[综合讨论]【独立翻译+补完】几何与操控的关系 [复制链接]

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？

图片:geometryChart.jpg

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。

图片:Geometry-handling3.jpg

写在最后
读完这篇可能你仍然不能从一个尺寸表和几何图得到一台车的操控特性，因为很多厂家并不完全
公开这些信息。一些厂家比如Cannondale一直都会公布他们的trail值和BB drop之类的数值，但其他
很多厂家不这么干，所以……





摸发虱痒
2013.11.13

好文！期待更多大作

我在EN14764中发现这么一页关于前叉几何的建议，这个建议中没有规定trail值，而是将交点约束在15%-60%半径范围内，由此想到一个问题。
究竟是trail的绝对值，还是交点位置的相对值决定了操控性？小轮径是否也要拥有与大轮径一样的trail绝对值？
比如说，如果图整体作同比缩放来分别模拟小轮径和大轮径（即所有角度不变），会发现交点之于半径的位置关系没变，但rake和trail相应发生了变化。

一直认为头管角度定义车种，其实trail值比头管角度更重要，这是我最近才体会到的

想学习了，楼主辛苦了。谢谢！

多谢科普，好文收藏，慢慢学习

引用第37楼9912811于2013-11-16 01:59发表的 回 36楼(zhangt71) 的帖子 :
文中有述
继续补充：前叉挠度更多的是在形容“前叉弯曲的程度”
——而事实上很多看起来很直的前叉比看起来拐了个弯的前叉的rake可能更大……

正解，很多看起来很直的前叉，叉和头管的倾斜角度是不一样的

好文，个人经验与陈述完全相符

引用第39楼yikki于2013-11-16 07:46发表的  :
那么轴距对操控的影响又是怎样的概念呢
通常说道短轴提速快是啥概念

链条短，相对反应就快

同一个人以相同速度过同一个弯，长轴距车通常需要压得更低，不然走线会很宽

引用第39楼yikki于2013-11-16 07:46发表的  :
那么轴距对操控的影响又是怎样的概念呢
通常说道短轴提速快是啥概念

链条短，相对反应就快

同一个人以相同速度过同一个弯，长轴距车通常需要压得更低，不然走线会很宽

我也注意到小轮径对trail的影响，但不理解那些小角度头管的小轮径似乎同时也有小角度的立管，这是为了美观还是为了给上管即操控空间腾空间呢，影响踩踏角度又得不偿失。

那么轴距对操控的影响又是怎样的概念呢
通常说道短轴提速快是啥概念

引用第36楼zhangt71于2013-11-16 01:57发表的  :
可否具体解说一下，这两个概念的差异？

前叉挠度是指的前轮轴心相对头管延线的偏离程度，这个偏离通（yi）常（ding）是向前的。
trail是指轮子与地面的接触点相对头管延线的偏离程度，这个偏离通（yi）常（ding）是向后的。

除了头管角度、前叉挠度等因素，对trail影响最大的是轮径，轮径变小，trail就会变小甚至变负（小轮车转向灵活的一大重要原因），所以设计小轮车一定要注意trail，还有很多小轮车，特别是小轮公路，看起来头管角度非常小，可能就是因为过于追求近似大车的trail值的结果。

文中有述
继续补充：前叉挠度更多的是在形容“前叉弯曲的程度”
——而事实上很多看起来很直的前叉比看起来拐了个弯的前叉的rake可能更大……

引用第34楼9912811于2013-11-16 01:07发表的 :
前叉挠度是指rake/off set，它和trail是两个概念，很多人在讨论的时候都混淆了这两个值

可否具体解说一下，这两个概念的差异？

留脚印,听日研究

引用第29楼zhangt71于2013-11-16 00:27发表的  :
　　基本看完，没看到有什么新的内容。“TRAIL值”实际上就是“前叉挠度”的另一种表述方式，“BB drop”还不如直接表述为“五通离地高度”，这样对于任何轮径都可适用。
　　不过文中对于五通高度设定的影响，解释得相当清楚透彻，这个不错！

前叉挠度是指rake/off set，它和trail是两个概念，很多人在讨论的时候都混淆了这两个值

引用第26楼w.308126185于2013-11-16 00:11发表的  :
按大虱这么说，大C这种尺寸详细的就是业界良心，大G这种语焉不详的就是坑爹货喽？、、
[图片]
[图片]
.......

只从技师观点来说，当然希望厂商能够提供的数据越详细越好，这样可以给到客户更准确的设定。——尤其是在只能隔空抓药的时候。

基本正确
上管读数
前轴距
把立设定
美观性……

好文章，学习了

引用第26楼w.308126185于2013-11-16 00:11发表的  :
按大虱这么说，大C这种尺寸详细的就是业界良心，大G这种语焉不详的就是坑爹货喽？、、
[图片]
[图片]
.......

giant也有详细尺寸的，只不过大陆官网没有- -

　　基本看完，没看到有什么新的内容。“TRAIL值”实际上就是“前叉挠度”的另一种表述方式，“BB drop”还不如直接表述为“五通离地高度”，这样对于任何轮径都可适用。

　　不过文中对于五通高度设定的影响，解释得相当清楚透彻，这个不错！

引用第26楼w.308126185于2013-11-16 00:11发表的  :
按大虱这么说，大C这种尺寸详细的就是业界良心，大G这种语焉不详的就是坑爹货喽？、、
[图片]
[图片]
.......

我对比过CAAD10 48的小车架，上官较短，我甚至可以接受用100的把立，但是头管这里的操控感和TREK 50 H2完全不一样，可能一直骑trek习惯了，结构差异带来的体验的确是明显的

好文！回答了我的很多疑问。

按大虱这么说，大C这种尺寸详细的就是业界良心，大G这种语焉不详的就是坑爹货喽？、、

图片:2014_geo_evo_1_10.gif

图片:TCR ADV.jpg

技术帖，顶！

引用第23楼colinlfw于2013-11-15 20:18发表的  :
弯叉有一定的减震效果吧

想了一下，感觉会影响等效上管或前轴距。

引用第22楼yikki于2013-11-15 20:07发表的  :
好帖学习。
Trail值有两个变量，头管角度和Rake值。
那么较小的头管角度和较大的Rake值的组合与较大的头管道角度与较小的Rake值组合可能获得同样的Trail值。
这两种组合又有什么讲究呢？

弯叉有一定的减震效果吧

好帖学习。
Trail值有两个变量，头管角度和Rake值。
那么较小的头管角度和较大的Rake值的组合与较大的头管道角度与较小的Rake值组合可能获得同样的Trail值。
这两种组合又有什么讲究呢？

顶贴留着学习啊