車架幾何概說之二

慢慢把一些舊文章重新PO出來…………

    前頭提出一些個人翻譯，看來大家都勉強接受，這次想就影響車架操控最大的因素，做一些初步的說明。逮到機會借了個空車架，裝上了叉碗、前叉、龍頭和把手，剛好可以拿來用。不過先容我介紹一下。

SOMEC是義大利中小型的廠，以精緻的塗裝和細膩的小細節著稱，不過沒有贊助車隊，名氣與人氣都差一大截，這是90年初的車架，精緻的圖裝已經被廉價的貼紙取代。

 前叉SOMEC字樣做得非常工整，還好保留了小細節的優點，管材是我喜歡的GENIUS，用料還蠻補的。

好了！該上菜了！

※傾斜角（lean angle）與轉向角（steering angle）

    自行車屬於單軸交通工具，所以必須依靠慣性和轉向來維持平衡，騎乘時必須讓重心落在軸線上，一但重心離開軸線，車手必須藉著轉向或移動中心，來避免摔車。而當車速愈快，向前的慣性與動量愈大時，會減少車子的左右晃動，所以在一般情況下，車速愈快車子會愈穩定。

    因為自行車沒有側面的支撐，施加的力量都用在維持速度和平衡上，所以在轉彎時，車輛必須和鉛垂線有一定的傾斜角，才能產生足夠的向心力，如果轉彎時，只是單純的轉動把手，而沒有正確的傾斜角，直行的動量就會將騎士向前拋出。

※軸輪差（trail）

    在車架幾何中，影響轉向最重要的因素是前輪的軸輪差（TRAIL），使用大賣場的購物車時，注意下方的萬向輪，當推動車子時，萬向輪會迅速轉到轉軸的後方，轉向時，輪子也是迅速轉動，直到輪子在正後方，而轉軸指向行進方向，當轉軸在前輪前方時，輪子就能穩定前進。

表面上，自行車的前輪似乎相反，不過參考下圖就可以發現，輪軸仍然是在轉軸後方。因此、推著車子前進時，車子能自然維持穩定前進，但是一但向後拉，因為軸輪差變成負值，前輪立刻會不穩定地晃動。如果反轉前輪，這時前差彎曲度變成負值，軸輪差更大，推車子前進會更穩定。 

 左圖前叉彎度較小，右圖前叉彎度較大，可以發現彎度較小軸輪差較大。

 

左圖頭管角較小，右圖頭管角較大，可以發現頭管角較小軸輪差也較大。

    要增加前輪軸輪差，如上圖所示，可以用下列方法處理：增加前輪半徑、減少前叉彎曲度或減少頭管角。而要了解改變軸輪差產生的效果，最簡便的方法是改變頭管角度。首先、將前輪墊高，可減少頭管角，墊高後、稍微傾斜車架，你會發現輪子會轉向傾斜的方向，並且產生相對應的轉向角。相反地、可以墊高後輪，減少頭管角，你就會發現，車身同樣的傾斜角，前輪轉向的角度變小了。一旦軸輪差變成負值，傾斜車架時，輪子會轉到相反的方向，這時候車手就準備摔車了。

 
 

實際用改變頭管角的方式試一試，左圖墊後輪，使頭管角較大，右圖墊前輪，使頭管角較小。可以比較向右傾角八十度時，龍頭自動轉向的角度大小。

後輪墊很多，頭管角超大，軸輪差變成負值，同樣向右傾角八十度，龍頭轉到相反的方向。

     常說的車子比較穩定，是指直線前進時，前輪比較安定，不會碰到小坑洞，車子就左搖右晃。因為當前輪壓到障礙物時，前輪會瞬間轉向，同時也帶動車架傾斜，由上文可知，當前輪轉動的角度固定，軸輪差（TRAIL）愈小的車子，所需求的傾斜角就愈大。換言之、車子就愈不穩定。然而、愈穩定的車子，愈能讓直行車的車子保持直立，但過彎卻愈不靈活。

    一般公路競賽車，需要較靈活的操控與反應，尤其當選手起身衝刺時，會將車子迅速左右擺動，如果軸輪差太大，當車子稍微左右擺動，前輪也會跟著左右擺動，於是產生不穩定的現象。當進入場地賽，對車子的靈活性與操控性的要求更高，穩定不是最重要的因子，相對地，軸輪差會更小一些。

※其他：

當自行車過彎時，車架傾斜、龍頭轉向，車子是以後輪為支點偏移，當輪距愈長，車子的轉向角度愈小。換句話說、輪距愈小的車子，轉彎會愈快，同理、如果要過相同的彎，軸距愈長的車子，就會愈困難。