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反蹲as是什么?抗抬升ar是什么?为什么有的车踩踏效率高有的车刹车干扰大?
狐狸都是小短腿
2020年03月08日 23:04

这一期也有视频,只是因为视频现在还没搞好,先发个专栏证明我没咕

大家好,这里是第二期软尾避震结构解析,我是小短腿。上一期我们讲了什么是软尾结构中的瞬心,以及瞬心怎么来确定。今天我们就可以讲一下真正关系到车架性能的东西了,那就是反蹲AS和抗抬升AR。

很多时候我们讲一个车架踩踏效率高,或者刹车干扰大,这里主要的决定因素就是反蹲AS和抗抬升AR了。在搞清楚他们之前,我们要先理解“蹲”和“抬升”是什么。

我们知道,自行车跟地面有前轮和后轮两个支撑点,也就是前轮和后轮,

他们各自给车一个向上的支撑力。当我们加速的时候,车轮会向后摩擦地面,

地面也就给了车轮一个向前的摩擦力来推动车辆前进。但是,想让物体在没有旋转的情况下平动加速,重心就必须在这个力所在的直线上面。但是,地面给的摩擦力所在的高度要远远低于重心。这里学过理论力学的童鞋们就明白应该怎么来把这个力转移到重心上了。简单来讲,要想把这个摩擦力转移到重心上,

我们可以先设想在被提供摩擦力的那个点施加一个大小相等方向相反的力,这样这个摩擦力就被抵消掉了。

接着我们在重心上做一个和之前被抵消掉的摩擦力大小方向都相同的力,只有这个力车辆就可以平直的加速了。但是,我们在转换的过程中,先后添加了两个大小相等方向相反但是不在一条直线上面的力,

这两个力就组成一个力偶,给车辆一个向前翻滚的趋势。这时,这个力偶就需要由车轮提供。因此,

后轮支撑力加大,前轮支撑力减小。

在全避震车型上面的后果就是后避震压缩,前避震拉伸,而我们研究的是车架的避震,此时车架就相当于在下蹲。当我们刹车的时候,同理相反后避震会拉伸,也就是我们所说的抬升。

所以,反蹲和抗抬升顾名思义就是由于各种因素造成抵抗后避震“蹲”或者“抬升”的因素。我们先了解一下反蹲是如何产生的。

首先,当避震压缩时,后轮并不会完美的向上运动,大多数时候都是有一个向后的后飘,此时,即使后轮不动压缩避震车辆还是会前进一个距离,因此在车向前加速的时候会一定程度上抵抗避震压缩。其次,为了保证整车的踩踏效率,

结构往往被设计成在压缩的时候有效链条长度伸长,因此,踩踏的时候链条张紧,拉动避震结构舒张,同样能够抵抗避震压缩。

但到底要抵抗到上面程度才是最好的,这就牵扯到了反蹲值。反蹲值就是指避震结构抵抗压缩的趋势与车辆加速压缩悬架的趋势,当反蹲值为0,加速时避震结构自由压缩到本来该压缩的位置;当反蹲值为100%,加速时后避震理论上完全保持不动。那么,反蹲值如何计算呢?

我们知道,加速的时候前后轮会共同产生一个力偶,这个力偶只会因为重心高度和加速度大小改变,因此,情况相同的时候,轴距对他无关。

但是轴距越长,力臂越长,所需要的力就越小。在这里我们视作前轮不提供任何动力或者阻力,因此可以把前轮接触地面的点视作车辆的前端,

过这一点做一条垂直地面的垂线,

再将重心水平移动到这条垂线上面,

就获得了100%反蹲点。然后我们来确定后轮的动作。

首先我们把后轮和瞬心连一条线,瞬心的确定方法在上一期已经讲明了,因此后轮在当前时间只会沿着这条线的垂线运动。

这条线和链条的有效链线会有一个交点,这个点的含义就是如果我们把链条在这个点的那一节固定住,后轮在当前情况下依然可以运动而被固定的点到后轴的链条长度不变。

这个点叫做反蹲瞬心,即ICAS。

最后,我们把后轮和地面的接触点和这个点连线,这条线就可以视为不改变链条长度的瞬时摇臂。延长这条线并获得过前轮接触地面点的垂线的交点,

此时这个交点到地面的距离与重心到地面的距离之比就是反蹲值。

抗抬升则受到后轮后飘以及卡钳所在连杆的翻滚影响。抗抬升值的计算方法更简单,直接获得刹车卡钳所在连杆的瞬心,把后轮接触地面点和这个瞬心连线,延长获取交点离地距离,除以重心离地距离就可以得到了。

我们知道,悬架的运动就会带来能量的损耗,因此我们都想让踩踏的时候悬架尽量少运动。那么,能不能做出一台完全百分百反蹲的车呢?很难实现,因为现在绝大多数自行车都是通过多级飞轮来实现变速,当链条挂在不同的飞轮片上的时候有效链线的位置也是各不相同的。而且就算利用变速箱做出来了这样一台车,踩踏效率也不会很高。首先,自行车不同于其他车辆,重量主要来源于骑手。骑手在踩踏的时候必定带来重心的转移,而且,即使坐姿踩踏,我们每一次踩下踏板的时候多会额外产生一个向下的力,因此脚踏在12点钟和6点钟方向的时候向下的力就更小。这样,悬挂仍然会上下运动。最后,就算一切理想,路况等因素同样会影响反蹲的大小。有研究表明,在平路上坐姿踩踏在反蹲值百分之110到120的时候效率是最高的。那么我们能不能利用变速箱把反蹲值固定在这个区域呢?同样也只有在理论上可行。人的身高有区别,骑行姿势有区别,因此即使在同一台车上也会带来不同的重心高度,反蹲值也就各不相同。不同车型同样需要不同的反蹲值,

更偏向于连续输出功率的轻型林道车往往将反蹲值设置在百分之120左右,

而对于站姿骑行偶尔需要爆发功率输出的速降车型,一部分比较看重踩踏加速的车型的反蹲值甚至超过了百分之200。enduro车型就显得更加百花齐放一些,有些注重踩踏的车型使用了百分之150开始的减退反蹲值,有的偏向下坡的车型也只有百分之80左右,这样的车型就更加依赖后避震的踩踏平台功能了。

对于抗抬升值的大小目前来讲还是有争议的。较大的抗抬升值能够让车在下一些非常陡峭的岩壁时不会因为“扎头”而无法控制,但是会在使用后刹车的时候过度压缩悬架,造成后避震过硬的问题,也就是我们所说的刹车干扰。所以我们要分开车型来看。

在自行车领域中,想把抗抬升做大相对做小更加容易,因此一些设计风格偏向林道的车就要尽量做小抗抬升值,但是那些被设计用来征服各种技术点的车架就不用在抗抬升方面做太多功课

避震结构的设计目标从来不是单向的,需要在各个数据中平衡。各个数据也不是各自独立的,在改变一个数据的时候经常会影响到其他数据。什么是一台好车?这很难说。如果一台车能够被用来轻松征服惠斯勒红线,它当然是一台好车,如果一台车可以让你在山林中穿梭一整天不感觉疲惫,它同样是一台好车。设计者的工作就是尽可能的把所有数据找到一个符合他心目中标准的平衡,而我们,则是要在这些平衡当中选择最适合我们自己的。

这一期讲完,相信大家对软尾避震结构能够有进一步的了解。下一期我们要讲一下影响避震能力的压缩比以及影响操控稳定性的脚踏回击。上次说下次一定的那些,别看了就是你!这次一定了哦。下期再见吧~