2015年9月22日 星期二

為何前輪的側向剛性比後輪好

不知大家有沒有發現,絕大部份輪組的前輪側向剛性都比後輪好
即便是有的前輪的幅條比較少,甚至是有的輪組前框高比較低

這其實跟幅條走的角度有很大的關係,下面來圖解
首先來看前輪的部份(以下請忽略比例上的問題)



這是一個公路車700c的輪框,框高34mm,下面是前花鼓
耳至耳(F to F)的距離是70mm
紅線是幅條


因為是前花鼓,所以中心至左右耳的距離相同為70/2=35mm
單究花鼓而言碟形深度愈深,側向剛性愈好 (可以想像成是三角形的底,底愈寬愈穩)




為何叫做碟(Dish),因為像個盤子






其實就是幅條的夾角要大,側向剛性就好
當框高更高時,夾角也會加大



依照夾角可以推得另一種說法就是側向分力
下圖幅條張力為100kgf ,垂直分力為99.17kgf
側向分力為12.86kgf
垂直分力愈大,輪子的縱向剛性愈好(就是承受車+人的體重)
側向分力愈大,輪子的側向剛性愈好(當車身歪斜時,比方說過彎,就要有好的側向剛性)



另一側的幅條張力當然也是100kgf,因為公路車的前花鼓是完全對襯不分左右的(碟剎的例外)
 




前輪的情況看完了,我們來看後輪的
框一樣是34mm高,後花鼓要搭載飛輪
所以花鼓的中心位置(藍色虛線),"並不在左右耳的中心點"
該花鼓中心至左右耳的(Center to Left flange/Center to Left flange)的距離是33.8/16.2mm
紅線是幅條



先看後輪右側的幅條:張力拉比較高為120kgf ,推算得垂直分力為119.49kgf
側向分力為7.07kgf





輪框需編在花鼓的中心(就是所謂的正心),所以右側的幅條產生的側向分力與左側幅條產生的側向分力"相等"




由側向分力可以反推回垂直分力為57.27kgf,而幅條的張力為57.84kgf



OK,回到我們的主題來;為何前輪的側向剛性比後輪好
我們把前輪每一支幅條產生的側向分力加乘起來為:12.86*20=257.2kgf(假設前輪為20孔)
而後輪的每一支幅條產生的側向分力加乘起來為:7.07*24=169.68kgf(假設後輪為24孔)
即便後輪的右側幅條張力比較高用的幅條比較多,所得的側向分力仍有不小的差距

當然輪子的側向剛性牽扯很多,比方輪框重量、寬高度,幅條用的數量、形狀,甚至是編法
還有很多方法改善後輪側向剛性的不足,有機會再說~~~~~~

提外話一下:
後輪左右側幅條的張力比57.84/120 = 48.2%
該值的求得只跟花鼓幾合輪框編法有關當這三者決定時,即可推算出張力比
跟你用的幅條外型粗細材質是完全無關的