新款鋼質車架剛性高

Columbus及Reynold兩車架廠以新款的頂尖鋼質車架車管帶動了與鋁合金車 架相抗衡的趨勢！此種新鋼管的特點是：加工過程的大量高熱不再是阻礙且 可達到極高的剛性與斷裂延展度。

圖、文◎編譯小組

有時候，龐大的汽車業也會有與自行車業小型車架廠相同的難題。目前這兩個業界的鋼材派和鋁材派 正僵持不下。汽車業界的挑戰者是Audi，這家擁有四環標誌品牌的車廠以其鋁製 車身樹立了車重的新標準。因此，如想以鋼材產品相抗的話，可能得冒點險了。 因應的方法是—「由壁厚著手」。某些高價汽車的鋼製外殼顯然比一公釐還薄。 為了使此種薄型車殼不被冰雹打得面目全非，必須同時提高其剛性，但這相對 地也會將價格向上推升。此類高級合金不只價格昂貴，加工難度也高。

輕薄且剛性及斷裂延展性極佳

而Columbus及Reynold的車架用管也頗注重「薄，但輕」這個訴求—二者都 以僅0.4公厘的管壁厚度列入最薄的產品類別。Reynold所推出的新車款（型號 「853」）尤其頗具另類之感，因為其產品具有某些業界迄今尚未有定論的功能： 在焊燒之後，此一針對汽車而開發的合金便已具備剛性，無須再經退火的過程， 而一般適用於自行車體的鉻鉬鋼合金，如未經特殊的熱處理（低於攝氏650 度），在接縫處的剛性及展延性（斷裂展延性）都會喪失。但在 Reynold此一材質的加工說明書中，卻完全違反了此項一直存在的原則，此種車管必須在攝氏 850度以上的高溫中加熱，才能充分發揮其空氣淬火的優點— Reynolds的資料中述及。

其競爭對手Columbus則未達如此高的標準。其「Thermacrom」 材質是新款Foco車款組的材料，是一種鋼類，為錳、鉻、鉬與釩的最大合金化，其性能在高 熱處理後不會變質，只會維持原狀。這家義大利廠保證其拉伸耐抗力度： 12%的斷裂展延度之下，每平方公厘的牛頓數（N/mm2 ）為1250至1450牛頓。此數值使Thermacrom成為該廠最新的頂尖鋼材。

　

Dietmar  Hertel 的Columbus Foco車架

車架材質：Columbus Foco，套筒式焊接。57公分高之車架重量：1750公克，前叉為Kinesis碳纖，鋁製叉柱1又 1/8吋，430公克；車架與鋼製前叉售價：1980馬克。

Dietmar Hertel以柔滑的粉末漆塗裝此一新款車管組。有關此車架的品 質，並無書面說明。但如近看，必會注意到此車架異常粗大的車頭管組。 其直徑達36公厘，理由甚佳：Hertel是首批採用粗達1 又1/8吋前叉者之一。目前的標準尺寸則為一吋。未來，對 於碳纖維及鋁材製造的輕量化前叉柱而言，較大的直徑頗有助益。

其圓形下管粗達35公厘，極為結實；而上管的31.7公厘也不會很 細。加上粗大的座桿，使此組車架的剛性值可與鋁製產品相抗衡，但重量 卻未必較重。對一款堅實的鋼製車架而言，1.8公斤的重量已屬甚佳。此一 焊接車架揚棄了外觀效果，其出色處是在於功能性的細部設計，如後剎車 中斷式的纜線配置、車頭管組的纜線配置及極短捷的非傳統式 Ritchey主管等。不過Hertel的傑作中也出現了一些戲謔性的風格： 焊接件及漆色都可選擇，不另加價；但結構方面則不同，如願 意比原本車架的2000馬克定價（配備鋼製前叉）多付些代價的 話，可買到輕上100公克且調校更佳的版本。不過此次受測版 本光是配備Ultegra系列組件，就已使Hertel的競速車款重量低達 9.1公斤。如能搭配輕量化組件，必可令其總重降至8.5公斤上 下，只不過車架結構方面有些小瑕疵。在此次的受測車上， Hertel是採用較短的上管搭配極為前曲的前叉及較平坦的龍頭 傾角。因此在過彎時，此車會略有要傾倒的感覺。不過如果消 費者有意訂購此款訂製車，也可依自身喜好將龍頭的結構做調 整。

熱度測試

上述新車管真有如表列數據般的性能嗎？車架技師Uwe Marschall以黃銅焊料高溫焊接了一截測試管供拉裂測試之用。 測試的結果也令人信服：其高達1560 N/mm2的剛性高於非高溫處理的材質（介於1250 至1400 N/mm2），而且斷裂展延度也達到表訂的10%以上，著實驚人！相對 的：一般品質為「25鉻鉬4」的車架用鋼材，相關數值則只達 800至900 N/mm2—且是在車管中央部位。在接管或焊接部位受熱 處，其剛性可能因鋼材的補償特性完全流失而減少約40%，尤其在極高溫的 焊接情況下。根據本刊的觀察，此現象在大多數施工中都屬常態且少有例 外。

如為低熔度的銀焊方式，正確使用的鉻鉬鋼即使在焊接部位也能充分發 揮其優異特性，但說的人很多，卻只有少數手工藝匠採用。

如撇開簡易的焊接工程問題，上述新款鋼材在使用日益廣泛的車管WIG 焊接流程中也有其優點：從事車管加工的車架焊工可遠離在焊接中產生的高 熱。

對於過去雖有防護瓦斯保護，卻仍易發生脆化現象的車架焊縫處斷裂情 形，也可藉助此種新款高熱強化的頂級合金予以避免。

可減輕車架接管的重量

此種較佳的焊接特性可減低車架接管的重量。而較輕的重量又可創造出 與「鋁」這種輕量化金屬相抗衡的優勢—而鋁材質正是Audi對硬質鋼材所造成的競 爭壓力來源，由各種理論角度都會引出一項疑問：究竟此類新式鋼材車架在賽車領 域是否優於「一般」鋼製車架或輕量金屬所製產品？

而其中的重點在於：其實剛性根本與車架騎行動力學中頗重要的堅硬度無 關，雖然Reynold表示其產品「在接合處呈現較低的微幅曲折度」，但只有在某些 情況出現時—例如意外發生時—才會令人注意到此種優異特性。

像刀刃部位所用堅硬度極高的鋼材，其實甚易折斷且造成利邊，因為其斷裂 展延性不足，但上述兩種車管在測試中遇到意外時都產生扭曲現象，也卸除了部分 撞擊的能量。

　

Marschall的Reynold 853車架

車架材質：Reynolds 853/Poppe+Potthof高級鋼，套筒式焊接；60公分高之車架重量：1900公克，前叉 730公克；車架加前叉之售價：1950馬克。
    為了製造此次的受測車款，Uwe Marschall這家位於Dortmund的車架廠揚棄了其最偏愛的材質—不生銹的高級 鋼。但卻只有一項例外：前叉及車身後部亮鉻色車管是以高級鋼拋光製 成。Marschall將車架三支主車管的尺寸列為此款853車架的重點：上管擁有 28.6公厘直徑，下管則為31.7公厘。其中直徑的選擇由細削的25.4 公厘至粗大的35公厘都有。由上述車架車管所選用的尺寸來看，此款車架不可能刷新 任何剛性紀錄。可見：Marschall兼顧了既有規格及自身喜好。車迷如喜歡他 款車款也可選用。不過對於這家Dortmund的車架廠而言，固守傳統風 的傾向頗明顯。除了細長車管及亮眼的表面之外，在所有聯結部位均使用 了套管。不單是在後叉部位，就連前叉的軸座上也使用簡潔的 外套管固定於車管上。Uwe Marschall是業界少數由車管裁切至塗裝均一手包辦的車架廠之一。由此而形成對細節部位的熱愛， 也可從皮革包覆的把手及鍍鉻美化的踏板等配備上看出。只有 在天冷時，才會令人對Campagnolo的Record系列組件組成的剎車 握桿倍感讚歎。此一握桿不僅戴手套時的握感優於Shimano的STI 系列，且其所用的碳纖材質的傳熱性也較低。Marschall選擇了 具有73度龍頭傾角及較小前叉前曲度的一組出色車架結構，如 此一來，此款受測車便極適合各種用途。只不過在較小空間中 轉彎時，有限的足部空間會造成困擾。此款特地訂製的車架含 前叉售價1950馬克。對於追求車架優雅取向的車迷，此款產品 應該蠻對味的。

以硬抗凹

其餘優點尚包括：高剛性可降低超薄型車管的凹陷脆弱度，而表面的傷害對 此種堅硬的材質幾乎毫無損傷。此外，產品耐用程度也頗值得注意。

過去以太高溫度加工的鋼材，都會因「粗粒狀態」—內部結構之改變—而 減短其使用壽命。而上述新款合金則因其較高的加工安全性，明顯 增長了其使用壽命。

究竟以此種新式合金製造的車架是否優於鋁製車架，幾乎已成為意識形態上 的問題。其實我們可稍為忽略材質本位者的爭論，改採較切實的說法：以此新 式鋼材製造的車架同樣也良莠不齊，就如目前以鋁材產製的車架，品質仍有極 大差異。

輕量化與高剛性的結合

如以嚴格的機械式分析，我們應會有較肯定的答案。此項作法則須透過 STW值加以落實，亦即車架剛性與其重量之比值。此數值可顯示，較輕的重量與較 高的剛性結合製成的車架有何等優異，且可充分運用此種材質的潛力。像測試 車上所用的較堅硬鋼材可容許有較薄的管壁，這些較薄的管壁加上大型車管直 徑都能生產出強度高、重量輕的車架。

但是「能」非「必須」，因此，會有較少的人對於此極強固的 Reynold 853車管所製成的傳統式瘦長型車架沒有特殊硬度感到訝異。其龍頭車管部位的抗扭 曲強度為68牛頓數／公克，除以1.9公斤的重量後，得出35.7 的STW比值。至於針對「較軟的」Foco材質所做的比對測試結果：此一接近 1.8公斤重車架的抗扭曲剛性達每公克81.5牛頓數，STW值約 45。對鋼製車架而言已屬頂尖產品，只有優秀的鋁製車架才能有比此更佳的成 績。

目前為止，Columbus推出的新式車管是頗具前景的成功產品。但 Foco仍屬於昂貴車架的原料。除了每組車架高達300馬克的原料成本外，其繁複的加工也 是造成價格高昂的原因。負責受測車架焊接的Dietmar Hertel，對於工具的大幅耗損及頗費精神的做工極感驚訝。這是一 項可和他的夥伴Uwe Marschall—853車架的製造人共同分享的經驗。總和工具成 本和工作時間，使此一車架的造價逼近2000馬克的極限。

儘管成本高昂 鋼材仍有前景

對於業界的加工廠而言，上述熱處理穩定的車管產品也是一項挑戰。以義大 利車架製造方式而言，焊接部位愈來愈多，而Columbus車管在其末端部位的厚度 卻最多不超過0.7公厘，Uwe Marschall曾受過焊接訓練，但對於此一材質他卻絲毫不敢掉以輕心：「想要適當焊接這麼 薄的車管，必須極為專精其方法才行，這使我在焊接時覺得安心。」

如此一來，像鋼材這種較廉價的入門級材料，只有透過昂貴的加工，才具有 技術上的競爭力。此種作法如遇上對手將鋁材當成量產產品的材料的話，也可 提高鋼製車架的身價。這對於Hertel或Marschall這類的手工製造者而言也非壞 事。至於過去必須一直在剛性與重量方面做妥協的鋼材迷們，現在起已有解決 之道了。 

摘譯自德國Tour雜誌1999年1月號