[轉貼]小輪徑，對於騎行與性能產生了怎樣的影響？

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[轉貼]小輪徑，對於騎行與性能產生了怎樣的影響？

作者:zhangt71y37

這個話題，只在小輪折疊車的範圍內展開，原因是明顯的：公路車、山地車這兩大主流車系，
經過幾十、上百年的發展演化, 已經基本形成定局: 標準公路車輪徑為 700 C、標準山地車為
26寸輪徑。唯獨對於折疊車來說，輪徑的規格最為複雜繁多，可謂百花齊放、百家爭鳴！
既有少數採用與標準公路車、山地車相同輪徑的折疊車，也有更多的其他小輪徑規格，
包括 24 寸、20 寸、18 寸、16 寸、14 寸、12 寸、還有更小的 8 寸、6 寸等。
從目前來看，折疊車的輪徑仍以 20 寸為主流、佔有最大的用戶群體。

為什麼大多數折疊車都採用了比標準公路車、山地車更小的輪徑？ 基本理由是出於折疊的需要──因為它是折疊車，要充分體現其便攜易用的特點──減小輪徑有利於縮小折疊後體積、
方便於提攜與存放，這是折疊車的一個重要指標。當然，縮小輪徑也還有其他方面的理由、
或者說意義──有利於減輕輪組與整車重量、轉向操控更加靈敏而有利於市區道路的穿行、
從人車比例上更有閒適的騎行感，如此種種的理由吧。

而當採用了這種更小的輪徑後，對於騎行、對於整車性能方面究竟會產生怎樣的影響？
採用較小的輪徑後，首先影響到的是車輛配置中速比與齒比的變化。

按人們習慣的思維，覺得小輪車是肯定跑不快、跑不遠的，為什麼呢？因為輪子小嘛。
這似乎是一種理所當然的觀念。還記得當初我第一次騎 20 寸的折疊車
EA062 參加車隊的百公里騎行活動時，許多車友都投以不屑的目光，
而後在騎行途中被一一超過、甩掉後才覺到了鬱悶（多半是山地車）；當我用 16 寸的
PSL 跑完 160 公里回來、並以 27 km/h 的平均速度跑完 70 公里行程，
也有人瞪大眼睛表示懷疑。這些都是很正常的，因為沒有將“速比”的因素充分考慮進去。
人體發動機的功率確實是非常有限的，人體發動機驅動雙腿所能達到的最高蹬踏頻率，
也同樣是有限的，因此在一定的齒比下，小輪徑車在理論上速度應該是慢於大輪徑車的。
但是影響一輛車騎行速度的（理論上），其實是“速比”：“速比”＝“齒比”ד輪徑”。也就是說，只要在配置中達到足夠的“齒比”（足夠大的牙盤齒數、足夠小的飛輪齒數），
小輪車也一樣可以擁有與大輪徑車同樣的速比、同樣的理論高速度！

所以通常小輪折疊車（特別是運動型折疊車）為了達到較高的騎行速度，
往往會採用比標準輪徑單速自行車更大的齒比，以提高極速性能和巡航速度（從理論上說，
只要滿足一定速比的要求，小輪車完全有理由跑得與大輪徑公路車一樣快、甚至更快──
不過這僅僅是理論上的，在實際中仍會受到種種限制，事實上小輪折疊車永遠不可能達到或
超過公路車的速度，儘管它可以跑得相當不慢，這個後面再討論）。
輪徑的縮小，對於騎行性質本身也產生了若干影響。更小的輪徑，使得輪組重量得以減輕，
起步加速性能更好；更小的輪徑，使得車把操控更加靈活、靈敏，更有利於應對城市道路
人流車海的複雜多變環境而遊刃有餘；小輪徑車在整體人車比例上看，更加給人以輕鬆休閒的
感覺，感覺騎車本身是一種遊戲和玩耍。。。這些是小輪車的優越性所在，
這些特性與折疊車的特性相符的、是小輪折疊車優勢的體現。

不過凡事總是有利則有弊──所謂“得失相倚”！更小的輪徑也同時給騎行帶來一些不利的影響，以下著重就此相關方面作一些探討：更小的輪徑，使得車輪慣性較小，起步雖快、
但保持速度卻不易；更小的輪徑，使得車輛的路面通過性能（跨越能力）降低，
在較差的路面上受到更多的限制，更多地受到騎行環境的影響；更小的輪徑，
可能使得車把顯得過於靈活而不易操控
（這幾乎是每一個新手第一次騎這種車時都會共有的感覺），也就是操控穩定性會有所降低，
特別對於新手來說，可能有安全方面的影響；小輪徑車給人以“玩具”、“女士車”、“童車”
的不好印象。。。這是同一事物的兩面性、其不利的一面。

小輪折疊車是一個相當複雜的東西，小輪徑所產生的影響還遠遠不止於此。當採用子較小的輪徑時，它對於整車設計中、不僅僅是在齒比，而且在構架、剛性、通過性能、滑行性能等各方面都會產生相應的影響，這些因素也最終會影響到整車性能的表現、並對騎行本身產生一定影響。

第一是騎乘重心的變化。

這裏所指的重心有兩種概念：一個概念是“絕對重心”──車手在騎行狀態下的高度與重心。小輪折疊車的設計中，通過座墊高度、車把位置、中軸位置及前、後軸間距的調整，完全可以使得它的騎乘姿勢與標準大輪徑自行車達到一致（注重人體工學設計的小輪折疊車，不會因為輪徑變小而影響騎乘姿勢與舒適性，不管是 20寸的SP8、或16寸的PSL，實際騎乘姿勢和感覺，與大車都沒有太大差別），那麼這時的實際重心高度，與騎行標準輪徑大車時是基本一致的。
另一個概念是“相對重心”──相對於車輪運動的滾動轉軸（前、後花鼓）而言，騎小輪折疊車時的重心則偏高──雖然騎乘者的高度不變、但因為較小的輪徑，軸心的高度比標準大輪徑車降低了許多。舉個簡單的例子：當在騎行途中遇到同樣一塊凸起物時，大輪徑車也許可以無視它的存在、直接碾軋過去，而小輪徑車可能因此突然受阻而導致車手向前翻出；當在高速騎行中以前刹制動時，小輪徑車更容易發生前翻現象──這就是因為小輪徑、相對重心較高所產生的影響。

第二是小輪徑對於整車構架上產生的影響。

因為小輪徑車的緣故，車架頭管與碗組的位置要低得多，然而車把的高度卻必須滿足騎乘者的身高要求、不會因為輪徑變小而有理由降低，因而更長的頭管此時就成為一種必須；但它還不僅僅是小輪車、而且是小輪“折疊”車，為了“折疊”的緣故而不得不採用活動接合式的折疊式頭管、或者拆卸式頭管，如此，一方面那長長的頭管將產生更大的杠杆效應、且剛性不足，另一方面活動接合式的設計更帶來了結構上的不穩定性，同時這種長頭管設計，對於車架頭管及碗組的強度，也帶來更為嚴峻的考驗，大多數小輪折疊車的頭管都有剛性不足的共同弱點、不適合大力搖車騎行。
與標準運動自行車相比，在加速衝刺時或者爬坡時，可以拽車把借力與發力，但這種做法對於小輪折疊車來說則不太適合。。。爬同樣的一座山，我在使用公路車、SP8、YA612時，有著極其鮮明的不同感受：騎700C公路車時可以放心地大力拽把搖車，騎20寸的SP8時可以稍加借力，騎16寸的YA612 時完全靠腿去蹬，雙手只是扶把而已，那長長的車頭管實在是太軟了，如果去大力拽把，很擔心車頭管會一下子就被拉斷！
採用更小的輪徑後，同時也為了折疊的設計，使得小輪折疊車的車架高度通常較低矮，沒有足夠的空間使用公路車、山地車那樣的三角形穩定結構設計，車架多半都採用單橫樑式構架，同時更是出於折疊的需要，大多數小輪折疊車都使用了車架橫樑中斷式折疊設計（以DAHON折疊車為典型代表，世界知名品牌的還有 Brompton、KHS等，也都是同類構架，其他品牌的更是不勝枚舉，僅有Birdy、Go Bike等少數幾款採用了車架無折疊的設計算是例外，要兼顧折疊的便利性與一定的性能，這確實不是件容易的事！）。
由於小輪折疊車低矮的車架，因而必須採用更長的座杆，以滿足騎乘者達到合理騎行姿勢的要求。為了解決座杆強度問題，所以小輪折疊車的座杆通常採用比標準運動自行車更粗的直徑。低矮的車架、長長的頭管與座杆、單橫樑式（並帶有折疊關節）構架，這樣的車架在強度、剛性、輕量化等方面都是無法與標準公路車、山地車相匹敵的，而車架卻是一輛車的靈魂、是決定其性能的根本點所在。
較小的輪徑、以及折疊關節的存在等等。。。種種因素相互交合，最終直接或間接地對於折疊車的整體性能產生影響，並決定了小輪折疊車的性能、用途與使用環境，註定了它是屬於“休閒運動”的類型，而不適合作為競速或越野等“極限運動”。DAHON折疊車中即使是裝配了前後避震器的小輪折疊車，也都在車架醒目位置上注明“不得用於越野”的警示字樣；即使是車架無折疊的前後避震型折疊車Birdy，太平洋公司也一樣鄭重提示不得用於Off Road騎行。

第三，是小輪逕自身對於騎行與性能的影響。

上面所討論的，主要還是由於小輪徑的採用，連帶產生的車體構架上的變化、騎乘重心分佈的不同等，以及這些對於騎乘與性能表現的影響。那麼小輪徑本身，對於騎行與性能究竟有怎樣的影響呢？
前面說過，較小的輪徑有利於減輕輪組重量、提高起步與加速性能、有利於更加靈敏地控車，但不利於保持速度、而且對於路況的適應能力降低。而其實在這裏影響小輪車性能發揮的，還有其他一些因素，其中包括花鼓的磨擦阻力、更包括騎行中的滾動磨擦與阻力。
先說花鼓的磨擦阻力，這一點比較容易理解：因為輪徑較小，要想達到與大車同樣的速度，必須依賴於車輪更快的轉速來實現，從理論上說，小輪徑車對於花鼓的順暢度，應當有更大的依賴性和更高的要求。
我們以700C的公路車作為參照，對比看看下面的資料：使用700*23規格車胎的公路車，輪周長約為2.133m，在30km/h的時速下，車輪轉速為234.4轉/分鐘，即3.9轉/秒；假設為20寸輪徑的小輪折疊車（以20*1.35規格為例，輪周長為1.490m），要達到同樣的時速，車輪轉速則需要達到335.6轉/分鐘，即5.6轉/秒。從這裏看，車輪轉速的提高所造成的影響似乎還不算太大，自行車花鼓原本就只是低轉速軸承，略提高一點轉速，在實際騎行中倒不會有明顯的磨擦阻力感覺，只是加快了軸承與車胎的磨耗而已。。。。。。
然而，當輪徑進一步縮小，到了8寸、6寸輪徑的時候，這個花鼓轉動的磨擦阻力問題，也許就有必要重視了。以8寸輪徑的Carry Me為例，輪周長為0.635m，要達到30km/h的時速，車輪轉速需要787.4轉/分鐘，即13.1轉/秒。當然，此方面的影響目前只是猜測，因為我還沒有具有試騎過這種超小輪徑車。（以上車輪轉速的計算公式為：30000米（1小時行程）÷輪周長（單位米）÷60（分鐘），計算結果的單位為“轉速/分鐘”。不知這個計算公式是否正確？還請各位幫忙看看。。。PS：偶的數學成績一向不好）
再看看路面磨擦阻力對於不同輪徑的騎行性能影響──這又是影響小輪徑車性能發揮的更重要因素（類似的問題，記得以前好象討論過，現在重新提出來探討一下）。
當自行車在行進中，車輪通過車胎與地面接觸，由於承受了車手與車的重量負荷，以及受路面平整度、硬度的影響而產生磨擦力。這個磨擦力一方面是車手驅動車輪前進、或者捏閘促使車子停止時，所必不可少的依託（我們通常稱其為“抓地性能”。
抓地性能還與車胎、路面環境等有關，但不在本話題討論範圍）；另一方面它又是自行車在騎行過程中所需要克服的主要阻力之一（我們習慣稱之為“滾動阻力”或“路阻”。此外還有風阻、傳動系統的機械磨擦阻力等，也不在本話題討論範圍）。。。。。。
這是一個矛盾體的對立兩個方面：如果完全沒有這種磨擦力，那麼車子既無法前進、也無法停止；如果這種磨擦力太大，又會嚴重影響騎行效率和速度、耗費車手太多的體力。
第一種完全沒有磨擦力的情形，在實際騎行中幾乎不可能出現，畢竟有車手、車身共幾十公斤、甚至一百多公斤重力負荷的存在。當路面材質、硬度與平整度，以及車胎與胎壓相同的情況下，這個重力負荷越大、磨擦力也就越大、滾動阻力也越大。
通常為了達到更加輕快騎行的目的，我們會通過種種方式，盡可能地減小這種滾動阻力；而當減小滾動阻力的同時，抓地性能也會隨之降低、包括制動性能。
比如公路車就是一個極端的例子，它採用細車胎、高胎壓，以最大程度地減小路阻的影響以提升速度，然而公路車的制動性能也是相對較弱的，因為它的設計中所注重的是效率與速度，公路車夾器的制動性能遠遠達不到山地車V刹的制動性能，為什麼公路車不選用性能更強的V刹？因為實際制動性能不僅與夾器有關、還與其抓地性能有關，它的低阻車胎實際抓地性能有限，更加強悍的夾器並不能實際提升其制動性能──嚴格意義上說，公路車是為在平整公路上無障礙騎行環境而設計的！

再回到原來輪徑的話題：不同大小的輪徑，會對於滾動性能和抓地性能會產生相應的影響麼？我這裏的答案是肯定的，原因也就在於抓地性與滾動阻力這一對矛盾的影響。

首先，車輪（包括車胎在內）的圓整度，是保證輪子得以順利滾動的基本前提，如果一隻輪子不夠圓整，那麼它當然是無法在地面上順利滾動的，這是基本常識；其次，事實上在騎行中，車輪通過外胎與地面接觸的部位，並不是理論上的一個“點”、而是一個“面”，這是由於重壓而導致車胎與路面接觸部位的變形而產生的。以下用略為誇張的圖示來作說明：

此主題相關圖片如下：




當使用較大的輪徑時，車輪與地面接觸面的變形程度，相對於其輪徑的圓整度來說影響較小，或者說微不足道；而當使用小輪徑的輪子時，這種變形，相對於小輪徑圓整度的影響則相當明顯！這種形變對於兩種不同輪徑車輪滾動性能的影響，也就不言而喻了。。。。。。輪徑越小，這種阻力對於滾動性能的影響也就越大！
騎過標準公路車或山地車，再騎小輪折疊車時，會感覺到這種車的滑行性能有所不及，騎超小輪徑迷你折疊車時更是不能停腳，一旦停止蹬踏動作，車速就會很快跌落下來，而不象公路車那樣在停止蹬踏後仍可以保持一定速度滑行很遠距離。這裏除了超小輪組本身的慣性不足的原因、除了路面平整度的影響外，其他主要的原因恐怕要從這裏找找答案了。

那麼，是否可以通過極高的胎壓、極細窄的車胎，來減少使用小輪徑車輪時的這種變形產生的阻力影響呢？理論上是可以的，實際上又是不可行的，因為不論打到多高的胎壓，這個車胎與地面的接觸面始終會是一個“面”、而不會是一個“點”，並且當這個接觸面縮小到一定程度時，又對抓地性能、制動性能產生明顯影響，過高的胎壓既影響到騎乘舒適性，更是涉及到制動安全性問題──如果車輪與地面之間達不到一定的接觸面積、沒有足夠的磨擦力，抓地性能從何而來？制動性能從何而來？
18寸輪徑的Birdy，我在實際騎行中遇過幾次緊急刹車的險情，明顯感覺到緊急制動前、後輪一起往前飄，而曾有段時間騎山地車時也遇過類似的緊急刹車，也是使用與Birdy同樣粗細的光頭胎，卻要穩定得多。。。。。。這種在於大輪徑車可以基本忽略的問題，對於小輪徑車、特別是超小輪徑車來說卻成為一個難以解決與平衡的難題，所以我一直不提倡小輪徑、特別是超小輪徑折疊車高速騎行，就是這個原因──相對來說，那些速比、重心、軸距等等都不算是什麼難題了。

上面所說的還只是在一種較理想的狀態下、是在完美平整的道路下騎行的情況，小輪徑車在實際騎行環境中遇到的阻力，還有路況的因素影響。騎行路面的些許平整度變化，對於較大輪徑的車子來說基本可以忽略，而對於小輪徑的車子來說卻可能產生不小的影響。不同大小的輪徑，在這方面所受的影響程度有不同，越小的輪徑、所受到的影響則越大。即使是在當前現代化程度很高的城市中，又有多少是絕對平整的道路？？？可以作個簡單的比喻：一個小土堆，對於大象來說只是平地，而對於螞蟻來說是一座大山！

基於以上種種原因，小輪徑的折疊車永遠不可能達到或者超過公路車的速度與性能，這是肯定的；超小輪徑折疊車在性能上尤其受到更大制約，這也是我從不在性能上對迷你折疊車有所指望的原因──如果選擇超小輪徑的迷你折疊車，那不會是因為它有出色的騎行性能，而是因為它突出的便攜性、更能夠滿足一些特殊場合下的使用。一輛小輪折疊車，既要求它有絕對的輕量、小巧折疊體形，又要求它有卓越的性能，那是不可能的事情，只能根據自己的實際需求、有所偏重地選擇適合自己的類型。

上面說了小輪徑折疊車的種種性能制約與不足，不過話說回來，儘管存在這種種性能和使用上的制約，我們卻仍然還在用它，那些性能制約並不妨礙、不影響我們繼續喜愛它、擁有它、垂青於它、鍾情於它，原因何在？那是因為：當我們選擇了這些小輪折疊車時，並非完全寄希望於它的絕對騎行性能，而是看中了小輪折疊車所獨具的、同時也是標準公路車或山地車所無法擁有的其他某些特徵、某些特質：如便攜性、易存性、多功能性、休閒性、隨意性，等等。。。。
一些配置不錯的運動型小輪折疊車，其性能已足夠滿足一般性騎遊活動、騎行訓練及健身的需求；一些設計簡約、配以合適速比的折疊車，能更好地滿足城市通勤的需求、而且具有更多的方便性；一些極小輪徑的迷你型折疊車，又正可以解決某些特殊場合下的攜車使用需要。。。各種不同品牌、不同設計、各種不同輪徑的折疊車，都以其各自的特色展示光彩，並走向大眾、走入生活──以我個人的感受來說，這些小輪折疊車，比起專業的公路車或山地車，更加貼近生活和融入生活，提高生活品味，這個理由已經相當充分了吧！

全文完。

此文為一段時間以來一直在思考的若干問題、以求得結論；未必成熟，或有錯誤之處，歡迎指正！！！