【曲柄大战】fairwheel Crank #5 —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: 2013-08-14

原文地址：http://fairwheelbikes.com/c/forums/topic/crank-review-5-2/
独立翻译：摸发虱痒
转载请保留作者及原出处，谢绝一切商业性转载

这是第五场曲柄大战，上一次测试还是2011年的事情，在这里我们不打算测试太多的型号。但那些最新最HOT的产品一定会出现。同时，一些产品的升级值得大书特书，尽管其实有时候老型号并不落伍。我们很高兴Jason Krantz作为技术顾问加入我们。他是威斯康辛大学航天工程力学硕士，长于研究复合材料和FEA。他曾在一些最好的自行车厂商任职，具有非常深厚的自行车运动相关知识和经验。

免责声明：本文中含有大量的数字和描述。我们对任何可能出现的错误致歉，但必须提醒你错误可能是存在的。

测试方法：每个盘腿先预压50lbs（约22.7kg），归零仪器，然后加上另外200lbs（90.7kg）的力，测试曲柄的形变值，共测2次，取平均值。数字越低，曲柄刚性越高。驱动侧和非驱动侧的曲柄会被单独计量。

刚性重量比：（（1/平均偏转值）/重量）x100%

刚性的意义：

踩踏刚性越高，则意味着传动效率越高，传动反应更快，同时在需要压弯时可以更稳健地转移重心。这些看起来都是优点，从主观上，人人都喜欢有更高刚性的车——更硬，更高效，成绩更好。但是实际上呢？从我的四头肌爆发出的力量真的被更有效地传递到路面了吗？
比较硬就比较快，还是比较硬的“感觉上”比较快？我们得到的数据中，平均的偏转值从0.20英寸到0.30英寸（5-7.5mm），也就是说相对来说最软的曲柄和最硬的曲柄读数相差大约50%。大家很容易就觉得，更硬的曲柄的“踩踏感觉”更好，并且会有更好的“动力传输”。——但其实这是个特别模糊，界限不清的概念。
如何才能走出“感觉”，通过量化去证明更硬的曲柄更好？我们引入应变能的概念，这是一个物体内部由于弹性形变存储的能量。量化在一个负载下，某给定的物体所能存储的应变能，是一个基本的问题，它有助于让我们了解，是不是一个很硬的曲柄比一个“不那么硬”的曲柄更好。

把一个自行车曲柄想象成一根很硬而且造型很奇怪的弹簧，事情就变得简单。计算应变能是不难的事情，下图取自奥克兰大学教授Piaras Kelly的工程教科书（已通过Creative Commons许可）：

图片:5.jpg

上述方程中，U代表应变能，M代表扭矩，L是试体的长度，e是表示试体的杨氏模量——也就是刚性，而I代表的是试体的形变量。

曲柄近似于一个抽象物体——一根直线，但它实际上并不是，我们不使用一般的力矩单位，而是通过力和距离来定义这个力矩。这个公式的范例和实际情况有一定相似之处，但它仍然不是很好的模型。通过有限元分析（FEA）我们可以做得更多。要找出一个普通曲柄会有多少应变能，我们可以建立一个基本的FEA模型，找到其中每个部分可能存储的应变能。然后我们就可以把它们加起来，得到整个曲柄的应变能。最后知道在某一个踏频下——比如，我们假设踏频是100——这个曲柄会吸收多少功率（用于形变），并且得到损耗功率和总功率的比值。

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idlcan

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2013-08-15

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下图是使用ANSYS软件模拟一个172.5的铝制左曲柄，24mm半长钢轴心，60mm的踏板轴心长度，施加250lbs（约110kg）时的模拟：

大部分的应变能由曲柄内部产生，而接下来我们可以列出FEA中每个元素——曲柄的一个部分——的应变能数值，并且得到整个结构的总值。在250lbs的压力下，这个ANSYS牌曲柄的总应变能是4.604焦耳，换成一个直观一点的数值，就是在100的踏频下，这只曲柄会令车手损失7.67瓦的功率。

右曲柄通常比左曲柄更硬一些，所以存储的应变能会少一些，我们就直接把左曲柄的数据乘以二，然后去掉一点零头——那么，整组曲柄系统会损失约14瓦。而踏频100的时候，用250lbs的力量踩半圈曲柄，需要880瓦的功率，没有几个人——包括Cancellara、Froome和大胸——可以长时间维持这样的输出。这里的能量损耗1.6%作为基准值，那么当使用300w的功率驱动曲柄时，应变能大约是4.8w。

但是，有一个问题：如果我们把曲柄看成一个弹簧，那么这些被存储的能量，会不会被释放返回整个传动系统，于是其实没有能量损耗，或者是会阻碍曲柄运动，让腿部需要更多的力量去踩曲柄？有多少能量会被“反弹回去”这件事远远超过本文讨论的范围。我们还是假定这些能量不会对曲柄的运动产生多余的影响吧。

刚才已经说过，这次测试中最软的曲柄比最硬的曲柄形变大概多50%。我们FEA出来的虚拟曲柄是比较软的，在300w的负载下会损失4.8w，占总功率的1.6%。简单的说，储存应变能的能力和刚性是成反比的。一个比我们FEA曲柄要硬50%的曲柄在300w下会吸收3.2w（总功率的1.07%）。曲柄的刚性存在一个可测量的差异，同时这些数据也可以提供“心理上的”优势和“感觉上的”好处。另一方面，更硬的曲柄也确实能够提供一些帮助：保持中轴培林的平行，以及保持踩踏的稳定性（两个踏板轴的平行）。

曲柄长度的区别：
多年以来，有许多种理论企图证明长曲柄和短曲柄各自的优势，以及在BIKE FITTING上如何正确选择曲柄长度。但很多理论都并未被证实。举个例子，Jim Martins的研究表示在整个圆周运动的过程中（而不只是1点-5点的踩踏位置）145mm的曲柄会让输出功率最平均。但问题是，这是只考虑平均功率的理论，完全忽视了其他因素。
也有另外的有意思说法，DamonRinard的研究表示，更短的曲柄有更好的空气动力学效果，而且不会损失功率。也有助于减少重复运动导致的损伤。因此相对来说，选择舒适区间内比较短的曲柄会比较正确。但是如何确定自己的舒适区间，仍然需要通过BIKE FITTING和自己的尝试。

五通规格的区别：
我们测试了很多种BB标准，并没有看到BB标准和牙盘刚性有任何相关性的证据，除了一个例外：BB30（不是PF30）相对于传统BSA中轴似乎更硬一点，但这点差异非常微弱。

重量的区别：

有些曲柄的标称重量包括盘片、附件和中轴，有的就没有。为了让比较具有基准，我们选择使用Parxis的齿片（124g）和原配的BSA中轴作为重量补正，以便确定曲柄之间的差异。

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idlcan

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2013-08-15

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colinlfw

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只看该作者板凳发表于: 2013-08-14

嗯等着看结果，目测105的最硬

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只看该作者地板发表于: 2013-08-14

参测曲柄包括：
Campagnolo Record UT
Extralite QRC2
Kcnc Proto
Lightning SL
Lightning HD
Rotor 3d
Shimano Dura Ace 9000
Sram Red 2011
Thm Clavicula
Thm Clavicula M3
Tune Smart foot

CAMPAGNOLO RECORD ULTRA TORQUE

标称重量       690g 含中轴
实际重量       702g 含中轴
补正重量       694g
价格       $590
可选腿长       170, 172.5, 175, 177.5, 180.
Q-factor 145mm
轴心规格       25mm
驱动侧形变量       0.163
非驱动侧形变量 0.279
总体形变量    0.221
刚性重量比    0.644

优点：
漂亮，简单，干净，看起来具有独特的Campy美学，装在任何的车架上看起来都会不错。Q-Factor在参测品中第二窄，非常好的数值。盘片的变速效能也名列前茅。

缺点：
安装需要技师非常细心，也需要车架的五通公差非常小，如果安装不好或者车架本身精度不够，那就会有异音发生。CP的PF30专用BB已经被证实有设计上的缺陷（培林虚位）。另外，135BCD导致换盘片这件事非常难。盘钉也是血贵。

EXTRALITE QRC2

标称重量       485g 不含盘片
实际重量       479g 不含盘片
补正重量       603g
价格       $660 without chainrings
可选腿长       170, 172.5, 175
Q-factor 138mm
轴心规格       27mm
驱动侧形变量       0.222
非驱动侧形变量 0.439
总体形变量    0.331
刚性重量比    0.501

优点：
前代QRC已经很不错，非常轻，安装方便，培林预压调节简单。而QRC2还要强得多。比起QRC来说，QRC2提供了更好的迫紧式安装螺栓，腿长也从原来的1种增加到3种。Q-Factor 138mm，参测产品中最短。

缺点：
只提供压缩盘（110BCD），刚性再好一点就好了。替换的盘钉也可能会找得很辛苦。有一些盘片可能会和它有兼容性问题。

KCNC K2 VER2

标称重量       None
实际重量       742g
补正重量       738g
价格       Est. $440
可选腿长       165, 167.5, 170, 172.5, 175, 177.5
Q-factor 149mm
轴心规格       24mm
驱动侧形变量       0.196
非驱动侧形变量 0.353
总体形变量    0.275
刚性重量比    0.492

优点：
硬，安装方便，比上一代的K2有不少改进。简单的3件式设计，很多种腿长可选。五爪的造型很好看。400美金不算太贵，售后也不错。

缺点：

以这个价格来说有点儿重……

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只看该作者 4楼发表于: 2013-08-14

LIGHTNING SL

标称重量       445g 不含盘片
实际重量       448g 不含盘片
补正重量       572g
价格       $670 仅曲柄
可选腿长       160, 162.5, 165, 167.5,
170, 172.5, 175, 177.5,
180, 185, 190, 200
Q-factor 150mm
轴心规格       30mm
驱动侧形变量       0.260
非驱动侧形变量 0.355
总体形变量    0.307
刚性重量比    0.542

LIGHTNING HD

实际重量       592g 含中轴
驱动侧形变量       0.264
非驱动侧形变量 0.361
总体形变量    0.313
刚性重量比    0.519

优点：
新款的外观和涂装都比老款好多了。还可以选择亮面哑光或者带不带logo。很轻，而且在碳曲柄里面算不贵的。和Extralite一样有一个可调预压的功能。非常不错。安装方便，有很多种BB可选。Lightning的售后都不错，长度可选范围非常宽广。

缺点：
Q-Factor比旧款增加了6mm，另外有人说这个曲柄会有异音。SL版有限重。

ROTOR 3D

实际重量       724g
补正重量       724g
价格       $400 仅曲柄
可选腿长       167.5, 170, 172.5, 175
Q-factor 145mm轴心规格, 24mm
驱动侧形变量       0.176
非驱动侧形变量 0.309
总体形变量    0.243
刚性重量比    0.563

优点：
可以拆卸轴心更换多种规格（标准24mm、BB30、BBright、BB386）。也可以拆掉五爪直接换成功率计。高刚性，多种可选的BB，独立预紧螺栓。稳定可靠。

缺点：
这种八十年代波普艺术风格的造型和涂装一点吸引力都没有，土的掉渣。

SHIMANO DURA-ACE 9000

标称重量       683g
实际重量       711 g 含中轴
补正重量       711g
价格       $750 complete
可选腿长       165, 167.5, 170, 172.5, 175, 177.5, 180
Q-factor 147mm轴心规格, 24mm
驱动侧形变量       0.145
非驱动侧形变量 0.31
总体形变量    0.227
刚性重量比    0.619

优点：
净重比以前测过的7800轻一点，我喜欢统一规格的BCD，可以在同一个曲柄上使用多种规格的盘片。盘片看起来也更好一些，尤其是上链环的设计比7900更加成熟。

缺点：
非标准的四爪设计让用户没办法换第三方盘片，只能买贵的要死的原装货。

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只看该作者 5楼发表于: 2013-08-14

SRAM RED

标称重量       760g
实际重量       755g
补正重量       754g
价格       $500
可选腿长       165, 170, 172.5, 175, 177.5
Q-factor 150mm
轴心规格       24mm
驱动侧形变量       0.150
非驱动侧形变量 0.278
总体形变量    0.214
刚性重量比    0.619

优点：
好看，也比较硬，价格很实惠。RED曲柄是我们测试中变形最少的一款。如果考虑性价比的话，这几乎是最好的选择。

缺点：
盘片实在是太TM的烂了，虽然变速还算可以，但我觉得他们最好还是能加强一下。Q-Factor也比较宽，缩短个几毫米不难。这是本次测试最重的曲柄之一。我们希望下次可以测到RED22曲柄。

THM CLAVICULA

标称重量       420g 不含盘片
Stock Weight 406g 不含盘片
补正重量       524g
价格       $1250 不含盘片
可选腿长       170, 172.5, 175
Q-factor 151mm
轴心规格       30mm
驱动侧形变量       0.169
非驱动侧形变量 0.315
总体形变量    0.242
刚性重量比    0.788

优点：
造型非常超级龙城狂霸酷炫帅红屌炸天，刚性非常好而且重量非常轻，在刚性重量比这一项取得无可争议的优势。另外有很多有意思的细节，比如盘腿上有一个磨损指示器，如果你的脚跟和曲柄有摩擦，并且磨穿了外层的话，那么那里会变黄，告诉你应该换掉曲柄了。这些细节应该是其他厂商的榜样。BB支持范围也非常广。

缺点：
贵……Q-Factor有151好像太多了点。限重，而且有寿命限制。

THM CLAVICULA M3

标称重量       450 g 包括BB和五爪
补正重量       581 g
价格       $850
可选腿长       170, 172.5, 175
Q-factor 148mm
轴心规格       30mm
驱动侧形变量       0.205
非驱动侧形变量 0.357
总体形变量    0.281
刚性重量比    0.612

优点：
Q-Factor变窄了，可替换式五爪让这个曲柄可以兼容多种功率计，也可以兼容多种BCD的盘片，比一般的CLAVICULA便宜。BB选择范围广。

缺点：
既没CLAVICULA轻也没CLAVICULA硬。

TUNE SMARTFOOT

标称重量       630 grams 不含BB
补正重量       734 grams
价格       $700
Q-factor 152mm
轴心规格       30mm
驱动侧形变量       0.208
非驱动侧形变量 0.334
总体形变量    0.271
刚性重量比    0.521

优点：
比去年的好多了，好看，很多种BB可以用。我感觉应该是这次测试中最漂亮的一个。安装简单，预紧也很简单，而而且足够安全可靠。

缺点：
重，Q-Factor太大了点，刚性普通。