看看这七款空气力学轮组风洞测试

2018-05-28

风洞（wind tunnel）即风洞实验室，是以人工的方式产生并且控制气流，用来模拟飞行器或实体周围气体的流动情况，并可量度气流对实体的作用效果以及观察物理现象的一种管道状实验设备，它是进行空气动力实验最常用、最有效的工具之一。

随着各家的空气力学超跑陆续亮相,轮组品牌同步推出空气力学相关产品,究竟谁会在市场上吹起一阵旋风呢?

测试行前准备说明

为了让低风阻表现更加全面,周边零件也开始投入研发设计,其中影响最巨的零件就属轮组,为了让读者们了解各个品牌的轮组性能,单车志与CHC再度携手合作针对空气力学轮组进行风洞测试与「理性」的实验室测试,总计征集海内外知名品牌7款商品,规格限定:具备空气力学设计、Clincher款式、轮框高度在58mm(含)以下,轮框必须为全碳纤维材质,煞车表面、辐条和花鼓材质则不限制。除此之外,单车志同步呈现各个品牌所提供的商品特性与重点规格表,方便车友们一手掌握商品信息。

风洞实验室测试方法

测试团队将自行车或轮组装载于CHC自行量身打造的专用治具,用以验证比对软件仿真(CFD)与实际骑乘产生之风阻表现,除了设有感应风阻系数的特殊装置,还有设计转动平台,藉此量测各种角度的风阻系数,测试风速设定为时速30mph(48km/hr),量测数值代表往前单一方向行进的阻力,单位为克(g),数值越大代表风阻越大。

由于前轮位于「迎风面」的位置,所以本次测试仅以前轮为模板,设定统一胎压为100psi,并且在无载重的条件下透过地面轮仿真转动,由于前轮为左右对称之型态,以坐在自行车上为例,量测范围仅从中心点向左0-20度,每5度量测一个数据,总计呈现5个数值。

CHC实验室测试内容

A.干式煞车制动力

首先在测试前进行煞车块与轮圈煞车面的磨合步骤,让煞车性能达到稳定,测试的环境条件:统一胎压为115psi,自行车配重为100kg,以时速12.5km进行转动,再以EN规范煞车测试架设方法,固定握把施力50N,以煞车3秒、释放10秒的方式,测量轮组与煞车块搭配产生之制动力;本测试总共进行9次,每3次设定为一个区间并平均计算,取平均值最高者做为测试结果,数据单位为N(牛顿)。

B.湿式煞车制动力

测试条件与干式煞车制动力的测试方式相同,但是将握把力改为40N,以洒水方式仿真雨天骑乘状态,测试湿式煞车制动力,数据单位为N(牛顿)。

C.干式煞车最高温

测试条件与干式煞车制动力的测试方式相同,以煞车3秒,释放10秒,反复测试30次,透过「非接触红外线温度量测系统」记录其最高温度。

D.前煞车块磨耗率

藉由精确度0.01g的电子秤,分别测量前煞车块在进行干式煞车制动力测试的前后重量,将测试后的重量/测试前的重量,呈现煞车块的磨耗率。

E.偏摆状况

分别测量前轮和后轮于水平(横向)和垂直(纵向)的偏摆程度,若数值越大代表偏摆程度越明显,数据单位为mm。

F.侧向刚性

使用材料试验机,将受测轮组固定于测量刚性的治具,针对轮框处施以20kg的力量,记录该轮框的变形量,呈现的数值代表移动每1mm水平距离所需要的变形量。简单说数值越大代表刚性越好,数据单位为N/mm。

G.后轮扭转刚性

利用治具仿真后飞轮相对于链条产生的力量,在治具末端悬吊等量重物,使得后轮轴心产生扭矩,量测治具与轮框产生的位移量,进而了解后轮在驱动过程的刚性表现,单位为Nm/mm,Nm为扭矩单位(牛顿-米),意思为位移1mm需要多少Nm,数值越大代表刚性越强。