我爱数码网-提供最及时的数码电脑新闻

空气动力哪家强? 14款碳纤公路车架横评

2017-11-23 23:58|作者:侠客|围观: ||收藏

1空气动力车架新篇章

    空气动力学车架还是传统车架?更快的速度,更轻的重量还是更舒适的骑感?无论对顶级职业选手还是普通车友,这都是个纠结的选择。我们ZOL户外装备频道共同联合德国Top cycle实验室,为大家带来14款碳纤维公路车架横评来为大家提供更适合自己的车架类型参考。

空气动力定胜负? 14款碳纤公路车架横评

    要赢下一场自行车比赛有很多决定性因素,譬如队员身体条件,对战术的理解能力,还有对比赛地形的判断和运气等等,这也是一支World tour车队所具备的最基本的素质,当然很多时候胜利天平的倾斜仅仅因为一个看似无足轻重的因素,就像2011年哥本哈根世锦赛一样,那时候空气动力学车架刚刚被几个厂家开发出来并没有完全普及,更多的车队实际上是抱着观望态度。

    那场比赛盘爷(马克卡文迪什Mark Cavendish,曾经在HTC车队的时候,用环法收官战的冲刺中骑出超过70公里的时速冲线夺冠,一战成名,绰号曼岛飞弹。dish是英文盘子的额意思,于是中国车友私下给他起了外号盘爷。)使用了闪电S-WORKS的Venge,而竞争对手马特戈斯则使用了同样闪电品牌的传统车架SL4,最后的结果世人皆知,盘爷半个车身赢了比赛。虽然无法就此证明空气动力学车架究竟为盘爷那一次胜利节省了多少宝贵的功率输出,但是不得不承认从那一刻起空气动力学车架开启了自己的全新篇章。


2科技与传统的PK

    在风洞测试中可以很明显的看到两款车架的差异,在45公里的模拟时速下,更加符合空气动力学造型的VENGE要比SL4节省12瓦的功率。为了克服因为速度提升而额外增加的空气阻力,需要额外增加功率输出。空气阻力做功P=FV,空气阻力F=1/16*cw*A*V2。空气阻力和时速平方成正比,而空气阻力做功则和速度的三次方成正比。速度提升一倍,输出功率变成之前的八倍。盘爷以及所有顶级冲刺手在最后的平路冲刺时过线时速都可以达到70甚至更高,可想而知他们需要为此多付出多少功率。

空气动力定胜负? 14款碳纤公路车架横评
世界冠军是否应该感谢这个车架?(图片来自cyclingnews)

    夺冠后在记者采访中,盘爷坦言新的空气动力学车架骑起来感觉非常快,对他夺冠的帮助很大。虽然这番发言有着很浓厚的广告色彩,但是无可争议的是自此之后众多一线品牌开始加大空气动力学车架的开发力度。从那之后,每支世巡赛车队都会同时装备空气动力学车架和轻量化车架。但是对于普通的骑行爱好者来说,到底选择哪种车架?空气动力学车架和轻量化车架之间到底有多大的不同呢?是否厂家的噱头?为此,我们特地推出这次的横评。由7个厂家送出的一共14款车架,(分别是一个空气动力学车架和一个轻量化车架)来到top cycle的实验室和我们的合作伙伴GST风洞实验室里。具体的测试方法,请见之前我们发布的《自行车评分标准白皮书》,此处不做赘述。

    由于这些品牌的送测车辆为整车,为了保证在实际骑行环节中的结果尽可能公正,我们拆除了所有车架的配件,统一为测试车辆配备了一样的套件和轮组。(套件为Sram red,轮组为zipp404,轮胎为马牌Grand-prix 4000s)这样就尽可能的淡化了车架之外的干扰因素,但是所选取的套件和轮组并不代表其本身的性能优劣。另外来自BMC,捷安特和美利达的空气动力学车架采用了一体化低风阻刹车夹器,这个是需要特别指出的。

3百公里骑行测试环节

    本次测试首先从实际骑行环节开始,我们在户外选取一条路线,长度为100公里,垂直海拔上升约2000米。选取七名退役车手,车手体重都是75公斤,上下浮动不超过2公斤。用功率计规定200w的功率输出恒定来完成赛段,取最后冲线时间。每名车手测试同一品牌的两款车架。

    Cervélo的S5在去年和前年一直蝉联我们关于风阻车架排行版最快车架第一名的宝座,此次也是毫无意外的继续稳坐第一。BMC的timemachine则退居第三,这次第二则是来自中国台湾的美利达Reacto Evo。具体成绩见下表。

空气动力定胜负? 14款碳纤公路车架横评 空气动力学车架PK轻量化车架

    如表中所示,左侧为空气动力学车架成绩,右侧为轻量化车架成绩。相比著名环法HC级爬坡点冯杜山,在21.1公里内垂直爬升1600多米的难度 ,100公里内垂直爬升2000米只能算是长缓坡。甚至比起北京妙峰山20公里内爬升1000米的难度都是小巫见大巫。

    所以要想将空气动力学车架的优势最大化,必须保持在尽可能高的时速下,平路,长缓坡和下坡是空气动力学车架的主场。但是如果进入了艰苦的陡坡骑行中,车重和车架刚性则更为重要。因为在风洞测试中显示,空气阻力做功在25公里时速下直线下降,到了15km时速下就基本已经可以忽略不计了。而很多业余车手和非顶级职业爬坡手在超过7%的陡坡骑行中,通常时速很难长时间保持在25公里之上。

    这也就是在三大环赛中艰苦的皇后赛段,几乎所有车手都不约而同的选择轻量化爬坡架子的原因。即便如此,依然不能否认如表中所示,空气动力学车架比之轻量化车架因为节省功率而带来的巨大时间优势。最快的空气动力学S5比最慢的轻量化scultura足足快了2分31秒。要知道在顶级的大环赛20余天比赛过后,前三名之间的总成绩差距也就是几分钟的事情。

    在今年春季的环意大利第19站中,是一个前半段平路后半段爬坡的个人计时赛段。经管中间换车需要浪费至少15秒以上时间,但是全部车手中只有两人选择了一车到底,而其余车手都是在爬坡之前用空气动力学的计时赛车型,然后在车队工作人员帮助下中途换成超轻量化的赛车。

    其中环意冠军金塔纳甚至还悠哉悠哉的把头盔也换了,可见空气动力学车架在平路和小坡度上坡路段巨大的优势。当然这种优势的前提是在职业选手的高速骑行状态下,发挥得更加极致。所以我们初步认为,空气动力学车架在某些特定环境路段下,比之传统的轻量化车架还是有着不可否认的优势的,尤其在骑行速度越快的时候,越明显。

414款车架风洞测试成绩

    接下来的环节是风洞测试,我们将14款车架依次放入风洞开始进行空气阻力测试。具体成绩如下:

空气动力哪家强? 14款碳纤公路车架横评
BMC Timemeachine / BMC Teammachine

空气动力哪家强? 14款碳纤公路车架横评
Canyon Aerorad / Canyon SLX

空气动力哪家强? 14款碳纤公路车架横评
Cervelo S5 / Cervelo R5

空气动力哪家强? 14款碳纤公路车架横评
Giant Propel / Giant TCR

空气动力哪家强? 14款碳纤公路车架横评
Merida Reacto / Merida Scultura

空气动力哪家强? 14款碳纤公路车架横评
Scott Addict / Scott Foil

空气动力哪家强? 14款碳纤公路车架横评
Specialized Tarmac / Specialized Venge

    如图所示,X轴是风洞里模拟风向在正负20度内变化,Y轴是迎风面积,其中CW是空气阻力系数,为恒定数值。Y轴数值越低,则代表在45公里时速下的风阻越小。而曲线越平滑接近一条直线,则表明车架受侧风影响越小。

空气动力哪家强? 14款碳纤公路车架横评
风洞流体测试

    结合上表来看,CANYON 的曲线最平滑,说明该车架受侧风影响最小,但是整条曲线的取值偏高,所以在这几个车架里他的空气动力学方面得分是最低的。而S5以其完美的造型在空气动力学方面的有着满分的表现。同一品牌轻量化的R5车架,为了追求重量优势,则跟S5有着不小的差距,但是在整体造型上还是尽可能的兼顾了一些空气动力学功能。同时也说明车友们可能在相当长的一段时间内还是要在空气动力和轻量化两者间继续纠结,因为目前来看还没有能解决两者性能兼得的车架解决方案。

    另外需要特别说明的是,在车架上对于空气动力学的追求和对于轻量化的追求有一个共通的道理,那就是木桶的短板决定盛水量。不能仅仅简单的改变某一个部位的空气动力学,要系统而完整的改善。另外,车架的风阻面积最多只占整体的30%左右,更大的风阻面积来自骑行者自己,改善骑行姿势,换符合空气动力学的头盔和风镜,穿尺码正合适或者稍微偏小的骑行服,水壶后置或者用空气动力学水壶,不额外加装譬如气筒,骑行包等配件,甚至刮掉腿毛和胡子,以及留简洁的发型,这些都是能有效改善空气动力学的方法,其中前两项的改善效果最大。所以也有一个说法是做一个偏向空气动力学的FITTING来改善骑行姿势和换一顶符合空气动力学的头盔,是改善空气动力学最具性价比的选项。

514款车架实验室评分结果

    由于本次横评主要是针对车架来进行的,所以本次实验室环节不对套件和轮组进行评分,只对车架进行常规实验和评分,再加上空气动力学得分得出最后的总分。常规实验方法在我们原来的文章中已经有比较详细的描述,此处不做赘述,关于空气动力学得分,数据指的是空气阻力做功,单位瓦特,所以此处数值越低代表车架在空气动力学方面表现越优秀。

    总结起来,目前的空气动力学车架的几个特点是:全车内走线,刹车夹器内藏或者后置式设计,头管和下管的水滴形横截面造型,坐管的水滴形横截面造型。某些品牌还会自己研发符合空气动力学的把立和曲柄来进一步优化空气动力。

    空气动力学车架的缺点就是重量的控制被放在了次要位置考虑,所以绝大部分空气动力学车架的重量都非常平庸。另外大部分车架在垂直方向舒适性上,评分普遍不高。详见下表:

空气动力哪家强? 14款碳纤公路车架横评
实验室评分结果

614款参测车型简介 之一

1.BMC Timemachine TMR01 (9999欧,6.8公斤)

空气动力定胜负? 14款碳纤公路车架横评 BMC Timemachine TMR01

    TM来自瑞士的BMC旗下,最初是脱胎于计时赛车型,2011年的时候,卡迪埃文斯第一次使用这个车型参赛并夺下环法冠军。在风洞测试中,也证明了这枚红黑飞弹的实力,在45公里时速下空气阻力做功仅仅205瓦,仅次于Cervélo的S5和Merida,位列第三。标志性的小三角后叉,隐藏式的前后刹车夹器,以及五通上方的防止空气湍流设计,都确保了空气能平滑的流过车体表面。应该说在减低风阻方面,这款车做的非常到位,将每一个细节全都考虑在内。但是这款车的纵向舒适性不是很好。

2.Canyon Aeroad    (4299欧,6.7公斤)

空气动力定胜负? 14款碳纤公路车架横评 Canyon Aeroad

    该车型是2013年喀秋莎车队大量使用的车型,有着很好的全能性。Aeroad的几何造型颇得德国媒体的喜爱,小三角叉部位的造型类似BMC但是过渡更加柔和,并且也有防止空气湍流的导流设计元素。能使车架快速行驶中不易受尾流干扰,并且有效对抗侧风。但是受累于迎风面积不够优秀,空气动力学总体得分中等偏上,空气阻力做功212瓦,比之S5和TM虽然差距不大,但是高手过招差距往往只是毫厘之间。值得一提的是Aeroad提供了很好的纵向舒适性,这在本次所有入选车架里是很难能可贵的。

3.Cervélo S5     (8000欧,7.3公斤)

空气动力定胜负? 14款碳纤公路车架横评 Cervélo S5

    本次100公里实际骑行环节中的最快车型,连续两年蝉联top cycle最快大组车第一。光环环绕下的S5今年赢得依然轻松,甩开第二名23秒之多。和BMC一样,Cervélo的空气动力学大组车的技术也是来源于同门的计时赛车型,P5身上的大部分技术在UCI的规则下完整的移植到了S5身上。

    鉴于P5的价格过于昂贵,且S5的坐管设计调整幅度宽容度很高,在欧美经常有铁三选手直接使用S5车架加上空气动力学轮组和休息把直接参赛。但是需要说明的是S5依旧没有对于操控性能有所改动,过于灵活的操控性能对于普通车友和铁三选手来说可能并不是很友好,需要有一定的控车经验后才能完美驾驭。尤其在面临侧风影响下,过于极致的空气动力学造型也会带来不太稳定的表现。

4.BMC Team Machine SLR01        (6999欧,6.4公斤)

空气动力定胜负? 14款碳纤公路车架横评
BMC Team Machine SLR01

    这款车架是按照传统轻量化车架的特点来设计的,吉尔伯特也参与了车架的设计过程,在减重方面做得十分彻底,重量也确实无与伦比。有着较高的行驶稳定性,难能可贵的是在完美的五通刚性表现下,同时兼顾了垂直方向舒适性和前叉舒适性。实验室数据也证明了这款车架完美的表现。

    但是在空气动力学方面这款车架就有点不尽人意了。宽大的下管几乎没有考虑过空气阻力的存在,风洞测试显示下管创造了整车一半以上的空气阻力,用笨重的下管来形容一点都不为过。整车最后高达220瓦的空气阻力做功。只能得到勉强及格的分数。拉低了这款车架最后的总分。

5.Cervélo R5DA          (6000欧,6.8公斤)

空气动力定胜负? 14款碳纤公路车架横评
Cervélo R5DA

    R5DA是一款轻量化车架,和RCA共享相同的方形椭圆管材技术,在保持超一流的轻量化的同时,尽可能的兼顾了空气动力学性能。从某种角度来说,R5和RCA有点像其他品牌对于同一款车架推出的高模量版本和低模量版本。在所有本次参加评测的超轻量车架中,R5DA的空气动力学得分是最好的。

    但是鉴于前文所提到的,由于技术限制目前空气动力学和超轻量属于鱼和熊掌,所以R5DA的空气动力学得分虽然领先,但是并没有真正和其他轻量化车架拉开距离。在100公里实际骑行环节的成绩也表明R5DA是最快的轻量化车架,但是和其他车架的差距则非常小,领先第二名只有六秒。

6.CANYON Ultimate CF    (4599欧,6.2公斤)

空气动力定胜负? 14款碳纤公路车架横评
CANYON Ultimate CF

    CANYON的轻量化车架是本次参加测试的轻量化车架中性价比最好的,所谓比我便宜的没我轻,比我轻的没我便宜。但是同样保持高水准的纵向舒适度,使得本次入围的两款CANYON都在舒适度方面拿了全场最高分。加上更友好而不是更极致的操控性能,(更友好指的是操控起来非常容易上手,而极致的操控感指的是需要很高技巧才能完全驾驭的操控感,实际上那种操控并不适合绝大多数车友,会让人感觉骑行的感觉非常累。

    就好像法拉利灵活的操控会让很多普通车友开起来如履薄冰,反不如丰田86来的乐趣更多。)不难理解这个只做网络直销的德国品牌长久以来为何深得德国人的喜爱。但是无可否认的是这款车架依旧没有摆脱糟糕的空气动力学得分,220瓦的空气阻力做功只能算是勉强过关。

7.Giant Propel Advanced SL0    (9000欧,6.9公斤)

空气动力定胜负? 14款碳纤公路车架横评
Giant Propel Advanced SL0

    这款车完整的设计来自GIANT欧洲公司。几乎使用了所有最新潮的主流的设计思路。包含了小三角型后叉,防止空气湍流设计元素,后藏式前夹器和整体的低风阻管型。最后的空气动力学得分中规中矩。在车架常规测试环节中,超高的五通刚性和前叉侧向刚性给我们留下了很深的印象,同时偏舒适的纵向舒适度设定也似的这款车架对于普通车友更加友好。但是整体的重量控制应该还有一定提升的空间,以其售价来考虑的话,重量控制稍显诚意不足。

714款参测车型简介 之二

8.Merida Reacto Evo CF   (6499欧,7.4公斤)

空气动力定胜负? 14款碳纤公路车架横评
Merida Reacto Evo CF

    在本次100公里实际骑行环节测试中排名第二。和同样来自台湾的GIANT在几何造型上几乎如出一辙。但是美利达是最早开始着手研发空气动力学车架的台湾企业,他们请来的施瓦本的设计团队在细节方面对车架进行了大量改进,后夹器隐藏在了下叉下方,但是前夹器却没有进行空气动力学改造。

    下管采用了迎风面积更小的管材形状,包括到位的防止空气湍流设计元素。使得空气阻力做功只有203瓦,以轻微优势战胜GIANT的207瓦。另外值得一提的是,这款车架的座管设计也非常灵活,使得它完全可以被当成铁三车架来使用。

9.Giant TCR Advanced SL    (5000欧,6.7公斤)

空气动力定胜负? 14款碳纤公路车架横评
Giant TCR Advanced SL

    Giant让人熟悉的压缩几何结构车架,和自己的空气动力学车架有着相同的问题,就是重量控制太不尽如人意。Giant真的是太需要在这方面好好下一下功夫了,本次参加测试的所有轻量化车架里最重的一款车架。一款碳架子居然做的比铝架子还要重,也是醉了。好在下管的造型还挽回了一些空气动力学得分,另外五通刚性和垂直方向舒适度得分还是相当可圈可点的。不过要想进入超轻量化的车架第一阵营,giant还真是有很长一段路要走。

10.Merida scultura CF Team   (7699欧,6.7公斤)

空气动力定胜负? 14款碳纤公路车架横评
Merida scultura CF Team

    作为一款轻量化车架,重量控制方面做得中规中矩。虽说作为轻量化车架被开发,可是这款车架可以说是毫不考虑空气动力学的作用。226瓦的空气阻力做功,如果你想骑快的话,那你简直就像随时在顶风一样。实在想不通有着非常优异空气动力学表现的同门车架的技术沉淀,为什么还会造出如此糟糕的一款超轻量化车架。100公里实际骑行的成绩也印证了它糟糕的空气动力学造型。全场最慢,甚至比同门的车架还要慢了足足2分零八秒。但是好在车架本身优异的行驶稳定性和五通硬度,在实验室测试环节得分不低。

11.SCOTT Foil Team    (6799欧,6.8公斤)

空气动力定胜负? 14款碳纤公路车架横评
SCOTT Foil Team

    这家来自美国的品牌,最早在2011开发出自己的第一款符合空气动力学原理的车架,但是当时他们雄心勃勃的想在在空气动力学和超轻量化上都完美兼顾。所以最后开发出来的车型不是很令人满意。经过随后反复的修改,最终定型的车架重量不含前叉和涂装,被控制在了一公斤以内,但是由于装上了同样符合空气动力学的前叉,最后完整车架的重量并不算很优秀。

    最后的风洞测试显示,这款车架的空气动力学得分表现得中规中矩,211瓦。SCOTT这个品牌其实在超轻量化车架领域是非常独树一帜的,但是初入空气动力学领域,还是显得很难掌控。

12.Scott Addict SL      (7999欧,5.9公斤)

空气动力定胜负? 14款碳纤公路车架横评
Scott Addict SL

    相比空气动力学领域,超轻量化才是SCOTT的拿手好戏。完整的车架包括前叉1154克,为全场最轻。连整车重量也是横扫全场,无人可及。比同样将超轻量化推向极致的R5和Ultimate还要轻上一百多克。不算前叉的话,车架还不到800克。即便放到现役所有轻量化车架的比拼里,也在前五之内。但是比较遗憾的是,车架在五通刚性和前叉侧向刚性两项得分不如对手,拉低了整体得分,但是惊人的车架重量足以让人忘掉一切。

13.S-WORKS Venge DA    (7499欧,6.8公斤)

空气动力定胜负? 14款碳纤公路车架横评
S-WORKS Venge DA

    回到文章伊始的问题了,Venge到底为盘爷2011年世锦赛夺冠贡献了多大的力量呢?Venge在实验室中的得分全都是表现得中规中矩,并没有什么特别过人之处,但是在实际骑行中排名第五,仅比第四名落后1秒。得益于比较优秀的空气动力学得分和整车均衡的表现。

14.S-Works Tramac SL4    (8999欧,6.3公斤)

空气动力定胜负? 14款碳纤公路车架横评
S-Works Tramac SL4

    Tramac是一款轻量化车架,在重量上做得比较到位。优秀的行驶操控性能和上乘的五通刚性,配合上闪电自家的曲柄。使得踩踏效率十分之高。

8评测总结

    单取出Cervélo S5和S-Works Venge的数据来看,车架常规测试得分相差无几,非常接近。但是在实际骑行环节中时间差出51秒。这和两款车架的空气动力学得分差距是不无关系的。7瓦的功率差距,就能在100公里内带来51秒的差距。可见空气动力学并不是厂家的噱头而已,而是能在实际骑行中真正发挥作用的因素。

     考虑到本次100公里的路段设计,在平路,下坡和缓坡中,空气动力学车架对超轻量化车架还是有着绝对的优势的。到了陡坡骑行中,由于时速偏低,空气阻力做功很小,所以更轻的轻量化五通更硬的车架则有着统治性的优势。如何选择车架,还是需要看车友平时更喜欢在哪种道路上骑行。那么问题来了,说了这么多。空气动力学车架到底哪家强?

空气动力哪家强? 14款碳纤公路车架横评 空气动力哪家强? 14款碳纤公路车架横评 空气动力哪家强? 14款碳纤公路车架横评
前三名分别是 Cervélo S5(空气阻力做功201瓦)。Merida Reacto(空气阻力做功203瓦)。BMC TM01(空气阻力做功205瓦)。

空气动力哪家强? 14款碳纤公路车架横评 空气动力哪家强? 14款碳纤公路车架横评 空气动力哪家强? 14款碳纤公路车架横评  
实验室测试车架前三名分别是:CANYON Ultimate CF(94),BMC Team Machine SLR01(92),Merida Scultura(88)

    总结:这次横评中在实际骑行环节夺冠的S5是一款很有争议的车型,拥有完美的空气动力学表现,但是常规的车架测试则暴露出许多问题,整车刚性偏低。且舒适性很差。但是就在最近Cervélo发布了全新一代的2015款车型,在官方说明中,声称整车刚性和头管刚性有了很大提升,改变了现款糟糕的刚重比,并且进一步巩固了在空气动力学领域的优势。相信随着各品牌陆续推出2015款后,在空气动力学领域还会再掀起一个技术上的革新高潮。我们会在接下来进行后续的测试,敬请期待。 

注:文中所有测试数据均来自德国Top Cycle单车实验室,版权归Top Cycle和Zol户外装备所有,转载请注明出处。

返回分页阅读本文导航
顶一下
(0)
0%
踩一下
(0)
0%

全部评论( )

发表评论
请自觉遵守互联网相关的政策法规,严禁发布色情、暴力、反动的言论。
评价:

回顶部

回顶部

我爱数码网-提供最及时的数码电脑新闻