14 Dec 2004 電單車的骨骼靈魂 - 車架  知識技術

Production: iBike Lab

唯獨是你不可取代 - 車架
車架是電單車的骨骼靈魂,對操控、做價成本和外型都有十分大影響,也是政府對車輛登記監管工作的主要識認。全車零件甚至引擎都可以有機會辦埋合法更換手續,但車架一旦更換,便會當是新車般徵稅。由此可見,車架是電單車/汽車的身份識認,等如你銀包中的Identity Card,是說明你是誰的身份證明。一旦車架受到嚴重損毀,全車便要報銷。所以在買電單車時,檢查車架是十分重要的一環。當遇上一些跑車的車架套上碳纖護蓋時,檢車時應該要拿走看看車架是否受到損毀。
 

電單車的車架分類
隨著科技的進步和市場需求的變化,電單車的分類越來越模糊。以前傳統的搖籃式車架和雙翼樑車架,也不斷地隨著新型號的電單車進行演變進化。
 


綿羊的車架

舊款的鐵殼綿羊,車架只是一個車殼,嚴格上來說是沒有車架,所以車體容易受損,生蚴廜翵敉撉滬閰妧c成威脅,抗扭防撞的能力也十分弱。對操控,對駕駛安全完全沒有貢獻,只是平價成本和低科技應用的合成品。

近代小綿羊開始應用圓管車架,剛性有所提高。但因為平地臺的造型令車架下沿受到很大壓力,當高速撞上障礙物時,平地臺兩側的圓管車架很容易受損折曲。


電單車普遍採用的鋼管車架

搖籃式車架可說是近代電單車的恩物,備有成本平而剛性高的優點。配合套管式前叉,尾搖臂,主車架,副車架這一套四件的骨骼零件,構成電單車的Chassis。專業的電單車評論報告,看的便是Chassis而不是看車架Frame。透過Chassis的一體化承擔,主車架受損的機會大大減代,也變得更為耐用。


雙翼樑鋁合金車架

雙翼樑車架的出現,令更電單車的操控性能更高。

因為採用更輕量化的物料製造,令到車體的慣性力得到減低,在急速或高速轉向,和對速度的急劇變化都能提供更佳的應對配合。


車架的主要原料及分別
無論是搖籃式車架或雙翼樑車架或是兩者混合的新型車架,在用料上都可分成兩大類:鋁合金及鋼管。


人人都愛的鋁合金車架

鋁材本身是比較軟,韌度及強度亦較低,不適合作工程用金屬。但鋁材比較輕身,及高度抗氧化的防 蚽S性。因此,為改善鋁材較差的強度,必須混入其他金屬制成合金才能夠作車架之材料,一般被稱為飛機鋁(飛機機身同樣使用鋁合金為材)。

鋁合金之優點在於輕巧,高抗氧化能力,可塑性高,能於冷工(Cold Work)下塑型及加工,輕微變形車架容易拉回原狀。但鋁合金同樣有其缺點。鋁合金會有一種大部分金屬的問題,便是金屬疲勞。除此之外,因硬度較低,抗磨性不佳,部件較易磨損,不適合用於經常活動之部份。

因為鋁合金硬度不足問題及金屬疲勞特性,在鋁合金車架某些部份上必須在表面加工 (鋁合金車架不平滑如磨沙般既表面便是其加工結果),令表面有Work Harden 之情況,因此提高表面之硬度及產生表面橫向壓力以防止車架出現裂痕。

鋁合金車架多數以注模(Die Cast)制造,存在模具成本。由於有工序上及模具之需要,因此,一般鋁合金車架造價較高,所以需然鋁合金車架比較輕,但一般不會 應用在平價或低性能的車種中使用,以免提高售價或造成浪費。以前鋁合金車架只會跑車身上出現,但近年在高性能的街車 、專業的爬山車甚至乎是高性能綿羊都有採用鋁合金車架。

Yamaha電單車在製造第三代Delta-Box車架時,採用了一種名為Controled Filling Ally Die-casting Technology鋁合金電腦印模鍛造技術製造。

該技術能製造更複雜的外型,並同時準確地控制車架的厚度,讓受力支點厚一點。最重要是能有效減少氣泡形成,利用電腦感應器控制模件內不同部份的吸力,讓鋁合金更準確和更快速地被注入模具內,令注模時間可以縮短了五倍之多。

所以溫度控制更佳,令製成品的密度和剛性都得到改善,令新車架的橫向剛性增強但重量卻減輕。此外車架的焊接點也可以大幅減少。


普遍被人輕視的鋼管車架

鋼材同樣是合金,主要由鐵(Iron)做成,加入炭Carbon,鉻Chromium,鎳Nickel,釩Vanadium,磷Phosphorus,鎂Manganese等等其他元素制成。

由於鋼材由小型炭原子及大型鐵原子所合成,所以鋼材有一種名為Cottrell locking 的效果,使鋼材沒有一般金屬存在的金屬疲勞現象。

但有利必有弊,Cottrell locking 會導致金屬難以冷工加工,所以鋼材塑型多數會加熱後才加工(Hot work)。鋼材Hot work還有其他好處,如紅熱鋼材快速冷卻(Quenching)會使鋼材有纖維性結構,令綱材更加堅韌。

鋼材的抗氧化力亦算高,但不及鋁合金,因此,此類車架一般都會有漆油保護,防止氧化。因硬度較高,抗磨性佳,除車身外,引擎及波子盤等經常轉動的地方都會用上鋼材。

鋼管車架在外觀上不及鋁合金車架粗壯,也較為普遍,所以予人一種過時老土的感覺。其實鋼管車架無論在硬度,韌度及強度都比較鋁合金優異。

意大利電單車之皇Ducati的作品,包括登上世界競賽頒獎臺的超級跑車和最新的型號,都是一直使用 捆桿式圓管車架。

鋼材缺點是材料本身十分之重,材料本身價錢比鋁合金貴,不過因為剛性高,可減少用料,及車架工序簡單,車架成本因此反比鋁合金更便宜。

 

電單車的鋼管車架,一般都是使用已成形的鋼管,經加熱後再拉出所需形狀,然後再利用燒焊方法制成最後的車架。相比起注模式的鋁合金車架,製造鋼管車架所需的工序比較簡單,所需要的注模規模比較小型,不像生產鋁合金車架需要有大型注模的昂貴模具。所以鋼管車架,在平價及低性能車種中被普遍採用。