變速腳踏車

變速腳踏車

變速腳踏車是一種賽車,車輪細窄,目的是最大限度減輕車身重量,使騎行輕便、高速。腳踏車變速系統的作用就是通過改變鏈條和不同的前、後大小的齒輪盤的配合來改變車速快慢

前齒盤的大小和後齒盤的大小決定了腳踏車旋動腳蹬時的力度。前齒盤越大,後齒盤越小時,腳蹬時越感到費力。前齒盤越小,後齒盤越大時,腳蹬時越感到輕鬆。根據不同車手的能力,即可通過調整前、後齒盤的大小調整腳踏車的車速,或是應對不同的路段、路況。

基本介紹

  • 中文名:變速腳踏車
  • 外文名:ECEFWCEFDS
  • 類型:賽車的一種
  • 誕生地:歐洲
  • 特點:騎行輕便、高速等
  • 流行:20世紀80年代
組成,部件,車架部件,鏈條,外胎,腳蹬部件,前叉部件,飛輪,使用,

組成

在腳踏車的車架、輪胎、腳踏剎車鏈條等25個部件之中,其基本部件缺一不可。其中,車架是腳踏車的骨架,它所承受的人和貨物的重量是最大的。按照各部件的工作特點,大致可將其分為導向系統、驅動系統制動系統
變速腳踏車構造變速腳踏車構造
1、導向系統:由車把前叉、前軸、前輪等部件組成。乘騎者可以通過操縱車把來改變行駛方向並保持車身平衡。
2、驅動(傳動或行走)系統:由腳蹬、中軸、鏈輪、曲柄、鏈條、飛輪、後軸、後輪等部件組成。人的腳的蹬力是靠腳蹬通過曲柄,鏈輪、鏈條、飛輪、後軸等部件傳動的,從而使腳踏車不斷前進。
3、制動系統:它由車閘部件組成、乘騎者可以隨時操縱車閘,使行駛的腳踏車減速、停駛、確保行車安全。
此外,為了安全和美觀,以及從實用出發,還裝配了車燈、支架、碼錶、指南針等配件。

部件

下面來具體介紹一些與力學知識有關的腳踏車部件:

車架部件

車架部件是構成腳踏車的基本結構體,也是腳踏車的骨架和主體,其他部件也都是直接或間接安裝在車架上的。
車架部件的結構形式有很多,但總體可以分為兩大類:即男式車架和女式車架。
車架一般採用普通碳素銅管經過焊接、組合而成。為了減輕管重量,提高強度,較高檔的腳踏車採用低合金鋼管制造。為了減少快速行駛的阻力,有的腳踏車還採用流線型的鋼管
由於腳踏車是依靠人體自身的驅動力和騎車技能而行駛的,車架便成為承受腳踏車在行駛中所產生的衝擊載荷以及能否舒適、安全地運載人體的重要結構體,車架部件製造精度的優劣,將直接影響乘騎的安全、平穩、和輕快。一般輻條是等徑的,為了減輕重力,也有製成兩端大、中間小的變徑輻條,還有為了減少空氣阻力將輻條製成扁流線型

鏈條

鏈條又稱車鏈、滾子鏈,安裝在連輪和飛輪上。其作用是將腳踏力由曲柄、鏈輪傳遞到飛輪和後輪上,帶動腳踏車前進。
鏈輪:用高強度鋼材製成,保證其達到需要的拉力。

外胎

分軟邊胎和硬邊胎兩種。軟邊胎斷面較寬,能全部裹住內胎,著地面積比較大,能適宜多種道路行駛。硬邊胎自重輕,著地面積小適宜在平坦的道路上行駛,具有阻力小,行駛輕快等優點。
外胎上的花紋是為了增加與地面的摩擦力。山地腳踏車的外胎寬度特別寬,花紋較深也是適應越野山地用。

腳蹬部件

腳蹬部件裝配在中軸部件的左右曲柄上,是一個將平動力轉化為轉動力的裝置,腳踏車騎行時,腳踏力首先傳遞給腳蹬部件,,然後由腳蹬軸轉動曲柄,中軸,鏈條飛輪,使後輪轉動,從而使腳踏車前進。因此腳蹬部件的結構和規格是否合適,將直接影響騎車人的放腳位置是否合適,腳踏車的驅動能否順利進行。
腳踏:可分為整體式腳踏和組合式腳踏。無論什麼款式的腳踏都必須有腳踏面,必須安全可靠,具有一定的防滑性能,可以選用橡膠、塑膠或金屬材料製造。腳踏必須轉動靈活。

前叉部件

前叉部件在腳踏車結構中處於前方部位,它的上端與車把部件相連,車架部件與前管配合,下端與前軸部件配合,組成腳踏車的導向系統。
轉動車把和前叉,可以使前輪改變方向,起到了腳踏車的導向作用。此外,還可以起到控制腳踏車行駛的作用。
前叉部件的受力情況屬懸臂樑性質,故前叉部件必須具有足夠的強度等性質。

飛輪

飛輪以內螺紋旋擰固定在後軸的右端,與鏈輪保持同一平面,並通過鏈條與鏈輪相連線,構成腳踏車的驅動系統。從結構上可分為單級飛輪和多級飛輪兩大類。
單級飛輪又稱為單鏈輪片飛輪,主要由外套、平擋和芯子、千斤、千斤簧、墊圈、絲擋幾鋼球等零件組成。
其單級飛輪工作原理:當向前踏動腳踏時,鏈條帶動飛輪向前轉動,這時飛輪內齒和千斤相含,飛輪的轉動力通過千斤傳到芯子,芯子帶動後軸和後輪轉動,腳踏車就前進了。
當停止踏動腳踏板時,鏈條和外套都不旋轉,但後輪在慣性作用下仍然帶動芯子和千斤向前轉動,這時飛輪內齒產生相對滑動,由此將芯子壓縮到芯子的槽口內,千斤又壓縮了千斤簧。當千斤齒頂滑到飛輪內齒頂端時,千斤簧被壓縮得最多,再稍微向前滑一點,千斤被千斤簧彈到齒根上,發出“嗒嗒”的聲響。芯子轉動加快,千斤也很快在各個飛輪內齒上滑動,發出“嗒嗒”的聲音。當反向踏動腳踏時,外套反向轉動,會加速千斤的滑動,使“嗒嗒”聲響得更急促。多級飛輪是腳踏車變速裝置中的一個重要部件。
多級飛輪是在單級飛輪的基礎上,增加幾片飛輪片,與中軸上的鏈輪結合,組成各種不同的傳遞比,從而改變了腳踏車的速度。

使用

一、從踏頻分析山地車變速器的正確使用
 教你如何合理的使用山地車變速器,不過在這不得不說的一個名詞就是踏頻,踏頻的意思是用腳蹬腳踏的頻率。踏頻是以一分鐘為計量單位的,踏頻為90的意思就是一分鐘蹬腳踏轉90圈。有專門的踏頻計,跟碼錶的工作原理是一樣的,可以計算你蹬車子的踏頻。但是一般騎友不會裝備踏頻計的,沒有碼錶使用率高。隨後可以給大家附上踏頻表,可以根據碼錶的時速來合理的使用變速器的檔位。
變速器的使用方法是先使用低檔,以24速變速器為例,如果前撥使用2檔,後撥使用的是4檔,在此縮寫為2-4檔。一般情況下,變速器是不使用後撥的7檔和8檔的,齒輪太小,影響鏈條壽命。並且變速器最好不要掛1-8檔的,1-8檔牙盤是最小齒輪,飛輪是最小齒輪,鏈條不是直的,是斜的,這樣對鏈條不好,會加速影響你鏈條的壽命,對變速器也不好。同理,3-1檔也不行,因為鏈條也是斜的。二長時間不騎行,停放車子的話,可以換成1-8檔,這樣前後都是最小的齒輪,能使你的後撥彈簧放鬆,延長你的後撥壽命,但是1-8不是騎行用的檔位,騎行之前,也就是人上車子之前,最好先換成2-4檔。如果使用24速變速器,建議按速度快慢從低速往上順序掛檔組合是1-1檔,1-2檔,1-3檔,1-4檔,2-2檔,2-3檔,2-4檔,2-5檔,2-6檔,3-5檔,3-6檔,3-7檔,3-8檔。正常情況下,2-4檔,2-5檔和2-6檔能應付絕大多數路況,不發力的話速度範圍在每小時15公里到每小時22公里之間。
起步最好是2-4檔,和汽車停車再起步時候要用1檔一樣的道理,2-4檔起步最省力,提速相對也快。如果極短時間停車或者等紅燈,車速高時,在車子減速過程中不斷降檔至2-4檔,起步時候就可以用2-4檔起步了。騎行中,如果你覺得蹬車子很輕,並且腿轉的很快,你的踏頻超過90的話,就換成2-5檔,同理,繼續把踏頻踩到90,如果還感覺很輕,踏頻還是很輕鬆超過90的話,再換成2-6檔。如果你用2-6檔踩車子覺得腿很累,蹬不動,體力不足以維持90的踏頻,那就降一檔,如果還覺得踏頻維持不了90就再降檔。這就是最簡單的變速方法。可以通過轉算,還是以24速變速器為例,踏頻為90使用2-5檔,速度約在每小時19.5公里左右,適合大家平時的騎行,這個檔位和速度比較適合休閒騎。如果想提速,可以把踏頻踩到100左右,速度就到23了,這個時候換成2-6檔,可以繼續用90的踏頻去蹬車,因為維持90的踏頻使用2-6檔速度剛好是23左右。記住,想提速,得靠蹬車子的踏頻,也就是腿轉的圈數,而不是使用高檔,高檔只會減慢你的提速。平時騎車的時候也是一樣的,原來使用的2-4檔,跑每小時16.5公里的速度,踏頻剛好是90,加速的話不要換擋,直接加快蹬車子的速度,速度到每小時19.5公里的時候,換成2-5檔,這時候你只用2-5的檔位維持19.5的速度就可以了,因為這時候踏頻剛好是90。如果還想提速,那還是不換擋,直接加快蹬車子的轉速,把速度提到23然後再換擋,換2-6檔就可以了。依次類推,想加速就直接蹬車子,基本上時速每增加4公里左右換一次檔。當然,如果你發現蹬車子累了,維持不了90的踏頻,那就就降檔,以維持90的踏頻。
上下坡之前要有判斷的提前換擋。換擋也是有技巧的,換擋時候蹬車子的力量要適當減小,不要發力,腿隨著腳踏轉動,撥指撥換擋即可。這樣換擋對變速器和鏈條的損害小。如果你是上坡路段,踏頻還特別低,那時候換擋你會發現鏈條發出的咔嚓聲,聽那咔嚓聲你就知道益害了。路況允許的情況下,並且能保證安全,可也先加速,靠慣性上坡,提速時候用超過110的踏頻,爬坡時候也儘量維持100以上的踏頻,可以快速的爬坡,如果真爬不上去,需要換擋,那就先換擋,再減小蹬車子的力度,這兩項幾乎是同時進行的。如果你能在爬陡坡的時候還能換擋,並且你的變速器不發出咔嚓聲,就說明你運用變速器很熟練了。如果上陡坡踏頻很低,硬發力換擋的話,鏈條有斷裂的危險。
再次重申,想跑的快還省勁的話,使用高踏頻是最合理的方式。如果不想你的膝蓋生病,以後就不要再用3-8檔騎車了,3-8是給每小時能騎到50公里速度的人用的。
下面附表一張,有80的踏頻,有110的踏頻,對應的有使用這兩個踏頻,對應的檔位和時速。維持80的踏頻是給新手初學用的,長時間使用110的踏頻是給競賽和專業車手用的。舉例,新手可以用2-5檔騎行每小時17.7公里的速度,比較輕鬆,很休閒,想快點可以換2-6檔,用80的踏頻騎行每小時21.2公里的速度,這個速度是市區騎行經常用的速度。再想快了就用3-5的檔位,80踏頻可以騎23.2公里的速度。高手可以參考110踏頻對應的速度。新手可以先用2-5維持18公里的時速來體驗及鍛鍊自己的踏頻感覺。
以24速變速器為例,檔位3-8,踏頻80的話時速是38公里,踏頻為110的話時速為52公里。以下是24速變速器對應的踏頻表,80踏頻適合新手初學,110踏頻適合老鳥和專業騎友。
檔位 80踏頻 110踏頻
3-8 時速38公里 時速52公里
3-7 32.1 44
3-6 28 38
3-5 23.2 32
2-6 21.2 28
2-5 17.7 24
2-4 15.2 21
2-3 13.3 17.5
1-4 11 14
1-3 9.1 12
1-2 8 10
1-1 7 8
變速腳踏車變速腳踏車
二、從路面路面情況分類,分析變速器的正確使用
1、公路(直行,障礙物少,能見度高)這裡是公路車的天堂,但並不是山地車的地獄,一般採用前2後4的檔位來加速,然後逐步前2後5-6,這時候換成前3後5,換檔的時機根據目測路面的略微坡度來決定;
2、坡道(上坡和下坡)這裡有個技術關鍵要講一下,就是不要到坡道上換檔,一定要在進入坡道之前換好檔,尤其是上坡,不然中途換檔可能會因為變速器的換檔過程還未完成而失去動力,那樣就會很麻煩了,上坡理論上採用前面最小,也就是1檔,後面最大,也是1檔的原理來換檔,但實際的後飛輪檔位可根據實際坡度來決定,推薦前1後3的檔位,下坡理論上採用前面最大,也就是3檔,後面最小,7檔的原理來換檔,但也需要根據實際坡度和長度來決定,推薦前3後5,由於坡度大小而造成的重力加速度,其實基本上我用滑行通過;
3、複雜路面(障礙物多,彎道多,路面狀況差,能見度低)最大的特點就是沒辦法勻速行徑,走走停停,所以我們應該選擇一個比較折中的檔位行徑,推薦前2後4,既方便加速,騎起來又很輕鬆。
在城市裡騎山地車,很少能發揮出山地車的全部性能,山地車追求的畢竟不是速度,而是在各種複雜和惡劣的路面情況下可以安全的通過,這才是最大的樂趣。
三、變速時手指與腳的技巧
變速時,為了減少對傳動系統的磨損,以及提高順滑度,通常腳下先猛踩幾下,然後雙腿只是跟著車輪轉而不施力,此時手指按下變速撥桿或者轉動變速把手。當然在爬坡坡度很大時,你會發現這招是行不通的。若你的變速器比較高檔,那么直接動手就好了,同樣可以十分順利的的進行變速,畢竟是鋼鐵的東西,偶爾一下的暴力使用不會有什麼問題的。若你的變速器比較低端,那么你不妨停下車來休息一下,把後輪懸空變好速了再上車,否則你可能會發現在你手部動作完成後,鏈條嘎嗒響了半天變速也沒有完成。
個人有個方法,在爬坡坡度不是很大的時候中途需要變速,可以橫向騎行兩三米,這個過程中,車相當是平路行進,在期間迅速變速,因為載荷不大不會聽到咔咔的聲音,但是這個只能用於路上車輛很少的情況,而且之前要觀察是否有車輛,不然你橫在路中間變速突然殺過來一輛車,雙方都躲閃不及。
蒐集整理的,其中也有相互矛盾的地方,比如合理檔位選擇,前中盤後對應飛輪檔位就說法不一。(個人認為2—3456比較合理和常用)。這裡需要說明的一點是,雖然絕大部分變速都是喜馬諾的但每個車的變速的調節都不一樣,所以自己的車適合哪些檔自己留心觀察,不必硬套別人的說法,在不違背大的前提下。自己注意觀察,因為變速比較難調整的每個檔都很精準,常用的幾個調整好就是了!

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