【专业讲堂】碳纤维自行车轮的价值何在？
对于某些骑手尤其是赛车手来说，碳纤维轮毂的魅力几乎是无法抗拒。专业的赛车手一直在使用碳纤维车轮，而风洞测试的结果显示它会节省大量时间和功率。但这是否意味着碳纤维车轮物有所值？
与异国情调的宝石一样，碳纤维车轮也位于这个市场的顶端，碳纤维车轮有望提高骑行者的力量和性能。这些优势曾付出了高昂的代价，但近年来，碳纤维车轮市场发展迅猛，以至于消费者对车轮的空气动力学性能有了新的认识。
现在，人们想知道，该行业是否会像废弃铝制车架一样放弃轮毂用铝。在20年前，当碳纤维过于昂贵且未经验证甚至不可靠时，多少车手会预见到碳纤维车架将占主导地位？
物超所值，还是纯属炒作？
碳纤维复合材料的好处是众所周知的，其中材料的轻质和高强度占其吸引力的大部分。的确，1990年代引入的复合轮辋为车轮的设计和制造提供了重大的飞跃。
考虑一下90年代中期的Campagnolo Shamals：合金轮辋高约40mm，轮对重约2kg（1,980g），但它们被认为是空气动力学设计的突破。相比之下，该款复合材料轮毂的重量减轻了300克。
二十年来，碳纤维轮组的轮圈更高，重量不到1,500g（尤其是带有管状轮辋的轮毂），而最轻的轮已经低于1,000g。
复合材料令人印象深刻的高比刚度意味着即使在重量的一小部分处，碳纤维轮组在横向和径向刚度方面很容易达到（甚至超过）铝制等效齿轮的性能。同时，复合材料为最终产品加工提供了极大的自由度。
Shamal最初使用的V形NACA机翼形状在空气动力学上是合理的，但其早期普及的原因之一是它可以用铝相对容易制成。Hed和Zipp在整个90年代所做的开创性工作很快证明，较宽和更圆的环形轮廓在空气动力学上是优越的，但轮辋的构造最终取决于复合材料的引入。
越来越多的碳纤维轮毂价格一直在下降，这不是因为Zipp和Enve等主要品牌一直在降低价格，而是因为小型轮毂品牌的泛滥。这些品牌通常不与自己的生产设施建立联系，而是与低成本的亚洲制造商合作提供轮辋。尽管这些产品有些通用，但它们通常会与既有品牌的重量和性能相匹配，同时以价格为基础胜过它们，从而为消费者提供了更多选择和市场竞争。
因此，可以公平地说，近年来碳纤维车轮副的价值增加仅仅是因为价格下降，但是复合材料车轮仍有许多缺点，每个准买家都应该考虑。
性能提升相对有限
测试数据很清楚：高轮廓碳纤维轮毂比低轮廓碳纤维轮毂具有空气动力学优势，但从自行车和骑手的角度来看，这些节省的幅度很小。实际上，在没有高度受控的条件的情况下，这些时间和能源节省通常难以复制。
还值得指出的是，营销材料所承诺的任何给定轮对节省的大量时间都是针对相对长距离的高速一致地计算得出的。另外，特定轮对所承诺的阻力减小并不在每个方向上都适用。
因此，任何制造商承诺的轮对节省的时间和能源都必须视为理论上的最大值，在现实世界中可能无法完全或始终如一地实现。对于那些考虑从空气动力学不良的车轮升级的购买者而言，速度和性能的提高将是明显的，而一个品牌与另一个品牌之间的细微差异则不太可能出现。
考虑到所有这些，除非骑手准备投资于最大化其空气动力学性能的补充策略，否则很难争辩碳纤维轮组所提供的边际收益的价值。这包括在自行车上采用符合空气动力学原理的位置、注意轮胎的宽度和压力、投资于航空车架，以及选择防风头盔。
轮辋制动是复合材料车轮的致命伤
研究发现，碳轮辋的制动性能较标准合金轮辋快。但是，近年来，制造商一直在努力提高碳纤维轮辋的制动性能，从而使其接近合金轮辋的制动性能。但是，敲弯器过热仍可能在长时间的剧烈制动后导致轮辋分层和/或轮胎爆胎。
旨在减少热量产生的专有刹车片数量有所增加，结果导致许多购买者被锁定为他们选择的碳纤维轮组使用特定的刹车片。尽管如此，这些新的垫料似乎降低了过热的风险，但它们并不能消除制动过程中产生的热量。
碳纤维轮辋的耐热性还通过在精心选择用于制动道的耐热树脂后得到了帮助。但是，由于提高轮辋的玻璃化转变温度会使复合材料更脆并且容易受到冲击破坏，因此使用该策略只能实现很多功能。
因此，对于碳纤维轮辋，热损坏的风险是不可避免的。实际上，某些品牌提供的保修明确排除了热损坏。这并不是说复合材料轮辋很危险，但是车主必须准备好采取一些谨慎和正念的态度，这在骑乘铝合金轮辋时是不需要的。
当碳纤维轮辋与盘式制动器配对时，这种担忧完全消失。实际上，与在新型制动衬片和耐热树脂上所做的所有工作相比，公路盘式制动器和自行车在提高碳纤维轮组的吸引力方面可以说做得更多。制动和安全性的提高是否足以弥补盘式制动器的额外重量，最终取决于骑手的需求，但是很容易看到碳纤维轮辋将成为公路盘式自行车的标准选择。
强度和耐用性如何？
经过二十多年的制造，人们对于车架用碳纤维复合材料的强度的担忧减少了。同样，人们对碳纤维轮毂的信心正在增强。尽管如此，碳纤维复合材料仍然容易受到冲击损坏，因此车主应意识到在发生撞车事故或有坑洼的磨合损坏轮辋时维修会很昂贵。这可能是碳纤维复合材料的最大缺点——不仅购置成本高，而且维修和更换成本也高。
虽然考虑了成本，但令人惊讶的是，包括下坡骑手在内的一些MTB车手已经开始使用碳纤维轮辋，这足以表明，碳纤维轮毂除了对空气动力学要求的赛车手有吸引力外，还可以吸引其他骑手。
尽管有望实现更高的强度和耐用性，但是每种复合材料产品都有制造缺陷的风险，这些缺陷与制造过程中产生的空隙等有关。这些缺陷是肉眼看不到的，但它们会对产品的使用寿命产生深远的影响。
类似地，撞击会产生除超声和X射线检查以外几乎看不到的亚结构分层。因此，看似无害的碰撞或碰撞可能会损坏轮辋，直到以后失效。
碳纤维车轮市场正在扩大
碳纤维车轮市场遵循了与碳纤维自行车相同的趋势，因为随着时间的流逝，新品牌的低价替代品逐渐出现，而不是市场领导者降低价格。如上所述，亚洲产量的增加为消费者提供了更便宜的碳纤维轮毂，但大多数碳纤维轮毂都是为了与更昂贵的品牌竞争。
捷安特不是第一个开始提供碳纤维轮对作为其完整自行车的库存选择的公司，但它已设法将其降低到更低的价格。
现在，低成本的碳纤维车轮已经开始出现在一些知名的在线零售商的库存中，例如Wiggle和Chain Reaction Cycles。Wiggle的Cosine系列全碳纤维压弯机零售价不到1,000澳元，而Chain Reaction Cycles提供的Prime品牌碳纤维轮组则不到1,500澳元。这两个品牌都无法与市场领导者竞争，但他们可能正在为碳纤维轮毂争夺新领域，而碳纤维轮毂最好被称为入门级产品。
（主要参考cyclingtips）