作者: jwchao (小掐) 站內: bike
標題: 淺談單車避震之三
時間: Fri Nov 12 17:25:24 2004
避震行程
一個避震系統應該要有多長的壓縮量、也就是所謂的避震行程
呢？想像一個騎士騎著單車，通過一條地面崎嶇路徑時候的樣
子，騎士騎得愈快，避震器就會被壓縮得愈多。而絕大多數的
避震器，都是設計到當他負載到靜止時荷重的兩到三倍重時，
彈簧會達到百分之百的壓縮量，因此如果你有比較長一點的行
程，那麼彈簧的設計就可以比較軟一點；而如果避震行程有所
限制，那麼在必須負擔同樣荷重的情形之下，彈簧就必須設計
得重一點。也就是說，當一個騎士在單車上，但是單車是靜止
時，假設避震器的荷重是一百磅（約五十公斤）左右，那麼避
震器大約會在荷重達到三百磅時被完全壓縮。這個時候，如果
我們有十英吋的避震行程，那麼我的只需要一個彈力值為30磅
/英吋的線性彈簧就可以了；但是如果我們的避震行程只有二英
吋，那麼我們就會需要一個150磅/英吋的強力彈簧，才能夠達
到之前那個避震器一樣的負載能力。假設其他的變數都一樣，
那麼愈軟、行程愈長的彈簧，愈能夠讓幫助騎士隔絕小的、尖
銳的、高頻率的震動，這代表著什麼呢？比較長的避震行程，
允許我們使用比較軟的彈簧，不但能夠達到一樣的負載能力，
而且更可以隔絕高頻率的震動。當然，我們也可以用比較聰明
的方法，那就是使用像是氣壓彈簧這一類的非線性彈簧，那麼
就可以在有限的避震行程之內，剛開始壓縮時比較軟，愈壓縮
到後面就愈硬。
避震預載
為什麼我們會需要預載呢？假設我們有一個彈力值為30磅/英吋
的彈簧，而我們預設騎士加車子加諸在避震上面的靜止的重量
約為一百磅，這就代表我們只要一坐上這個單車，什麼動作都
還不必做，避震器就會先被壓縮三英吋了。這樣聽起來似乎有
點誇張，不過一般越野機車大多擁有超長的避震行程，甚至可
能會長到十二英吋左右，騎士一坐上這一類的機車，避震器大
概就會先被壓縮三英吋左右。然而對一個避震行程比較短的單
車而言，我們並不希望這麼「珍貴」的行程在我們連動都還沒
有動的情形之下就被浪費掉了，在這個情形之外，有兩個選擇
，一個是選用一個非常硬的彈簧，另一個選項就是增加所謂的
「預載」。
想像一下，一個十英吋長，彈力值為100磅/英吋的彈簧，剛剛
好可以裝在避震前叉裡面，那麼，如果我們用一模一樣的材質
，做一個十一英吋長的彈簧，然後塞在原來十英吋的空間裡面
，會發生什麼事情呢？我們要把這個十一英吋長的彈簧塞進十
英吋大小的彈簧室內，我們就得施一百磅的力量，把這個彈簧
壓縮一英吋，因此當這個彈簧在靜止狀態的時候，他就已經有
一百磅的預載了。在這個情形之下，假設現在的單車加騎士在
靜止時還是對避震器施一百磅的力量，那麼一個單車騎士坐到
這台車上，就不會有任何的下沈了。請注意，在這個情形之下
，我們使用的彈簧的彈力值仍然為100磅/英吋，我們只是用了
根長一點的彈簧並且預先壓縮它，我們並沒有用更硬的彈簧。
接下來，假設我們先把這根彈簧壓縮二英吋，會發生什麼事情
呢？這代表這根彈簧會用二百磅的力量把前叉頂起來，但是我
們騎士坐上去的時候，卻只能給前叉一百磅的壓力，這時候彈
簧裡面還有一百磅的力量往上頂，除非你再額外給前叉超過一
百磅的衝擊力，否則這根前叉是不會動作的。這代表著這根前
叉在經過輕微不平整的路面時，無法處理細小而高頻率的震動
，這些細小的震動無法壓縮前叉，會直接地透過單車傳達到騎
士身上，就跟沒有避震是一樣的。因此我們得到的結論是：愈
多的預載，愈無法處理細小的震動。即使如此，我們要記住，
預載彈簧並不會改變彈簧的彈力值，如果一個彈簧的表現是線
性的，那麼不論我們如何壓縮它或是預載它，他的線性表現並
不會改變。以之前的例子來說，我們給了前叉一百磅的衝力使
它開始動作之後，它的表現還是一樣，每一百磅下沈一英吋。
氣壓彈簧和優利膠彈簧也可以有預載，氣壓彈簧的預載很簡單
：只要把氣壓打高就可以了。氣壓彈簧的預載和未壓縮前的氣
壓的成正比的，然而有一點要注意的是，氣壓彈簧的彈力值是
會隨著氣壓而改變的，靜止時的氣壓愈高，氣壓彈簧的彈力值
就愈高，這個可以算是件好事，因為通常需要愈多預載的人，
也會希望他們的避震器能夠硬一點。而不論是氣壓彈簧或是優
利膠彈簧，都可以設計在全壓縮的情形之下，擁有接近無限大
的彈力值，使得這類避震器很難很難觸底。
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