1楼. 这篇文章,我照例给它定义为科普性质。
什么意思呢?这篇文章不能告诉你哪家的某某前叉比另外的某某前叉好,也不能教你拆或修你的前叉后胆,换句话说也就是没有什么实际的卵用。科普,即为普及科学,它的作用是让你知其所以然,教你在各家天花乱坠的宣传里分辨真技术和放卫星的本领,增加你的知识储备。
一言以蔽之,科普文章就是能帮你在基友(用于妹子或会起到反作用)面前吹牛的这种。
图Crankhead 2019-7-18 3楼. 一
在说山地车避震之前,我们先看一看总的避震器的历史。与单车不一样,在汽车上弹簧和减振器是分开来的(当然coilover除外)。汽车的弹簧不是这次的主要关注对象,就一笔带过,主要关注的是减振器。
首先提醒大家一下名字问题,所有的前叉后胆避震器正确的名称都叫做减振器。这里尤其注意,是减振器不是减震器。这里引用一下带我的某教授的解释,震是单个的冲击,振是连续颠簸的振动,所以都是减振器。当然,在下文里为了不让文字变得太别扭,我还是会用一些通俗的例如避震之类的名字。说起名字,还有不少容易有歧义的名词。变速的每一片是挡位还是档位?我们的轴杆是桶轴还是筒轴还是通轴?
Crankhead 2019-7-18 回复 4楼.
图先从最低端的前叉开始,众所周知,最次的前叉是纯弹簧没有阻尼的。这就有人会奇怪了,物理课上不是说无阻尼的自由振动是会一直这么弹下去的么,怎么那些辣鸡前叉这么硬。
这是因为实际情况和理想情况不一样。实际前叉运动过程中有很多的摩擦力,这阻力大家都很熟悉,但它说高端点就叫“摩擦阻尼”。没错,摩擦力也是一种阻尼,而且是最早的一种阻尼,现在各种减振器的爷爷就是摩擦阻尼减振器。
开始正题,说回历史。在最最最早期的汽车(或者说马车车厢)上,只有弹簧,基本没人知道阻尼是什么。在1910-1925年这段时间,车上开始装减振器了,这些最初的减振器都是摩擦阻尼的。例如下面这种Truffault发明的剪刀式摩擦减振器,在1904年首次在汽车上开始使用。这个长的与现在的减振器差老远的东西由若干套摩擦片压紧而成,使用铜片与泡了油的皮革提供摩擦力,并通过锥形盘簧压紧。
图后来大家发现,液力减振器比摩擦减振器好用不少。所以在1920年以后等制造工艺啊密封性能啊都有长进了之后,液力减振器开始替代摩擦减振器了。先别急着眼熟,这时候的减振器依然是现在看来奇奇怪怪的模样。那会儿普遍都是下面这种旋转叶片式的液力减振器,底下推动杠杆带着上
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下一段 Crankhead 2019-7-18 回复(1) 5楼. 讲了那么多跑题的,说回我们的山地车。除去那些不成气候的小牌子外,首次让避震前叉普及的是1989年的Rockshox RS-1。这根49mm行程的气弹簧前叉结束了山地车全是硬叉硬尾的时代。从时间上可以看出来,山地车的前叉后胆刚发展的时候汽车的减振器已经稳定几十年了。所以在这方面业界整体的水平已经很成熟了,山地车要做的就是吸收汽车界摩托车界的知识并且把它改造为适合山地车使用。大家不难发现前叉后胆从古董到现在,主流的结构一直没有变过。弹簧不是金属弹簧就是气弹簧,阻尼也都是液阻尼占主流,外构也其实没有过什么根本性的颠覆。山地发展的这二三十年间,基本就是不断的优化再优化,外构变得更轻更硬更结实,弹簧变得更柔顺更细腻,阻尼变得更合理更全能。总的来说,有能参考的例子的确是一件很舒服的事啊。
图图Crankhead 2019-7-18 回复 6楼. 二
弹簧虽然不是这篇文章的重点,但既然题目里没排除掉它那不说一下也不好。
目前在前叉后胆上用的弹簧都是螺旋弹簧或者空气弹簧。螺旋弹簧不用多说了吧,起码一百年没变过的东西,是个人应该都认识,它的进步基本也就体现在工艺和重量方面。还有变刚度的螺旋弹簧(螺距不同),不过山地车上很少用到,也就不太多讲。曾经弹簧叉弹簧胆除了DH以外都是被排挤的低端玩意,但最近随着enduro的兴起,中行程车越发偏向下坡,弹簧叉弹簧胆凭着更低的摩擦阻力(比气弹簧省去了相当多的密封件)迅速回归,甚至还有把前叉气室改成弹簧的改件。气弹簧换了线圈弹簧之后因为摩擦力明显小,避震会更灵敏,车也会更贴地。好了,线圈弹簧应该也就这么多了。
图Crankhead 2019-7-18 回复 7楼. 气弹簧比起螺旋弹簧的学问就要多了。首先气弹簧和螺旋弹簧有哪些区别呢?大家肯定都知道第一印象就是轻(再轻的弹簧也轻不过空气),第二印象就是好调,打气就能调软硬而不需要换弹簧。第三就是气弹簧有非线性特性,说白了就是一开始软最后面硬(这一点有兴趣的朋友可以有克拉伯龙方程自己推导一下)。
如今的气弹簧已经玩出了各种花样,几乎可以调出来各种你想要的特性曲线。通过气室垫块调节气室容积,可以让气弹簧根据你的偏好变得更线性或者更渐进。这其中的道理不难解释。例如拿一个气嘴堵住的打气筒,假设你要压下去5公分,如果总共行程只有5.1公分,那你虽然一开始很轻松,到了最后是无论如何也难以压下去的。反之如果总共行程有20公分,你会从头到尾都非常轻松而且力量几乎没有变化。前者就是极端的渐进,后者就是所谓的线性。从这个例子中我们也能知道去掉气室垫块后,同样一根前叉需要稍微增加气压来防止它末段太软,反之增加气室垫块同理。
图气弹簧比起螺旋弹簧还要多的一点就是负压弹簧。这是气弹簧本身的特性导致出现的结构。一根螺旋弹簧,即使在有一定预载之后依然是没有启动阻力,给它一点点力就会压缩相应的长度(当然是忽略摩擦的理想情况)。气弹簧就不
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下一段 Crankhead 2019-7-18 回复(3) 9楼. 负气室这个东西原先主要是Rockshox、Manitou之类在玩,FOX早期一直是线圈弹簧。Rockshox以前还有两个气嘴分别调正负的Dual Air。到了现在各家产品都变得差不多了,RS抛弃了Dual Air留下了Solo Air,FOX也从2015年开始改用了自平衡负气室的FLOAT NA系列气弹簧(TALAS可调行程气弹簧还保留负压弹簧,如上图),可以说现在的气弹簧结构基本都为自动串气平衡的双气室。这种结构是什么样呢?就是在最初行程的位置上往外开个槽,正气室和负气室连通,这时候压力相等,等到往下压的时候越过了这个槽,正负气室分隔,前叉正常工作。下面这张FOX气室的结构图应该能够解释的很清楚。
图自平衡双气室现在如此普及也不是偶然,首先他比Dual Air这种双气嘴的结构更方便,毕竟调气压就少了一半工作量,只用打一次气。然后负气室比线圈弹簧有明显的重量优势(15款Fox 36改成负气室后,弹簧这部分直接轻了100克),而且由于是自动平衡,也免了线圈弹簧刚度不合适的问题(例如体重较轻的骑手用正常刚度的负压弹簧可能导致缩阳)。
线圈负压弹簧如今已经变得罕见,剩下X-Fusion之类的牌子还
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