你了解你的自行车花鼓吗?还在为这些误区买单吗?优缺点分析

轮组系统之花鼓

轮组作为自行车系统中非常重要的部分,其重量、刚性、风阻系数等因素对自行车的性能有非常大的影响。今天我主要讲解一下广大车友对自行车花鼓的组成,结构和原理以及车友对培林花鼓和滚珠花鼓存在的一些误区:

要讲花鼓首先要了解轮组是由哪几个部分组成的:它主要由轮圈,花鼓,辐条和辐条螺母(俗称条帽)组成,三者的组合以及辐条的编制方法共同影响轮组的性能。

花鼓

可以说是轮组的核心,其润度极大的影响轮组在行进过程中的实际滚动效果。自行车上运用的花鼓主要分为锁牙式花鼓(俗称旋式花鼓)和卡式花鼓

红色部分为卡式塔基部分

注:花鼓右侧带锁牙部分安装旋式飞轮也称锁牙式花鼓。

山地车和公路车均采用卡式花鼓,但在一些低端整车上会比较大量使用锁牙花鼓来降低成本。目前大部分高端花鼓均采用铝合金外壳,部分高端车上也有采用碳纤维壳体的花鼓。

花鼓根据内部滚动部分的不同,又分为滚珠花鼓培林花鼓

注:shimano XT花鼓拆解图,该花鼓为滚珠式花鼓。

注:培林后花鼓剖面图,灰色部分为培林所在位置,此图为4培林花鼓。

花鼓的机构和原理

前花鼓:通过内部的培林或珠碗(俗称挡碗儿)结构,连接花鼓壳体和轴心,让花鼓体相对轴心能自由回转。

注:滚珠前花鼓的分解图片。

注:培林前花鼓剖面图。

后花鼓:通过棘轮装置实现对轮组的驱动,棘轮装置一般包括棘爪(又称作千金片,弹片,卡针等)和棘齿。踩踏时,花鼓棘爪咬紧棘齿,传输驱动力;停止踩踏时,棘爪放开棘齿,自行车能依靠惯性滑行。大部分棘轮装置的棘爪是设计在后花鼓的他系上,棘轮设在花鼓壳体上,而有些则刚刚相反。

注:塔机内棘轮结构示意图。

注:轮组的塔基拆解示意图。该塔基为传统结构。

注:DT Swiss花鼓内的行星齿轮。

注:DT Swiss花鼓剖面图。中间两颗行星齿轮互相咬合转动轮组。

注:Chris King花鼓构造以及分解图。

注:Chris King花鼓构造以及分解图。

市场上还有部分品牌或型号的后花鼓,如DT Swiss、Chris King、Ring Drive等高端花鼓,放弃了普通的棘爪和棘齿,采用行星棘轮(类似汽车离合器的特殊棘轮装置),但作用效果相似。

花鼓的种类与特点:

通常说到花鼓的种类,是根据内部滚动部分的机构,区分为珠挡花鼓(又叫滚珠花鼓)和培林花鼓(或轴承花鼓)。

1.珠挡花鼓

特点是:

1.滚珠直接接触珠碗和轴档,接触面积大;

2.无需像培林一样滚珠需要内外套支撑,所以可以容纳更多的滚珠;

3.理论上珠挡花鼓可以承受更大的压力,且侧向受力更好;

4.容易拆卸保养,但是调节滚动机构需要丰富经验,实际操作对于普通车友并不算方便;

5.缺点是较大的接触面姐会增加摩擦力,影响润度。

6.防水性能较弱,不过高端珠挡花鼓在防水方面也表现优异。

2.培林花鼓

培林花鼓的滚动部分主要由高精度的滚珠轴承组成,部分结合滚珠,通常有2培林、3培林和4培林之分,分别代表花鼓内部的轴承数量,其中3培林和4培林主要用在后花鼓。

特点是:

1.培林花鼓内部有支撑架,稳定性和精度高;

2.安装的滚珠数量少,摩擦力小,润度高,当会牺牲耐用性和舒适性;

3.径向,也就是竖直刚性非常高,但是侧面刚性较弱;

4.无需保养,磨损后可以直接更换,维修成本低;

5.需要用到专业工具安装拆卸,不正确的方法会损坏轴承。

大多数刚入门车友对花鼓的认识误区:

1.培林花鼓一定比珠挡花鼓好?

注:培林花鼓和挡住花鼓的受力分析。

培林花鼓不论在精度上还是在润度上都不珠挡花鼓好,在自行车垂直地面的骑行中,使用培林花鼓的后轮变速更精准,同事骑行更加省力和顺滑。但在转向,摇车等情况下,自行车轮组并非垂直受力时,培林花鼓由于轴向刚性较弱,效率会有所降低,而珠挡花鼓不会出现这种情况。如SHIMANO禧玛诺 XTR和7900等顶级的花鼓也是采用珠挡设计,高精度的做工也能使产品达到高润度。

2.培林花鼓轴承越多,强度越高?

注:蓝色箭头示意方向为培林受力位置和方向,箭头越大代表受力越大。

前花鼓如果是培林花鼓,一般为2培林,后花鼓则有2培林,3培林,4培林三种规格。4培林花鼓中,主要用于承重的轴承也仅为花鼓壳体内的2个,因此在强度上和2培林花鼓基本是相同的。

培林花鼓的真正意义在于,另外两个轴承主要支撑棘轮的准转,轴承的高精度可以使塔基和飞轮转动时减少偏摆,使变速更加精准。

3.花鼓响数越多越好?

注:乔森出品的120响花鼓。

注:虽然是120响,但是依然采用了三棘齿结构,但是棘齿上多出了更多的小爪牙,提高接触面积。

注:仔细观察可以看到密密麻麻的120齿棘齿,缺点就是磨损快,易磨损打滑。材质做工上起到了相当大的作用

注:一般常见花鼓的棘爪和棘齿。棘爪密度并没有上图高的那么离谱。但是却能达到更好的平衡。

后花鼓内装置了棘轮装置,转动轮组时,棘轮装置会发出响声(就是推车时发出的嗒嗒嗒的声音)。花鼓响数一般以转动一周塔基时,花鼓发出的声音的次数计算。实际保养花鼓时,给棘轮装置添加越多的润滑脂会使响声变小甚至消失,同时也会增加花鼓的阻力。而花鼓响声越多并不代表越顺滑,响数越多意味着棘爪碰撞棘轮的次数越多,会在一定程度上损失动能。

高响数花鼓的真正意义在于,踩踏过程中,棘爪在踩踏很小角度时即可咬紧棘齿,降低发力损失。

根据部分花鼓厂商的测试,花鼓在50-60响的情况下最能达到最佳性能表现。

好了,今天内容就到这里,我们下期再见,单车基械匠,每天给您带来更多新奇,好玩,有趣,实用的单车知识。

(0)

相关推荐