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，生銹後對車體的剛性構成威脅，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 銹特性。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。