车架是自行车的灵魂! 自行车车架材料知识篇！

自行车车架是指作为整个自行车的骨架，最大程度地决定、影响了骑行姿势的正确性和舒适性。材质车架材质从最早的铬钼钢、进化到铝合金、然后是复合材料的运用如碳纤维，其他还有钪合金、镁合金、钛合金等，业者不断研发新材料配方，提升管件与结构设计能力并创新加工技术，只为了让车架更轻、更强、更舒适且更流线美观。

- 铝制车架骑起来最不舒服?

- 钛车架又软又滑?

- 钢制车架有比较好的骑乘品质但会随着年代的久远而变形?

- 英格兰的Queen Elizabeth 是国际毒品交易的首脑?

其实，以上皆非。

长久以来有为数众多的关于车架材质的说法其实是错误的。事实的真象是，只要选择了合适的管径、管壁厚度及车架几何，用任一项现有的车架材料，都可以建造出符合你对骑乘品质要求的车架。

刚性、强度和重量

强度和刚性是大家经常搞错的二个特性，要燎解不同材质车架间的差异，有必要弄清楚这二个特性的差异。假设一根金属棒的一端固定在夹具上，另一端加上一定的重量使得这根金属棒暂时弯曲，当把那个重物移开时，金属棒立即回复原来的型状。同样的重量加诸于不同材料时，会产生不同的弯曲程度，这就是刚性。另假设挂在金属棒另一端的重量，重到足以使金属棒产生永久的变形，也就是说，当移开重物时，金属棒仍然呈现弯曲，无法完全回复原状，即所谓的降伏(yield)。使材料达到降伏的力量因材料不同而不同，这就是所谓的强度。

刚性(Stiffness)

刚性影响车架的骑乘品质，因为车架最怕在正常骑乘时发生变型。刚性决定于材料的弹性系数，而相当重要的是弹性系数和金属的品质及其合金的成份无关。举例来说，所有种类的钢，基本上具有相同的弹性系数。

强度(Strength)

强度和车架的耐用度相关但和骑乘品质无关。强度(strength)由材料的降伏强度(yield strength)决定。降伏强度和车架管材的品质、热处理制程及合金成份(某些品牌型式)有相当大的关系。

重量(Weight)

除了强度和刚性之外，重量也是一个议题。和刚性一样，重量受到材料合金成份的影响相当轻微。即便你的车架贴着"Lite Steel TM"(轻量化钢材)，事实上，所有的钢材几乎具有相等的重量。

这儿有三种常见车架材质的一些特性。

弹性系数(刚性)　降伏点　　　 　重量

铝　10-11　　　11-59(4-22退火后)　168.5

钢　30　　　　　46-162　　　　　　490

钛　15-16.5　　　40-120　　　　　　280

要注意，刚性和重量和材料的品质、热处理或合金成份无关。举例来说，所有的车用钢管，从大卖场的廉价单车到价值数千美元的单车都有相同的弹性系数30，以及490的重量。

任何告诉你某种特定品牌的钢(或铝、钛)会更轻或有更佳刚性的人，都是在膨风。在不同品质(同一材质)的管材之间，差异的是降伏强度，而非重量或刚性。由上表得知，当管径、壁厚相同时，铝制车架的刚性只有钢制车架的三分之一，钛制车架也只有钢制车架的二分之一的钢性。铝的降伏值和钢或钛相较之下显得相当脆弱，代表它比较容易损坏。在重量方面，同样规格的铝制车架只有钢制车架的三分之一，钛制车架约为钢制车架重量的二分之一。

以上谨是一般性比较，并没有太大的意义，因为没有人会用同样的规格来打造这三种不同材质的车架。

实际的单车依材料的特性加入计算，选择组成车架的每支管材的管径和壁厚。这时和车架刚性主要相关的为管径，和强度主要相关的则为管材壁厚(管径也会有相关)，而管径和壁厚则影响了车架重量。

车架制造商必须衡量不同管径、壁厚和车架刚性、强度、重量的关联，作取舍。

钢与钛

回到上表，你可以发现钛制车架和钢制车架几乎具有同样的强度，但只有钢制车架的一半重量和一半刚性。这样的车架由于刚性变小，特别是在负重长途骑乘时，会感到有点滑溜。车架制造商可以用较大的管径来加强刚性，虽然会增加一点重量，但仍会比一般的钢制车架来得轻。

钢与铝

通常铝制车架的刚性及重量会只有钢制车架的三分之一，强度则只有一半，这也是为什么铝制车架明显地会比较粗比较厚的缘故，只因为了要得到适度的强度和刚性，而这样的车架还是比钢制车架来得轻。

大且簿的管材

大管径的优点也可以适到到钢材上，但实际上有个限制。如果用二英寸直径的钢管来建造车架，可以建造出钢性超出任何人需求的车架，并且只要管壁抽得够薄，也可以非常轻。那为什么没有任何厂家这么做?有二个原因：

- 管壁越薄，就越难接合得好，看一般双抽的管材就可以发现，中间可以较薄，两端较厚便于焊接。

- 另外，如果管壁太薄，会很容凹陷，在表面焊接一些配线端点也会得不到合适的支撑。

刚性和骑乘品质

很多人引导你相信车架刚性和骑乘品没多大相关，我们来看看一些不同的观点：

扭转和侧面刚性(Torsional/lateral stiffness)这主要和由踏板而来的力量有关。任何车架在踏板施力时在五通管处会有弹力来对抗。这种弹力可以感受得出来，许多骑士认为这会消耗踩踏的力量。其实，这并不是真的，因为车架的金属是非常有效率的弹簧，力量终究会回馈回来，所损失的相当轻微。但是大部分的骑士觉得这种弹性的感觉并不太愉快，并且偏好这部分能更稳固的车架，尤其是身高体重的骑士或喜欢站起来抽车的人，会特别重视。

自行车车架材料主要分为钢、铝合金、钛合金、碳纤维四种，快速区分方法如下：

1.铝合金：
铝合金感属于灵敏轻巧、重量较轻、高钢性，但同时也传达了地面每一丁点的振动反应，而略微牺牲了舒适性。相对廉价和车架的款式多多，是值得大家普及购买的品种。

2.钛合金：
钛合金的特性很类似铝合金与碳纤维的综合，它可以有类似碳纤维的弹性也可以享有铝合金般的轻巧与钢性。其特殊点是由于膨胀系数的跳跃性，致使无法在金属表面上漆，不过好在钛合不易腐蚀、氧化，颜色也独具魅力。但是其价格也是前两种望尘莫及的。

3.合金钢材料：
钢材是自行车最传统的车架材料。现代的多种合金钢材可以在钢性、弹性、传动性、稳定性上得到很好的效果，唯一的缺点是在重量上钢材是缺陷，重量比上数材料都重。一般来说合金钢材料价格比较便宜，捷安特Bora系列是典型的代表。不过，良好的硌猛钢、硌钼钢车架售价也不便宜，非街边小摊点买的合金钢材料能比。
4.碳纤维：
碳纤维的特性：具有弹性、骑乘感稳定、长途巡航持续感佳、舒适性高。缺点是价格很高，且平均使用寿命（出厂时算起）只有7、8年，即便在8年内车架没有任何磕碰，其化学分子式已经分解了，知秋不建议骑乘者继续使用。

上述每一种材料都有高低等级之分。但有些产品虽然高价，但由于对材料处理能力的不足(例如：碳纤维及钛合金)，或是厂商对车架几何设计的不良，也可能会有骑乘感很差的产品出现，总而言之任何的材料都会有等级好坏之分，因地貌选择，不可一概而论。

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