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如何选购山地车架2
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 目前,可以制造自行车车架的材料主要有以下几种:钢,铝合金,钛合金,镁合金,钪合金,碳纤维等等,一般市场上出现的车架主要有钢,铝合金,钛合金,碳纤维。钪合金和镁合金是最近的新兴材料,比较少见。­

要了解这些材料的特性,就有必要知道一些基本的概念和参数­

   1. 强度(STRENGTH)。假设挂在金属棒另一端的重量,重到足以使金属棒产生永久的变形,也就是说,当移开重物时,金属棒仍然呈现弯曲,无法完全回复原状,即所谓的降伏(yield)。使材料达到降伏的力量因材料不同而不同,这就是所谓的强度。强度和车架的耐用度相关但和骑乘品质无关。强度(strength)由材料的降伏强度(yield strength)决定。降伏强度和车架管材的品质、热处理制程及合金成份(某些品牌型式)有相当大的关系。­

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2. 刚性 (STIFFNESS) 假设一根金属棒的一端固定在夹具上,另一端加上一定的重量使得这根金属棒暂时弯曲,当把那个重物移开时,金属棒立即回复原来的型状。同样的重量加诸于不同材料时,会产生不同的弯曲程度,这就是刚性。刚性影响车架的骑乘品质,因为车架最怕在正常骑乘时发生变型。刚性决定于材料的弹性系数,而相当重要的是弹性系数和金属的品质及其合金的成份无关。举例来说,所有种类的钢,基本上具有相同的弹性系数。 ­

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3. 重量(WEIGHT)除了强度和刚性之外,重量也是一个议题。和刚性一样,重量受到材料合金成份的影响相当轻微。即便你的车架贴着"Lite Steel TM"(轻量化钢材),事实上,所有的钢材几乎具有相等的重量。 以下就是我们常见的几种材料的一些特性      ­

弹性系数(刚性) 强度 (降伏点 ) 重量(千克/立方米) ­

钢材 30 46---162  7800---8200 ­

铝合金 10-11 11-59(4-22退火后) 2700—3200 ­

钛合金 15-16.5 40-120       4500—4700 ­

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要注意,刚性和重量和材料的品质、热处理或合金成份无关。举例来说,所有的车用钢管,从大卖场的廉价单车到价值数千美元的单车都有相同的弹性系数30,以及490的重量。 由上表中我们可以看出,我们用这几种材料做车架,在管材的形状和厚度相同的情况下,铝制车架的刚性只有钢制车架的三分之一,钛制车架也只有钢制车架的二分之一的钢性。也就是说,钢的车架是最结实的。当然实际情况下没有人会这样做车架,所以这个结论也就是不客观的了。­

  铝作为一种在运动自行车上使用最广泛的材料,最大的优点就是他的重量。铝的刚性和强度都很低,但是铝可以通过增加单位体积上的材料来弥补这一缺憾,而重量仍然不大。另外相对于其他的运动自行车的高级材料,铝的价格很低。 目前使用在高档铝架上的铝材(6000系列、7000系列)都是运用在航天方面的高级铝材。和一般的普通铝材相比,这些铝材无论是在强度还是刚性上都有显著的提高。而且厂家为了保证强度,都采取了使用较粗的管材、增大横截面积的做法,所以大多数的铝车架看起来都很粗犷。 铝长时间使用外观不怎么变化。铝本身是很容易受腐蚀的金属,在空气中几乎不存在没有被氧化的铝,放置在空气中马上被氧化而形成很薄的氧化膜。为什么不生锈呢?原因是该氧化膜达到一定的程度时防止继续生锈,形成致密的氧化膜(三氧化二铝)。该氧化膜几乎是无色因此外观上不容易发现变化(有时会发白) 以上都是铝的优点,但是这种材料也有两个致命的缺点。­

1. 铝的金属疲劳性很差,为了说明这一点,我们看下面的几幅图。 我们可以很明显的看到,铝的可乐罐很轻易的就被捏出了口子,而钢的水果罐头则安然无恙。铝材做的自行车架的致命弱点就是骑这种材料制造的自行车时,骑的次数越多,应力发生的次数也高,强度也显著引起变化。近来为了谋求轻量,许多车架使用薄料来制作(薄的程度已达到极限)。这些都是使用没有疲劳极限的铝合金来制作车架,这也就是为什么在专业的使用强度下一个铝架只能支持2-3年的原因。 ­

2. 铝没有弹性,无法吸收骑行的震动。用铝材制作的硬尾车架会把绝大多数的震动直接传递到骑手的身体上。这就使铝车架坐起来相当的颠簸,乘骑的舒适感很差。 由于铝的这两个缺陷,使得它不适合做一般的硬尾车架。但是竞赛的XC越野车架大多数使用铝合金,这是因为铝的重量可以做到很轻,而通过热处理和抽管技术也可以获得很大的强度,这就使得铝车架的竞赛性能很好(竞赛性能当然不会考虑选手的舒适程度和产品的使用寿命了)。 而全减震车就没有这些顾忌了。由于拥有完全独立的减震结构用于吸收震动,并加上更为厚实和柔软的把胶和坐垫,铝没有弹性的缺点被完全的中和掉了。另外,铝较轻的质量使得它可以作成更大的截管面积,并在需要强度的地方进行局部的补强。所以说,铝是比较成熟而可靠的材料,并且在制作全减震车架的时候更有优势。 ­

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  钢是一种历史悠久的材料,从最普通的民用自行车到高端的竞赛级车辆,都或多或少的使用着钢材。除了冶炼技术的完善之外,钢也有其它材料所不能代替的优点: 1. 加工性能好,铬钼钢是历史最悠久的自行车素材,对它的研究时间也最长,因此它的加工技术已经发展到一个相当稳定的程度。 2. 强度大,从上文中我们可以看出相同体积下的钢材的强度远远大于铝合金和钛合金,因此合格的钢架的强度都可以让人放心。 3. 乘骑感舒适,钢是一种具有良好的弹性的金属,用钢制作的车架,可以吸收骑行过程中所带来的震动。因此钢架不会向铝架那样让人感觉不舒服,特别适合用来做旅行车架。 4. 钢的金属疲劳性要比铝强的多(从上文中的实验我们就可以看出来了),所以在相同的使用条件下,钢架的寿命也会比铝架长得多。 当然,钢架也有其不可克服的缺点: 1. 重量,在极度追求器材轻量化的今天,钢7。8/立方厘米的质量让所有人对他望而却步。虽然可以使用轻量化的钢材,并且用抽管技术把管壁抽得极薄,可是还是很难把钢架的重量减到1600克以下。而很多铝架的重量只有1400克左右。这也就是在竞赛级别的车架中很少看见钢架的缘故。 2. 生锈,相对于其他的材料,钢是比较容易生锈的。生锈会使钢的强度大幅度的下降,减少使用寿命。所以必须采取种种手段来防止钢材生锈。 所以如果不是追求竞赛级的重量,又考虑车架的耐用程度的话,钢架无疑是很好的选择。 ­

但是需要指出的是,目前国内好的钢架要比好的铝架难找。首先好的纲架并不便宜,向雷诺853系列的高级钢架要好几千,而意大利科那歌的钢架则要上万。另外由于人们对铝架的偏爱,使得钢架难以销售。随着国内的自行车巨人——中华自行车公司的倒闭,好的钢架在国内几乎绝迹了,这真是一个遗憾啊!­

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钛是一种新兴的金属,这种新材料具有非常优越的性能,是制作顶级车架的最好的材料之一。 ­

1. 钛合金可以制作重量很轻强度又很大的车架,从上表中可以看出,钛的强度和钢差不多,但是重量也只有钢的一半多一点,因此同样强度的钛合金车架会比钢车架轻很多。 ­

2. 钛合金具有非常好的弹性,这使得它在吸收骑行振动方面功不可没。用钛合金制作的车架具有非常良好的舒适性,而且钛是一种具有记忆性的金属,它在自己的形变范围内几乎具有无限的使用寿命,也就是说购买钛合金车架是一种一劳永逸的方法。(笑)一般来说,在专业的使用条件下,铝合金车架的使用寿命是2年,钢车架是8年,而钛车架则可以达到20年左右。­

3. 在正常的条件下,钛几乎不会发生腐蚀的现象。 有其利就回有其弊,钛合金也有其不可避免的缺点,目前来说最头痛的就是一个字:贵!! 按照金属的含量来说,钛其实并不是稀有金属。可是自然状态的钛元素一般以二氧化钛的形式存在着,提炼加工过程复杂,技术要求高,并花时间因此成本高。再有溶接加工极为困难,因为钛和氧的亲和力极强,和空气接触后马上变成二氧化钛,而二氧化钛硬而脆,该部分的强度会不断下降。必须用惰性气体小心焊接。通常所说的Tig焊接是:(Tig:钨、惰性气体的略语)用钨电极及氩气体进行弧焊接。钛的焊接必需隔绝空气下进行。由于以上原因钛车架价格很贵。一般国产的航轮和宝钛的3/2。5的 钛合金车架的价格大概在3000元左右,而如果象AIRBONE或者LITESPEED的钛架的价格甚至上万。但是如果考虑到钛架的使用寿命,这个价格也就不会感到那么离谱了。 ­

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碳纤维作为一种高科技材料使用在自行车上是最近十年的事情。严格来说碳纤维并不是单纯的碳元素,而是碳元素经过编织加工后利用环氧树脂粘和加固的一种混合物。早期的碳纤维由于技术上面的原因,使用的环氧树脂甚至会在阳光下分解。随着科技的进步,这种优秀材料的种种缺点在被逐渐克服。比如德国的K车架就使用了高级的16K的碳纤维,这种碳纤维的强度甚至超过了钢材,并且拥有终身保用的质量承诺。 一般来讲,碳纤维作为自行车的材料拥有以下几个特点:­

1. 极轻的重量:1200克左右的碳纤维公路架已经到处可见了。由于碳的质量仅有1。6克/立方厘米,所以制作1公斤左右的车架已经不在是梦想。 ­

2. 吸收冲击性能好。碳纤维可以有效的吸收震动,并且保持很好的刚性。这种特点使得它成为很好的竞赛级的材料。 ­

3. 可以制作各种形状的车架。和一般的金属车架的制造过程不一样,碳纤维车架一般是先制作模具,然后在模具上付上碳纤片,最后用环氧树脂进行粘固。这种制作过程可以利用空气动力学作成风阻极小的车架。 ­

目前这种材料的毛病主要是以下两点: 1. 复杂的应力计算。构成碳纤维车架的是碳纤维,它的特点是拉伸强度强,但剪断强度弱,加工时需要进行复杂的应力计算(纵刚性、横刚性),根据计算把碳纤维片重叠成型。一般来讲,碳纤维抗面的冲击相当好,而抗穿刺能力就很差了。就是说你横摔竖拍不要紧,就怕的是横摔竖拍的过程中碰到一两块锋利的小石子,那可就不是拿去焊一下就可以解决的了。 2. 价格昂贵,和钛合金相比,碳纤维车架的价格有过之而无不及,向顶级的碳纤维车架的价格都要上万,而科那哥的C40和C50的价格甚至超过2万元。这主要是因为碳纤维车架的制作过程需要很多的手工,并且报废率很高,造成成本的大量上升。­

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从外观上我们可以很容易的把这几种材料的车架区别开来。风格粗犷,造型狂野的是铝架。 管体纤细,骨感十足的是钢架。而那没有任何涂装,浑身散发着金属光泽的就是钛架。碳纤维的表面则覆盖着各种3D布的表层,极具现代感。 ­

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车架选择 ­

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山地车的确是一件很棒的运动器械,但遗憾的是大多数人并没有买到最适合他们的山地车。在我们周围有很多这样的人:他们见到全避震车看起来很COOL,就专门买全避震,尽管自己只是在公路上骑车;看到碟刹的外型很COOL,而且很贵,就以为碟刹一定好,非碟刹不买。其实这些都是没有目的性的盲目消费,结果更多的是暴殄天物。­

自行车及其零配件有很强的针对性,不合适的零件,再怎么高级装在车上也不会发挥其真正的用途。对于一辆自行车来说,车架无疑是最重要的,山地车也不例外。很多新手装车的时候最大的失误就是先决定车上用什么XT的套件,什么叉子,等把自己装车的预算用得差不多了才去选购架子。曰:“架子无所谓。”殊不知车架是车的灵魂,对于车的操纵性能起着至关重要的作用。决定车子稳定性的是什么?决定车子转弯快慢的是什么?决定车子是否舒适的是什么?决定车子更适合上坡还是下坡的是什么?决定车子对骑手动作反应程度的是什么?不是XTR的后拨,也不是ROCKSHOX的叉子,而是车架。因为其他所有零件都是按照车架的设计而选择的。车架直接或者间接的影响着车性能的每个方面;车架是决定车性能的第一个标准。但是,当各式各样的车架摆在你的面前,你对他们了解吗?你是否会有眼花缭乱的感觉?市面上山地车的车架种类很多,每一种车架都有其特定的用途,每一种车架都有各自的拥戴者,那么怎样才能选择出一个适合自己骑乘的车架呢?下面的文章就是专门针对这个问题而写的。­

车架的类型山地车经过几十年的发展,已经产生了很多专用的设计。目前山地车架子大部分属于下面几类:­

越野(cross country/XC),­

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速降(downhill/DH),­

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绕标赛(dual slolam/DS),­

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以及自由骑行(freeride/FR)。­

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这些类型中,越野车的灵活性比较高,可以说除了最崎岖最陡峭的地形以外,越野车能胜任包括山地和公路在内的所有地形。速降和绕标赛用车则针对性很强,只能适应在下坡道和设计好的赛道内骑行,对于上坡和公路骑行则完全不能胜任。自由骑行类车是个很新兴的类别,界于越野和速降之间;它的一个极端是比较结实的越野车,而另一个极端则是轻一些的速降车。由于这类车与其他车型的界线还比较模糊,在本文中暂且不作介绍。­

由于新手对自己的能力和喜好还没有很明确的认识,笔者建议新手选择灵活多用的越野车。相对来说,购买入门级别的越野车设备的开销比另外几种车要低,而且如果新手有意尝试速降或者绕标骑行的话,可以改装自己的越野车进行试骑(当然不能是太激烈的,终归越野车的车架不是为那种骑行设计的)。还有一个优点是换上光头胎的越野车是最适合在城市里作为交通工具的。为什么这么说?因为城市里骑车经常要紧急下车。公路车的上管太高,紧急下车时一个不小心身体“某些部位”会受伤害;如果使用自锁脚踏或者脚套的话则更危险,整个人和车就会平拍下来。越野车的设计就是要提供很低的上管,这样下车时候不用担心被硌到;同时越野车的转向比公路车快,这是由比较陡的头管(越野车70-71.5度,公路车则一般都在69度以下)角度决定的。最后一点就是因为轮子相对小而且宽,针对中国国内的道路状况来说要更加的适合。­

硬尾,软尾,以及全避震越野车根据车架的设计不同而分为3大类:硬尾,软尾和全避震。每个设计都有自己的优势。­

硬尾车架需要的维护很少,而且价格便宜,在同价位的车架里一般是最轻的。在骑手蹬踏的过程中几乎没有能量损失。但是它的缺点是舒适性比全避震车架差,在崎岖的路面上高速行驶时后轮可能被颠得离开地面而使车失控。­

软尾车架在后座撑的位置上有个结构类似后避震器的被动阻尼(Passive Damper)。其原理解释起来冗长,但是它的效果是让传递到人体的震动稍微小一些,并且后轮与地面的接触比硬尾更紧密(但是不如全避震。有很多用户反映软尾感觉和硬尾一样,只是控制和抓地好一些),给骑手更好的控制。和硬尾车架一样,软尾车架在骑手蹬踏的过程中几乎没有能量损失。这种架子比硬尾重,比全避震轻,所需的维护也介于硬尾与全避之间,属于折中设计。­

全避震车架的情况比较复杂。根据避震结构设计以及后避震器的性能,不同的全避震架子之间性能上有很大差异。一般而言,全避震车的必然劣势包括:­

1.        要求很多的维护,而且后避震器需要比较精确的设定才能达到预期的效果。 ­

2.        同价位上比其他两种架子重400-500克。 ­

3.        大部分全避震车架都会吸收一部分骑手蹬踏的能量。但是全避震车的舒适性,抓地性能和在颠簸的路面上的优秀控制性能是前两种架子不能比拟的。 ­

在选择全避震车架的时候,骑手必然要考虑避震的优与劣。在国内,就笔者在北京所见而言,优大于劣的全避震车架只有GIANT的NRS和GT的iDrive。另外有些车架属于国外老旧产品或者国内厂商的仿制品,且多为单转点,后避震器缺乏回弹阻尼的低档产品。这些车的避震在山地骑行时只能帮倒忙,上坡的时候让骑手耗费过多的额外能量,下坡的时候由于后避震器没有阻尼,后轮在回弹的时候离地,而且弹得比硬尾还要高,真是越帮越忙。(这里提醒各位:千万别贪图便宜购买仿冒产品。这些产品大多只是仿了个形状,而忽略了原设计的性能优化以及车架的局部加固等重要细节。)­

就国内情况而言,硬尾车是新手的最佳选择。­

原因之一:国内的自行车店还很不全面也很不规范,全避震车架一旦需要专业维护,不但零件不好找,也缺乏相关的技术支持。能提供保修或者保用服务的车店更是凤毛麟角(大部分车店并非品牌车架的授权代理商)。­

原因之二:软尾车在国内很少见,而全避则需要比较细致的调整才能发挥后避震的性能。­

原因之三:其他配置相同的时候,全避震车比较贵;在对自己的兴趣还没有准确的了解的时候,新手不宜花大价钱买高档车。万一以后发现这种骑行方式并非自己所爱,钱岂不是白白扔了?­

原因之四:骑硬尾车更能培养骑手对车的控制能力,以及各种骑行技巧。另外,除非自己居住地附近的山地非常崎岖,硬尾越野车骑起来不会比全避震差。如果买的车将同时用以代步,硬尾车在公路上比全避震有优势(轻,没有能量损失)。­

尺寸购买车架的下一步是选择合适的尺寸。在车架的中管上一般都标注了车架的“尺寸”。但是这些“尺寸”并不提供什么有实际意义的数据。车架尺寸的测量因厂商而异。一部分厂商从中轴的中心量起,一直到中管的顶端。这种测量方法叫center to top;GIANT自行车的尺寸就是这样测量的。一部分厂商从中轴中心量起,量到上管与中管交点的中心。这种测量方法叫center to center,在国际上比center to top更流行一点。但是这两种测量方法都没有说明这架子真正适合的骑手体形。举个例子,GIANT的19寸ATX840车架(中号)大致和笔者自己的16.5寸(小号)Mrazek Boh FX车架相当。如果光听两个尺寸号,谁能知道两车的尺寸如此接近?­

购买车架时,最重要的数据是standover clearance,意即人跨在车上(大约站在车座到头管的中点),车上管距离裆部的距离。因为和上面讲的城市内骑行一样,山地骑行经常需要紧急下车,上管低一些,下车的时候就不至于被上管硌到。下一个重要的数据是上管的水平长度,即从头管与上管交接处到中管(或其延长线)的水平距离。这个距离太短,骑手要弓腰驼背才能骑车,当然不行。稍微短一点,骑手的的坐姿比较直立,尽管休闲的时候可能很合适,但是在山地里则受局限——上坡的时候为了保证前轮不离地,骑手需要将身体前移;如果上管短,车把就过分靠近骑手身体,骑手的膝盖所能运动的范围很受影响,而且也影响骑手控制方向。这个距离太长则骑手的姿势伏得很低,时间长了会腰酸背痛。­

国外有很多根据个人身体数据计算合适车架尺寸的方法。但是从来没有一个计算方法可以适应每个人。唯一百试不爽的方法就是试骑(这是废话,我知道)。大部分新手还都比较习惯坐姿比较直立的车,也就是倾向于选择上管比较短的。笔者的建议是试骑用100毫米水平把立的车,以感觉稍微有一点前伸为宜。这样如果后来发现车把距离过远可以将把立换长换短,而不用更换整个车架。­

大部分越野车架的头管(与水平的)角度在70-71.5度之间,中管角度在73度左右。前后轴距在110厘米左右,中轴到后轴距离在42.5厘米左右。上管及中管的长度则因尺寸而异。­

做工做工的好坏很难一言蔽之,加之国内充斥假货和仿冒品,笔者在这方面实在是经验不足。只记得检查车架的序号以及焊点是否均匀,各管连接处是否对接整齐,后轮安装上之后是否与上管呈直线。建议读者到信誉比较好的车店购买知名品牌的产品,尽管价格偏高,但是一个好架子装出来的车与下等架子装出来的车骑行感觉很不一样,在车架上多花些钱是值得的。­

车架材料很多人看到市场上低档车多为钢架,而运动级别的车铝架最多,因而认为铝是车架最好的材料。其实不然。目前铝架充斥市场最主要的原因是铝的加工和焊接工艺简单且廉价,而高档钢管和钛管的工艺则要复杂得多,碳纤则更是复杂。国外的一般观念是对于硬尾车架,铬钼钢(Chromoly/Cromoly)被一般认为是最好的车架材料;对于软尾车架,钛是首选;全避震车架则是铝最合适。­

常用的车架材料有6000系列和7000系列铝,铬钼钢,3al/2.5V钛,和各种碳纤(下面的铝,钢和钛均指前面提及的几种材料)。这些材料各有优缺点。目前碳纤成为成熟的车架材料还是几年之内的事,而且碳纤车架多要求手工制作,因此碳纤车架价格还是比较贵,同时碳纤对于划伤的抵抗能力差还是个未能完全解决的问题(RACEFACE公司的NEXT碳纤曲柄都要外包铝壳,就是为了减少对碳纤的擦伤和划伤。)这里对碳纤暂且不做评论。­

铝的密度低但是相对比较软,而且抗疲劳能力很差。想象一下把可乐罐捏来捏去,没几次就开口了,对吧?这也是为什么铝架一般都有可拆卸的后拨挂架,因为铝后拨挂架一旦被撞弯,再扳回去之后强度大减。铝管材靠大管径来增加刚度。由于铝的低密度,铝管可以口径很大且很厚而减少局部的变形。但是用在硬尾车上,铝的这个特征造成了一个问题,就是从后轮传过来的震动一点不漏的到达了车座(用铝网球拍打过网球的读者应该体会过这种感受),并且经常与铝管本身共振。即使有车座的阻尼作用,很多震动就直接作用到了人体上,使骑行舒适性打了不少折扣。­

相对的,钢和钛的金属寿命和极限形变都比铝要高的多,钢管和钛管的管径都比铝管小得多,而且可以有一定的形变而不造成永久损伤。因此硬尾上钢管或钛管制造的后三角有一定的阻尼能力,能够减小传到车座的震动幅度,一些小震动能够完全被后三角隔离掉。这样一般而言钢和钛的硬尾架在骑行舒适性上比铝架好的多。这点笔者有很深的亲身感受。­

钢和钛之间,钛架需要在无氧状态下焊接,对设备和工艺要求很高,因此钛架价格昂贵且很难被修复(顺便提一句,经过热处理的铝架也很难被修复,因为再焊接的时候破坏了原先的热处理效果)。钢架则不同,对于设备要求并不很高,相对价格比钛架低,而且在损伤之后可以被修复(笔者一位朋友的钢架车就曾经动过大手术,之后骑行没出过问题),因此被推为硬尾架的合适材料。锈蚀的问题,各位不必挂怀——高档的钢管,比如Reynolds(雷诺)的钢管系列, True Temper的OX系列等,有很好的抗腐蚀性。而且钢架内部可以用亚麻油做防锈处理。­

软尾车的特点是后三角的形变比较大。在金属寿命和极限形变方面,钛管比钢管又高了一筹。在极限形变范围之内,钛的金属寿命几乎是无限,因此在软尾车上很适用。­

在全避震车上,小震动大部分都被后避震器(临界阻尼)隔离了,铝管的劣势被中和。但是由于全避震车结构复杂,很多部位对于局部强度要求很高。大管径的铝管正好可以发挥优势;再加上铝材价格便宜,可以降低整车的成本,所以铝管是全避震车的首选。市场上的6000系列铝和7000系列铝之间的差别主要表现在车架加工阶段,什么型号的铝材和这些铝材制成的成品车架水平没有直接关系。­

好了,通过对车架的描述,我想大家在选择车架的时候已经有自己心中的目标了吧?­

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