真的是艺高人胆大,作为一对全碳外壳的花鼓,竟然敢用这样的设计
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十多年来,ENVE都一直在把大部分的经历都投入在碳纤维轮框上,并且和业界最负盛名的花鼓制造商合作,把最好的碳纤维轮组提供给世界各地的骑手。
这次ENVE全新设计的花鼓引入,巩固了ENVE从轮框制造商到轮毂制造商的转型,并把他们的车轮性能提高到了一个新的高度。
右侧为一代,左侧为二代
虽然,这不是ENVE的首款公路车花鼓,但是新的碳纤维公路车花鼓却是他们第一个从内部到外部都100%属于自己的技术的产品。而上一代的花鼓上,内部的棘轮结构是来自于DT SWISS的,这一代则是来自于母公司Mavic最新的ID360离合机构。这使得他们能够把更多的经历放在花鼓壳体的设计上。虽然第一代的碳纤维花鼓已经实现了轻量,坚固,可靠的目标,但是也并非没有缺点。
最新的ENVE碳纤维花鼓以其上一代的优势为基础,通过最细微的调整,以及依赖自己公司的离合机构,来解决和改进上一代产品上的不足。
花鼓外壳
虽然在花鼓壳体上使用碳纤维并不是什么新鲜事儿。但是,如果是把壳体和法兰盘都用碳纤维制造,并且不增加重量和损失性能就是另一回事儿了。
通常情况下,大部分的制造商都选择使用碳纤维制造花鼓的中段,作为两侧法兰盘的连接件。这种结构最终的目的就是为了减重。并且往往在减重过程中,还要平衡法兰盘在减重中的影响,并有可能在减重过程中去牺牲掉一部分花鼓的几何形状。
相反,如果从花鼓中心到法兰盘全部都使用碳纤维设计,则可以更容易的获得更好的几何形状,并保持轻量化。
比如下边的这个例子:
ENVE碳纤维花鼓的重量为252g,法兰盘直径为55mm。竞品DT180采用碳纤维/铝合金的混合花鼓壳体,中联为283g,法兰盘直径为45mm。
ENVE之所以可以使用全碳纤维材料的花鼓,要得益于他们的专利模压辐条孔的技术。在了解这项技术之前,我们先来科普一点碳纤维的知识,这会有助于理解。对于ENVE来说,用碳纤维制造他们的花鼓的主要在于碳纤维独特的拉伸强度(在张力下承载负荷的能力),轻量,韧性好,并且能够根据最终产品的要求进行调整。考虑到以上这些优点,碳纤维就成了在轮框和花鼓中支撑辐条的理想材料。需要注意的是,为了发挥碳纤维的所有性能,纤维丝就必须不间断的存在。如果纤维丝被切断,那么就消除了纤维的拉伸性能。而不间断的碳纤维就是模压辐条孔的技术关键。
圆形代表花鼓孔/辐条孔,线条代表碳纤维丝
这和ENVE在轮框上使用的技术一样,碳纤维花鼓法兰盘上的每一个孔都是模压成型的。这项技术可以在减轻重量的同时,创造出强度非常高的辐条孔。和第一代碳纤维花鼓相比,新的碳纤维花鼓上的辐条孔强度提高了14%,可以承受平均258公斤的拉力。
除了上边的模压辐条孔技术以外,在辐条孔的直径和宽度上也得到了细化,是辐条头/花鼓法兰交叉处的抗疲劳程度提高了67%。这一数据提了可靠性,让车手使用时充满信心。花鼓被设计使用J型辐条,因为这不仅可以提供更可靠的车轮结构,同时在辐条断裂时,也更容易获得。最后,为了进一步减重,多余部分的材料被去除,最终形成ENVE上熟悉的扇形法兰盘。
花鼓几何形状
车轮的复杂性往往会被低估。首先,你的轮框必须要轻,还要能够承受住胎压和辐条以及车手的重量,道路的冲击,并且气动性能还要好。考虑到种种原因的世界上最优秀的轮框,如果使用了一个设计平庸的花鼓,法兰间距,几何形状由此被破坏的话,那么也只能产生一个平庸的轮组。
所以,基于以上原因,ENVE通过重新设计几何形状,来增强ENVE轮组在路感,加速,冲刺,摇车,转弯等多维度的性能。
以下是轮鼓几何结构经过改进后超越其他竞争对手的方法,并提升了完整ENVE车轮的性能。
上图表格中的第一列为法兰盘直径,然后第二列蓝色部分为杠杆臂长度。第三列红色部分为切线角度,最后一列为法兰盘面积。在这里ENVE虽然具有最大的法兰盘直径,但是因为去掉了多余部分,所以面积并不是最大的。
这一代上的辐条孔采用成对设计,通过这样的设计,可以创建他们的称之为虚拟3X的辐条编制方式,以改善辐条和轮框的相切性。
轴心,轴承等
在ENVE对市场做出的调查中,大部分的人都把可靠性放在了第一位。ENVE凭借自己的技术积累,把碳纤维外壳做到最轻,最坚固。这可以让花鼓内部的部件也更加耐用,而其他人则需要增加重量换取耐用性或者牺牲掉耐用性。
在ENVE的花鼓上,使用了10mm的前轴和17mm的后轴。更粗大的后轴可以让弯曲更少,提供传动效率,并有助于延长轴承寿命。在前轮上,10mm的轴心采用不锈钢顶盖,以确保耐用性和使用寿命。
和上边平庸的花鼓会降低轮框的性能同理,如果一个需要高维护或者表现不佳的轴承,也同样会影响到一对好的花鼓。在这一代的花鼓上,ENVE使用了不锈钢轴承。熟悉ENVE碳纤维花鼓的人都知道它使用了陶瓷轴承。虽然陶瓷轴承能够提供更低的滚动阻力,但这主要是通过使用非接触式轴承密封件来实现的,该密封件消除了轴承座圈和其密封件之间的摩擦。虽然目前很快,但是这种轴承设计很容易被污染,如果不能保持干净,那么在一次恶劣天气条件下的骑行,轴承的性能就会受到影响。
所以,在新一代的花鼓上使用不锈钢轴承,实际上是一种在效率和可靠性方面的升级。为了实现可靠性和效率的平衡,在轴承暴露的地方使用了接触式轴承密封圈,而在不暴露的内部轴承面上则使用非接触式的轴承密封。
在测试中,不锈钢轴承的滚动非常平顺,比最好的陶瓷轴承的使用寿命长达数千公里。此外,不锈钢还可以有更好的抗腐蚀性,比传统的轴承更加耐用多年。
完美预载
轴承间隙大多是由于轴承的预载量不足或过于宽松的公差所造成。基本上,花鼓外壳,轴心,轴承,需要紧密结合在一起,以便没有游隙和阻力。有几种常见的方法可以做到这一点。第一个是基本的堆叠,DT Swiss就是一个例子。通过这种设计,可以将所有部件压在一起,设计的公差可以提供所需的性能。这种方法需要精密加工,以确保一切都“正确堆叠”。正如DT所证明的那样,这种设计可以工作,但随着时间的推移,堆叠中的小缺陷会因轴承疲劳和性能下降而放大。
DT花鼓上的堆叠预载
管理轴承预载的一种更常见和宽容的方法是:设计具有可调节轴承预载机构的花鼓,如锁环。这是一种经过验证的管理轴承预载的方法,但并非没有缺陷。首先,如果您需要调整轴承预加载,您将需要一个工具,并且它通常不是一个那么容易获得的尺寸。如果你就此放弃调节轴承间隙,那么你有可能会永久性地损坏花鼓,这会导致昂贵的维修费用,或者失去更多的性能。另一个问题是过度拧紧预压环。如果过度拧紧,那么就没有了轴承间隙,这会增加轴承的阻力,从而降低效率并消耗更多的体力。
Vision花鼓上的轴承预压环,也是非常常见的方式
对于ENVE来说,Perfect Preload™则是他们认为最好的是解决方案。
Perfect Preload™可以让预压环在轴承上保持最佳的预压量,从而延长花鼓的使用寿命。轴承预载通过校准的波形垫圈和卡环实现。波形垫圈位于轴承和安装在轴上的卡环之间。该系统可产生一致且动态的预载量设置,从而消除轴承倾斜,并且无需车手调整预载量。由于预加载经过优化和固定,轴承性能最大化,有效减少了轴承过早磨损。
塔基离合机构
在开发新一代花鼓时,“同类最佳”的性能指标一直是贯彻到底的设计理念,而其中的驱动系统则设定了整个产品的基调。新一代的碳纤维花鼓采用40t棘轮结构,仅需9度就完成一次咬合,在响应性和长期可靠性之间取得了良好的平衡。在测试中,当棘轮齿数齿数大于40时,可靠性会以指数方式降低。
ENVE研究和测试了从棘爪到棘轮式系统的设计,并最终决定采用棘轮式系统,原因与减重,效率,可靠性和骑乘反馈有关。此外,ENVE棘轮设计也最大限度地减少了系统中小部件的数量,主要机构由:驱动棘轮,花鼓内的棘轮和单个弹簧组成。棘轮式设计可最大限度地减轻重量,提高可靠性,乘坐测试者也更喜欢这样的设计的和声音。
最后,freehub驱动器主体采用7075铝合金加工而成,经过硬质阳极氧化处理,经久耐用。ENVE Carbon Road Hub通过简单地更换塔基,就可以与Shimano,SRAM和Campagnolo动力传动系统兼容 。
好了,以上就是关于ENVE新一代花鼓的所有详细细节,如果想了解更多单车知识,欢迎点击订阅单车基械匠,每天给您带来更多新鲜干货。