【独立翻译+补完】几何与操控的关系 —77bike折叠自行车-骑行旅游改装交流

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只看楼主倒序阅读楼主发表于: 2013-11-13

— 本帖被 azuretears 执行提前操作(2014-05-03) —

译者注
我自己有写了一篇关于几何和操控的文章，但还没有发就已经看到了这篇，体贴很多人只信洋人
不信邪的心态，我还是翻译了一下这一篇，并且做了一些补充。
最近发现这篇还没发……于是现在发出来吧……
原文来自cyclingtips，地址http://cyclingtips.com.au/2011/02/the-geometry-of-bike-handling/

我认识Darren Baum差不多一年了，他非常喜欢单车，并且非常乐于与我分享他的时间和知识。
在我们上一次聊天的时候，我偶然向他问及关于车架的几何为什么这样设计，以及这些设计
如何影响自行车的操控，我以为这是一个很简单的问题，但他讲了近2个小时！我努力归纳一下，
给大家一个简要的结论。

首先，当我们讨论自行车的“操控”，我们基本上是指需要投入多少力量让自行车转弯。当你听到
一台车的骑乘感受是“平顺的”，它并不意味着这台车的操控一定很好。一个误解是，一台座垫低
过车把的买菜车/淑女车的转向反应并不慢。座椅的位置/角度和骑乘感受是否舒适平顺，对操控
并无影响。

有一种流行的土炮研究说法认为，前叉的rake越小，转向越快（一般车架组所配前叉的rake在
40-55mm之间）。——这是完全错误的结论！专门的旅行车前叉往往有较大的rake值，但旅行车
的转向动作其实是很快的。而很多人认为场地车应该是很灵活的车种，因为前叉rake小，而且轴
距短，然而事实上，场地车的转向是很不灵活的。

你是不是经常去研究厂家给的几何表？你真的知道你是在找什么吗？除了“水平上管长度”之外，
你到底还能得到哪些隐含的意义呢？

谁知道这些数据，究竟影响了什么？

看一个几何图，基本可以知道两件事情，首先，通过水平上管的标识，我可以知道这台车架的尺
寸“大致上”是不是适合我，其次，通过对于几何数据的解读，你可以对一台车最基本的操控特性
建立概念。

先多废话一句，车架设计方面的变量实在很多，因此从不同的角度将可能得出很不一样的意见，
如果你问10个工程师“自行车要怎么设计？”，你大概会得到20个不同的答案。Darren Baum从他的
角度提供了一些意见，而这些意见在业内是获得公认的。

自行车的操控由以下四个因素影响：

1.TRAIL值
2.五通下沉量（BB drop）
3.后下叉长度
4.把立的高度和长度

1.TRAIL
以最简单的方式描述，trail值是头管延长线与轮胎接地点的距离。头管角度和前叉rake共同决定了
trail值的大小，这一数值将直接反应在实际操控时车辆转向将会有多敏捷。大的trail意味着转向较
慢，而小的trail则导致转向较快。在头管角一定的情况下，增加前叉的rake值将减少trail，则能够提
供更快的转向速度。大的trail在高速下的稳定性更高，但在低速时会让人感觉车辆有些迟钝。

前叉是“弯叉”还是“直叉”并不是判断trail的依据，因为前叉的形状与其rake值之间并无直接相关。Rake
值是前叉上管延长线与叉脚之间的垂直距离，rake越大，trail越小，转向越快，反向亦同。

2.五通下沉量（BB drop，五通中心与前后轴连线的垂直距离）
Baum认为，五通位置越低，车辆操控越好。这里的“操控好”是指后轮的转向过程更加顺畅。低的
五通令人和车的重心位置下降，使自行车操控更加稳定。
然而低五通又带来另外的问题：在过弯时踏板会更容易碰到地面。有些车型被称为“绕圈赛专用”是
因为它们的BB较高，从而使选手在过弯时仍能持续踩踏——场地车就是“绕圈专用”。但在需要停脚
做过弯动作的场合，这种车由于重心偏高就会不好控制。因为在转向的时候，你对车身施加的力道
一股来源于臀部和腿部，而另一股来源于手臂。为了减轻高五通车辆在过弯时的不稳定感，它们必
须有比较大的trail。

你应该不会希望一台车的BB drop是65mm，而trail只有70mm，这会导致后轮转向的速度很慢。前后
转向的速度应该维持在一个平衡点上，才能做到使用最小的力量就能轻松过弯。

当你下坡的时候，如果你跑到了65-70km/h，车辆会不会突然变得颠簸，更难控制，需要更大的力量
去控制方向？如果你的车有比较低的五通和比较多的trail的话，这种感觉在更快的速度下才会发生。
换句话说，低五通的车辆更适合下坡，而这类车的代表是旅行车，因此旅行车才是下坡最快的车种
——只要没有背着驮包或者别的什么。

至于场地车，它们通常有很高的五通，使得在车辆倾斜的时候脚踏打到地面的隐患较低——但同时
它们的转向是非常缓慢的，这种设计非常适合“只需要过弯，不需要转向”的场地赛道，但在普通道路
上就……

视线回到一般的大组车，对于绕圈赛和含有复杂弯道的大组赛，BB drop在65-68mm是不错的，而如
果BB drop在80左右了，这就是非常适合弯道较少，巡航较多的设定。大部分的厂家会把BB drop设
定在65-70mm，去定一个车架的基调。

一个五通较高的车架需要较小的trail，这样才能让前后转向需要的力道比较平衡。最尴尬的情况就
是：手上的转向动作非常轻松，但臀部和腿部需要很大的力量去把车身压低才能顺利过弯。平衡这
两部分的感觉，是厂商设计一台车架的基本眉角之一。

3.后下叉长度
长的后下叉对舒适度的改善是非常明显的。爬坡时有更好的稳定性和更扎实的踩踏感，在出弯时你
可以更早开始踩踏。但……这些和成绩几乎没关系。

从60年代末到70年代初，后下叉开始变得越来越短。此设计的初衷是车手变得更强大，功率输出
越来越高，而当时的材料科技无法保证后叉的刚性。因此在当时，一台后下叉较短的自行车被认为
是足够高刚性和竞赛取向的，有些后轮和立管之间甚至塞不进一张锡纸。这都是为了后下叉的刚性。
在更多人看来，一台后三角较小的自行车就是一台竞赛级的自行车，这种观点并未随着技术进步而
改变。

现代的材料科技保证，较长的后下叉也能够拥有足够甚至过剩的刚性。但是较长的后叉就需要更多
的材料，使得车架变得更重。这并不符合许多品牌灌输给客户的“轻就是好”的观念。同时，虽然更长
的后下叉会导致链条变得更长，从而令加速响应慢于较短的后下叉。但这即使在顶级大环赛中也并
不明确地被体现。事实上，Baum认为后下叉长度是一个灵活的数值，并非越短越好。

如果你柔韧性好，核心肌群强健，那么412mm的后下叉没什么不好的，如果你的骑姿比较高和舒适，
那么420mm也不错，而如果你超过一米九，而且大腿很长的话，可能就要用到430mm了。这些数值
和立管角度以及个人的踩踏技巧有关，我们在此不多作讨论。

4.把立

把立不属于车架，但它将显著地影响操控。更长和更低的把立会让自行车更加稳定。——但这不意
味着闭着眼睛加长把立并且把前叉砍到底是一个很棒的主意。实际上，手臂的舒适性将更加重要，合
适的把立长度和位置必须保证你的肘部可以弯曲，且手臂有足够的活动空间。

在手变和前轮轴心之间做一条连线，这条线越接近垂直且越短，意味着操控相对而言越稳定。比如一台
rake很大的场地车往往会有很低的把手和很长的把立。当然，这是不考虑fitting的结论。相信很多人都
见过Cavendish场地车上那突破天际的垫圈。