适合您的车架的正确材料

主要的骑行感受直接取决于车架的质量和几何形状。低质量的碳纤维车架比高质量的碳纤维车架更容易弯曲；我向你保证，当你以最大速度在弯道下坡时，你绝对能感受到两者之间的区别。下面我们将看看最能体现车架特征的因素：它的材料。碳纤维、铝、钢和钛（或它们的组合）是最常见的。所用材料提供了一系列不同的特性，可以改变每个车架的成本、舒适性、重量、刚性、强度和耐用性。然而，通常不仅仅是所选材料，还包括如何使用它。在深入了解每种材料的细节之前，最好先确定选择时要考虑的主要因素。

重量

你的自行车必须足够坚固以承载你和你计划携带的任何额外重量（侧包、各种设备等）。每种材料都有不同的特性，但在重量和强度之间总是存在权衡。事实上，最强的材料也是最重的。有点像那句关于“鱼与熊掌不可兼得”的谚语，你必须接受妥协。另一个需要考虑的方面是轻量化自行车的重要性。如果你追求最大性能，你将不得不考虑这一点。

用途

如果你考虑比赛，轻便但刚性的自行车是理想的。相反，如果你计划长途旅行或需要携带设备的越野冒险，那么坚固性是你的优先事项之一。自行车的设计具有与其预期用途相关的不同特征；为了实现某些特性，必须使用特定的材料。

强度

所有材料都会随着时间的推移而磨损，但有些比其他的磨损得更快。例如，钢如果不加以保养，比铝更容易生锈。碳纤维和钛车架则在时间上具有最佳的耐久性。然而，像碳这样的材料对冲击的抵抗力比钢和铝要差。

预算

当然，选择自行车时最具影响力的因素是预算，从而影响到材料的选择。一般来说，从最贵到最便宜的材料依次是钛、碳、铝和钢。然而，正如往常一样，必须考虑成本和用途之间的权衡。

碳纤维

碳纤维无疑是制造自行车车架的卓越材料。刚性、轻便、可塑性、高应力抵抗力使我们目前生活在所谓的碳纤维时代。虽然有些材料难以加工，但碳纤维易于成型，最能适应设计师的需求。定制形状和材料使用方式的能力使车架具有空气动力学、轻便、刚性但也舒适的特点。碳纤维在90年代初被制造商引入，在80年代末经过职业自行车手的测试后被选用。该材料因其相对于钢架的轻便性而被选中，从而成为首选。最初，其高成本、所用碳纤维的质量和制造方法阻碍了其快速的大规模分布。如今，碳纤维几乎可以融入自行车的所有组件中。谈到碳纤维自行车，重要的是要了解最终产品由两个元素组成：碳纤维和起到粘合作用的树脂。单根纤维的厚度可以有很大差异，但总是比一根头发丝要细得多。这些单独的碳纤维被捆绑成“线轴”，编织成类似织物的片材。树脂通常是较弱和较硬的部分，因此目标是确保纤维尽可能靠近。自行车中使用的碳纤维通常是单向的，因此铺设的角度极为重要。事实上，以特定角度铺设会在必要的方向上产生抵抗力和刚性。例如，如果施加在车架上的力与纤维铺设方向相反，它们就会强而有抵抗力；而如果纤维排列的角度无法抵抗施加的力，车架就会弯曲。车架的其他部分或简单的廉价碳纤维车架可能使用编织碳纤维，在所有铺设方向上具有大致相同的特性。除了所有这些技术细节，重要的是要知道纤维的类型会改变最终产品。纤维可以是强的或刚性的，或两者兼有。因此，当工程师设计车架时，他们必须在自行车需要更多强度的区域使用更强的纤维，例如在头管位置。在那个位置，纤维需要吸收力以防止断裂。车架的其他区域需要更高的刚性，例如五通壳。在那个点，高端车架肯定会使用比低端车架更刚性的纤维。制造商声称他们的高端车架大约有400张碳纤维片。修改自行车性能将涉及选择合适的碳纤维、用最佳树脂加固、以最佳技术排列并以最佳方式定向的复杂过程。然而，决定车架质量的从来不仅仅是这些因素中的一个，而是必须综合分析。如果你打算在自行车上骑行数公里，并且是想要参加比赛的竞争者，那么你不能放弃碳纤维自行车。如前所述，碳纤维车架比其他材料的车架更轻、更具空气动力学。这将使你能够在长途爬坡时不携带不必要的过重负担。只有必需品！碳纤维车架尽管轻便，但也非常坚固和刚性。刚性因此将使你能够最好地将踩踏板的力量转化为速度。最后，碳纤维还确保了良好的骑行舒适性，因为它能够很好地吸收振动。显然，车架的质量因碳纤维的质量和加工类型而异。高质量的碳纤维车架将保证我们刚才谈到的所有好处，而低质量的车架可能在各个方面都不那么出色。碳纤维的缺点是某些区域如果受到强烈应力，例如因摔倒而导致的应力，可能会破裂。一旦碳纤维的完整性受到损害，车架可能会变得极其脆弱和危险。在那时，它需要被更换或修复。简要总结：优点：高刚性重量比，优异的耐温性和耐腐蚀性，耐久性。缺点：价格，一旦损坏（开裂）大多数情况下无法修复，生产更复杂。

铝

铝制车架可能是现代自行车行业中最常见的，因为它是一种广泛用于组件的材料。它不是一种非常“密集”的材料，因此可以用于轻质结构，使其非常适合自行车。这些车架的生产成本相对较低，尤其是与碳纤维车架相比，后者的生产时间大约是前者的14倍。正如我们已经为碳纤维所说，铝有多种形式，并且总是与少量其他金属和矿物结合。无论材料的选择如何，该领域的一些最新发现允许更大程度的车架设计定制，实际改善了骑行质量。不仅可以修改管子的形状，还可以平衡厚度，以根据需要在某些区域获得更高的强度，而在其他区域获得更轻的结构。基本上，管子的中心被削薄以减轻重量，而在焊接处保持更高的强度。 “直径不变”管子在厚度上没有变化，确保整个管子具有均匀的强度（以重量为代价）。“单抽”、“双抽”和“三抽”具有不同的厚度，使车架在管子较厚的地方能够承受更大的强度；因此，在中心没有过多的重量。“单抽”将在一端比管子的其余部分更厚，而“双抽”直观地在两端比中心更厚。“三抽”则在两端有两个厚度级别。“单抽”用于例如座管夹，“双抽”用于五通区域和头管。由于厚度调节需要更多的加工时间，较便宜的车架不会使用这种技术，因此将是“直径不变”的。铝管也可以通过一种称为“液压成型”的工艺成型；一种使用模具和流体成型金属的方法。铝管被放置在一个精确形状的模具中，高压喷射使铝管呈现出所需的形状。这种技术通常用于优化管子的形状，以便它们获得更多的刚性，而无需额外的材料进行加固。修改车架的设计可以帮助实现轻便、坚固和舒适的自行车。铝允许低密度，并且在相同厚度下，其强度不如钢，但更轻且更耐腐蚀。缺点是，铝的耐久性比碳纤维差。如果结构合理并妥善维护，铝也可以使用一生。如果你正在寻找一辆可以永远使用的自行车，那么铝绝对适合你。如前所述，铝作为一种材料轻便但非常坚固。儿童自行车主要由铝制成，出于成本原因，但也出于耐用性原因。如果你是初学者并想深入了解自行车世界，铝绝对是开始的最佳材料。低价格和良好性能之间的正确平衡。简要总结：优点：成本，易于生产，高强度重量比，耐腐蚀。缺点：难以修复，耐久性较差。

钢

直到1980年左右，钢是自行车车架的普遍选择。随后，首先是铝，然后是碳纤维占据了主导地位。今天，钢仅用于生产少数小众“定制经典”自行车。自行车行业使用的钢有两种不同类型：第一种称为“高弹性钢”，由于其更具弹性（“高拉伸”=高弹性），通常用于较便宜的自行车。它的强度重量比非常低，因此制造公司在希望生产极其经济的产品时选择这种材料。高端钢制自行车则使用所谓的“铬钼钢”（也称为“CroMo”，由铬和钼组成），这是一种钢合金，提供比“高弹性钢”更高的强度，并且可以像铝一样成型以获得薄或厚的管子。钢经济、耐用且坚固，易于修复和成型。与碳纤维和铝不同，钢架的损坏易于修复，且很少危及车架的安全性。与预期相反，考虑到其强度，钢还允许通过其弹性特性吸收冲击。缺点是它容易氧化（生锈），与其他材料相比，确实更重。 “旅行”自行车和山地车通常由钢制成，因为其以时间著称的耐久性。这种材料也非常适合在不影响自行车性能的情况下，除了骑行者的重量外，还能承载侧包和徒步旅行者使用的配件的重量。钢在大多数情况下用于入门级自行车、儿童自行车或休闲自行车，其中重量并不是一个重要因素。简要总结：优点：成本和易于维护，耐久性，强度缺点：重量，易于氧化。

钛

钛与钢共享许多特性，但更轻，更耐氧化，并且无疑更耐用。缺点是生产成本更高，需要更多的工作时间。生产钛自行车车架需要特定的技能。正如钢和铝一样，车架中使用的钛是以“合金”形式存在的，通常由一定比例的铝和钒组成。钛从未像竞争材料那样出名，尽管它与铝和碳纤维同时进入市场，后者都更便宜且更易于加工。然而，钛在刚性和重量方面具有更好的比率，这使得它具有与碳纤维相似的抗冲击性，并且几乎坚不可摧。几乎所有钛车架制造商都提供制造缺陷的终身保修。简要总结：优点：强度，耐久性，耐氧化性，骑行质量，重量。缺点：高成本，生产难度。