Spoke Tension

輪轂輻條張力左右差的話 其一

寫這篇之前要先說清楚・・・
這個話題會很長。

還有一點。以下提到後輪的右側是指有飛輪體的那一側,
左側就是相反的那一側。

關於輪轂輻條張力的左右差問題,
分別從輪轂的前後方向看和橫向看時
各有各的說法。
今天先講從前後方向看的情況。
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當轂邊左右寬度和高度相同的輪轂
用相同的組法組成輪轂時,
理論上左右的輻條張力應該會相同。
只要沒有要裝圓盤煞車轉子
或多段齒輪等情況,
前輪或後輪都有可能做到左右輻條張力相同。

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可是,公路車的後輪在行進方向右側
需要裝上許多齒輪,
輪轂邊會向內縮。
這樣一來右側的輻條角度會比左側更陡。
這種狀態叫做「歐吉酒杯」(這不是我創造的詞彙)。
因為橫看起來像個清酒杯。
英語圈似乎叫它「碟子」(Dish)。

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輻條拉力的方向越接近垂直張力損失就越少,
所以輻條角度更陡的那一側(右側・飛輪側)的輻條張力
會更高。
輻條張力左右差很大實際上是相當大的問題。
假設某個輪圈規定的最大輻條張力是110kg。
如果右側拉到極限,因為組法或轂的尺寸等因素,
左側有時候會變成80kg,有時候甚至只有60kg。

左側輻條張力跟右側差太多的話,
在衝刺時用力蹬踏時,左側會出現鬆脫的情況
變成這樣的後輪。

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那麼,這樣的後輪怎麼樣呢?
這樣就沒有輻條張力的左右差。
但是,這是不行的。

縮小轂邊寬度會大幅降低橫向剛性

從理論來講就是在配合較弱的一方。
輪轂邊的尺寸對後輪的輻條張力來說
非常重要,毫不誇張地說,只要改變幾個毫米
就會影響輻條張力的左右差。

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↑這個之後會詳細說明,
這是兩側都裝有飛輪體的後輪。
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轂邊寬度異常地窄,所以無法產生橫向剛性。

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沒那麼極端的話,也有這樣的例子。
之前介紹過的我的Cinelli超級考薩(→這裡)用的輪轂是
當時的Record(夾齒輪飛輪),
超鎖帽間距(後貨架寬度)是126mm。
當然,輪圈的中心離後貨架各63mm。

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如果想在130mm的車架上用這個輪轂的話,
當然需要把超鎖帽間距增加4mm,
但是如果調整右側的話,變速會有問題。
雖然可以配合重新調整,但後變速不說,前變速也要
重新調整(因為小鏈環×最低齒的鏈條位置會改變)。
而且,原本就是130mm寬的後輪轂如果裝了相同的夾齒輪飛輪
的輪轂換上去,因為齒輪位置不同,不能直接使用。

為了避免產生這樣的問題
在左側加4mm的輪轂軸套筒,
但這樣的話如上圖所示,輪圈的中心會歪斜。

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所以要把輪圈移到新的中心位置,
(這種程度的話不用更換輻條就能做到)
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要重新調整中心的量是加上去的套筒的一半。
這個例子的話4mm的一半所以是2mm。
這樣做的結果,右側輻條的角度會從陡->稍微平一點
左側輻條的角度會從平->稍微陡一點,
但就這麼一點點調整,左右輻條張力差
就會明顯變少。
不只是理論上會這樣,實際使用也能感受到。
這也跟之後會提到的偏心輪圈的想法是相通的。

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為了確保左側的橫向剛性,
即使左右輻條張力的
平衡會變差,
左轂邊寬度絕對不應該縮小

這似乎是大多數完組輪轂製造商的基本方針。
也就是說,保持「很嚴重的歐吉酒杯」狀態,設法讓左右張力平衡盡量接近。
所以,想考慮一個辦法讓輻條進入輪圈的角度(上圖的角度)
左右盡量接近。

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其中一個方法就是高低轂邊。
上圖裡只加大了右轂邊的高度。
實際上沒有這麼極端的高低轂邊,
但應該能想象輻條角度會變得更均勻。
即使輻條角度左右相同,因為長度不同,
輵條張力的左右差並不會因此消除,
但還是會好很多。

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高低轂邊的有效性從以前就知道了,
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Campagnolo也出過這種輪轂。

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另一個方法是偏心輪圈。
透過把輪圈的輻孔向左偏移,
讓右側輻條稍微變平,左側輻條稍微變陡,藉此
讓輵條的進入角盡量接近均勻。
可以跟剛才的高低轂邊併用,
所以實際上很多完組後輪都是既有偏心輪圈又有高低轂邊的設計。隨著輪圈高度增加到一定程度,
左輻螺帽的轉角會變得很陡,這可能是為什麼
「深輪圈加偏心輪圈」的組合比較少見。

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↑這是Mavic Cosmic Carbon Ultimate
前輪圈當然沒有偏心。
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↑但是後輪圈就是偏心輪圈呢。
看一下氣嘴孔周圍的形狀就很清楚。
這實際上滿厲害的。
輪圈側面沒有螺帽的概念,所以才能這樣做。

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在Shimano7900系列的完組輪轂裡,24mm輪圈高度的型號
採用了偏心輪圈。

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C35和C50是深輪圈所以不是偏心輪圈,
但是有別的問題。不知為何輪圈變高時左轂邊寬度反而變小。
之前用大字寫過兩次,左轂邊不應該縮小
特別是C50,實際上滿常聽到「用力蹬踏時會向左偏」的說法。

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↑可能是想「轂邊在變窄的同時輪圈在變高,結果輵條角度
大概差不多,這樣就可以了」吧。

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↑實際照片中,這是C24的後輪轂
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↑這是C50的後輪轂。
看左防塵蓋和左轂邊的位置關係
就能看得很清楚。把轂邊往內縮這麼多
橫向剛性會大幅下降。
跟我的雙飛輪後輪轂在剛性上理論上滿接近的。
不過,那種狀況是應該避免的。

在這裡我就想,「用C24的轂裝C50的輪圈行不行?」
既然特地改變了轂的尺寸,
加上左螺帽的轉角問題,Shimano的
結論似乎是「不行」。
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在WH-9000,
不只C24,連C35、C50,
甚至C75都用
左轂邊較寬的轂來組

喂!之前說不行的呢!

照這麼一看,WH-7900的C35和C50「穩定性較低」
↑這可不是我說的。
我曾經在Shimano的技術講座上
追問過WH-7900後輪轂尺寸的問題,當時他們說「這是我們公司的最優方案」之類的,
現在卻⋯⋯
我不認為是因為我說的才改變的。
這本來就是常識。

之後會寫,改變左右的輵條數量比例
也能改變輵條張力的左右差。
WH-9000系列也採用了這個做法,
所以他們判斷即使深輪圈也能保持左轂邊寬度。

由此我想到,「Campagnolo的Bora G3
根本就是領先10年的輪轂啊」。