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Cannondale SuperSix EVO: 建造細節
Cannondale把他們新出的超六 EVO稱為”目前單車的進化”,當然所有條件更加的好---重量,剛性,氣動性---他們承認這台是在超六系譜中,意味著這是台全方面的公路車。Matt Pacocha將要熱情的帶你一窺這如此不平凡的單車建造過程。
重要的先上: 重量
傳說一支56公分的超六EVO車架只有695公克。當有些車廠宣稱的重量在上市後就被戳破超重太多,Cannondale的重量數據則是不偏不倚。是由第三方測試者 Zedler Fahrratechnik提供。
為了確保來自各廠牌的不同車架能正確的比較,這間德國公司使用一種方式,也就是給車架加上/除去一些額外的重量,像是變速器掛勾,座管束,龍頭,(如果是非水平式車架還要計算座管重,因為需要較長的座管)這是為了保證所有配件可用的地方安全。
超六EVO正確的重量會隨著塗裝的不同而改變。Ultimate最輕,只有727克;搭配sram red的那隻清漆車架重750克;其它包括白色則是在800到810克。隊伍式樣是Cannondale這次提供最重的車架,比清漆車架多了60克(810克) 。
基本款的EVO清漆,這款是第二輕的,僅比Ultimate略重
「重量並不是我們最大的問題,」peter denk, Cannondale的科技總監說道。「首先,這台單車非常輕,但是接下來是要把剛性注入這支車架內。我們加了些強韌的纖維,這讓車架稍微增重了點,但是我們達成了新的剛性重量比記錄[根據Zedler機構的記錄] 。」
你或許會問,這麼輕幹嘛?尤其是UCI近年來硬性規定整車的重量不可輕於6.8公斤(15磅) 。對那些不受限的業餘車手來說或許有其明顯好處,其實對於在世界各大賽事爭戰的選手們來說也有好處。”它提供了選手們能一直裝著SRM之類的器材,”Cannondale研發部門副長Chris Peck如此告訴BikeRadar。”有些選手也很喜歡使用鋁製把手。”
“我們用職業車隊來測試產品,就算我們要在裡面加重也在所不惜,”Peck說。”如果我們為車隊特製車架,那我們就不會了解這個產品特性了。”雖然Cannondale確實有幫車隊作了一些特別的東西,一些經過精密計算,金屬管外包塑膠的車架,重量到達UCI的下限。他們甚至幫不同輪組作不同重量的車架來給車隊使用,好讓車子不會超過重量下限。
超六EVO的後煞車線是走車架內部
EVO幾乎是全碳纖維的設計;車架上能找到金屬製的部分只有座管束,前變吊耳,還有後變吊耳。頭碗跟勾爪是碳纖維製的,車架五通使用SRAM的Press-Fit30設計,這樣也讓五通能用碳纖維製成。但是只輕描淡寫的說這些特點無法公正的表達製造EVO所需要的工藝!
Cannondale對他們新的後下叉設計特別有自信。”EVO的後下叉是完全中空的”Denk說。”跟市面上任何一支最輕量的車架比較,只靠這部分就讓我們輕了34克[一邊輕17克] 。而且,我們後下叉用的纖維沿著chainstay直到dropout外部,所以剛性比lug形式的後下叉還要強。這也是為何這支車架如此輕的關鍵科技。
“我還記得在這計劃的早期,當Peter發現這東西,而且很興奮的叫我過來看,並跟我說:我有一個關於後下叉的全新想法!”Peck說。我說,”那不就是塊小不拉嘰的金屬或是碳纖維部分,是能省下多少重量?”燃後他回答我說,”一邊17克阿”而我知道,那可是非常多的 。這種等級的碳纖維車架,有時你就是為了那1克2克3克的重量在奮鬥---一邊17克,這真是太美妙了。
更硬, 更強, 更順 更有氣動性(更符合空氣力學)
現在許多車廠都能作出非常輕量的車架,當牽扯到剛性或強度的時候,總是會有許多妥協。Cannondale宣稱他們在超六EVO上沒有妥協!根據Zelder的測試數據,超六EVO是量產車款中擁有最佳剛性重量比的。Cannondale宣稱EVO比超六多出20%的扭轉剛性(torsion stiffness) 。這可是他們目前最好的單車。
Cannondale還說EVO也比超六強壯許多, 因為EVO有使用ballistic碳纖維---Cannondale登山車中超輕量款的FLASH跟JEKYLL所使用的碳纖維。這種碳纖布是使用高強度纖維織成,而這纖維原本是用在防彈衣上的主要結構。以這種纖維為主,然後混入高係數(HI-MODULUS)的纖維沿著管材交錯編織,提供了精密計算後車架所需的剛性數值。
最後,這兩種高效能纖維要再混入一種高伸長率的纖維;這第三種,也是最內層用的纖維,扮演著類似安全網的角色,如果比較脆的外層裂了,這一層會讓車架不會斷裂,只會彎曲。根據Cannondale所說,這樣弄出來的結果,EVO甚至比他們自家的主力CAAD9鋁合金車架還要強壯。而EVO在一年前就幾乎完成而且通過所有CEN測試,但是因為EVO沒有通過他們自己的一項車架內部測試,所以他們一再修改了一年才讓EVO上市。
The EVO's Speed Save stays 非常誇張的扁
EVO上還有一個新設計,Cannondale稱它為Speed-save,一種單車用的微避震。這個柔性設計是從flash登山車上直接挪用的,其作用在兩個關鍵部分,dropouts(fork and chain/seat stay)還有座管。”我們設計這個不是為了騎士的舒適性…而是為了車子的效能,”Peck說。”F1賽車的避震不是為了讓車手舒服的…是要讓輪子與輪胎緊密的與賽道結合…我們想讓車架與前叉能夠幫助輪子與道路結合的更好,給人一種飄浮的感覺。
Cannondale宣稱speed-save增加了EVO的加速性,抽車效率還有轉彎的抓地力。後下叉是作成橢圓形,好讓它們能垂直彎曲,但還能保持橫向剛度,達成微避震系統的效果。概念上.還蠻合理的---管材想要在扁平的區域垂直彎曲時還能強力抵抗同個區域的橫向彎曲。前叉也是類似的設計,而Cannondale也提升了legs的曲率來提升上面提到的彎曲度,為了保持車架後傾角度,後三角重新定位。
DELTA座管也是從flash那邊借用的,但是有重新設計,因為是碳纖維layup,所以任何座管都能使用;flash是使用專用座管才能達到近似的效果。EVO的座管是與BB五通管模壓成一件式,與下管的連接是使用lug的方式,與chainstay是用管對管(tube-to-tube)的連接方式。座管形狀是上圓型往下漸變橢圓..BB與三角形座管的橢圓形連結處
高係數剛性纖維僅用在三角形座管的drive與non-drive處,讓它可以向前後彎曲。這個前-後部彎曲設計也用在前叉的steerer與legs上。這部分是用Cannondale自家的ballistic碳纖維,使用basket編織法,角度40-70(單向性編織碳纖維對於張力是十分之強,如果垂直用在座管的前後方,座管就不會彎曲了;Cannondale為了強化前後彎曲,改變了碳纖維織法的角度
超六EVO縮小了key tube的直徑,Cannondale宣布比超六氣動阻力更低20%。頭管縮減成1-1/8吋到1-1/4吋,這等於縮減了外面直徑的11%, the fork blade也縮減了15%,下管也縮小20%,讓這台新車的前方氣動阻力系數大為降低。
Cannondale指出騎士在空氣動力方程式裡佔了80%,而且非常喜歡用非常寬的上管(top tube),所以Cannondale把它做成微妙的沙漏型,好讓騎士的膝蓋能更加靠近上管,作出knee-in的踩踏姿勢。無論它的氣動效果,這個形狀因其生物力學的考量,讓許多騎士非常愉快,特別是那些knee-in踩踏常會碰到大上管的人。
碳纖維裡的工程
Cannondale大多堅持在EVO上使用圓管,因為他們相信這能給予較方管佳的剛性與氣動性的效能。這支車架是分成三個部分造成的:一件式的上管,頭管和座管組合;座管與BB的lug組件;還有一件式的單體chainstay與seatstay。
為了達到目標的重量,Cannondale的車架製造員們必須要確定碳纖維層放置的非常精準,而且在成型時不能移位。他們使用預製的EPS（可發性聚苯乙烯）乳膠浸膠頂桿來固定,好維持成型時的精準。碳纖維樁放在頂桿上,因張力的關係固定住,乳膠當作在固化過程中的擴產成型囊袋。
各節之後就使用Cannondale認為最洽當的連接管材的方式加入。下管用LUG連結BB,雖然重,可是有其用意在。用LUG倍增下管管壁的厚度,Cannondale宣稱這可以急遽的降低最有攻擊性的職業衝刺車手在衝刺時造成的管材變型與連串扭轉彎曲。明顯的他們試作了使用硬化環在內部的管材原型,但最終發現LUG就有相同效果,且在連結上也有同樣的效果。
A 'continuous carbon' layup is used on the EVO's PressFit30 bottom bracket shell
Chain stays與seat stays是使用管對管進程連接的,這些組件使用工業用黏著劑黏著,然後使用預浸碳片包起來。最關鍵,也是Cannondale的建造過程中使這些車架又輕剛性又高的方法,就是他們新的”連續性碳纖維”layup。高係數碳纖維從chain stay連到BB在周而復始,有效的成為一個連續的層。這個”連續性碳纖維”設計同時也用了下管lug設計,連結座管,seat stays還有上管。
第二種新layup進程也同時使用在EVO車架上。Cannondale的”graduated layering”進程是沿著管材的邊重疊碳纖維層使其變硬。這些變硬的碳纖維層的起點與終點並不一樣,它們交錯並準確的在附載最重的地方建立起來。例如,它們一開始可能只是一個在管材底部的層,最終則會在管材中間需要抗橫向和扭轉彎曲的地方結合。
系統的關鍵: Cannondale's force maps
超六EVO的低重量還有宣稱的高強度是使用最小數量的材料配上最有效率的可能方式達成的。為了確定這台車能夠承受的住真實世界的騎乘,Cannondale用兩個單車界沒人看過的資料庫創造了所謂的”force maps” 。這東西包含了30年以來所有的實驗室實驗和所採集的數據,包括Liquigas-Cannondale車隊的騎士們的意見
Ted Ciamillo's carbon Gravitas brake and the EVO's 'Thinline' seatstays
這個系統不只能秀出典型附載圖,還能秀出力量在車架管材上的遊走方向。這讓Cannondale能精準的指定碳纖維的layup計畫表,管材形狀還有尺寸,所有東西在實驗室裡經過FEA測試,才送到外面讓騎士實地騎乘測試。
“我們總是著魔般的在實驗,有效率的,建造最好的產品給我們的專業運動員,”Peck說。””我們花了很多時間測量單車上的力量。我們的實驗室可以在幾天內模擬十年以上的時間。”
現在與未來的展望
除了現在製造中的車架, Cannondale製造了另一種版本,也就是Denk現在騎的車,重量居然只有630克。這個重量是使用另一種截然不同的layup還有新的材料,當然,Cannondale是絕口不提的。
Cannondale在這個時間點並沒有任何銷售這個版本的計畫,因為材料還有lay-up位置公差實在是太花錢,以致無法大量製造。”要把它送去Zedler測試還早得很呢”Peck說。”或許在不久的將來它能夠上市,但是現在,我們把它當成研究開發中的車架,來提醒我們自己能做到怎樣的地步,和未來的下一步要怎麼走。”
Peter Denk的研究開發中的新EVO車架,重量只有630克, 所有細節都弄好了
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发表于 2012-9-15 23:22
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