前端单车 公众号：前端轮组技研 （Wheel_PRO）
原始链接https://mp.weixin.qq.com/s/wwFVwO_zG_dTml0tbGJB2A
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我在标题写“零拉力”而没有直接限定碳辐条，因为钢辐条其实也可以做“零拉力”，专利申请当然也不限材质，只不过钢辐条做这样的应用没什么意义，这样写只是出于严谨，重点在结构和受力的不同，而并非是取决于碳纤维材质。
那么“零拉力”碳辐条为轮组带来哪些本质变化？从我创造出这个结构和概念，逐步去按照设想去实施，在第一次简单路骑测试后，可以说从技术角度，很东西对我来说已经验证，那么这篇文就做个总结。
“零拉力”碳辐条轮本质的改变主要有几点：
1、依靠辐条拉力轮的复杂内应力，在“零拉力”轮中可以忽略不计；
2、“零拉力”碳辐条所搭配的花鼓，几何的参数作用产生变化，适用于钢辐条轮的技术性结论，不完全适用于“零拉力”碳辐条轮。
3、“零拉力”碳辐条后轮对驱动力的传导，为碳一体轮的特点，与依靠拉力轮组完全不同，驱动不再依靠辐条拉力的变化而实现；
4、碳圈大幅减重、强度刚性衰减周期变长；
5、相比碳一体轮的致命缺陷，“零拉力”碳辐条轮的制造成本低，使用寿命长，易于维修。
下边我们来详细说这几点本质改变。
一、车轮的复杂内应力
在此之前，我已经写过一篇文章《碳纤维辐条车轮的发展方向》，https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzU3NjkxNDc1OQ==&mid=2247484059&idx=1&sn=1aa4306aebddeac2e676ffcb0e645f00&chksm=fd0dd6b3ca7a5fa5930efc20886f67b3b9b6126ec32aa653cb4fd49f05b48c1fc11efe0a89a7&scene=21#wechat_redirect，也有部分阐述，现在经过一些验证后，我们可以再系统的总结一下。
车轮的内应力，就是来自于辐条拉力。在依靠拉力的车轮中，车轮的正心、圆度、偏摆以及稳定状态，都需要辐条拉力去保持，而且辐条只能提供拉力，所以车轮载重滚动时的稳定状态的很重要一个指标，就是辐条拉力不可以有降低为0的情况发生，这就需要车轮编制的时候后，给与辐条比较高的预拉力。那么较高的辐条预拉力，就导致不论静止还是载重状态，车轮这个整体的内部，一直存在着很高又复杂的内应力。至于复杂与否虽然并不重要，但是在载重滚动时，辐条拉力不停复杂变化去实现驱动，这使很多人并不懂，拉力是如何变化而实现车轮驱动的。
重点还是内应力的存在，对于车轮会有怎样的不同。那么就是由于辐条高拉力的需求，对车轮其他组成配件产生了很多的限制和要求：比如轮圈辐条孔的强度和刚性，合理的设计中间转动机构——花鼓的几何结构，来共同为车轮保持更高的稳定结构和性能，甚至还会设计车轮两侧不同的辐条数来达到稳定目的。讲这么多，就是内应力的存在，也就是辐条拉力是车轮稳定和性能设定的一个基础条件，但同时，它也是车轮设计最大的一个限定因素。
二、花鼓几何的参数作用的改变
花鼓几何，是影响车轮性能设计的极为重要的因素。在我之前的文章中有专门的阐述，这里就不具体的去做讲解，当然，那些文章拿到现在，都需要增加一个前提条件，就是结论仅限于依靠拉力车轮。这里我们只讨论核心的改变。
在依靠辐条拉力侧车轮中，很多时候都在为解决左侧辐条拉力而费心思，花鼓几何WL的值不敢太大，太小又只限于高框轮圈，只能是寻求一种平衡，来获取左侧辐条的合理拉力值，既要保证拉力不会有低于0的情况发生，又可以提供较好的侧向刚性。
然而这些问题，在“零拉力”碳辐条轮中是不存在的，辐条连接轮圈与花鼓的锁定结构具有一体性特点，也就是辐条不仅可以提供拉力，还可以提供支撑力。所以花鼓几何中的WL值可以偏大些，来提供更好的侧向支撑结构，而完全不用担心辐条拉力高低的问题，这样的一个限制条件的解除，是依靠拉力的辐条轮想追求而不可得的。
三、驱动力效率的不同
这一点的改变，或许从车手的骑行体验去验证更为准确。所以很多体验过Lightweight（简称LW）碳一体轮的，都会说这种轮组又轻又硬，踩踏感受与依靠拉力的轮组完全不一样。
所以我们从这样的实际体验结论去反推理论上的不同，“零拉力”碳辐条轮的开发，实现的目的正是基于与LW的碳一体轮具有相同的受力方式，当然也会获得相类似的骑行者踩踏感受。依靠拉力的车轮，车手踩踏产生的驱动力，通过脚踏牙盘链条飞轮等传动机构，在通过辐条这个环节时，除了载重之外，驱动力也必然会使辐条自身拉力的周而复始的变化，换句话说，就是驱动力的传导是通过辐条拉力的不断变化而实现的，自身的复杂的内应力已经会使辐条产生一定的拉伸变形，再加上载重和驱动而使辐条拉力的不断变化，则必然使辐条产生反复的微变形，那么这过程中会产生多少驱动力的损失呢？
LW碳一体轮和“零拉力”碳辐条轮的一体特点，刚性最薄弱的部分应该还是辐条，但辐条没有预设的拉力或者几乎可以忽略的预拉力，也就是说辐条自身没有变形量，即便之后施加的载重和踩踏驱动力，也不会使辐条处于高拉力的状态，相同材料其变形率也会小得多，何况碳纤维材质的优势，变形率会更小。
我们不能把反推出来的结论作为定论，但是在反推的过程中，我们会得到很多启发，所以“零拉力”碳辐条轮的为实现一体性，也就是需要让辐条可以提供拉力，如何做到提供支撑力。
四、碳圈重量与强度、刚性衰减
不知道是否所有材料都有这样的特性，但我们知道钢可以淬火，但是碳纤维复合材料，在长时间的使用中，强度和刚性会发生衰退的，当然衰退可能也有快慢，可能是由于不同的工厂树脂材料不同。
但这种衰退，受力也是影响条件之一，所以碳一体轮和“零拉力”碳辐条轮的碳圈和辐条自身，在非载重的静止状态下，是没有拉力或者拉力可以忽略的，也就是第一点说的内应力，这就很大程度使强度刚性衰退变慢，实际上也就是延长车轮产品的使用寿命。
另外一方面，因为拉力的可忽略，轮圈辐条孔强度的要求断崖式下降，所以碳圈辐条孔的补强无需做得很厚，重量自然会大幅降低。
所以这两点，也是“零拉力”为其他配件释放的限制，带来非常直接的收益。
五、制造成本与维修
这一点对比的是LW那一类碳辐条一体轮。因为LW那些一体胶接轮圈辐条花鼓的方式，生产工艺和精度要求很高，次品率又比较高，成品后一旦发生较大偏摆，品牌制造厂处理成本有超高，也就是说基本相当于报废。这些是碳一体轮的致命缺陷，所以即便是其他方面优势非常大，也仍然难以有很大的市场前景，普通消费者是很难接受的。
“零拉力”碳辐条轮实现了与碳一体轮一样的受力方式，虽然重量未必能做到碳一体轮那样的极致轻量，但是较钢辐条轮还是非常大幅减重，而且辐条可替换修补，生产制造成本过高，使用寿命低，这些问题全都没有。
以上说了这么多“零拉力”碳辐条轮的本质改变，全都是优点，很多人肯定是想问有没有缺点，但是要注意这不是具体产品的分析，而是一个技术方案的分析。我只能说“零拉力”碳辐条轮，我不确定是否可以把碳辐条做得像钢辐条一样纤细，如果只能这么宽大，或许特定方向的气动性能方面可能会有所限定，具体以后可以尝试做纤细一点。
整体来说，使轮组不依靠拉力这一点，即便应用到钢辐条轮上，也会带来非常大的不同，或许也会带来很大的提升，当然这种根本上的技术提升，不如直接一步到碳纤维。不论怎样，创造出来这么一个新事物，市场前景我就不说了，即便说这技术可以让轮组行业重洗牌也没用，还得需要好的推广，去让市场需求验证！
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我在标题写“零拉力”而没有直接限定碳辐条，因为钢辐条其实也可以做“零拉力”，专利申请当然也不限材质，只不过钢辐条做这样的应用没什么意义，这样写只是出于严谨，重点在结构和受力的不同，而并非是取决于碳纤维材质。
那么“零拉力”碳辐条为轮组带来哪些本质变化？从我创造出这个结构和概念，逐步去按照设想去实施，在第一次简单路骑测试后，可以说从技术角度，很东西对我来说已经验证，那么这篇文就做个总结。
“零拉力”碳辐条轮本质的改变主要有几点：
1、依靠辐条拉力轮的复杂内应力，在“零拉力”轮中可以忽略不计；
2、“零拉力”碳辐条所搭配的花鼓，几何的参数作用产生变化，适用于钢辐条轮的技术性结论，不完全适用于“零拉力”碳辐条轮。
3、“零拉力”碳辐条后轮对驱动力的传导，为碳一体轮的特点，与依靠拉力轮组完全不同，驱动不再依靠辐条拉力的变化而实现；
4、碳圈大幅减重、强度刚性衰减周期变长；
5、相比碳一体轮的致命缺陷，“零拉力”碳辐条轮的制造成本低，使用寿命长，易于维修。
下边我们来详细说这几点本质改变。
一、车轮的复杂内应力
在此之前，我已经写过一篇文章《碳纤维辐条车轮的发展方向》，https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzU3NjkxNDc1OQ==&mid=2247484059&idx=1&sn=1aa4306aebddeac2e676ffcb0e645f00&chksm=fd0dd6b3ca7a5fa5930efc20886f67b3b9b6126ec32aa653cb4fd49f05b48c1fc11efe0a89a7&scene=21#wechat_redirect，也有部分阐述，现在经过一些验证后，我们可以再系统的总结一下。
车轮的内应力，就是来自于辐条拉力。在依靠拉力的车轮中，车轮的正心、圆度、偏摆以及稳定状态，都需要辐条拉力去保持，而且辐条只能提供拉力，所以车轮载重滚动时的稳定状态的很重要一个指标，就是辐条拉力不可以有降低为0的情况发生，这就需要车轮编制的时候后，给与辐条比较高的预拉力。那么较高的辐条预拉力，就导致不论静止还是载重状态，车轮这个整体的内部，一直存在着很高又复杂的内应力。至于复杂与否虽然并不重要，但是在载重滚动时，辐条拉力不停复杂变化去实现驱动，这使很多人并不懂，拉力是如何变化而实现车轮驱动的。
重点还是内应力的存在，对于车轮会有怎样的不同。那么就是由于辐条高拉力的需求，对车轮其他组成配件产生了很多的限制和要求：比如轮圈辐条孔的强度和刚性，合理的设计中间转动机构——花鼓的几何结构，来共同为车轮保持更高的稳定结构和性能，甚至还会设计车轮两侧不同的辐条数来达到稳定目的。讲这么多，就是内应力的存在，也就是辐条拉力是车轮稳定和性能设定的一个基础条件，但同时，它也是车轮设计最大的一个限定因素。
二、花鼓几何的参数作用的改变
花鼓几何，是影响车轮性能设计的极为重要的因素。在我之前的文章中有专门的阐述，这里就不具体的去做讲解，当然，那些文章拿到现在，都需要增加一个前提条件，就是结论仅限于依靠拉力车轮。这里我们只讨论核心的改变。
在依靠辐条拉力侧车轮中，很多时候都在为解决左侧辐条拉力而费心思，花鼓几何WL的值不敢太大，太小又只限于高框轮圈，只能是寻求一种平衡，来获取左侧辐条的合理拉力值，既要保证拉力不会有低于0的情况发生，又可以提供较好的侧向刚性。
然而这些问题，在“零拉力”碳辐条轮中是不存在的，辐条连接轮圈与花鼓的锁定结构具有一体性特点，也就是辐条不仅可以提供拉力，还可以提供支撑力。所以花鼓几何中的WL值可以偏大些，来提供更好的侧向支撑结构，而完全不用担心辐条拉力高低的问题，这样的一个限制条件的解除，是依靠拉力的辐条轮想追求而不可得的。
三、驱动力效率的不同
这一点的改变，或许从车手的骑行体验去验证更为准确。所以很多体验过Lightweight（简称LW）碳一体轮的，都会说这种轮组又轻又硬，踩踏感受与依靠拉力的轮组完全不一样。
所以我们从这样的实际体验结论去反推理论上的不同，“零拉力”碳辐条轮的开发，实现的目的正是基于与LW的碳一体轮具有相同的受力方式，当然也会获得相类似的骑行者踩踏感受。依靠拉力的车轮，车手踩踏产生的驱动力，通过脚踏牙盘链条飞轮等传动机构，在通过辐条这个环节时，除了载重之外，驱动力也必然会使辐条自身拉力的周而复始的变化，换句话说，就是驱动力的传导是通过辐条拉力的不断变化而实现的，自身的复杂的内应力已经会使辐条产生一定的拉伸变形，再加上载重和驱动而使辐条拉力的不断变化，则必然使辐条产生反复的微变形，那么这过程中会产生多少驱动力的损失呢？
LW碳一体轮和“零拉力”碳辐条轮的一体特点，刚性最薄弱的部分应该还是辐条，但辐条没有预设的拉力或者几乎可以忽略的预拉力，也就是说辐条自身没有变形量，即便之后施加的载重和踩踏驱动力，也不会使辐条处于高拉力的状态，相同材料其变形率也会小得多，何况碳纤维材质的优势，变形率会更小。
我们不能把反推出来的结论作为定论，但是在反推的过程中，我们会得到很多启发，所以“零拉力”碳辐条轮的为实现一体性，也就是需要让辐条可以提供拉力，如何做到提供支撑力。
四、碳圈重量与强度、刚性衰减
不知道是否所有材料都有这样的特性，但我们知道钢可以淬火，但是碳纤维复合材料，在长时间的使用中，强度和刚性会发生衰退的，当然衰退可能也有快慢，可能是由于不同的工厂树脂材料不同。
但这种衰退，受力也是影响条件之一，所以碳一体轮和“零拉力”碳辐条轮的碳圈和辐条自身，在非载重的静止状态下，是没有拉力或者拉力可以忽略的，也就是第一点说的内应力，这就很大程度使强度刚性衰退变慢，实际上也就是延长车轮产品的使用寿命。
另外一方面，因为拉力的可忽略，轮圈辐条孔强度的要求断崖式下降，所以碳圈辐条孔的补强无需做得很厚，重量自然会大幅降低。
所以这两点，也是“零拉力”为其他配件释放的限制，带来非常直接的收益。
五、制造成本与维修
这一点对比的是LW那一类碳辐条一体轮。因为LW那些一体胶接轮圈辐条花鼓的方式，生产工艺和精度要求很高，次品率又比较高，成品后一旦发生较大偏摆，品牌制造厂处理成本有超高，也就是说基本相当于报废。这些是碳一体轮的致命缺陷，所以即便是其他方面优势非常大，也仍然难以有很大的市场前景，普通消费者是很难接受的。
“零拉力”碳辐条轮实现了与碳一体轮一样的受力方式，虽然重量未必能做到碳一体轮那样的极致轻量，但是较钢辐条轮还是非常大幅减重，而且辐条可替换修补，生产制造成本过高，使用寿命低，这些问题全都没有。
以上说了这么多“零拉力”碳辐条轮的本质改变，全都是优点，很多人肯定是想问有没有缺点，但是要注意这不是具体产品的分析，而是一个技术方案的分析。我只能说“零拉力”碳辐条轮，我不确定是否可以把碳辐条做得像钢辐条一样纤细，如果只能这么宽大，或许特定方向的气动性能方面可能会有所限定，具体以后可以尝试做纤细一点。
整体来说，使轮组不依靠拉力这一点，即便应用到钢辐条轮上，也会带来非常大的不同，或许也会带来很大的提升，当然这种根本上的技术提升，不如直接一步到碳纤维。不论怎样，创造出来这么一个新事物，市场前景我就不说了，即便说这技术可以让轮组行业重洗牌也没用，还得需要好的推广，去让市场需求验证！
