輪組的工作原理
花鼓 (Hub)
花鼓就是輪子中間軸心的部分,單車在前進的時候,所碰到路上的起伏,障礙物的碰撞力道,還有我這個胖子的體重都會加諸在花鼓上,一方面要負擔這些力量,另一方面又要維持滑順的運轉,是一個很重要的部件,要堅固同時又要滑順,靠的是花鼓裡面雙層筒狀金屬加上鋼珠和一堆黃油潤滑 (也有無鋼珠的花鼓)。為什麼英文的 HUB 會翻譯成花鼓呢? 看圖片,真的很像鳳陽花鼓吧! 花鼓的設計影響到的層面非常廣,鼓耳的大小(Flange PCD)、鼓耳的間距(Flange - Flange)、軸心的大小(Axial size)、材質(material)、棘輪座的設計(Design of ratchet、pawl、freewheel body),這一些都是重要的因素影響輪子的性能表現,軸心影響強度還有適用的軸承形式,材質影響到重量,棘輪座與聲響、棘爪咬合、踩踏損失有關。
鋼絲幅條(Spoke)
鋼絲是傳遞力的重要傳導工具,能夠將力量均勻地傳遞到花鼓,因此編鋼絲的平衡非常重要,一旦受力不平均,鋼絲就容易斷裂,鋼絲通常都採取交叉編的方法來達到最高的強度。鋼絲各家廠的材料與成品不盡相同,在輪框不同的選擇時可以用不同的鋼絲來做調整。鋼絲也有分強度與彈性,Single Butted / Double Butted / Triple Butted 的區別。
輪組在工作時一般會承受三種力
銅頭 (Nipple)
負責鋼絲幅條連接並固定到輪框的原件稱為 Nipple,隨著材質不同有人稱之為銅頭,也有鋁頭的之稱。一般談 Nipple 規格講的就是 Nipple 的號數和長度。
輪子就輪子,還要先弄懂工作原理嗎 ? 是的,做甚麼事情都要先弄懂原理,這是工程師的堅持。先從輪組的組成開始談起吧。輪子有沒有工程標準 ? 當然是有的, 請參閱輪子的標準 (ISO 5775)。一般自行車的輪組,是由四個部件所組成的,他們分別是花鼓 (Hub)、鋼絲幅條(Spoke)、銅頭 (Nipple)、輪框。以下我們每樣都來提一下...
| 目前我使用的入門輪組: GIANT P-SL1 |
花鼓 (Hub)
花鼓就是輪子中間軸心的部分,單車在前進的時候,所碰到路上的起伏,障礙物的碰撞力道,還有我這個胖子的體重都會加諸在花鼓上,一方面要負擔這些力量,另一方面又要維持滑順的運轉,是一個很重要的部件,要堅固同時又要滑順,靠的是花鼓裡面雙層筒狀金屬加上鋼珠和一堆黃油潤滑 (也有無鋼珠的花鼓)。為什麼英文的 HUB 會翻譯成花鼓呢? 看圖片,真的很像鳳陽花鼓吧! 花鼓的設計影響到的層面非常廣,鼓耳的大小(Flange PCD)、鼓耳的間距(Flange - Flange)、軸心的大小(Axial size)、材質(material)、棘輪座的設計(Design of ratchet、pawl、freewheel body),這一些都是重要的因素影響輪子的性能表現,軸心影響強度還有適用的軸承形式,材質影響到重量,棘輪座與聲響、棘爪咬合、踩踏損失有關。
| 單車輪組的花鼓 (HUB) |
鋼絲幅條(Spoke)
鋼絲是傳遞力的重要傳導工具,能夠將力量均勻地傳遞到花鼓,因此編鋼絲的平衡非常重要,一旦受力不平均,鋼絲就容易斷裂,鋼絲通常都採取交叉編的方法來達到最高的強度。鋼絲各家廠的材料與成品不盡相同,在輪框不同的選擇時可以用不同的鋼絲來做調整。鋼絲也有分強度與彈性,Single Butted / Double Butted / Triple Butted 的區別。
輪組在工作時一般會承受三種力
- 向花鼓中心的力 (Radial) : 當車輪受到騎乘者的重量或者當路面不平時都會產生向花鼓中心的力量 。在特技車上,此種力就顯得相當明顯,輪組要能承受如此大的撞擊力。
- 側向的力 (Lateral) : 輪組一般受到側向的力是較小的,一般例如騎乘者抽車時,輪組與地面呈現非垂直的狀態時,就會產生明顯的側向力。
- 來自於花鼓的扭力 (Torsional) : 當我們腳踩施力前進時,後花鼓會造成一個旋轉的扭力,或者碟煞或鼓煞的車輪,當煞車時,也會產生一個給於輪組的扭力由於這三種力的要求下,輪組的鋼絲也是設計在這種條件下的結構。由於花鼓有兩邊的孔,而輪框只有一排的孔,所以鋼絲在編製時採用一左一右的方法交會到輪框的孔上 。
| MAC104 鋼絲 |
銅頭 (Nipple)
負責鋼絲幅條連接並固定到輪框的原件稱為 Nipple,隨著材質不同有人稱之為銅頭,也有鋁頭的之稱。一般談 Nipple 規格講的就是 Nipple 的號數和長度。
| 各種不同規格的 Nipple |
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