2016年4月26日 星期二

由輪組的維修看看"大"廠輪與一般手編輪的差異 -1 Shimano Dura-ace WH-7850 C24 TL 前輪

品質

就我對一般手編輪的理解就是用市面上可買到的材料(花鼓、輪框、幅條、銅鋁頭)
將輪子拼組出來

而能取得的材料百百種,比方兩個輪框同樣框型下,有400g一個,也有500g一個
有的框接合面就是很平整,編起來很輕鬆娛快;有的就是接歪,怎麼拉都拉不回來

連花鼓的培林也有產地之分,有日製、台製、陸製…
幅條的鋼材產地,形狀、鍛造制成也都有所差異…

所以演變成手編輪的價差極大,品質良莠不齊~~~


廠輪雖也是人工去組立出來的

但大廠牌高階的輪組本身就是一種品質保証,不會是最好,但有一定的水準


比方在編輪時幅條張力範圍就有規範,不是想拉多少就拉多少

Shimano Dura-ace WH-7850 C24 TL

2016 MAVIC Ksyrium Elite

當然也不可能拿一支不準確的張力計在組輪
Parktool PM-1 ,編來自己騎還可以;做為營業用的還是多花幾倍的錢買支好一點的吧
大如Shimano這種公司,一級的輪子張力一定是準的


而輪子本身會做很多測試,比方要用在UCI的賽事上,一定會過UCI的碰撞測試
當然沒想要拿去參加UCI的比賽,這錢就可以省了~~~~~

總而言之,至少會比來路不明貼牌的輪子更有保障

用料
高階的廠輪在用料上很喜歡朝特規的情況去發展
而且每幾年都會更新些東西,免得大家忘了它

比方說我手上維修的這組WH-7850 C24 TL
它的幅條、框、鋁頭都是特規品
框壞了就不用說,一定只能找代理商,而且99%沒庫存,叫料至少三個月
換一輪費用少說也破萬~~~

幅條也是特規品,也一定只能找代理商,有無庫存看運氣,叫料至少三個月
單支幅條的費用也是一般手編輪在用的同級品好幾倍
前輪的幅條非常特殊,兩邊都是T型頭
二次加工處理,把鋁頭、墊片置入再把另一端T型頭打起來
(除非剪斷鋼絲,否則這鋁頭是拿不下來的)

C24輪圈本身成型的鋁擠就非常的薄,外部用carbon補強;這種做法理論上會比全鋁框來的輕
C24 CL 輪圈 薄鋁擠,包carbon
穿鋼絲的地方需要承受強大的拉力,carbon包的就非常厚

而C24 TL輪圈一樣用上C24的技術,再內置螺母
這種做法的好處就是輪框內部不用鑽穿鋁頭的孔
本身就是個氣密空間,正好滿足Tubeless輪圈的基本要求

也因此 C24 TL的輪圈 比C24 CL單個重約40-50g
不過好處是襯帶也不用裝了


前輪框一個重約425g (寬度21mm,框高22mm),說起來算輕


但前輪的重量就635g,這就有些偏重了


原因出在哪呢?就是花鼓;7850的花鼓一對重達400g
這真是很驚人的數據;
驚人點一:其實只要300g出頭就能做出耐用的花鼓了,shimano一級品卻到400g
(PS: 9000系列沒量過,若有數據歡迎大家提供)

驚人點二:整個輪子的重量並不重,代表輕在其它地方上

所以說大廠製輪的理念跟我這篇說的一樣:
其實他們不太在意花鼓的重量,而是想辦法把框用的更輕點

效能
說到效能,可以拆成:風阻、重量、剛性 三者來探討

因為是低框輪子,所以風阻我想不是很多人在意的點

重量上來說一輪635g,的確有點重,但主要重在花鼓上;還可以接受(至少沒給我重在框上)

剛性上,因為前輪沒有扭轉的成份,所以只需考量側向剛性

前輪的幅條支數非常的少,只有16支,在我的治具上量測的數據是42N/mm
坦白說這值並不高,就我常在編的XR200 20孔 前輪 一輪560g,都比它來的高
(PS:XR200的輪框剛性並不算好,但只要配上幾合設計優良的花鼓,前輪的剛性超過C24是沒問題的,有問題的反而是在後輪)

但回歸到數據面, 車+人 100kg來說,是剛好夠用的


總結

講到這來個總結:到底大廠牌(是大廠,小廠不在討論的範圍)的廠輪跟手編輪的差異為何?

一、廠輪的編組品質是好的(可以比的上我龜毛的性格),用料也有一定的水準(雖也有出鎚的時候,像ZIPP最近前花鼓在recall;怪,我反而碰到很多後花鼓裂開的,怎不recall一下)
而輪子該測的也都會測(像ISO 4210-7)

二、廠輪常常會用上特規的料件,這些特規不見得對輪子的效能有幫助(註:我不是說S牌,反而另一家義大利人的公司比較喜歡這麼搞),很多情況下像是兵器展示:証明我們能做出跟別人"不一樣"的東西出來,我們是有在"進步"的公司
也像印表機賣你便宜,墨水賣你很貴,綁你後續的耗材
也因為這些"特規",在輪子損壞時會讓維修的成本增加許多、備料時間加長

所以今天要買高階廠輪,要先想清楚,我相信大廠的輪子品質夠好,要騎到自爆的機會比人損還來的低,但就是怕那萬一;撞壞一個框,維修破萬~~~這不是人人都能承受的

下一篇來寫 Shimano Dura-ace WH-7850 SL 的維修吧





2016年4月25日 星期一

BARTIME花鼓全不鏽鋼培林防鏽測試

之前聽廠商說,BARTIME花鼓本身用的培林是全不鏽鋼,抗鏽能力非常好
我這人一向眼見為憑,所以今天就做個簡單的測試

把三顆培林(由左至右) BARTIME(全不鏽鋼)ENDURO(培林鋼)TPI-台灣東培(培林鋼)
同時丟到鹽水中,泡個五天,觀查其變化


真是可怕,鐵鏽都浮出來了

把大家打撈上岸,正面來一張

側面來一張

經過清洗後,正面來一張

側面來一張
經過試驗我們可以發現,BARTIME的全不鏽鋼培林幾乎沒有鏽蝕的情況發生
其它兩家已經完全黑化~~~

要做這個實驗就是因為只要花鼓有淋雨,培林就有生鏽的可能
一生鏽,轉起來的顆粒感就會愈驅明顯
順暢度與壽命都會大打折扣
當然培林要用的久,這只是一部份的環節;不過由此我們可以看見廠商的用心

最後可以看下圖Dura-ace 跟Ultegra,本身花鼓用的珠子就不同材質
僅一級的是不鏽鋼






2016年3月31日 星期四

鋁圈製作過程

這是很久以前在網路上看到的,分享一下:
Discovery的節目 How it's Made:

大致的過程如下:
一、素材產生(影片中沒有)
鋁料通過模具會產生一條狀的空心鋁條,這就是輪框成型的前身
模具的設計會直接影響素材(輪框)的外型,不同的框型就有不同的模具


二、素材捲成鋁圈
將條件的空心鋁條經過捲圓機捲成一圓型
常在編輪的人就知道,一般我們編成輪組時輪框的真圓要在0.4mm內(高低落差在0.4mm)
而且拿到的輪框若不是真圓,這值通常沒法做多大校正
簡單來說要有好的材料才能編出好的輪子,一個歪掉、不圓的框是沒法編出完美的輪子

所以光是這麼一捲,輪框還能是真圓的,其實還蠻訝異的
而實際上一個輪框的真圓最容易出問題的確就是在接合處前後的地方

三、裁切
之後就是把捲出來的鋁圈切掉再去接合

四、輪圈接合
方式有三種
1. 焊接 (welded)-透過正負極高電流讓鋁料瞬間融解來接合


2. 套接(sleeve) - 做一個鋁套(圖中間那個),約略等於鋁內圈的大小,再卡進去達到接合的目的

3. pin接 - 用縲絲釘,卡進框中來接合

用PIN接的框會有個特點:框體剖面圖一定會有兩個洞(下圖中紅框)來塞螺絲釘

 所以用PIN接的框一定比較重,通常只會用在低階的框,或是不看重量的框

三種接法裡面,成本最高的就是焊接,因為後續還要把焊接多出來的鋁料打磨掉


圖中只有輪框的外側打磨圖片,當然內側也要,因為要放胎(內側就複雜許多)

最後的成品,焊接處只留下一點痕跡

若單單只看框體的強度,焊接的確會比套接來的堅固
但是編成輪組後,整體剛性會大幅度上升,兩者就變的沒什差異!

而一個框好不好,還是要看其它地方,比方剛性、重量、品質
並不是說只要焊接框就一定是好的,若廠商的技術不精,冷焊也是白搭

Shimano Dura-Ace 輪組 C24用焊接,C50用套接



四、鑽孔,熱處理,表面處理
鋁圈成型後,要鑽孔與熱處理
鑽孔是把放鋼絲與氣嘴的孔位鑽出來


熱處理後可以增強鋁材的強度
表面處理成我們要的、陽極還是烤漆、亮面還是消光、黑色還是銀色……
而可以的話還是用陽極處理重量上會比烤漆來的輕



五、CNC剎車邊
把輪框放在一圓型轉盤上,讓他不停旋轉,而畫面中右邊是車刀
車刀由內往外移,整個剎車邊就處理好了

為求剎車面的平整,CNC就是輪框產出的最後的一個製程

大置以上就是鋁圈生產的過程~~~~~













2016年2月27日 星期六

CHC沒講到的"動能" -- 重的輪子慣性好,平路就好騎??

動能

首先我們來回憶一下牛頓第二運動定律:

F:力 (單位: N)
m:  質量(單位: 公斤)
a: 加速度(單位 公尺/(秒*秒) )
由這個式子我們可以看出來,當你施的力是固定時,會對一物體產生一固定的加速度
物體輕,加速度就快物體重,加速度就慢
符合我們在自行車上的體驗:當我們換上比較重的輪子起步就慢、換上輕的輪子起步就快
或是當我們背個行李在路上騎車時,起步就比沒背行李時來的慢

功的定義

W:功 (單位: J-焦耳)
F:力 (單位: N-牛頓)
D:距離(單位: 公尺)

把兩個式子組合在一起會變為的動能的公式:

  
K:動能 (單位: J-焦耳)
m:質量 (單位: 公斤)
v:速度(單位: 公尺/秒)
這個公式的解釋是:讓質量m的物體,由靜止狀能加速到速度v,所需做的功為K

由動能的公式我們可以看出,當作的功是固定的情況下
質量愈大,加速到某定速下所要做的功就愈大;反之則愈小
所以輕量化的輪子是有一定的優勢,尤其是在速度不斷改變的騎乘中,可以讓你省下更多的力
那什麼情況下不會省到力呢?

我們想想自行車在前進時受了哪些力:
人的出力-腳踩在踏板上有前進的力道
風阻-空氣阻力是速度的平方倍,速度愈高阻力愈大
滾動阻力-輪胎在地上滾動會有磨損,因為有滾動阻力的存在
內阻-齒輪、鏈條在傳動一定沒法100%傳遞,必有損耗在,或是輪子本身的形變
位能-若是爬坡的話需要克服位能

平路最大的阻力就是風阻,而爬坡就是位能
所以我們選擇比較重的輪子是為犧牲重量去換更低的空氣阻力(比如框高變高、框也變重、但空氣阻力理論上也比較低)
是像一般人說的,重的輪子慣性就好,平路就好騎
若只要有慣性,平路就好騎,那背鉛塊在身上不就更有慣性,把鉛塊綁在輪上也很有慣性;實際上這麼做是沒可能更快的
若一個輪子很重,風洞測試的結果也不理想,那講白了只是練身體用的東西


轉動動能
輪子在路上前進是比較複雜點,它不僅有移動,也有在轉動
當人的踩踏停止時,車子還是會一直滑行(輪子一直滾),空氣阻力跟滾動阻力會不斷消耗你的動能,讓你的速度愈來愈慢

轉動動能的式子跟移動動能很類似
K:動能 (單位: J-焦耳)
I:轉動慣量 (單位:公斤/米(平方) )
ω:角速度(單位: 弧度/秒)

ω:角速度;聽起來有點陌生,若是說轉速(rpm)大家就知道了,只是公式上的轉換
60rpm=1分鐘60轉=1秒1轉= 2π(弧度/秒)=角速度ω

I:轉動慣量;跟物體質量成正比半徑平方成正比 
不同的物體有不同的轉動慣量

輪子的組成可拆成(框+胎)、(幅條+鋁頭)、(花鼓)
三者的轉動慣量皆不同

(框+胎)的組合我們可以看成是有厚度的圓柱體


( 幅條+鋁頭)的組合我們可以看成是棒子




花鼓算是薄圓柱


咋看之下花鼓的I值是最大的,其實反而是最小的,因為r(半徑)的關係
假設
花鼓半徑0.03m
幅條長度0.3m
框加胎的組合半徑 0.315m
半徑比值原為1:10:10.5,平方下變為1 : 100 : 110.25

由這就可以看出來為何廠商在設計輪子,他們並太在乎花鼓的重量,而想辦法在框上輕量化
再來是幅條;但是幅條影響輪子整體的剛性,有經驗的廠商會很小心處理這個部份
Fulcrum的花鼓一看就知道並不輕
Vittoria的花鼓,260g,跟fulcrum的還有點像
shimano的c24,c35,鋁擠很薄 ,上carbon補強

若花鼓的設計可以改進輪子的剛性,那就要先從花鼓著手,再來是幅條、最後不行再動框

而一個輪子在路上滾動時它所具有的動能就是:兩者的總合

舉例一下,若是把1kg重量加在花鼓上,幅條上,框上會有什差異(設定時速為30km)

花鼓的半徑小幾乎可以忽略其轉動動能
加在幅條上,轉動動能就約有移動動能的3成
加在框上轉動動能就約有移動動能的9成

花鼓上1kg,等效於人多1kg;
幅條上1kg,等效於人多1.3kg;
輪框上1kg,等效於人多1.9kg

以最極端的條件來看框上重1kg所需的動能,最大會等效於人背1.9kg在身上
(註:實際上差異應該會更大些,因為重心分佈的關係,不過這部份要請物理老師出來解釋了)

多一些重量騎平路有什麼差嗎?好像差異並不太大
基本上是要看你的速度是否穩定,愈穩定愈沒差
忽快忽慢就會影響到加速度,重量的差異就會體現出來

像鐵人三項的比賽,或公路計時賽,因為速度很穩定,所以用高框的板輪或封閉式的碟輪降低風阻係數,達到更高的極速
反觀公路賽框高50mm剛剛好,更低也有人用,不會太重,風阻也不差;而最後10km時,大家紛紛把身上的水壺丟掉,為了就是"降低慣性 並 減低風阻",增加加速的反應力



CHC的測試介紹到這,差不多完結了,來總結一下如何挑選好的輪子
首先該輪子需符合你體重的側向剛性,側向剛性愈高下坡愈穩
(除非你很輕,要不輪子只騎平路才不需看側向剛性)





扭轉剛性,爬坡的輪子需要高的扭轉剛性,體重愈重的人,踩踏愈不順暢的人愈需要
否則出力都用在幅條的變型上




風阻,騎平路時(最好是一出門都不用按剎車的平路),用的輪子要有低的風阻,速度愈快影響愈大


重量,若路線是很平穩沒什麼起伏,那輪子的重量對平路影響不大
若是常常要加減速(比方停紅右燈),速度也不快的話,寧可用輕的輪子
若路線是爬坡的話,需要克服位能所以與重量有絕對的關連,愈輕當然爬起來愈省力
(但還是要考慮到剛性,你的施力會不會被輪子的變型量給吃掉了!)

總結就是要有剛性,風阻又低,又要輕;這才稱作是全能型,我只能說有各方面在中上水平,但沒有全部都滿分的

依用途來選爬坡就選輕、有剛性的(坦白說又輕又有剛性還真的沒幾個)
平路就選風阻低,重一點沒關係

碳框在同樣的框高下就是比鋁框輕些,容易達到目標,若沒差那一滴點效能,鋁框也是不錯的


題外話一下:2013環法的17戰ITT;


最後一段下坡前都是公路車,低框,配休息把

到山頂停下來~~~~看到我還以為故障了
換車啦,變計時車,後面還碟輪

還有人幫忙推車~~~~~好樣的

上路囉