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  • 变速自行车

    变速自行车是20世纪80年代开始流行的一种单车,多用铝合金制成车框架,车轮细窄,目的是最大限度减轻车身重量,使骑行轻便、高速。山地自行车是变速自行车的一种。自20世纪80年代开始流行。其特点是车身结实、车轮比普通自行车车轮宽,并且车胎花纹较深,减震能力和稳定性很好。在1902年,英国史都梅----阿切尔公司在自行车后轮装上了变速器,变速自行车出现了。变速自行车在自行车后轮毂内装置有一套不同规格的齿轮,自行车行进时,通过变速排档可以把链条置于不同的齿轮上,从而改变车速,以适应不同的路况和骑车人的体力。

    编辑摘要

    基本信息 编辑信息模块

    中文名: 变速自行车
    类型: 赛车的一种 诞生: 欧洲
    特点: 骑行轻便、高速等 流行: 20世纪80年代

    目录

    原理/变速自行车 编辑

    自行车变速系统的作用就是通过改变链条和不同的前、后大小的齿轮盘的配合来改变车速快慢。前齿盘的大小和后齿盘的大小决定了自行车旋动脚蹬时的力度。前齿盘越大,后齿盘越小时,脚蹬时越感到费力。前齿盘越小,后齿盘越大时,脚蹬时越感到轻松。根据不同车手的能力,即可通过调整前、后齿盘的大小调整自行车的车速,或是应对不同的路段、路况。

    组成/变速自行车 编辑

    变速自行车构造
变速自行车变速自行车构造 变速自行车

    在自行车的车架、轮胎、脚踏、刹车、链条等25个部件之中,其基本部件缺一不可。其中,车架是自行车的骨架,它所承受的人和货物的重量是最大的。按照各部件的工作特点,大致可将其分为导向系统、驱动系统、制动系统:

    1、导向系统:由车把、前叉、前轴、前轮等部件组成。乘骑者可以通过操纵车把来改变行驶方向并保持车身平衡。

    2、驱动(传动或行走)系统:由脚蹬、中轴、链轮、曲柄、链条、飞轮、后轴、后轮等部件组成。人的脚的蹬力是靠脚蹬通过曲柄,链轮、链条、飞轮、后轴等部件传动的,从而使自行车不断前进。

    3、制动系统:它由车闸部件组成、乘骑者可以随时操纵车闸,使行驶的自行车减速、停使、确保行车安全。

    此外,为了安全和美观,以及从实用出发,还装配了车灯、支架、码表、指南针等配件。

    部件/变速自行车 编辑

    下面来具体介绍一些与力学知识有关的自行车部件:

    车架部件

    车架部件是构成自行车的基本结构体,也是自行车的骨架和主体,其他部件也都是直接或间接安装在车架上的。

    车架部件的结构形式有很多,但总体可以分为两大类:即男式车架和女式车架。

    车架一般采用普通碳素铜管经过焊接、组合而成。为了减轻管重量,提高强度,较高档的自行车采用低合金钢管制造。为了减少快速行驶的阻力,有的自行车还采用流线型的钢管。

    由于自行车是依靠人体自身的驱动力和骑车技能而行驶的,车架便成为承受自行车在行驶中所产生的冲击载荷以及能否舒适、安全地运载人体的重要结构体,车架部件制造精度的优劣,将直接影响乘骑的安全、平稳、和轻快。一般辐条是等径的,为了减轻重力,也有制成两端大、中间小的变径辐条,还有为了减少空气阻力将辐条制成扁流线型

    链条

    链条又称车链、滚子链,安装在连轮和飞轮上。其作用是将脚踏力由曲柄、链轮传递到飞轮和后轮上,带动自行车前进。

    链轮:用高强度钢材制成,保证其达到需要的拉力。

    外胎

    分软边胎和硬边胎两种。软边胎断面较宽,能全部裹住内胎,着地面积比较大,能适宜多种道路行驶。硬边胎自重轻,着地面积小适宜在平坦的道路上行驶,具有阻力小,行驶轻快等优点。

    外胎上的花纹是为了增加与地面的摩擦力。山地自行车的外胎宽度特别宽,花纹较深也是适应越野山地用。

    脚蹬部件

    变速自行车变速自行车

    脚蹬部件装配在中轴部件的左右曲柄上,是一个将平动力转化为转动力的装置,自行车骑行时,脚踏力首先传递给脚蹬部件,,然后由脚蹬轴转动曲柄,中轴,链条飞轮,使后轮转动,从而使自行车前进。因此脚蹬部件的结构和规格是否合适,将直接影响骑车人的放脚位置是否合适,自行车的驱动能否顺利进行。

    脚踏:可分为整体式脚踏和组合式脚踏。无论什么款式的脚踏都必须有脚踏面,必须安全可靠,具有一定的防滑性能,可以选用橡胶、塑料或金属材料制造。脚踏必须转动灵活。

    前叉部件

    前叉部件在自行车结构中处于前方部位,它的上端与车把部件相连,车架部件与前管配合,下端与前轴部件配合,组成自行车的导向系统。

    转动车把和前叉,可以使前轮改变方向,起到了自行车的导向作用。此外,还可以起到控制自行车行驶的作用。

    前叉部件的受力情况属悬臂梁性质,故前叉部件必须具有足够的强度等性质。

    飞轮

    飞轮以内螺纹旋拧固定在后轴的右端,与链轮保持同一平面,并通过链条与链轮相连接,构成自行车的驱动系统。从结构上可分为单级飞轮和多级飞轮两大类。

    单级飞轮又称为单链轮片飞轮,主要由外套、平挡和芯子、千斤、千斤簧、垫圈、丝挡几钢球等零件组成。

    其单级飞轮工作原理:当向前踏动脚踏时,链条带动飞轮向前转动,这时飞轮内齿和千斤相含,飞轮的转动力通过千斤传到芯子,芯子带动后轴和后轮转动,自行车就前进了。

    当停止踏动脚踏板时,链条和外套都不旋转,但后轮在惯性作用下仍然带动芯子和千斤向前转动,这时飞轮内齿产生相对滑动,由此将芯子压缩到芯子的槽口内,千斤又压缩了千斤簧。当千斤齿顶滑到飞轮内齿顶端时,千斤簧被压缩得最多,再稍微向前滑一点,千斤被千斤簧弹到齿根上,发出“嗒嗒”的声响。芯子转动加快,千斤也很快在各个飞轮内齿上滑动,发出“嗒嗒”的声音。当反向踏动脚踏时,外套反向转动,会加速千斤的滑动,使“嗒嗒”声响得更急促。多级飞轮是自行车变速装置中的一个重要部件。

    多级飞轮是在单级飞轮的基础上,增加几片飞轮片,与中轴上的链轮结合,组成各种不同的传递比,从而改变了自行车的速度。

    使用/变速自行车 编辑

    变速自行车变速自行车

    一、从踏频分析山地车变速器的正确使用

    教你如何合理的使用山地车变速器,不过在这不得不说的一个名词就是踏频,踏频的意思是用脚蹬脚踏的频率。踏频是以一分钟为计量单位的,踏频为90的意思就是一分钟蹬脚踏转90圈。有专门的踏频计,跟码表的工作原理是一样的,可以计算你蹬车子的踏频。但是一般骑友不会装备踏频计的,没有码表使用率高。随后可以给大家附上踏频表,可以根据码表的时速来合理的使用变速器的档位。

    变速器的使用方法是先使用低档,以24速变速器为例,如果前拨使用2档,后拨使用的是4档,在此缩写为2-4档。一般情况下,变速器是不使用后拨的7档和8档的,齿轮太小,影响链条寿命。并且变速器最好不要挂1-8档的,1-8档牙盘是最小齿轮,飞轮是最小齿轮,链条不是直的,是斜的,这样对链条不好,会加速影响你链条的寿命,对变速器也不好。同理,3-1档也不行,因为链条也是斜的。二长时间不骑行,停放车子的话,可以换成1-8档,这样前后都是最小的齿轮,能使你的后拨弹簧放松,延长你的后拨寿命,但是1-8不是骑行用的档位,骑行之前,也就是人上车子之前,最好先换成2-4档。如果使用24速变速器,建议按速度快慢从低速往上顺序挂档组合是1-1档,1-2档,1-3档,1-4档,2-2档,2-3档,2-4档,2-5档,2-6档,3-5档,3-6档,3-7档,3-8档。正常情况下,2-4档,2-5档和2-6档能应付绝大多数路况,不发力的话速度范围在每小时15公里到每小时22公里之间。

    起步最好是2-4档,和汽车停车再起步时候要用1档一样的道理,2-4档起步最省力,提速相对也快。如果极短时间停车或者等红灯,车速高时,在车子减速过程中不断降档至2-4档,起步时候就可以用2-4档起步了。骑行中,如果你觉得蹬车子很轻,并且腿转的很快,你的踏频超过90的话,就换成2-5档,同理,继续把踏频踩到90,如果还感觉很轻,踏频还是很轻松超过90的话,再换成2-6档。如果你用2-6档踩车子觉得腿很累,蹬不动,体力不足以维持90的踏频,那就降一档,如果还觉得踏频维持不了90就再降档。这就是最简单的变速方法。可以通过转算,还是以24速变速器为例,踏频为90使用2-5档,速度约在每小时19.5公里左右,适合大家平时的骑行,这个档位和速度比较适合休闲骑。如果想提速,可以把踏频踩到100左右,速度就到23了,这个时候换成2-6档,可以继续用90的踏频去蹬车,因为维持90的踏频使用2-6档速度刚好是23左右。记住,想提速,得靠蹬车子的踏频,也就是腿转的圈数,而不是使用高档,高档只会减慢你的提速。平时骑车的时候也是一样的,原来使用的2-4档,跑每小时16.5公里的速度,踏频刚好是90,加速的话不要换挡,直接加快蹬车子的速度,速度到每小时19.5公里的时候,换成2-5档,这时候你只用2-5的档位维持19.5的速度就可以了,因为这时候踏频刚好是90。如果还想提速,那还是不换挡,直接加快蹬车子的转速,把速度提到23然后再换挡,换2-6档就可以了。依次类推,想加速就直接蹬车子,基本上时速每增加4公里左右换一次档。当然,如果你发现蹬车子累了,维持不了90的踏频,那就就降档,以维持90的踏频。

    上下坡之前要有判断的提前换挡。换挡也是有技巧的,换挡时候蹬车子的力量要适当减小,不要发力,腿随着脚踏转动,拨指拨换挡即可。这样换挡对变速器和链条的损害小。如果你是上坡路段,踏频还特别低,那时候换挡你会发现链条发出的咔嚓声,听那咔嚓声你就知道益害了。路况允许的情况下,并且能保证安全,可也先加速,靠惯性上坡,提速时候用超过110的踏频,爬坡时候也尽量维持100以上的踏频,可以快速的爬坡,如果真爬不上去,需要换挡,那就先换挡,再减小蹬车子的力度,这两项几乎是同时进行的。如果你能在爬陡坡的时候还能换挡,并且你的变速器不发出咔嚓声,就说明你运用变速器很熟练了。如果上陡坡踏频很低,硬发力换挡的话,链条有断裂的危险。

    再次重申,想跑的快还省劲的话,使用高踏频是最合理的方式。如果不想你的膝盖生病,以后就不要再用3-8档骑车了,3-8是给每小时能骑到50公里速度的人用的。

    下面附表一张,有80的踏频,有110的踏频,对应的有使用这两个踏频,对应的档位和时速。维持80的踏频是给新手初学用的,长时间使用110的踏频是给竞赛和专业车手用的。举例,新手可以用2-5档骑行每小时17.7公里的速度,比较轻松,很休闲,想快点可以换2-6档,用80的踏频骑行每小时21.2公里的速度,这个速度是市区骑行经常用的速度。再想快了就用3-5的档位,80踏频可以骑23.2公里的速度。高手可以参考110踏频对应的速度。新手可以先用2-5维持18公里的时速来体验及锻炼自己的踏频感觉。

    以24速变速器为例,档位3-8,踏频80的话时速是38公里,踏频为110的话时速为52公里。以下是24速变速器对应的踏频表,80踏频适合新手初学,110踏频适合老鸟和专业骑友。

    档位 80踏频 110踏频

    3-8 时速38公里 时速52公里

    3-7 32.1 44

    3-6 28 38

    3-5 23.2 32

    2-6 21.2 28

    2-5 17.7 24

    2-4 15.2 21

    2-3 13.3 17.5

    1-4 11 14

    1-3 9.1 12

    1-2 8 10

    1-1 7 8

    二、从路面路面情况分类,分析变速器的正确使用

    1、公路(直行,障碍物少,能见度高)这里是公路车的天堂,但并不是山地车的地狱,一般采用前2后4的档位来加速,然后逐步前2后5-6,这时候换成前3后5,换档的时机根据目测路面的略微坡度来决定;

    2、坡道(上坡和下坡)这里有个技术关键要讲一下,就是不要到坡道上换档,一定要在进入坡道之前换好档,尤其是上坡,不然中途换档可能会因为变速器的换档过程还未完成而失去动力,那样就会很麻烦了,上坡理论上采用前面最小,也就是1档,后面最大,也是1档的原理来换档,但实际的后飞轮档位可根据实际坡度来决定,推荐前1后3的档位,下坡理论上采用前面最大,也就是3档,后面最小,7档的原理来换档,但也需要根据实际坡度和长度来决定,推荐前3后5,由于坡度大小而造成的重力加速度,其实基本上我用滑行通过;

    3、复杂路面(障碍物多,弯道多,路面状况差,能见度低)最大的特点就是没办法匀速行径,走走停停,所以我们应该选择一个比较折中的档位行径,推荐前2后4,既方便加速,骑起来又很轻松。

    在城市里骑山地车,很少能发挥出山地车的全部性能,山地车追求的毕竟不是速度,而是在各种复杂和恶劣的路面情况下可以安全的通过,这才是最大的乐趣。

    三、变速时手指与脚的技巧

    变速时,为了减少对传动系统的磨损,以及提高顺滑度,通常脚下先猛踩几下,然后双腿只是跟着车轮转而不施力,此时手指按下变速拨杆或者转动变速把手。当然在爬坡坡度很大时,你会发现这招是行不通的。若你的变速器比较高档,那么直接动手就好了,同样可以十分顺利的的进行变速,毕竟是钢铁的东西,偶尔一下的暴力使用不会有什么问题的。若你的变速器比较低端,那么你不妨停下车来休息一下,把后轮悬空变好速了再上车,否则你可能会发现在你手部动作完成后,链条嘎嗒响了半天变速也没有完成。

    个人有个方法,在爬坡坡度不是很大的时候中途需要变速,可以横向骑行两三米,这个过程中,车相当是平路行进,在期间迅速变速,因为载荷不大不会听到咔咔的声音,但是这个只能用于路上车辆很少的情况,而且之前要观察是否有车辆,不然你横在路中间变速突然杀过来一辆车,双方都躲闪不及。

    搜集整理的,其中也有相互矛盾的地方,比如合理档位选择,前中盘后对应飞轮档位就说法不一。(个人认为2—3456比较合理和常用)。这里需要说明的一点是,虽然绝大部分变速都是喜马诺的但每个车的变速的调节都不一样,所以自己的车适合哪些档自己留心观察,不必硬套别人的说法,在不违背大的前提下。自己注意观察,因为变速比较难调整的每个档都很精准,常用的几个调整好就是了!

    变速自行车品牌/变速自行车 编辑

    Giant 捷安特

    Merida 美利达

    XDS 喜德盛

    永久

    飞鸽

    Phoenix 凤凰

    HUMMER 悍马

    PHILLIPS 菲利普

    DAHON 大行

    LAUX 雷克斯

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