เรขาคณิตของเฟรมส่งผลต่อจักรยานอย่างไร?

สารบัญ:

เรขาคณิตของเฟรมส่งผลต่อจักรยานอย่างไร?
เรขาคณิตของเฟรมส่งผลต่อจักรยานอย่างไร?

วีดีโอ: เรขาคณิตของเฟรมส่งผลต่อจักรยานอย่างไร?

วีดีโอ: เรขาคณิตของเฟรมส่งผลต่อจักรยานอย่างไร?
วีดีโอ: Bike Geometry Explained 2024, มีนาคม
Anonim

รูปทรงเรขาคณิตของเฟรมอาจส่งผลต่อวิธีจับจักรยาน แต่คุณสามารถคาดเดาได้จริงๆ ไหมว่าจักรยานจะขี่ได้ดีเพียงใดด้วยมุมท่อ

คำเตือน: ในสองสามย่อหน้าถัดไป คุณอาจพบการวอกแวก ล้มเหลว และกระตุก อย่าตื่นตระหนก เพราะเป็นคำศัพท์ที่จะช่วยให้คุณเข้าใจเรื่องที่ซับซ้อนของการจัดการจักรยานได้ดีขึ้น พูดง่ายๆ ก็คือ การบังคับควบคุมคืออินพุตที่จำเป็นในการควบคุมทิศทางของจักรยาน และปัจจัยที่ใหญ่ที่สุดคือรูปทรงของจักรยาน

ต้องใช้เวลากว่าศตวรรษกว่าจะเข้าใจการเปลี่ยนแปลงนี้อย่างเต็มที่ แต่ผู้ช่วยศาสตราจารย์ Arend Schwab จากมหาวิทยาลัยเทคนิคเดลฟต์ ประเทศเนเธอร์แลนด์ เป็นหนึ่งในทีมนักฟิสิกส์ที่อ้างว่าสามารถแก้ปัญหานี้ได้ในที่สุดในปี 2011

‘ในสมการของเรามี 27 พารามิเตอร์’ เขาบอก Cyclist ซึ่งรวมถึงมุมท่อ ขนาด คราดตะเกียบ ความสูงของกะโหลก และจุดศูนย์ถ่วง เปลี่ยนเพียงองค์ประกอบเดียวและการจัดการก็เปลี่ยนไป

ประสบการณ์ที่สั่งสมมาหลายทศวรรษได้นำนักสร้างเฟรมไปสู่รูปทรงทั่วไปสำหรับจักรยานเสือหมอบที่สมดุลที่ยอมรับได้ระหว่างน้ำหนัก ความสะดวกสบาย ประสิทธิภาพ และการควบคุม

นี่หมายความว่า ทุกวันนี้ การปรับแต่งส่วนใหญ่สำหรับการจัดการนั้นทำขึ้นจากมุมของท่อเฮดและออฟเซ็ตของตะเกียบ ซึ่งบางครั้งเรียกว่า เรค เพราะสิ่งเหล่านี้เป็นตัวกำหนด 'เทรล'

ในการคิดเส้นทาง ลองนึกภาพลำแสงที่ส่องลงมาที่กึ่งกลางท่อส่วนหัว มันจะแตะพื้นก่อนจุดที่ยางหน้าแตะพื้น

ระยะห่างระหว่างสองจุดนี้คือเส้นทาง และเป็นหนึ่งในปัจจัยหลักในการจัดการจักรยาน

‘ลู่วิ่งส่งผลต่อความเสถียรของจักรยาน’ Richard Craddock นักสร้างเฟรมจาก Craddock Cycles ใน Bromsgrove กล่าว

‘จักรยานทุกคันจะมีเสถียรภาพมากขึ้นเมื่อเคลื่อนที่เร็วขึ้น แต่เส้นทางที่มากขึ้นทำให้ตั้งตัวตรงได้ง่ายขึ้น ข้อเสีย การวิ่งมากขึ้นหมายถึงการโยกเยกมากขึ้นเมื่อคุณออกจากอานและต้องใช้ความพยายามมากขึ้นจากผู้ขับขี่ในการคัดท้ายเมื่อเข้าโค้ง’

ภาพ
ภาพ

นี่คือจุดสุดท้ายที่กระตุ้น Anders Annerstedt แห่งแบรนด์จักรยานยนต์ลักเซมเบิร์ก Rolo

‘จักรยานที่มีทางยาวกว่าจะรักษาให้อยู่บนเส้นทางที่เหมาะที่สุดเมื่ออยู่หัวมุมถนนได้ยากกว่า ดังนั้นบนกิ๊บติดผม คุณจะต้องเลี้ยวโค้งด้วยอินพุตที่แตกต่างกันสองหรือสามอย่าง

'คุณต้องออกแรงเพราะรูปทรงต้องการทำให้จักรยานอยู่ในวิถีทางเดิม เขากล่าว

เมื่อเดินตามทางน้อยลง นักขี่จะไม่ต้องเสียแรงมากในการแก้ไขและสามารถทำได้เร็วกว่านี้ Annerstedt กล่าวเสริม

เขาปรับเรขาคณิตของเขาเพื่อกำจัด 'ล้อล้ม' ที่มากเกินไป - ความไม่เสถียรที่ความเร็วต่ำ - และผู้สร้างเฟรมทุกคนตั้งเป้าที่จะปรับเส้นทางเพื่อให้การจัดการที่เหมาะสมที่สุดสำหรับวัตถุประสงค์ของการใช้จักรยาน

ดังนั้นจักรยานทัวร์ริ่งอาจมีเส้นทางมากมายเพื่อให้ขี่ได้อย่างมั่นคงและคาดเดาได้ ในขณะที่จักรยานแข่งอาจมีเส้นทางเล็กน้อยเพื่อให้เข้าโค้งได้อย่างรวดเร็วและเฉียบคม

มีสองวิธีหลักที่ผู้สร้างเฟรมสามารถปรับเส้นทาง: โดยการเปลี่ยนมุมของท่อเฮดหรือโดยการปรับเรค (ออฟเซ็ต) ของตะเกียบ เพื่อลดทางขึ้น คุณสามารถทำให้หัวท่อมีความชัน เพิ่มระยะของตะเกียบ หรือทั้งสองอย่าง

นักปั่นจักรยานบนถนนมักจะชอบการควบคุมจักรยานที่มีเส้นทางเดินรถ 50-60 มม. มุมของหัวในพื้นที่ 73° กับระยะออฟเซ็ตของส้อมประมาณ 45 มม. มีแนวโน้มที่จะบรรลุสิ่งนี้

ผู้สร้างเฟรมหลายคนไม่ค่อยระมัดระวังเกี่ยวกับตัวเลขที่แม่นยำ แต่ถ้าคุณรู้สองในสามตัวแปร คุณสามารถคำนวณตัวแปรที่สามได้ที่เว็บไซต์ bikecad.ca

ทักษะการขี่มอเตอร์ไซค์เสือหมอบ
ทักษะการขี่มอเตอร์ไซค์เสือหมอบ

ขนาดเฟรมเล็กจะมีความยุ่งยากเป็นพิเศษเพราะล้อหน้าอยู่ใกล้กับกระโหลกท้ายมากกว่า ซึ่งเสี่ยงที่จะถูกนิ้วเท้าของผู้ขับขี่หนีบ

หากต้องการเพิ่มระยะหลบมุมทั้งหัวจะต้องตื้นขึ้นหรือระยะออฟเซ็ตของโช้คเพิ่มขึ้น อย่างใดอย่างหนึ่งจะส่งผลต่อการจัดการ เว้นแต่จะมีการเปลี่ยนแปลงการออกแบบอื่นๆ

น้ำหนักและมาตรการ

ขออภัย การตรวจสอบแผนภูมิเรขาคณิตเพื่อประเมินเส้นทางจะไม่บอกทุกสิ่งที่คุณจำเป็นต้องรู้เกี่ยวกับการจัดการ เนื่องจากมีปัจจัยอื่นๆ ที่เกี่ยวข้อง

ผู้สร้างเฟรมกล่าวถึงความสูงของกระโหลกและฐานล้อเป็นสององค์ประกอบทางเรขาคณิตที่ทรงอิทธิพลที่สุดต่อไปสำหรับการจัดการ

การเปลี่ยนแปลงเพิ่มเติมในการจัดการสามารถทำได้โดยการเปลี่ยนความยาวของก้าน ความกว้างของแฮนด์บาร์ และประเภทของล้อและยาง

ล้อและยางที่หนักกว่า เช่น มีความเฉื่อยมากกว่าและต้องใช้แรงมากขึ้นในการเลี้ยวแถบ

วิธีจับจักรยานก็ขึ้นอยู่กับความแข็งของเฟรมและตะเกียบ ซึ่งหมายความว่าวัสดุและรูปทรงของท่อก็มีบทบาทสำคัญ

‘การเลือกและการใช้วัสดุช่วยให้ผู้ผลิตจักรยานบรรลุลักษณะการจัดการจักรยานที่เฉพาะเจาะจงมากขึ้นภายในรูปทรงเรขาคณิตที่กำหนด’ Tim Hartung วิศวกรออกแบบของ Trek Bicycles กล่าว

‘นี่คือจุดที่วัสดุคอมโพสิตมีข้อได้เปรียบเหนือวัสดุไอโซโทรปิก เช่น เหล็กและอะลูมิเนียม’

เขาชอบที่คาร์บอนช่วยให้เขาควบคุมและปรับความแข็งได้อย่างแม่นยำผ่านรูปแบบการวาง ความหนาของท่อ และรูปร่างหน้าตัด

ครีตจากมากไปน้อย
ครีตจากมากไปน้อย

การพัฒนาสมัยใหม่ เช่น ดิสก์เบรกบนจักรยานเสือหมอบก็มีผลกระทบต่อวิธีจับจักรยานด้วย ตามที่ Hartung กล่าว: โดยปกติแล้ว เพลาส่งผ่านจะหนากว่ามาก (มากกว่าแบบปลดเร็วแบบมาตรฐาน) โดยทั่วไปคือ 12 มม. หรือ 15 มม.

'แกนที่หนาขึ้นจะแข็งแรงขึ้นและแข็งขึ้น และยังสร้างการเชื่อมต่อระบบที่แข็งขึ้นระหว่างเฟรมและล้อ สามารถสร้างสถานการณ์ที่ล้อหน้าและล้อหลังไม่สัมพันธ์กัน

'ล้อหลังและเฟรมมักจะอยู่ในระนาบเดียวกันมากกว่ากัน ซึ่งอาจไม่ดีเมื่อพยายามรักษาเส้นให้คงที่ในการเข้าโค้งด้วยความเร็วสูง

'คุณสามารถลงเอยด้วยจักรยานที่มี "ให้" ไม่เพียงพอหรืองอในระบบเพื่อยึดเส้นที่ดีในมุมหนึ่งหรืออนุญาตให้คุณหักเลี้ยวได้สำเร็จ

‘นี่อาจหมายความว่าแผ่นสัมผัสยางของคุณกับพื้นด้านหลังอาจถูกบุกรุก หรือคุณต้องเหยียบเบรกเพื่อปรับสายของคุณในมุมความเร็วสูงบนท้องถนน’ Hartung กล่าวเสริม

‘สิ่งเหล่านี้ไม่เป็นที่ต้องการในสถานการณ์การแข่งขัน โปรดทราบว่ารายละเอียดระดับนี้จะสังเกตเห็นได้เฉพาะโดยนักปั่นจักรยานชั้นยอดเท่านั้น และผลกระทบบางส่วนนี้สามารถบรรเทาได้ด้วยการเปลี่ยนพารามิเตอร์ความแข็งของเฟรมของคุณ’

องค์ประกอบอินทรีย์

ไม่ว่ารูปทรงและความฝืดระดับใดจะถูกหมุนในรถมอเตอร์ไซค์ ก็จะมีตัวแปรหนึ่งที่ผู้สร้างเฟรมไม่สามารถคาดเดาได้อย่างแม่นยำเสมอ: ผู้ขับขี่

รูปร่างและสไตล์การขี่จะส่งผลต่อไดนามิกของการควบคุม และ Arend Schwab จาก Technical University of Delft มีมุมมองที่ชัดเจนว่าตำแหน่งของผู้ขับขี่สัมพันธ์กับการควบคุมรถอย่างไร

‘ท่าหรือตำแหน่งของผู้ขับขี่ไม่สำคัญนักเมื่อต้องบังคับ แต่วิธีจับแฮนด์นั้นสำคัญมาก’ เขากล่าว

‘โครงสร้างพวงมาลัยเบามาก และหากคุณเพิ่มแขนจำนวนมากและลำตัวส่วนบน ก็จะส่งผลต่อระบบและการตอบสนองของมันได้’

Schwab เสนอว่าในทางทฤษฎีแล้ว การจับบาร์ด้วยแขนตรงในมุมเดียวกับท่อที่ศีรษะจะดีที่สุดสำหรับความมั่นคง เพราะแขนและมวลส่วนบนของคุณมีอิทธิพลน้อยที่สุดต่อระบบบังคับเลี้ยว

Tom Donhou ผู้สร้างเฟรมจากลอนดอนกล่าวเสริมว่า คุณต้องการให้จุดศูนย์ถ่วงอยู่ในตำแหน่งที่ถูกต้อง โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อคุณขี่ด้วยความเร็ว ความเร็วโยกเยกอยู่ที่การจัดวางน้ำหนัก ดังนั้นคุณต้องได้รับการกระจายน้ำหนักระหว่างล้ออย่างเหมาะสม’

ภาพ
ภาพ

สำหรับผู้สร้างเฟรม การพยายามสร้างสมดุลระหว่างองค์ประกอบทางเรขาคณิตทั้งหมดกับสรีรวิทยาของผู้ขับขี่อาจเป็นงานที่น่ากังวล โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อลูกค้ามีความต้องการสูง ขณะเดียวกันก็ไม่ชัดเจนเกี่ยวกับประเภทของการจัดการที่ต้องการ

‘ผู้คนใช้คำอย่างตอบสนอง ตอบสนอง คล่องแคล่วว่องไว ก้าวร้าว’ Tom Rodi จาก Parlee Cycles ผู้สร้างสั่งทำชาวอเมริกันกล่าว

‘มีคำคุณศัพท์ 20 หรือ 30 คำที่คุณจะได้ยิน บางครั้งอาจมีคนพูดถึงจักรยานที่รู้สึก “ประหม่า” ท่อหัวอาจชันเกินไปหรือส้อมแข็งเกินไป

'มีให้ดูเยอะเลยครับ มีความแข็งแกร่งในการบิดของส่วนหัว ท่อบนและล่าง การตอบสนองการบิดของชุดโช้คทั้งหมด และมีความสอดคล้องตามแนวตั้ง – ความสามารถของสิ่งเหล่านั้นที่จะโค้งงอเมื่อทำปฏิกิริยากับความผิดปกติของถนน’

ที่เห็นได้ชัดคือไม่มีวิธีง่ายๆ ในการคาดการณ์การควบคุมของจักรยาน เป็นสิ่งที่ผู้สร้างเฟรมจะยังคงปรับแต่งและปรับแต่งผ่านการลองผิดลองถูกเช่นเดียวกับวิทยาศาสตร์

และเมื่อคุณได้โครงแล้ว ส่วนที่คุณติดไว้ก็จะมีผลเช่นกัน แต่ส่วนใหญ่วิธีที่คุณแกะสลักผ่านโค้งของกิ๊บนั้นจะขึ้นอยู่กับคุณ

วิธีจับจักรยานนั้นขึ้นอยู่กับผู้ขับเป็นหลัก