二, 后胆结构和工作原理 – 基础篇 1. 后胆的种类 l 从主要工作介质去区分的话,分为弹簧胆和气胆两种 – 主要区别在于重量与线性,气胆调节方便,弹簧胆要根据体重和骑行风格计算磅数。 <图2-1-1>
l 从结构布置上划分,可大体上分为直列式,Piggyback式两种。(至于像SCOTT那类奇葩的拉伸后胆就不讨论了) <图 2-1-2 直列式和Piggyback>
l PIGGYBACK式的后胆性能稳定,可调节参数更多,阻尼作用更明显,但入门级玩家未必能感受到。结构区别主要是IFP气室的位置不同,油路的走向不同,压缩阻尼的布置位置不同。对于piggyback后胆的详解,见第四章 2. 后胆内部结构 以FOX RP23 大气室版为例,标示各内部主要部分名称。(剖面图来自国外论坛,我这里只做了标注) <图 2-2-1 RP23 XV 剖面图> 1) 踩踏平台、回弹调节凸轮 2) 阻尼杆 3) 踩踏平台和回弹调节杆 4) 附加气室 5) 主气室 6) 主活塞 7) 阻尼活塞 8) 阻尼油腔 9) IFP 10) IFP气室 11) 打底垫圈 12) 行程管密封 13) 尘封 下面是分解保养一只RP23(普通气室版)时拍的分解照,看看大家能不能对上号。 <图 2-2-2 零件图>
3. 主气室的工作原理 l 主气室/弹簧 就是后胆支撑力量的主要来源,遇到冲击时压缩,将动能转变成势能以及热能,然后通过回弹的形式去释放储存的势能。 l 气室详解(以FOX为例): <图2-3-1 主气室> 有不少人还不知道后胆气室也有负气室的。老式的后胆一般是上下两个打气嘴,一个打正气,一个打负气,如Rockshox SID RACE 现在常见的设计,是在正气室初段的位置,设置一个串气槽,从外观看,那个位置有一个小长条形突起,在气室内部就是凹下去,主气室的气通过这个串气槽跑到负气室里去,在初始状态下,正气室的气压和负气室的相等,减少了启动阻力。实际上就等于13版之后的ROCKSHOX前叉SOLO AIR技术,FOX把这项技术应用在后胆上远比ROCKSHOX要早,而在前叉的应用却是ROCKSHOX的独门绝活,个人估计这都是专利抢注造成的。 串气槽在工作时,是有一定响声的,有不少玩家以为是后胆除了问题,详情参见第三章。对于普通气室与大气室后胆的区别,以及DRCV气室,详见第四章 4. 阻尼的意义及工作原理。 l 上面一节提到,主气室/弹簧 就是后胆支撑力量的主要来源。主气室的设计,不同厂商的后胆都几乎一样,而对后胆表现有决定性影响的,却是阻尼系统。假如一个后胆/前叉是没有阻尼系统的话(那就只剩一个弹簧了),受到冲击时,弹簧会迅速压缩,然后迅速回弹,这样,避震受到的冲击就会直接传递到车手上,那就失去阻尼系统的意义了。 简单来说,阻尼系统的作用是不同程度地减慢压缩与回弹的过程,同时对主弹簧或主气室的线性做一个优化。在阻尼系统的作用下,后胆/前叉在不同的运动阶段有不同的特性,也就是通常说的“线性”或“非线性”特征。 可以说,一个后胆的价值主要是由它的阻尼系统决定的。 目前,主流的自行车避震系统阻尼部分都属于液体紊流阻尼器,简单来说,就是依靠阻尼油通过不同的阀门产生阻尼效果。 接下来的几个小节,都是围绕阻尼系统的基本原理展开。 l 首先看看阻尼系统的核心部分:阻尼活塞 <图2-4-1 阻尼活塞>
<图 2-4-2 刚拆开的阻尼腔 活塞在油腔内的运动>
<图2-4-3 阻尼活塞主阀块> 后胆压缩、回弹的快慢,就是取决于上面每条油路的流通量,而后胆的线性,取决于每条油路流通量的变化特性。 5. 调节原理 l 上面提到,阻尼系统里面通常包括可以调节的油路通路,这里介绍一下其调节原理。 请注意,这里先以常见的RP系列后胆为例,因为其结构最典型,有些高档一点的后胆(尤其是PIGGY BACK结构的后胆)油路数量更多,调节机构也多样化一些,这些以后再另外介绍。 l 通常来说,;而可调回弹油路,是靠控制油路最小截面积来实现,属于直接流量控制。 <图2-5-1 踩踏平台>
<图2-5-2 RT3回弹杆 和 回油孔>
6. IFP气室介绍 l 在进一步介绍阻尼系统之前,还要说说这个IFP。 <图2-6-1 IFP cut away IFP 特写>
a) IFP的作用:提供阻尼系统的活动空间。 <图2-6-2 阻尼棒和IFP的运动方向示意图>
b) 提供阻尼系统工作需要的支撑力,抑制气泡或真空泡的产生 IFP的其中一个很重要的意义,就是要在后胆运动时,确保阻尼油必须流经特定的油路与阀门,让阻尼系统的功效得以发挥。很多后胆的功能失常就是IFP气室压力不足所致,而根本原因(大多数情况)是因为后胆长时间使用缺乏维护,时间长到IFP压力不足时,通常在这个后胆上面能发现很多“并发症”,详情参见第三章。 <图 2-6-3 >
c) 末段支撑。 关于IFP对末段支撑的作用,还不单纯表现在其压力对阻尼棒的作用,对于带有BOOST VALVE (增压阀)技术的FOX后胆或类似的后胆,还起到增大压缩阻尼的作用,这方面的详细介绍放在第四章。 <图 2-6-4 IFP末段支撑原理> 7. 踩踏平台揭秘-低速压缩阻尼。 l 这个小节文字比较多,有心了解的就耐心看吧。 l 首先澄清一些基本概念。后胆是不能完全锁死的! 包括RL, RPL等带有“LOCK”字样的后胆,也是不能完全锁死的!!绝大多数人平常说的“锁死”其实是踩踏平台!当然,不同厂商有不同叫法,例如ROCKSHOX的就称为“GATE”! l 其实前叉也是类似(当然,有些前叉就锁得很死),稍微有点档次的叉,都有锁死保护或锁死力度调节功能(例如FOX RL和RLC系列就有一个“底部阀”,受到大冲击时会冲开泄压,保护机件不受损坏),而且其锁死阀门本身,在比较大的力作用下也能打开。锁得死不死不是衡量一个前叉/后胆好不好的指标,“锁死”的本意在于防止泄力,只要压缩阻尼能抵抗踩踏造成的分力,那就足够了!如果真要追求锁的死死的,请去买只两百块的XCM机械叉吧,别讨论什么FOX ROCKSHOX了。 l 另外,后胆的踩踏平台调到最硬的时候,例如CTD的C档,RP23的4档,摇车时一样会动作的,这是正常现象。防泄力是指在坐姿骑行,发力比较均匀的情况。如果摇车,或者坐姿骑行时突然发力,或踏频过快、骑手重心上下起伏严重的情况下,后胆一样会动作的。 l 言归正传,说说踩踏平台的原理。 踩踏平台的意义在于防泄力或减少泄力,那么它是怎样实现的呢?上面提到过,通常带踩踏平台的后胆,阻尼活塞的压缩方向带有可调节的弹簧单向阀,这个阀门实现的就是低速压缩阻尼。 <图 2-7-1 压缩阻尼示意图>
l 当后胆吸收一定的动能时(注意,这里的动能可以是小震动,或踩踏对后胆造成的压缩),低速油路单向阀被冲开,油路流通,后胆可以被压缩。若若低速阻尼阀门有足够高的阀值,需要冲开它的动能大于踩踏时造成的后胆压缩趋势,这就实现了踩踏平台的功能。当然,这里的前提是高速压缩阻尼部分也有足够大的阀值不被冲开。 l 而当后胆吸收比较大的动能时,后胆需要在很短时间内压缩一段距离,这样,阻尼活塞下放的油需要迅速跑到上面去。这种情况下,低速阻尼油路由于截面积小,即使全开也满足不了这个需要,阻尼活塞上部和下部的压力差依然很大,这部分压力差高于高速阻尼单向阀的阀值时,高速阻尼开始介入到工作中。关于高速阻尼的更详细介绍,见第四章。 <图2-7-2 压缩油路机制>
l 之前看到有些介绍,说踩踏平台,或FOX RLC前叉可以“吸收来自地面的冲击,来自车手踩踏的压缩力量可以过滤掉”,这纯粹是误导,因为低速压缩油路只会在适当的力下打开或关闭,不会知道这个力到底是来自地面还是来自车手的,上面的示意图已经清楚说明了其作用机制。 8. RL后胆 l RPL和 RL的阻尼结构是一样的,只是调节机构多了一个位置,锁死挡板可以停留在中间位置而已。 <图 2-8-1 RL 阻尼>
9. 踩踏平台调节机构(FOX RP系列,CTD,Rockshox RT3等等) 上面提到过,踩踏平台式依靠低速单向阀来工作的,而该阀门的阀值可以调节,阀值越大,踩踏平台越硬朗。 其实同一厂商同系列的(甚至不同系列的)后胆,内部结构都是大同小异,甚至完全一样,最大区别还是外观能看到的东西以及价格。列出维护一些FOX后胆时拍的照片,详情请自行脑补。 <图2-9-1 调节凸轮>
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