2020年6月10日 星期三

從Fulcrum racing zero(跑零)的維修,來看看陶瓷軸承這東西

最近不約而同的碰到三組跑零來做維修(真不虧是國民輪組)
一組是斷幅條、其餘二組是軸承磨損

斷幅條小事,處理上也不麻煩,只是特規件單價高
因為新冠病毒歐洲疫情頗嚴重,很多料件無法來台灣,目前只有紅色幅條有貨
那就用吧!直接升級跑零競技版~~



跑零競技版
廢話不多說,進入正題:另外二組軸承磨損的跑零有個共同的狀況,滾動起來有輕微的震動,外加一些雜音;想當然爾就是軸承的問題
眾所周知,跑零是陶瓷軸承,基本上小索對這東西印象很糟~~~貴而且不耐用,效果也有限
但fulcrum、campagnolo的陶瓷軸承倒是有很不錯的耐用度,今天依我的理解來分析一下原因為何!

下圖是一般花鼓採用的深溝滾珠軸承的構造:(如DTSwiss、MAVIC、ZIPP…都是用此軸承)
今天我們只看外圈+內圈+保持器+滾動體(珠子)
Campagnolo(Fulcurm)、shimano是少數用滾珠(散珠)式的軸承

下圖是小索從跑零拆出來的,由上至下:外圈(環) + 內圈 (環)+ (滾動體-珠子+保持器)

有沒有像???
覺得不像的沒關係,我們合體比較看看,這有像了吧!(其實更像角接觸軸承)
所謂的陶瓷軸承是只有(滾動體-珠子)才是陶瓷的,內、外圈還是鋼材

許多用陶瓷軸承的廠商會宣稱說陶瓷的硬度比鋼材高許多,陶瓷軸承可以更耐用……陶瓷珠真圓度很高,所以很滑順……但依小索的經驗來看正好相反
花鼓中的軸承是屬於低轉速且常有衝擊的狀況發生,拿較硬的陶瓷去撞較軟的鋼材就好像鋼飛輪片鎖在鋁棘輪座上,一定會有咬痕的!

回到拆解的跑零軸承,我們仔細觀察一下內、外環與珠子的狀態
第一組輪的內外環……小索更換後,珠子續延用

第二組輪的外環
第二組輪的內環

第二組輪的陶瓷珠
依目測的結果來看,陶瓷珠看來是沒有明顯損傷;但內、外環是有可見的鏽蝕與碰傷的痕跡
呼應小索之前所說,拿硬的去碰軟的東西一定會有傷的
碰傷了而且滾起來哄哄哄,我想稱不上滑順

但上述這2組有鏽蝕與碰傷,合理的推斷它損壞的原因是進水與軸承間隙未調整而持續使用造成的,這就傾向於人為造成的損壞
fulcrum、campagnolo的陶瓷軸承在小索觀察下是有不錯的耐用度的;若不是都丟著不管,其實不容易有損傷的,甚至是這種情況下你要繼續用,似乎也不會發生大問題,只是滾起來哄哄哄會讓人一整個心情很差~~~

OK,上述的是人為問題,那一般我們消費者拿花鼓去改裝陶瓷軸承是否可行?
小索的經驗談:最好不要,Why?

改裝的目的不外乎就是要能更為耐用或是有更高的效率,今天就來分析一下

我們先講耐用與否?
耐用牽扯到軸承的尺寸或說是軸承內珠子的尺寸與數量

我們再重新比較一下這張圖
左側的公規的6903軸承,珠子數:11顆
右側是跑零的軸承,珠子數:13顆
2軸承珠子的尺寸小索查到的資料來看是一樣大的
若只是單看軸承珠子數跟珠子尺寸,跑零的軸承理應負重能力更好才是(珠子數較多)

而事實上一般花鼓用的軸承比公規6903更小顆,我們拿DTSwiss 240s公版花鼓來看
前花鼓軸承是6802+6802;後花鼓(本體)2顆軸承是6802+6902
實際表列一下,大家會比較清楚差異
這也是小索認為一般花鼓去改裝陶瓷軸承不耐用的原因
對比fulcrum、campagnolo的軸承,一般花鼓軸承內的珠子數量、尺寸小了些!

當然上述只是我的個人看法,目前不乏許多大廠都標配陶瓷軸承
或許有其它什麼技術已克服了先天尺寸不足的問題!!

如DTSwiss SINC 陶瓷技術
@DTSwiss
Specialized roval搭CeramicSpeed 軸承
@Roval

那更換陶瓷軸承是否能有更高的效率?(口語話就是:好會滾、轉不停……)
其實這問題早在2013就有答案
FrictionFacts(磨擦事實) - 專門研究自行車上傳動系統的阻力差異,比方大導輪,陶瓷軸承、鏈條潤滑……也給出了精確的數據

文中指出:陶瓷珠不一定比鋼珠好、二者幾乎沒差別;密封蓋與潤滑油品的選用更為重要
@Bikerader
不過該公司(單位)在2016年已被CeramicSpeed收購,CeramicSpeed將自身產品與FrictionFacts研究數據結合在一起

推出三種軸承潤滑油品;其中TT+track Greases
乾燥環境下,限短距離使用極低阻力 ;使用過後就需重新上油潤滑
其實也是間接告訴消費者,用上滑順的油品可以有極低的阻力,但相對也是不耐用的
@CeramicSpeed 三種油品的使用條件、特性
講到這,最後做個總結:
1. 有需要為了性能去改裝陶瓷軸承嗎?
陶瓷珠的性能並沒有比鋼珠來的好,真正影響軸承阻力絕大部份的原因是密封蓋與內部使用的油品;密封蓋拆掉與用上滑順的油品可降低阻力,但連帶的可能使軸承壽命下降

2. Fulcrum/campagnolo 的陶瓷軸承耐用度如何? 
小索的經驗是耐用度很好,前提之下是要定期的檢查保養(隨時巡一下預壓有沒有跑掉,淋大雨後拆開看有沒有進水的狀況)

3. 一般花鼓用的深溝滾珠軸承有需要保養嗎?
像MAVIC、DTSwiss、Zipp………用的軸承都是公規的深溝滾珠軸承;這東西好找也不貴,若有傷的情況下,清理上油也不會回復至全新的狀態,拆掉換新其實是較簡單的做法
當然若你的軸承是改裝過的高級品或是特規品當然不可能隨便就換掉
那通常官方會有相關的保養方式可供參考,比如:CeramicSpeed,照著做即可:

4. 用上滑順油品的軸承能省去多少的瓦數?
就小索看到的數據大約就是1-2W左右,說真的我是懷疑真有差這麼多??

這邊來比較一下:
軸承的構造是鋼珠在鋼軌內滾動,內徑15mm;而外胎是橡膠在柏油路上滾動,胎徑~670mm
同樣轉一圈,兩者行走的距離差異~45倍

其實要減少阻力,你該換的是低阻力的胎;這東西差異非常大
下圖中對比 馬牌 GP5000 與 GatorHardshell,一條胎的功率差異是9.5W;
一台車要裝二條,所以是9.5*2=19W
當然Gator Hardshell也不是一無事處,可以看到它是一條防刺力非常好的胎
其實東西都是看人用的,一體兩面,有好就有壞;把優缺點挑明講清楚、不要過度吹捧
若你追求就是輪子空轉轉不停的愉悅感,說真的也沒什麼不行;騎車嘛、自己開心就好,不是嗎!!!