认识小轮径折叠车

炳哥

（转杭州骑行网和骑士）
小轮径，对于骑行与性能产生了怎样的影响？
  
这个话题，只在小轮折叠车的范围内展开，原因是明显的：公路车、山地车这两大主流车系，经过几十、上百年的发展演化，已经基本形成定局：标准公路车轮径为700C、标准山地车为26寸轮径。唯独对于折叠车来说，轮径的规格最为复杂繁多，可谓百花齐放、百家争鸣！既有少数采用与标准公路车、山地车相同轮径的折叠车，也有更多的其它小轮径规格，包括24寸、20寸、18寸、16寸、14寸、12寸、还有更小的8寸、六寸等。从目前来看，折叠车的轮径仍以20寸为主流、占有最大的用户群体。
  
为什么大多数折叠车都采用了比标准公路车、山地车更小的轮径？基本理由是出于折叠的需要――因为它是折叠车，要充分体现其便携易用的特点――减小轮径有利于缩小折叠后体积、方便于提携与存放，这是折叠车的一个重要指标。当然，缩小轮径也还有其它方面的理由、或者说意义――有利于减轻轮组与整车重量、转向操控更加灵敏而有利于市区道路的穿行、从人车比例上更有闲适的骑行感，如此种种的理由吧。
  
而当采用了这种更小的轮径后，对于骑行、对于整车性能方面究竟会产生怎样的影响?

采用较小的轮径后，首先影响到的是车辆配置中速比与齿比的变化。
  
按人们习惯的思维，觉得小轮车是肯定跑不快、跑不远的，为什么呢？因为轮子小嘛。。。这似乎是一种理所当然的观念。还记得当初我第一次骑20寸的折叠车EA062参加车队的百公里骑行活动时，许多车友都投以不屑的目光，而后在骑行途中被一一超过、甩掉后才觉到了郁闷（多半是山地车）；当我用16寸的PSL跑完160公里回来、并以27km/h 的平均速度跑完70公里行程，也有人瞪大眼睛表示怀疑。。。这些都是很正常的，因为没有将“速比”的因素充分考虑进去。人体发动机的功率确实是非常有限的，人体发动机驱动双腿所能达到的最高蹬踏频率，也同样是有限的，因此在一定的齿比下，小轮径车在理论上速度应该是慢于大轮径车的。但是影响一辆车骑行速度的（理论上），其实是“速比”：“速比”＝“齿比”ד轮径”。也就是说，只要在配置中达到足够的“齿比”（足够大的牙盘齿数、足够小的飞轮齿数），小轮车也一样可以拥有与大轮径车同样的速比、同样的理论高速度！所以通常小轮折叠车（特别是运动型折叠车）为了达到较高的骑行速度，往往会采用比标准轮径单速自行车更大的齿比，以提高极速性能和巡航速度（从理论上说，只要满足一定速比的要求，小轮车完全有理由跑得与大轮径公路车一样快、甚至更快――不过这仅仅是理论上的，在实际中仍会受到种种限制，事实上小轮折叠车永远不可能达到或超过公路车的速度，尽管它可以跑得相当不慢，这个后面再讨论）。
  
轮径的缩小，对于骑行性质本身也产生了若干影响。更小的轮径，使得轮组重量得以减轻，起步加速性能更好；更小的轮径，使得车把操控更加灵活、灵敏，更有利于应对城市道路人流车海的复杂多变环境而游刃有余；小轮径车在整体人车比例上看，更加给人以轻松休闲的感觉，感觉骑车本身是一种游戏和玩耍。。。这些是小轮车的优越性所在，这些特性与折叠车的特性相符的、是小轮折叠车优势的体现。
  
不过凡事总是有利则有弊――所谓“得失相倚”！更小的轮径也同时给骑行带来一些不利的影响，以下着重就此相关方面作一些探讨：
  
更小的轮径，使得车轮惯性较小，起步虽快、但保持速度却不易；更小的轮径，使得车辆的路面通过性能（跨越能力）降低，在较差的路面上受到更多的限制，更多地受到骑行环境的影响；更小的轮径，可能使得车把显得过于灵活而不易操控（这几乎是每一个新手第一次骑这种车时都会共有的感觉），也就是操控稳定性会有所降低，特别对于新手来说，可能有安全方面的影响；小轮径车给人以“玩具”、“女士车”、“童车”的不好印象。。。这是同一事物的两面性、其不利的一面.

小轮折叠车是一个相当复杂的东西，小轮径所产生的影响还远远不止于此。当采用子较小的轮径时，它对于整车设计中、不仅仅是在齿比，而且在构架、刚性、通过性能、滑行性能等各方面都会产生相应的影响，这些因素也最终会影响到整车性能的表现、并对骑行本身产生一定影响。
  
第一是骑乘重心的变化。
  
这里所指的重心有两种概念：一个概念是“绝对重心”――车手在骑行状态下的高度与重心。小轮折叠车的设计中，通过座垫高度、车把位置、中轴位置及前、后轴间距的调整，完全可以使得它的骑乘姿势与标准大轮径自行车达到一致（注重人体工学设计的小轮折叠车，不会因为轮径变小而影响骑乘姿势与舒适性，不管是20寸的SP8、或16寸的PSL，实际骑乘姿势和感觉，与大车都没有太大差别），那么这时的实际重心高度，与骑行标准轮径大车时是基本一致的。另一个概念是“相对重心”――相对于车轮运动的滚动转轴（前、后花鼓）而言，骑小轮折叠车时的重心则偏高――虽然骑乘者的高度不变、但因为较小的轮径，轴心的高度比标准大轮径车降低了许多。举个简单的例子：当在骑行途中遇到同样一块凸起物时，大轮径车也许可以无视它的存在、直接碾轧过去，而小轮径车可能因此突然受阻而导致车手向前翻出；当在高速骑行中以前刹制动时，小轮径车更容易发生前翻现象――这就是因为小轮径、相对重心较高所产生的影响。
第二是小轮径对于整车构架上产生的影响。
  
因为小轮径车的缘故，车架头管与碗组的位置要低得多，然而车把的高度却必须满足骑乘者的身高要求、不会因为轮径变小而有理由降低，因而更长的头管此时就成为一种必须；但它还不仅仅是小轮车、而且是小轮“折叠”车，为了“折叠”的缘故而不得不采用活动接合式的折叠式头管、或者拆卸式头管，如此，一方面那长长的头管将产生更大的杠杆效应、且刚性不足，另一方面活动接合式的设计更带来了结构上的不稳定性，同时这种长头管设计，对于车架头管及碗组的强度，也带来更为严峻的考验，大多数小轮折叠车的头管都有刚性不足的共同弱点、不适合大力摇车骑行。与标准运动自行车相比，在加速冲刺时或者爬坡时，可以拽车把借力与发力，但这种做法对于小轮折叠车来说则不太适合。。。爬同样的一座山，我在使用公路车、SP8、YA612时，有着极其鲜明的不同感受：骑700C公路车时可以放心地大力拽把摇车，骑20寸的SP8时可以稍加借力，骑16寸的YA612时完全靠腿去蹬，双手只是扶把而已，那长长的车头管实在是太软了，如果去大力拽把，很担心车头管会一下子就被拉断！
  
采用更小的轮径后，同时也为了折叠的设计，使得小轮折叠车的车架高度通常较低矮，没有足够的空间使用公路车、山地车那样的三角形稳定结构设计，车架多半都采用单横梁式构架，同时更是出于折叠的需要，大多数小轮折叠车都使用了车架横梁中断式折叠设计（以DAHON折叠车为典型代表，世界知名品牌的还有Brompton、KHS等，也都是同类构架，其它品牌的更是不胜枚举，仅有Birdy、Go Bike等少数几款采用了车架无折叠的设计算是例外，要兼顾折叠的便利性与一定的性能，这确实不是件容易的事！）。由于小轮折叠车低矮的车架，因而必须采用更长的座杆，以满足骑乘者达到合理骑行姿势的要求。为了解决座杆强度问题，所以小轮折叠车的座杆通常采用比标准运动自行车更粗的直径。低矮的车架、长长的头管与座杆、单横梁式（并带有折叠关节）构架，这样的车架在强度、刚性、轻量化等方面都是无法与标准公路车、山地车相匹敌的，而车架却是一辆车的灵魂、是决定其性能的根本点所在。较小的轮径、以及折叠关节的存在等等。。。种种因素相互交合，最终直接或间接地对于折叠车的整体性能产生影响，并决定了小轮折叠车的性能、用途与使用环境，注定了它是属于“休闲运动”的类型，而不适合作为竞速或越野等“极限运动”。DAHON折叠车中即使是装配了前后避震器的小轮折叠车，也都在车架醒目位置上注明“不得用于越野”的警示字样；即使是车架无折叠的前后避震型折叠车Birdy，太平洋公司也一样郑重提示不得用于Off Road骑行。
第三，是小轮径自身对于骑行与性能的影响。上面所讨论的，主要还是由于小轮径的采用，连带产生的车体构架上的变化、骑乘重心分布的不同等，以及这些对于骑乘与性能表现的影响。那么小轮径本身，对于骑行与性能究竟有怎样的影响呢？前面说过，较小的轮径有利于减轻轮组重量、提高起步与加速性能、有利于更加灵敏地控车，但不利于保持速度、而且对于路况的适应能力降低。而其实在这里影响小轮车性能发挥的，还有其它一些因素，其中包括花鼓的磨擦阻力、更包括骑行中的滚动磨擦与阻力。先说花鼓的磨擦阻力，这一点比较容易理解：因为轮径较小，要想达到与大车同样的速度，必须依赖于车轮更快的转速来实现，从理论上说，小轮径车对于花鼓的顺畅度，应当有更大的依赖性和更高的要求。我们以700C的公路车作为参照，对比看看下面的数据：使用700*23规格车胎的公路车，轮周长约为2.133m，在30km/h的时速下，车轮转速为234.4转/分钟，即3.9转/秒；假设为20寸轮径的小轮折叠车（以20*1.35规格为例，轮周长为1.490m），要达到同样的时速，车轮转速则需要达到335.6转/分钟，即5.6转/秒。从这里看，车轮转速的提高所造成的影响似乎还不算太大，自行车花鼓原本就只是低转速轴承，略提高一点转速，在实际骑行中倒不会有明显的磨擦阻力感觉，只是加快了轴承与车胎的磨耗而已。。。。。。然而，当轮径进一步缩小，到了8寸、6寸轮径的时候，这个花鼓转动的磨擦阻力问题，也许就有必要重视了。以8寸轮径的Carry Me为例，轮周长为0.635m，要达到30km/h的时速，车轮转速需要787.4转/分钟，即13.1转/秒。当然，此方面的影响目前只是猜测，因为我还没有具有试骑过这种超小轮径车。（以上车轮转速的计算公式为：30000米（1小时行程）÷轮周长（单位米）÷60（分钟），计算结果的单位为“转速/分钟”。不知这个计算公式是否正确？还请各位帮忙看看。。。PS：偶的数学成绩一向不好）再看看路面磨擦阻力对于不同轮径的骑行性能影响――这又是影响小轮径车性能发挥的更重要因素（类似的问题，记得以前好象讨论过，现在重新提出来探讨一下）。当自行车在行进中，车轮通过车胎与地面接触，由于承受了车手与车的重量负荷，以及受路面平整度、硬度的影响而产生磨擦力。这个磨擦力一方面是车手驱动车轮前进、或者捏闸促使车子停止时，所必不可少的依托（我们通常称其为“抓地性能”。抓地性能还与车胎、路面环境等有关，但不在本话题讨论范围）；另一方面它又是自行车在骑行过程中所需要克服的主要阻力之一（我们习惯称之为“滚动阻力”或“路阻”。此外还有风阻、传动系统的机械磨擦阻力等，也不在本话题讨论范围）。。。。。。这是一个矛盾体的对立两个方面：如果完全没有这种磨擦力，那么车子既无法前进、也无法停止；如果这种磨擦力太大，又会严重影响骑行效率和速度、耗费车手太多的体力。

炳哥

回复 1# 炳哥

第一种完全没有磨擦力的情形，在实际骑行中几乎不可能出现，毕竟有车手、车身共几十公斤、甚至一百多公斤重力负荷的存在。当路面材质、硬度与平整度，以及车胎与胎压相同的情况下，这个重力负荷越大、磨擦力也就越大、滚动阻力也越大。通常为了达到更加轻快骑行的目的，我们会通过种种方式，尽可能地减小这种滚动阻力；而当减小滚动阻力的同时，抓地性能也会随之降低、包括制动性能。比如公路车就是一个极端的例子，它采用细车胎、高胎压，以最大程度地减小路阻的影响以提升速度，然而公路车的制动性能也是相对较弱的，因为它的设计中所注重的是效率与速度，公路车夹器的制动性能远远达不到山地车V刹的制动性能，为什么公路车不选用性能更强的V刹？因为实际制动性能不仅与夹器有关、还与其抓地性能有关，它的低阻车胎实际抓地性能有限，更加强悍的夹器并不能实际提升其制动性能――严格意义上说，公路车是为在平整公路上无障碍骑行环境而设计的！


再回到原来轮径的话题：不同大小的轮径，会对于滚动性能和抓地性能会产生相应的影响么？我这里的答案是肯定的，原因也就在于抓地性与滚动阻力这一对矛盾的影响。
  
首先，车轮（包括车胎在内）的圆整度，是保证轮子得以顺利滚动的基本前提，如果一只轮子不够圆整，那么它当然是无法在地面上顺利滚动的，这是基本常识；其次，事实上在骑行中，车轮通过外胎与地面接触的部位，并不是理论上的一个“点”、而是一个“面”，这是由于重压而导致车胎与路面接触部位的变形而产生的。以下用略为夸张的图示来作说明：
当使用较大的轮径时，车轮与地面接触面的变形程度，相对于其轮径的圆整度来说影响较小，或者说微不足道；而当使用小轮径的轮子时，这种变形，相对于小轮径圆整度的影响则相当明显！这种形变对于两种不同轮径车轮滚动性能的影响，也就不言而喻了。。。。。。轮径越小，这种阻力对于滚动性能的影响也就越大！骑过标准公路车或山地车，再骑小轮折叠车时，会感觉到这种车的滑行性能有所不及，骑超小轮径迷你折叠车时更是不能停脚，一旦停止蹬踏动作，车速就会很快跌落下来，而不象公路车那样在停止蹬踏后仍可以保持一定速度滑行很远距离。这里除了超小轮组本身的惯性不足的原因、除了路面平整度的影响外，其它主要的原因恐怕要从这里找找答案了。


那么，是否可以通过极高的胎压、极细窄的车胎，来减少使用小轮径车轮时的这种变形产生的阻力影响呢？理论上是可以的，实际上又是不可行的，因为不论打到多高的胎压，这个车胎与地面的接触面始终会是一个“面”、而不会是一个“点”，并且当这个接触面缩小到一定程度时，又对抓地性能、制动性能产生明显影响，过高的胎压既影响到骑乘舒适性，更是涉及到制动安全性问题――如果车轮与地面之间达不到一定的接触面积、没有足够的磨擦力，抓地性能从何而来？制动性能从何而来？18寸轮径的Birdy，我在实际骑行中遇过几次紧急刹车的险情，明显感觉到紧急制动前、后轮一起往前飘，而曾有段时间骑山地车时也遇过类似的紧急刹车，也是使用与Birdy同样粗细的光头胎，却要稳定得多。。。。。。这种在于大轮径车可以基本忽略的问题，对于小轮径车、特别是超小轮径车来说却成为一个难以解决与平衡的难题，所以我一直不提倡小轮径、特别是超小轮径折叠车高速骑行，就是这个原因――相对来说，那些速比、重心、轴距等等都不算是什么难题了。
  
上面所说的还只是在一种较理想的状态下、是在完美平整的道路下骑行的情况，小轮径车在实际骑行环境中遇到的阻力，还有路况的因素影响。骑行路面的些许平整度变化，对于较大轮径的车子来说基本可以忽略，而对于小轮径的车子来说却可能产生不小的影响。不同大小的轮径，在这方面所受的影响程度有不同，越小的轮径、所受到的影响则越大。即使是在当前现代化程度很高的城市中，又有多少是绝对平整的道路？？？可以作个简单的比喻：一个小土堆，对于大象来说只是平地，而对于蚂蚁来说是一座大山！
  
基于以上种种原因，小轮径的折叠车永远不可能达到或者超过公路车的速度与性能，这是肯定的；超小轮径折叠车在性能上尤其受到更大制约，这也是我从不在性能上对迷你折叠车有所指望的原因――如果选择超小轮径的迷你折叠车，那不会是因为它有出色的骑行性能，而是因为它突出的便携性、更能够满足一些特殊场合下的使用。
  
一辆小轮折叠车，既要求它有绝对的轻量、小巧折叠体形，又要求它有卓越的性能，那是不可能的事情，只能根据自己的实际需求、有所偏重地选择适合自己的类型。
  
上面说了小轮径折叠车的种种性能制约与不足，不过话说回来，尽管存在这种种性能和使用上的制约，我们却仍然还在用它，那些性能制约并不妨碍、不影响我们继续喜爱它、拥有它、垂青于它、钟情于它，原因何在？那是因为：当我们选择了这些小轮折叠车时，并非完全寄希望于它的绝对骑行性能，而是看中了小轮折叠车所独具的、同时也是标准公路车或山地车所无法拥有的其它某些特征、某些特质：如便携性、易存性、多功能性、休闲性、随意性，等等。。。。一些配置不错的运动型小轮折叠车，其性能已足够满足一般性骑游活动、骑行训练及健身的需求；一些设计简约、配以合适速比的折叠车，能更好地满足城市通勤的需求、而且具有更多的方便性；一些极小轮径的迷你型折叠车，又正可以解决某些特殊场合下的携车使用需要。。。各种不同品牌、不同设计、各种不同轮径的折叠车，都以其各自的特色展示光彩，并走向大众、走入生活――以我个人的感受来说，这些小轮折叠车，比起专业的公路车或山地车，更加贴近生活和融入生活，提高生活品味，这个理由已经相当充分了吧！

MING

分析的真专业,上回去松山湖骑过山哥夫人的DAHON一段,确实被我飚到42.5,我那辆山地要飚到这么高也得尽全力了

桃源闲人

印象中我骑P8还没上过30公里，找个机会俺也冲刺一次，看看自己的最高纪录是多少

老遇

老大，折叠车一般来讲不太稳，冲刺的时候可要注意啊！

炳哥

老大，折叠车一般来讲不太稳，冲刺的时候可要注意啊！
老遇 发表于 2010-4-2 10:38

闲老急了！

京里

有时间一定学习，谢谢炳哥了。

MING

老大，折叠车一般来讲不太稳，冲刺的时候可要注意啊！
老遇 发表于 2010-4-2 10:38

遇叔放心,我是在一段很好的路段上试了一下峰值而已平时不敢的.

阿坡

目前为止还是对小轮车不感冒。

林子101688

很好的技术贴，一字一句拜读了！