完美的流线行结合以减少风阻；重心更加靠前以获得更大的前进贯性。根据公路车以上的特点：中管角度一般在72-74.5度。头管角度在71-73.5度。OFFSET值在35左右。一般来讲中管及头管的角度与中管高度成反比；中管高度依身高的不同而设计。一般来说从500-600每20mm为一个等级；TT值在保证人的正确骑行姿势（附图2）的前提下尽量取最小值(须注意脚踏与前轮的位置)，而RC则会取最小值，以缩小前后轮轴距,最大限度的提高整车的灵活性。附图2c、休闲车：也可以称为城市车，主要用于城市休闲短途代步，在设计时更加注重骑行时的舒适性，在骑行时人上身略微前倾，与地面成85度左右，因此在设计休闲车时中管角度一般在70度而头管角度在69-70度；五通高度尽量取最低值;FC及RC相对较长以增加整车的稳定性，前叉OFFSET较大一般在45-55之间,TT长度以人在正确的姿势时双手略微弯曲为宜。d、旅行车：旅行车作为一种长途旅行的代步工具，现在正受到越多人的喜爱,因为它是长途骑行而又不同于山地或公路竟赛,除了要有较好的速度跟操控性外，还须要有比较舒适的骑行姿势,因此对于它的设计人们一般采用了接近于山地车的车架，而接近于休闲车的配置。一般来说旅行车的RC、FC比山地车的要长以增加稳定性，而头管中管角度又保持与山地车一至，保证骑行的灵活性。e、折叠车：折叠车最初只是用于短途代步的休闲车，但发展到现在很难说折叠车是哪一类的车型了，因为根据不同的配置，折叠车可以是山地型的也可以是跑车型的，当然还是以休闲型的为主，所以折叠车通常还是会按休闲车的几何角度作为设计的依据。三、总结其实前面说了这么多，大家也许会认为不管什么车其实并没有一个固定的几何尺寸可以用的，没错，作为设计来讲每一款车都有他不同的特点，而每一个骑车的人身高臂长等都不相同，每一个人骑车的习惯也不尽相同，所以在设计当中我们除了需用要考虑人的因素外，更需要注意不同车型所固有的特性，根据车型本身的特性去制定相应的几何尺寸，下面就对于车架几何整车特性的影响作一个总结说明：首先是头管角度,头管角度越大则车头转向更灵活，但更能操控反之则转向阻力更大但整车更加稳定；OFFSET值，OFFSET值越小则前转向越灵活同样也更难操控反之则会更加稳定；TRAIL值，TRAIL对于整车的影响等同于前叉角度，但它更好的反应了前叉的重心，下压的方向及轮胎与地面磨擦力的大小；BB高度,BB高度决定了骑车人重心的高度,重心越高骑行时会获得更多向前的惯性，整车操控更加灵活，反之则重心更低整车更加平稳；中管角度,中管角度主要是调节人在骑行中脚与曲柄的相对位置，及人的重心在车加上的相对位置（附图3）,中管越直则人的重心更高更靠前，可以获得更好的骑行速度，反之则人的重心更低更靠后整车更加平稳;RC长度:RC主要是调整整车的重心分部，影响整车的灵活性，RC越长则人的重心到后轴的距离越大，后轮的贴地性更好，整车更加稳定，反之则人的重心到后轴的中心距会越短，后轮贴地性差，而在上坡时人的重心过于靠近后轮还会造成前轮贴地力不够，但是短的RC会使整车转向更加灵活，后轮对于前轮的循迹更好,以获得更小的转弯半径。附图3