先聲明,我是送煤氣的。

看下去,別因為我懂得多而驚訝。

已經忘了不少了,有些數據什麼的都忘了。

只能說個大概。

一般上點名堂的鋼架使用的鋼材有三種,鉻鉬鋼,雷諾鋼材,哥倫巴斯鋼材。

一般鉻鉬鋼車架市場零售價在1k-2k。剛性不是很強,抽管其他抽到很薄。

雷諾和哥倫巴斯鋼材屬於高端的,雷諾931材料的車架公價10k以上,953材料的車架公價20k以上。這些頂級的型號,剛性可以做到接近較低模量的碳纖維,絕對超不過高模量的碳,更不用說變態的東麗M60之類的,造出來的車架顛得懷疑人生。

個人而言,只要是自行車能用到的材料,都裝過騎過(除了某些奇葩用木頭做車架,不過本人也會木匠,只是沒做),鈦合金,鋼,鋁,碳,都騎過很多。

逐個來說吧,鈦合金分為兩個標號,3Al2.5V,6Al4V,前者便宜,公價幾K到十幾K,後者至少20-30k。後者材料性能更好,所以可以做得更輕更硬。鈦合金的車架,最大的優勢就是耐腐蝕,買一個可以用一輩子,不上油漆或塗層也不會被腐蝕。缺點是軟,適合長途休閑騎,競賽上坡搖車就是軟麵條,不得勁。

鋼架上面也說了一些,就說說感受吧,鋼架相比鈦架更重一些,剛性略好一些,優點是有彈性,舒服。缺點就是剛性一般而且重。一個頂級700c公路車鋼架也得1400克,已經是羽量級了,能夠購買的都是有一定覺悟和信仰的人。然後,隨便大牌碳架拉幾個出來,700多克,變態的能做到600克,還剛性好,還有彈性舒服,還能做空氣動力學設計。

鋁合金車架,是我這一代自行車人夢的開始,我剛玩的時候還沒見過碳架。鋁架也分很多材料,2024鋁,6061鋁,7005鋁,7075鋁,還有少見的鈧鋁合金。也是一個套路,材料性能有區別,7075硬,鈧鋁合金更硬,越硬的能做的越輕。(多謝知友提醒,這裡出現一個錯誤,7075隻要用於製作把立花鼓殼體和牙盤曲柄比較多,一般加工方式是CNC加T6。)7005材料一個架子公價2k上下,大牌鈧鋁合金公價3k上下。還有一些大牌會有自己的鋁合金配方,介紹的都很牛逼,實際也就基本7005

這個水平。鋁架的優點是比鋼和鈦更硬更輕,抽管工藝可以很薄,更有雙管合一,液壓成型之類的更高水平成型工藝(後期的鈦合金車架也有少數使用液壓成型),通過更好的管型來提升車架性能。缺點是,相對鋼和鈦更不耐磕,因為抽管很薄,一磕就癟下去;鋁合金焊接比鋼和鈦難度大不少,魚鱗焊比較多,高端的是機器人平焊,作弊的是魚鱗焊後打磨焊口;鋁合金車架有相對更短的金屬疲勞期,也就是說鋁架理論上越騎越軟,越騎越脆弱(同理,鋁架出現變形基本不可修復,即使掰回來也是內傷,鋼架和鈦架修復性好不少,斷了焊上都能用)。

最後說碳吧,碳纖維車架可以任意塑形(前提是誰來出模具錢),可以在不同位置使用不同密度強度和模量的碳布,基本上經過專業力學工程師分析出來的車架,其性能相比其他材料是無敵的。還有一點是,aerodynamic,這已經是目前公路賽事的主流了,因為碳纖維的可塑性強,目前已經有不少大牌使用風洞試驗自行車的空氣動力學了(貌似國內沒有民用的靠譜風洞)。不過,碳架除了貴(山寨的不可靠的貨2-3k,帶質保的低端貨也要大幾k,10k以上算是主流入門,20k30k是一流大廠,再往上還有一些孤獨求敗的),還有個大缺點是脆弱。怎麼脆弱呢?汗水多了會腐蝕環氧樹脂,所以要多洗車;碳纖維普遍彈性很好,但一旦出現斷裂,基本不可復原;車架批量生產精度偏低(因為模具和成型精度低,早碳架類似塑料開模,非傳統金屬加工工藝);碳纖維排布方向和交叉方式是門技術活,在弱側極容易磕傷報廢(類似一根筷子拉兩頭拉不斷,架住兩頭中間一按就斷)。最後,糾正樓上一點,大部分歐美碳架都是國內做的,國產碳架是世界一流水平,不用懷疑。不過在碳纖維布,環氧樹脂,預浸碳布上來說,與日本的差距超級大,國內廠家做車架的材料基本全靠進口。如果是國產碳布,其車架性能基本上不能滿足世界級競技賽事使用,如果是國產環氧樹脂,其可靠性基本上不能滿足競技使用。上面也提及了一些碳纖維車架的內容,也就不展開了,要說個大概清楚恐怕都能寫本書了。

最後總結,為什麼現在鋼架越來越少,因為鋼架外觀纖細,鋁和碳可以做到很粗壯(肌肉感);鋼架材料可塑性差,只能焊接成簡單的三通五通形狀,而鋁合金通過液壓成型和CNC可以基本實現全部技術訴求,而碳纖維基本上就是為所欲為(前提是有模具);鋼會生鏽,其餘幾種材料相對較好(鋁合金抗疲勞性差,碳纖維環氧樹脂緩慢氧化變脆);玩鋼架的都是情懷(基本上多為復古情懷),而且成本過於透明,利潤空間和噱頭都沒優勢。所以,鋼架已經是上個世紀的產物了,註定越來越少。

讀完以上內容,也請諸位看官明白,為什麼一輛自行車可以賣幾萬塊錢(其實大部分人還不明白為什麼幾萬塊的自行車還要經常保養調試,而且保養調試還要好多錢)。


剛性很成問題。我騎過鋁架也騎過鋼架。鋼架是真的軟。

以下是材料力學部分了:

首先是別搞錯了材料強度和模量。另外,只要算算就知道,要增加架構剛性,採用高剛性材料遠沒有增加管徑來得有效,更別說鋼的比模量沒有鋁高。要提升鋼架車剛性,需要增加管徑。另一方面,為了減重則要減薄鋼管壁厚。但是太薄的壁厚容易造成失穩,特別是鋼管與硬物發生碰撞的時候。綜合起來就是鋼架車又軟又沉。

當然因為軟,避震性能是挺好的,所以特別適合當旅行車。


鋼材的優勢在於原材料成本低並且絕對強度很高,但其成型加工難度及成本遠高於鋁合金,強度重量比也不如鋁合金,所以再中高端的自行車當中早已不是首選。但是由於其絕對強度很高,所以在BMX以及土坡車等動作車型裏仍然有很高的佔有率。


高剛性但重,需要情懷附加值

另外就是,其實鋼架車很顛……


低端的淑女車摺疊車山地車(1000甚至500以下)都是鋼架車,可是佔據了市場主流啊!要知道大多數人還是覺得自行車超過1000就很貴了,怎麼鋼架車就不大規模生產了?如果題目改成為什麼專業自行車品牌的山地車公路車不再大規模運用鋼管製造還差不多。


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