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硬核知识盘点 山地车的避震系统如何影响操控(上)

为什么全避震山地车长得“千奇百怪”;为什么有的车爬坡效率很高,有的则不然;为什么有的车刹车时会变得很“颠”……你是不是对于全避震山地车的避震结构充满好奇?

今天,美骑网就来梳理下有关避震结构的相关知识,帮助各位车友更加全面地了解和学习山地车的避震结构。本文将从避震结构的作用、组成、常见避震结构及其特性和优缺点、避震基础属性以及与避震结构相关的技术和技术名词解释等方面着手。(技术长文,本文内容为纯理论技术向文章,较为枯燥,请耐心“食用”。)

山地车自上个世纪诞生以来,一直都在高速发展,舒适性、通过性、操控性等都在不断的进步。绝大多数的山地车都拥有避震机构,几乎每一台山地车都拥有前叉(前避震),但需要强调的是本文讨论的是那些拥有后避震的全避震山地车们,因为单一的前叉是无法构成避震结构的。当然,像Trust这样的连杆型前叉(如上图所示)也是拥有完整避震结构的(可以理解为这家伙是一个迷你的全避震山地车车架),不过这类家伙不在本文讨论范围之内。

一、避震系统(结构)能为我们带来什么?

山地车最早只有通过刚性连接将车架和后轮连接起来的硬尾车型,后来随着时间的发展、技术的进步,依靠避震结构连接两者的全避震山地车应运而生。目前,山地车赛场上的硬尾山地车已经很难看见,只在拥有大量爬坡路段的XC赛场上还能偶尔见到(本文所指赛事为顶尖的竞技赛事,国内业余赛事、各类骑行活动不包括其中)。对比起传统的硬尾山地车,全避震山地车显著提升了山地车的舒适性、通过性、操控性和抓地力等特性,除了重量以及踩踏效率,全避震山地车可以说是完爆硬尾山地车。

二、避震系统(结构)的原理以及组成

不论是什么类型的避震系统,其工作原理都是一致的:通过避震系统(避震结构与避震器)的运作吸收后轮撞击地面所产生的能量,同时对车手以及车辆其余部分提供足够的支撑力,其组成就是后避震器以及那些各式各样的连杆。山地车的避震结构设计是十分复杂或者说是“百花齐放”的,各类结构层出不穷。这些都是设计师们为了优化山地车避震的某一特性而绞尽脑汁设计出来的。所以,在具体阐述各类避震结构之前,我们先来了解避震的各项基础属性。

所有的避震结构都是围绕三点来设计的:减震能力、踩踏效率以及刹车干扰。注意,这三者是具有很大关联性的,会相互影响,因此几何上不可能有一款避震结构让这三点同时做到完美。避震结构的设计,主要就是通过对连杆、转点的设定来实现三者间的平衡或侧重。

1、减震能力

毫无疑问,这是避震结构最基础也是最重要的基础特性。避震最主要的作用就是吸收和过滤震动,减震能力主要由三点组成:后轮运动轨迹、压缩比、压缩曲线。

1.1、后轮轨迹 

后轮轨迹指在避震过程中,完整的避震运作中的后轴运动轨迹,不同的避震结构设计都有着不同的后轮轨迹。可能很多车友会觉得后轮轨迹不就是正圆的一部分吗。事实上,除了单转点的车辆后轮轨迹接近正圆之外,几乎没有车辆的后轮轨迹会是接近正圆的。

使避震运作的力量主要源自地面(障碍物)撞击后轮所产生的冲击力,这种冲击力不会是直直做功的,多数情况下是斜向上的力,同时有一定的角度,这由撞击的障碍物大小所决定。最为理想的情况便是,后轮轨迹的方向和冲击的方向相同,这样可以拥有最好的减震效果。

不过大多数情况下,后轮轨迹的设定会根据设计需求,为其余特性做出一定的让步。

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1.2、压缩比以及压缩曲线

压缩比是避震器压缩比和连杆杠杆比的结合。避震器压缩比由后避震预压以及避震的压缩阻尼设定决定(还包括气室垫块的影响),连杆杠杆比是指后轮运动行程与避震器行程的比值,这完全取决于车架设计的机械结构。在整个避震的运作过程当中,压缩比是实时变化的,这就推出了压缩曲线这一概念。

目前山地车的压缩曲线大都是线性或渐进的,当然也有将两者结合得很好的。线性意味着避震拥有很好的可预测性,在整个避震行程中,避震的表现都很一致。渐进则意味着避震在运作的不同阶段,压缩避震所需要的力是不同的,通常来说约接近避震运作的末端所需要的力越大。换言之,就是在初段拥有灵敏的反应,中、末端又拥有良好的行程保持力和防打底能力。

2、踩踏效率

全避震山地车对比硬尾山地车,最大的劣势便是其踩踏效率不佳,当然现在需要踩踏的全避震车型大都拥有可锁死的后胆(亦是踩踏平台),但避震结构本身的踩踏效率仍不能忽视。毕竟山地车是依靠人力驱动的,尽可能高效地将车手踩踏的力转换为前进的力是非常重要的。踩踏效率主要由Anti-squa防下沉性以及踏板回击组成。

2.1、Anti-squa防下沉性

车手在踩踏的过程中会产生一定量的向下的力,这些力会压缩避震器,Anti-squa能抵消这种力。Anti-squa主要是利用链条在踩踏过程中对避震系统的拉力组成。Anti-squa防下沉性可视为避震系统对链条拉力的反应,厂商主要用百分比来量化这一数据。0% 防下沉表示链条拉力不会对避震系统产生影响,向下的力会导致避震压缩,换言之踩踏效率不高。100% 防下沉则表明链条拉力刚好抵消了该向下的力,换言之踩踏效率较高。

当然由于山地车在骑行过程中会不断转移重心,所以该向下的力也是时刻处于变化的,所以这就让Anti-squa成为一种较为复杂的数据。

2.2、踏板回击

踏板回击和Anti-squa是密不可分的,两者是相对的,越高的Anti-squa会带来越严重的踏板回击。由于链条的长度是始终不会改变的,而Anti-squa大多数情况下是利用链条拉力来实现。那么试想一下,在踩踏的过程中,避震是会根据地面做出实时反馈的,为了减少踩踏过程中避震的运作,Anti-squa会利用链条拉力,链条会拽着曲柄向后移动(反方向)。踏板回击只会发生在飞轮与塔基契合时,但这不单单只会出现在踩踏,因此踏板回击会对操控产生影响。踏板回击由曲柄回转的角度来计算。

3、刹车干扰

这点可以非常直观地从骑行中感受到,有些车型在刹车抱死时,避震等同于“锁死”一样不会运作,有的车型的避震运作则不受影响,这就是刹车干扰带来的直观感受。卡钳固定在车架上,大力刹车时,卡钳和碟片配合产生的刹车力会影响到车架避震的运作。用Anti-rise防抬升性对其进行定义,其与上文的Anti-squa防下沉性有点类似,只不过方向相反。

Anti-rise的大小取决于卡钳的安装位置(或者说卡钳围绕碟片旋转的程度),以及转点的设置(主要指位置)。

在刹车时车手的重心由于减速会向前移,前轮获得更多重量,对应的后轮压力更小,这时后避震会伸长(或者说抬升),这会导致避震变得迟缓甚至“罢工”。换言之,常规的刹车状态下,重量转移就会导致后避震伸长。而Anti-rise防抬升性则可以抵消这一影响,即Anti-rise越大,避震的运作越受影响(Anti-rise越小越好)。


由于篇幅的原因,下篇将继续分析山地车的避震系统(结构)是如何影响操控的。敬请持续关注美骑网,期待《山地车的避震系统(结构)如何影响操控(下)》。

责任编辑:CC

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  • 热门评论
  • 哦好…… 2020-08-12 16:49

    那些利用碳纤维或者其他材料弹性形变代替轴承对避震结构特性会有影响吗?

    查看回复(3)

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    • 寒静.. 2020-08-12 17:16

      基本上没有,因为这样的设计基本上只会用在xc这类较小行程的车型上,它活动幅度小

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    • 哦好……
      回复寒静..
      2020-08-12 17:20

      它不会影响到避震的灵敏性吗

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    • 寒静..
      回复哦好……
      2020-08-13 21:55

      不会耶

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  • 黑社会猎手 2020-08-12 16:42

    那vpp结果对比别的结构有什么优势吗

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    • 寒静.. 2020-08-12 17:12

      这个会在下篇中提到的,敬请期待啦

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    • 寒静.. 2020-08-12 17:14

      本质上来说,vpp是双连杆避震的一类

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    • 寒静.. 2020-08-12 17:14

      主要是依靠优化瞬时中心位置达到别的结构没有的优势

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  • 小小武状元 2020-08-13 15:42

    好久没见科普文章了,刚买了辆2020 giant tranc 2 正愁没资料了解 VPP结构。

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    • 小小武状元 2020-08-13 15:47

      说错了,哈哈,三条裤子才是VPP,捷安特是Mastro

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    • 寒静..
      回复小小武状元
      2020-08-13 21:54

      都是双连杆啦

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  • 新手上路AE86 2020-08-12 18:09

    大佬能写一下各种车架避震结构不

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  • kingfar 2020-08-12 12:05

    前面那篇几何影响操控的还没更完,坑越挖越多…………

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