[知识介绍]Trail与Offset图解 虚迷效应产生原因（骑鸟车的可以进来看下） [复制链接]

温馨提示：本文适合对Trail、Offset、虚迷效应有所了解的读者 不了解的如有兴趣可以先网上爬文了解一下
由于本人网上爬文的时候 发现对Trail、Offset及虚迷效应有清晰分析的文章几乎没有（或许是我没找到？又不会翻墙） 所以我根据自己的理解 写下此文 如有错误或不足之处 欢迎指正。
首先讲Trail
Trail是指头管转轴的延长线与地面的交点 到 前轮与地面的接触点的距离
为了单纯讲解Trail 我们假设一个极限状态以便理解 那就是头管角度为90度即头管转轴垂直于地面 见下图：（可参考万向轮）




看图可知：当轮子偏离前进方向时 由于Trail的存在 阻力f与头管转轴之间即产生一个回正力臂
阻力f*力臂=力矩 此力矩促使轮子回到前进方向（简称回正）
由于阻力与速度的平方成正比 因此 当速度为零的时候 阻力也为零 回正力矩也为零
所以 Trail只在运动时有助于轮子回正 在静止时不起作用
PS：观察一下你办公室座椅底下的万向轮即可获得直观的理解


接着我们来加入offset：
以自行车前轮为例 头管转轴有一定角度 分析几种状态：


1、极限状态1--Offset=0：
转向90°后 前轮将高于地面----当然 这是方便图示的描述 实际上前轮是不会离开地面的 而是会降低重心----重心降低是与重力方向一致的  所以 前轮上所承受的重力是趋使前轮转向而不利于前轮回正  而且不论静止或运动状态 重力都存在 前轮都会有转向的趋势（以下简称 重力不利影响） 只有在运动状态时  由于Trail与阻力的存在 能通过回正力矩与重力不利影响对抗来促使前轮回正 根据前面分析的速度与回正力矩的关系可知 只有当速度够大致使回正力矩足以对抗重力不利影响时 车子才能自行稳定前进（骑鸟车的童鞋撒把骑不稳可据此分析）
2、极限状态2--增大Offset使Trail=0：（这也是网上多数文章描述的非常不稳定的状态 到底是不是呢？）
转向90°后 前轮将低于地面----当然 实际上前轮也不可能陷进地面里 而是会抬高重心----同理 不论静止或运动 前轮所受的重力将有利于前轮回正  而Trail为零 车速对前轮回正不产生影响（陀螺原理对回正有利但不参与此分析）  因此 此种状态在自行稳定性方面是优于状态1的  而缺点在哪呢？缺点是转向将更费力  并且 由于Offset越大 转向时前、后轮接触地面的两点与头管转轴之间形成的三角形越明显--也就是--整车重心偏离支点越大  这就要求转向时车身必须更多的倾向转向方向以保持平衡
3、极限状态3：
设定Offset与Trail使转向时前轮高度不变  因此 此种状态下 重力将不影响前轮回正  而Trail值在运动时能促使前轮回正 那么 这是否就是理想状态呢？让我们看看实际中常见状态
4、常见状态：
以72°头管的700c公路车为例 前叉offset取45mm （我说这是公路车的常见设定应该不会有异议吧？） 转向90°后前轮将略高于地面 为何要这样设置呢？留给大家讨论吧！
由于车的设定导致有不利因素的存在 在某种状态下使这种不利因素占主导而导致转向趋势与行车方向不一致 因此行车变得极不稳定 即称之为虚迷效应 至于其产生原因 如果了解了上述几种状态 应该也不言自明了吧

搞完都这个时候了。。 累死我了 。。
可以求奖励不？
可以申精不？

完全看不懂

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学习了！

初高中物理知识

看起來寫這些挺辛苦的，先加個分再看。 XD

顶一发，虽然不懂

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好深奥哦

LZ如果有心可以再研究下头管角度设定
我直觉厂商更多从头管角度入手，Trail和offset变成了因变量

關於第1點：
"只有当速度够大致使回正力矩足以对抗重力不利影响时 车子才能自行稳定前进（骑鸟车的童鞋撒把骑不稳可据此分析）"

問題，鳥車是愈快愈不穩定，這怎麼解釋?

优秀技术文章

转向后略高则要落回，重心降低势能减小，提高转向灵活性

还有种情况分析一下：offset很大，使得红线和地面交点在轮胎着地点的后方。这样和常见状态等效么

金鱼师父:还有种情况分析一下：offset很大，使得红线和地面交点在轮胎着地点的后方。这样和常见状态等效么 (2015-06-10 09:48) 

当然不等效 那样Trail的作用会变成转向180的趋势

略感深涩，两篇结合着看比较好。

http://bbs.77bike.com/read.php?tid=112776

记得前些年争论鸟车的性能时，说过设计者对 自行车设计是个外行，其中就列举了这个数据和坐管数据不合理，被不少网友有意无意的喷。

其实估计这是很古老的数据了，记得上学时就看过此类书，好像是80年初翻译的。

citysa:LZ如果有心可以再研究下头管角度设定[表情]
我直觉厂商更多从头管角度入手，Trail和offset变成了因变量(2015-06-10 08:48)嬀/color]

头管角度直接影响Trail值 offset对转向后前轮高度的变化程度也受头管角度的影响
这些几何关系从图中就能直接看出来

harvey.hung:關於第1點：
"只有当速度够大致使回正力矩足以对抗重力不利影响时 车子才能自行稳定前进（骑鸟车的童鞋撒把骑不稳可据此分析）"
問題，鳥車是愈快愈不穩定，這怎麼解釋?  (2015-06-10 08:57) 

个人觉得不仅角度不合理，而且关节多也会导致稳定性差，尤其受力时。

什么意思

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harvey.hung:關於第1點：
"只有当速度够大致使回正力矩足以对抗重力不利影响时 车子才能自行稳定前进（骑鸟车的童鞋撒把骑不稳可据此分析）"
問題，鳥車是愈快愈不穩定，這怎麼解釋? (2015-06-10 08:57)嬀/color]

随着速度的加快 阻力越来越大 直到它产生的转向力矩足够抵抗重力不利影响时 车身就能够自行稳定了 这是进入了一个状态 但并非越快越稳定
而在未达到此条件前你撒把骑行 车身无法自行稳定 你越快就越容易摔车
当然实际中还要考虑陀螺原理对稳定性的正面影响以及地面不平造成前轮跳动、人的动作频率增大等造成的负面影响 那就复杂了

hupo:记得前些年争论鸟车的性能时，说过设计者对 自行车设计是个外行，其中就列举了这个数据和坐管数据不合理，被不少网友有意无意的喷。
其实估计这是很古老的数据了，记得上学时就看过此类书，好像是80年初翻译的。(2015-06-10 10:30)嬀/color]

呵呵 是这样的 很多人带着主观倾向进行评论
其实这个和汽车前轮的主销内倾以及前束角促使方向自动回正是差不多的道理

bigerg:略感深涩，两篇结合着看比较好。
http://bbs.77bike.com/read.php?tid=112776(2015-06-10 10:23)嬀/color]

很多东西我没有进行解释 所以一开始就说了请童鞋们先网上爬文了解一些相关知识
加上文字功底不好
所以生涩就正常啦
还请童鞋们见谅

链接中的文章不错！

看不懂....

努力消化中，给LZ的专业点个赞

楼主辛苦了，但是我记得相关的帖子77是有的

简单又明了:楼主辛苦了，但是我记得相关的帖子77是有的(2015-06-10 11:55)嬀/color]

好像没有吧？

阻力与速度的平方成正比？are u sure？这不是在讨论空气动力学吧。摩擦阻力只与压力和摩擦系数相关和速度不相关。

咸鱼:阻力与速度的平方成正比？are u sure？这不是在讨论空气动力学吧。摩擦阻力只与压力和摩擦系数相关和速度不相关。(2015-06-10 23:46)嬀/color]

感谢指正  确实这里应该是摩擦力而不是空气阻力

虚迷， 英文 shimmy，飞机消除前轮摆动的机械装置一般叫做 减摆器 yaw damper

可以不要脸的要求做动图吗