選擇公路車輪組的基本思維

怎麼看待輪組？

輪組攸關一輛車的路感基礎。
理論上來說，影響最大的是輪胎，這才是一輛車與地面接觸的第一個介面。然而，輪胎還有天候、路況的適性問題，車主可能會因應不同的場合換成不同的輪胎，而 價格較高的輪組則會是一輛車固定搭配的零件。基於擁有成本的差異，輪組值得更仔細地挑選，也因為組成的複雜程度高於輪胎，會有更多值得深究討論之處。

輪組結構的幾個重點：
1. 重量
2. 結構剛性
3. 空氣力學
4. 軸承

重量
Roues Artisanales 是一個法文網站，在 2005、2006 年以嚴謹的儀器測試評比了相當多的市售輪組，並且有實際的數據留存。在2008年開始的新一次評測仍然在進行當中，但是已經有幾組具體的數據呈現。

重量是一個很直覺的數據，當然是愈輕愈好。輪組廠也一直朝這個方向進行，然而輕量並非無限制地減重；而是要顧及成品的強度。輪轂的重量，以目前極限的 DT 190s 觀之，一對 295g。輻條以最極端的 20+24 來計算，是 264g。輪框以 350g*2 計 (clincher, not tubular rims)。也就是說，目前最輕量的手編鋁框輪組可以有 1250g 左右的重量，而實際上這樣的輪組有相當嚴格的負載限制，大體而言體重超過 65kg 的騎士恐怕都不適合使用它。

有一個流傳已久的謬論是所謂的「慣性輪」。事實上，這僅僅是一種廠商宣傳的技倆而已。一言以蔽之，當一組輪子無論如何就是比別人笨重的時候，賣的人就會宣稱「這是一組慣性輪」！

當一組輪子的轉動慣量大，表示不容易把速度拉起來、也不容易減速。這種東西的特性適合平路或者長下坡，而且是一路不停歇地推進。然而，這並不是一般人的騎 乘型態；尤其是在有其他車輛以及交通號誌運作的道路上，速度難以恆定；而即使是在郊區道路上進行長途騎乘，體力消耗大，一般單車騎士也會需要視體力狀況進 行配速甚至停車稍事歇息。更進一步來說，要在下坡時充分利用輪組的慣性，需要相當程度的操控技巧，這顯然並不適用於大部分的業餘騎士。因此，重量輕的低慣 量輪組才是正確的選擇。

重申一次：重量與結構強度有相當程度的反相關。以自行車這種人力機械而言，輕量是一定的追求目標，所有的高階產品都是在強度與重量上斤斤計較而來的權衡結果。

結構剛性
結構剛性主要包括了兩種。縱向 (frontal) 與側向 (lateral)。
顧名思義，這兩種剛性是輪子受該方向壓力時的變形量，所以剛性優良的輪子，應該有優越的結構強度，而在由輻條織成的輪子來說，這就代表輻條張力高、也就是 「硬」。然而，這種觀點逐漸被近年來優秀的材料科技革新所顛覆。最典型的例子是：Campagnolo Hyperon。這組輪組的輻條張力相當低。然而，在 Roues Artisanales 的評測之中，這對輪組的剛性卻是排在 Campagnolo 所有輪組的第二名。會有這樣的結果，原因在於用極高等級碳纖布製成的碳纖維輪框，本身已經具備相當強的結構剛性，至於輪輻的功用，僅僅是將輪軸「懸定在輪 子正心」的功能。重量相當輕巧，而低張力的輻條可以充分緩衝路面顛簸的衝擊，然而本體的質量輕盈，所以路感卻不至於稀釋太多，依舊清晰。

而同一品牌的 Eurus 呈現的則是傳統鋁合金輪組的思維。極端強的整體結構剛性，在評測之中穩坐結構剛性的王位，而且前後輪的剛性都極度優越，由此可以看出 G3 編法對於平衡兩側張力的優點。然而這對輪組的顛簸也猶如烈馬一般強橫，相當消耗騎乘者的體力。(註：G3 編法，雖然是 Campagnolo 的專利，但是它可以被視為一種 triplet lacing 的變形。顧名思義，triplet lacing 是三輻條為一組，傳動側：非傳動側為 2:1，藉此縮減兩側張力的差距。完整的 G3 專利包括了特殊的輪轂孔位、輪框設計，要符合這些條件才是真正的 "G3 編法"。慎選材料的話，也可以跳孔的手法完成 2:1 的手編輪，但是這應該稱之為 triplet lacing，而非 "G3"。) 對於體力優越而且控車精準的選手級騎士而言，Eurus 是賽場的利器，卻不見得適合休閒取向。

Hyperon 的優越剛性應該歸功於完整的考量，輪轂、輪框、輻條張力的完整搭配，少掉任何一個環節都會讓這個組合大幅失色。大體來說，高輻條張力的編法依舊是鋁框的本質，也是一般平價手編輪的準則。

(更進一步來說，張力的設定也是手編輪組可以客製化設定的重點，卻鮮少有人提及。)

框高
如前所述，所謂的「慣性輪」完全是一種謬稱。在此我們不再以這種觀點切入輪組，而改用氣動力學角度來分類。由於氣動力學成為輪組性能實測的關鍵因素，因此我們依照框高的觀點來區分三種輪組。

1. 低框 (low-profile)，輪框高度低於 2cm。
這樣的設計，空氣力學的考量較少，重點純粹是為了輕量。通常的使用目的為爬坡。
由於爬坡的平均速率偏低，因此風阻問題並不嚴重，輕量，甚至是低轉動慣量才是讓騎士做更少功就能有效提昇自己位能的關鍵。一般而言，低價的鋁合金輪組多半 也採用低框設計，因為材料少，所以價格便宜，重量數據上也通常比較好看。然而低框高意味著較差的本體結構強度，在這個範疇之中，鋁合金已經逐漸被碳纖維材 料超越、遠遠拋在其後。在這個類型內，可以作為代表的輪組：Campagnolo Hyperon 以及 Fulcrum Racing Light 系出同源，另外 Zipp 202 也素來享有盛名。

2. 中框 (medium-profile)，輪框高度在 2.5~3cm 左右。
較高的框在切風時會有更好的效果，而且重量的增加並不顯著。由於新材料科技的進步、冶金技術的提昇與電腦模擬計算的普及化，鋁合金框在這個範疇內仍然擁有 最好的性能/價格比例。這個類型的輪框的用途也最為全面，重量適宜、風阻較低框優越。具代表性的產品是 Campagnolo Shamal、Eurus，Mavic Ksyrium series 以及Reynolds Solitude。

3. 高框 (high-profile)，輪框高度超過 4cm
在這樣的框高，鋁合金輪框無疑過重；碳纖維輪組在這個類型中一面倒地出線。由於碳纖維材料的高度可塑性，超低風阻、適當的配重造就了這個系列的優越性能， 公認的頂級輪組大多屬於這個系列：Lightweight、Zipp 404~1080 series、Mavic Cosmic Carbon series、Reynolds KOM、Campagnolo Bora 等等。
最終極的高框，當然就是封閉式板輪。Zipp 999、Campagnolo Ghibli、Mavic Comete Road 為其中代表。雖然 UCI 不允許這些具備極致空氣動力性能的輪組出現在公路車賽事 (計時賽例外)，然而一般騎士並不是為了參賽而騎車，倘若因此在觀念上摒除了這樣的優秀零件，其實是相當可惜的。

在預算有限的搭配之中，中鋁框的汎用性最廣，應該是一般人的首選。如果預算更充裕的情形之下，選擇一組高板框搭配頂級碳纖維低框，視路況搭配，將是最具備性能與應變廣度的方案。

輪轂
軸承是輪轂的核心，棘爪機構則是傳動的關鍵。然而，由於輪轂廠各自都有互不相通的專利規格，因此選購者僅能就現成的各種方案之間、對照自己心中的尺度做選擇。

不過，就巨觀的觀點來看，其實輪轂廠的趨向是一致的：輕量化、高強度，以及耐久。所以，不要選到已經被證實有缺陷的產品，差異不會太大。

軸承分為兩大主流：開放式軸承與卡式工業軸承。
使用卡式工業軸承者，俗稱「培林花轂」，不過在此應該澄清：培林是 bearing 的音譯，事實上開放式軸承輪轂 (也被稱為散珠花轂) 一樣是 bearing 的一種。代表是 Shimano 與 Campagnolo。目前也有廠商使用自潤軸承開發出輪轂產品，然而目前尚普及。

開放式軸承的優點是容易維護保養、而且較大尺寸的鋼珠擁有較佳的抗撞擊強度。缺點則是精密度普遍比卡式軸承低，大概僅有頂級產品擁有一流水準；Shimano Dura-Ace 與 Ultegra 的差異非常巨大，整體表現與售價均是如此。
卡式軸承逐漸成為 3rd-party 超越零件大廠的利器，因為將產品模組化設計、訂製工業用軸承，比起自行開精密模具、切削 cup & cone 的成本低廉許多，雖然工業軸承內的鋼珠口徑小、強度較低，然而只要有適當的治具輔助，並不難更換。對於欠缺處理經驗的一般使用者而言，尋求技術可靠的車店 協助，花費其實不高，仍然可以享有充分維護保養的便利。

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以下文章出處：http://www.wretch.cc/blog/aceddar/32707630     
Mjolnyr在Ptt BICYCLE板發表的"選擇公路車輪組的基礎思維"，清楚表示公路車選輪組的重點。
(文章請見 http://mjolnyr.blogspot.com/2009/05/blog-post.html  )

1. 重量
2. 結構剛性
3. 空氣力學
4. 軸承

除了第4點，與"框高"無關的部分，每一樣都和"框高"有關係。
然後"軸承花鼓"轉動不順暢，一定是爛輪子。
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結合"第一本自行車的科學解析"書中內容，我有下列心得。
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"重量"其實差距不會比"風阻"大，
輕1kg，可以減少不到1min。(以作者提出的例子)
作者提出的例子，以同一個人來說，爬一座山花一個小時。
若車子少1kg，時間還少不到1分鐘。
大家都說輪子偷輕比較有效果，到底多有效果呢?
旋轉部分的重量減輕，
減少1g，對整體重量(騎士+車子)來說，大概是減輕1.3g~1.6g。
外胎來說，減少1g，大概是減輕1.6g。
(外胎是輪組最外圍的部分，減輕效果最大)
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結構剛性，書中著墨甚少。

以我自己的瞭解，拉高"框高"，
幅條長度(鋼絲)可以用短，這樣有助剛性提升。

高框輪圈，雖略重於低框輪圈。
但切開輪框，單看輪框的橫切面。
高框的截面積比較大，
若製作與設計時，好好的補強結構，
或許可以有效提升輪框結構剛性。
(但要是偷輕，就不會強壯到哪邊去。
輪框結構好不好，老師父編輪，張力一拉上去就知道)
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以"空氣力學"來說
書中對於影響自行車"行進的阻力"，有很多敘述。
時速15km/hr，輪胎滾動阻力，和空氣阻力相當。
一般單車要超過這個速度太容易，輪胎滾動阻力影響不大。
而到時速30km/hr，空氣阻力消耗能量就佔了76%。
經過作者很多公式推導，有以下3個結論。
1.自行車行進阻力，大部分都是空氣阻力。
2.空氣阻力與速度的"平方"成正比。
3.騎乘所需的動力，與速度的"立方"成正比。
騎越快，風阻越大。
零件重量，是最容易瞭解零件的數據。
重量最大的影響是在爬坡，且一小時的爬坡影響不到1分鐘。
那不如去減低風阻。

騎車時的風阻，人體佔其中70%~80%。
書中還做了"穿著各種衣服"，騎士能量的消耗。
大家多注意自己的姿勢，就可以減低風阻，不用花大錢。
輪子(輪組與外胎)的風阻，約佔13%。
這是騎車中，風阻影響的第二名，也是器材的第一名。
換好的輪子，風阻較低。
減輕的重量又是會"旋轉"的，效果更好。

而當幅條(鋼絲)在輪子轉動時，風阻也很大。
(高框  縮短幅條  減少幅條數量)
扁鋼絲and圓鋼絲，效果差蠻大的。
圓形截面的風阻很大，
是使用翼型(流線型)的截面幾乎少了10倍。
(這只是單指二種形狀的試驗，
並非圓鋼絲and扁鋼絲的比較。)
高框，還可以縮短幅條長度(鋼絲長度)。
且較好的結構強度，
還可以減少幅條數量(鋼絲數量)。  (比較低框輪組)

高框輪組的優點:
1.框的空氣力學好
2.框的結構佳
3.可以減少幅條數量(鋼絲數量)  (因為結構好)
4.可以縮短幅條長度(鋼絲長度)
缺點，就是重了點。
不過重量的差距比起風阻，風阻的效果比較大。
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去年2009年，用了2組低框的好輪組。
Campy 海波浪HYPERON，Shimano WH-7850-C24-TU。
Campy 海波浪HYPERON
http://www.colmax.com.tw/campagnolo_product.html
框  高 前21mm  後23mm
框  寬 20.5 mm
鋼絲數 前22  後24
重  量 1260g
SHIMANO Dura-Ace WH-7850-C24-TU
http://www.sunstar-tw.com/biking/brands/shimano/wheels/wheels_road.html 框  高 前28mm  後24mm
框  寬 20.8mm
鋼絲數 前16  後20
重  量 1260g
德國雜誌評比
http://www.rouesartisanales.com/article-15505311.html 很明顯，WH-7850-C24-TU，風阻比較佔優勢。
仔細研究了一下，WH-7850-C24-TU剛絲數少，框高也高一些。
風阻，果然是有比較低。
然後我比較了一些輪框的寬度，風阻低的框，框寬大概都在19mm左右。
像上面2組低框，寬度都在20mm。
為了減低風組，輪框做窄一點，也是很合乎常理。
很多車友都說，外胎可以換窄一點的20C，這樣也可以減低風阻。
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然後和車友聊天時，
車友ohmylife表示，這樣是不是表示高框就無敵了勒??
我還是認為東西要"看人用"，"看場合"用。
ex.台灣公路車比賽
每一次終點都變成登山計時賽，
只有一開賽在衝，中間都在打混休息。
對於有實力上台的車友，我會建議他拿低框去比。
反正一開賽撐過去，
終點比登山計時，用低框重量輕比較快。
集團騎車，風阻不是問題。
ex.自己騎車
反正沒壓力，爬山誰常常在計時??
用風阻低的輪組，平路好騎又輕鬆。
ex.像我這種半調子的公路車騎士
出門每個都比我利害，平路不小心還會被海放。
不用框高的低風阻輪組，輪車太辛苦了。
上山一定被放生，用中框，比較不用讓別人等。
ex.超利害選手
只要你上坡可以超過20km/hr，風阻就變成很大的影響。
像環法，沒人在用"沒框高"的輪組，
反正體力太好可以克服重量的影響，風阻比較重要。

買輪組，還是要看自己的需求與目的。
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設定自己騎的速度，
平路要騎到35km/hr~40km/hr，還是買中框以上。
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然後又和車友聊天時，
車友skyman表示，板輪不見得一定不適合爬坡。
我的看法是這樣.......

板輪不見得一定不適合爬坡?!
前提是，這東西也不能太重，拖垮自己。
車神們當然沒差，重量對他們源源不絕的體力來說，影響很小。
爬坡速度超過20km/hr，風阻影響很大，比重量還大。
像我爬太平山，2小時多一點點完賽。
時速15km/hr左右，風阻對我影響很小，
用輕量化輪子對我比較輕鬆。
王胤之都是時速20km/hr在跑，他那個板輪風組低，對他比較幫助。
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那反過來說......
低框輪組也不一定不適合維持速度?

車友TCRonce，
對低框CAMPY HYPERON的評價是"百依百順"，
面對北部起伏的丘陵地形，
加速反應快，可以很快帶到自己想要的速度。
面對起伏不定的地形，低框可以維持速度。
但面對需要"穩定高輸出"的平路，我的看法還是風阻影響比較大。
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也有遇過一些車友，質疑"空氣動力之說"。
減低風阻的空氣力學，是真的很有效。
一般凡人很難感受，
若是你鬼哭神號般的利害.....減低風阻真的就屌了。
(可是我是凡人.......XD)