作者：

Kyle Russ（⾸席⽣物⼒学⼯程师）

Wendy Ochs（⾼级⽣物⼒学⼯程师）

Paul Harder（⾸席研发⼯程师）

Domane碳纤维⻋架技术演进：从IsoSpeed缓震结构到第五代⻋型

经典的Trek Domane⻋架平台历经多代迭代升级，但其核⼼设计初衷始终未曾改变：Domane是⼀款兼具舒适骑感、稳定操控与⾼效踩踏性能的耐⼒公路⻋，专为⻓途、⾼速且轻松愉悦的骑⾏体验打造。

初代Domane适配700×25c规格外胎与圈刹系统，搭配窄截⾯轮圈使⽤。抛开制动性能不谈，这类窄胎必须充⼊极⾼胎压，为此，当时Trek 研发与设计团队打造了⼀套创新的垂直顺应性缓震技术，⽤以提升骑⾏平顺性。团队将这项技术命名为IsoSpeed断开器，简称IsoSpeed。IsoSpeed在座管与上管之间设置⾮刚性连接结构，使座管具备更大的垂直形变空间，以此⼤幅优化骑⾏平顺性与舒适性。

这项技术曾应用于职业赛事用车，并陪伴Fabian Cancellara、Lizzie Deignan、Elisa Longo Borghini等职业车手在以颠簸⽯板路闻名的经典赛事巴黎-鲁贝古典赛站上领奖台。

多年来斩获各类赛事冠军是Trek的荣光，但⾃2012年起，⾃⾏⻋相关技术已发⽣巨⼤变⾰。碟刹全⾯取代圈刹，为⻋架腾出空间以兼容更宽规格外胎。车⼿们追求更平顺、适应⼒更强的骑⾏体验，外胎容积也随之逐步增⼤。这场外胎技术⾰新，让我们得以打造结构更简洁、整⻋重量⼤幅降低、缓震顺应性持平且踩踏刚性进⼀步提升的新⻋架。第五代Domane应运⽽⽣。

▲图1：Kyle Russ与Paul Harder在Trek性能研发实验室为多台测试⻋拆装传感测试设备。

第五代 Domane，每⼀处细节皆经打磨

第五代 Domane 的设计团队确⽴三⼤研发⽬标：降低传递⾄骑⼿的振动能量1、提升踩踏刚性、以及减轻整⻋重量。振动能量是Trek性能研发团队使⽤的专业指标，⽤于测算骑⾏颠簸路⾯时传递到骑⼿身上的震动能量。那么，这款取消IsoSpeed 缓震结构的⻋型，是如何在提升踩踏刚性的同时，依旧带来舒适骑乘体验的？核⼼在于三⼤部件：座管、⻋架与外胎。

座管的⼏何造型与碳纤维铺层经过专项优化，兼顾垂直缓震形变能⼒与侧向刚性。这款座管内部采⽤椭圆截⾯设计，遭遇剧烈颠簸冲击时可适度形变缓冲；操控⻋辆、座垫承受载荷时，⼜能维持充⾜侧向刚性。

▲图2：第五代Domane座管在⾃研骑⾏测试台上开展垂直顺应性测试，展现优异滤震骑⾏表现。

⻋架层⾯，碳纤维铺层经过专项优化，同时兼顾竖向吸震顺应性与踩踏刚性。新⻋在《Tour》杂志踩踏刚性测试2中得分提升6%，让第五代Domane在舒适性、踩踏刚性与整车重量之间实现了研发团队预期的性能平衡。

，定位介于第四代Domane与第八代Madone之间：其中轴刚性虽不及纯竞技竞速⻋款，但相⽐上⼀代Domane⻋架平台，踩踏动⼒传导效率有显著提升。

▲图3：第五代Domane踩踏测试

为何垂直顺应性测试仅能反映部分性能表现

传统测试⽅式是将⻋架固定在实验室⼯装夹具上，在座垫处悬挂配重，以此测量⻋架与座管的整体形变量。该⽅法属于⾏业通⽤标准测试流程，但未将⻋轮与外胎纳⼊整套受⼒系统中。同时这类测试采⽤静态施载⽅式，⽆法还原真实骑⾏中的动态载荷⼯况。因此，想要测算整⻋系统的整体吸震顺应性难度很⾼，尤其还要兼顾颠簸路⾯踩踏时的动态受⼒状态，⽽这正是Trek性能研发实验室重点研究的课题之一。Trek性能研发实验室的设⽴，旨在还原真实动态踩踏⼯况，研究骑⼿与整⻋之间的相互作⽤关系。

实验室核⼼设备为定制板式Woodway骑⾏测试台，⼯程师可在台⾯上加装各类模拟路况铺装。依托该设备，Trek能够深度解析整⻋动⼒学特性，为此我们搭配了⼀整套数据采集设备与测试台协同使⽤。实验室配备三维动作捕捉系统、⻋身应变⽚与加速度传感器，⽤我们研发团队的专业说法，这套设备可实现“从路⾯颠簸到⼈体反馈全维度数据采集”。借助整套测试体系，Domane设计团队得以保障新⼀代⻋型全部达成预设性能指标。

Trek性能研发团队会与各产品线研发⼩组协同⼯作，围绕骑⾏舒适度、动⼒效率与操控性能开展专项研究。骑⾏舒适度属于主观感受，因此我们致⼒于将舒适性能量化为客观数据，以此对⽐新款原型⻋、Trek现有量产⻋型以及竞品⻋辆。

从数据采集的⻆度来说，我们对骑⾏舒适度的定义原理⼗分清晰：在固定⻋速、路况与⻋型3条件下，尽可能降低传递⾄骑⼿的振动能量。尽管定义原理浅显，但⽤于采集振动能量的测试⼿段却相当复杂精密。

▲图 4：Paul Harder与Wendy Ochs调试整⻋、安排骑⼿，准备开展新⼀轮测试。

第四代、五代Domane均搭载测⼒座垫与测⼒⻋把⽤于数据采集。我们采集⼈⻋接触点位的受⼒数据，并对该点位加速度传感器测得的加速度做积分运算，以此计算经由各接触点传递⾄骑⼿身上的振动能量。依托这套测算⽅案，我们将第四代与五代⻋型置于连续颠簸路⾯开展对照测试，⻋速区间覆盖7⾄20英⾥/⼩时（约11-32公里/小时），同时梯度变换胎压进⾏变量试验。

32mm、35mm外胎的推荐胎压通过Wolf Tooth胎压计算器测算得出，该⼯具可综合路⾯状况、⼈⻋总重、胎宽规格与胎体结构进⾏计算。本次胎压变量测试区间设定为推荐胎压上下浮动20%。在与700×25c规格外胎进⾏对照测试时，我们依据历史测试数据采⽤带内胎轮胎标准推荐胎压。

▲图5：整⻋加上骑⼿总重200磅（约91kg）⼯况下，测试台颠簸路⾯产⽣的振动能量数据。

上⽅图表数据表明，在过去25mm开⼝内外胎的高胎压时代，滤震性能⾼度依赖IsoSpeed结构发挥核⼼缓震作⽤。即便搭载IsoSpeed，装配25mm外胎的第 四代⻋型传递的振动能量，仍⽐⽆IsoSpeed的第5代Domane⾼出19%。相比32mm外胎，35mm外胎拥有更大的空气容积。在相同胎压条件下，更大的空气容积通常能够提供更强的支撑能力以及更大的缓冲空间，从而有助于改善整车对路面振动的吸收表现。基于这⼀特性，若要让32mm与35mm外胎的胎体向外张⼒保持⼀致，胎压需下调 10%。

测试结果显示，当分别采用32mm外胎的第四代Domane与35mm外胎的第五代Domane进行比较时，两者传递至骑手的振动能量差异控制在5%以内。相比第四代Domane对应配置车型，第五代Domane整车重量减轻约292g，且⽆需维护IsoSpeed结构，在实现轻量化和结构简化的同时，仍保持了接近前代车型的滤震表现。当然，Domane的测试并不仅局限于实验室环境。本⽂撰写时，第五代量产前测试原型⻋已由专业试骑⼈员完成累计超400⼩时、6000英⾥（约9656公里）的实地路试。

骑⼿与整⻋运动状态测定

为测试⻋辆在颠簸路⾯承受不同冲击⼒、加速度并产⽣对应振动能量时的动态反馈，我们采⽤三维动作捕捉技术（简称动捕）开展试验。试验采⽤12台OptiTrack PrimeX 22三维红外捕捉相机记录骑⼿与整⻋的运动轨迹，对⽐第四、第五代 Domane在骑⾏测试台上的动态表现。

▲图6：Wendy Ochs进⾏三维运动捕捉测试。

测试⻋辆各段⻋架均加装反光标记点，借此我们可在三维空间内观测⻋身不同区域对路⾯震动冲击的反馈表现。从整⻋滤震性能维度（即⻋辆缓冲颠簸、提升骑⾏平顺性的能⼒），我们重点观测中轴周边标记点的运动数据。想要弄清骑⼿坐在座垫上的体感，我们需要分析⻣盆与座垫的相对运动状态。

一般而言，骑行平顺性越高，骨盆与座垫之间的相对位移越小，二者保持接触的时间越长。换⾔之，在颠簸路⾯骑⾏时，座垫会发⽣弹跳，致使⻣盆与座垫脱离贴合、出现分离。骑⼿也可以悬空脱离座垫来缓冲颠簸，但这种⽅式会⼤幅增加身体代谢消耗，可能增加骑手体能消耗并加快疲劳积累。

下⽅图表展示时速20英⾥（32km）⼯况下，装配32mm外胎的第四代Domane与装配35mm外胎的第五代Domane，单圈测试的位移样本均值（即跑步机每圈平均位移量）。曲线周边浅灰⾊阴影区域代表各圈测试数据的标准偏差。曲线下⽅阴影区域分别采⽤透明蓝⾊与透明⻩⾊填充，⼆者重叠区域则显示为绿⾊。

图中呈现的变化规律在全部测试时速下均成⽴，本⽂选取20英⾥/⼩时（32km/h）作为分析⼯况，该速度下，⻋架受路⾯冲击产⽣的竖向位移量最⼤。可⻅，两款⻋型的整⻋滤震平顺性（即中轴垂直位移量）差值仅0.08mm；⽽座垫⾄骶骨位移量（也就是⻣盆与座垫贴合联动度）的差值仅0.11mm。换⾔之，根据本次测试结果，两代车型在路面振动反馈方面表现接近。

▲图 7：三维动作捕捉测试：单圈样本均值-中轴、座垫⾄骶骨区域位移量

结论

第五代Domane是一款在轻量化与结构简化方向进一步升级的碳纤维耐力公路车。通过优化车架与座管几何设计、碳纤维铺层方案以及35mm外胎配置*，第五代Domane在测试中展现出与前代车型接近的振动控制能力，同时实现了更低的整车重量和更高的踩踏刚性。

第五代Domane延续了Domane系列一贯的耐力公路车定位，在舒适性、稳定性和骑行效率之间保持均衡表现，为长距离公路骑行提供可靠支持。

*除SLR 9 AXS单盘版本外，全系⻋型标配35mm外胎

参考⽂献：

1. Drouet J-M, Covill D, Leroux M, Richard S (2022) On metrics to assess road bicycle dynamic comfort during impacts. Sports Eng 25:1.

https://doi.org/10.1007/s12283-021-00366-x

2. Tour Magazine Pedaling Stiffness Test:

https://www.tour-magazin.de/en/buying-advice/components/how-tour-tests/how-tour-tests-the-tour-road-bike-test-in-detail/

3. Trek CheckOUT Whitepaper:

https://www.trekbikes.com/us/en_US/checkout-full-suspension-science/

责任编辑：Avalon