自行车/维护与修理/车轮和轮胎/校正自行车车轮
一个自行车车轮由一个中心的轮毂和一个圆形轮圈组成,通过若干辐条连接。辐条从轮毂辐射到轮圈,并在称为辐条帽的螺纹连接处固定。通过拧紧和松开辐条帽,可以使车轮恢复圆形(垂直校正)或消除左右摆动(水平校正)。
辐条可以采用多种不同的排列方式,其中三叉、四叉和径向是最常见的。排列方式会影响车轮的强度、重量和特性,但与校正过程本身关系不大。
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用于不同辐条尺寸的辐条扳手
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校正架
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偏心度测量工具
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张力计
要组装或维护辐条轮,需要使用辐条扳手。典型的辐条帽的平面间尺寸太小,无法使用任何常见的开口扳手。但是,任何好的自行车商店都会备有各种辐条扳手,价格和质量成正比。
辐条“旋转器”或辐条帽驱动器是一种在将新车轮从其组件(轮毂、辐条和轮圈)组装过程中可能很有用的工具。它不是必需的——尤其是在你没有组装车轮的情况下——但它可以节省一些时间。它类似于螺丝刀,但刀片略微偏移,并在手柄中自由旋转,用于辐条帽的开槽外表面——它类似于开槽螺钉。辐条“旋转器”可以快速组装车轮——或将辐条帽安装到单个辐条上——并且设计为自我限制辐条帽可以拧到辐条上的程度。
辐条扳手用于给辐条施加张力,并作用于辐条帽向内突出到轮圈处的方形部分。与“旋转器”不同,辐条扳手设计用于在辐条处于张力状态下转动辐条帽。这种差异使得辐条扳手必不可少。
校正架是一个专门设计的支架,在车轮组装、车轮维修或车轮维护期间,车轮(轮圈、辐条和轮毂,带轴)会安装在其中。校正架非常有用——可能是必不可少的——用于制造手工车轮。实际上,它是一个坚固的、精密制造的夹具,用于将车轮的轴牢固地固定到位。因此,轮圈在轮毂中轴的稳定参考点也因此得到固定,并安装在校正架上。因此,轮圈也与安装在校正架上的卡钳或一套卡钳相关联,并且在车轮组装或调整过程中,会针对这些卡钳检查径向和横向的真圆度(即“完美度”)。为了获得极高的校正精度,可以选择将百分表安装到校正架上,并可随时使用单独的张力计来测试所有辐条的适当张力(张力平衡)。创建廉价但非常精确的校正架的说明在此。
偏心度测量工具用于测量轴突出轮圈的程度。由于真圆车轮的轮圈平面在轴上车架固定点的两侧之间横向居中,因此车轮一侧的轮圈偏离该锚点的偏移量应与另一侧的对应偏移量相同。偏心度测量工具用作比较器:使用该工具测量一侧的偏移量,将该设置“存储”在工具中,然后将该工具应用于车轮的另一侧进行比较;第二侧偏移量与第一侧偏移量的偏差指示需要移动轮圈以使车轮达到真圆的方向和程度。但是,如果您有一个好的校正架,则偏心度测量工具并非严格必要:如果理解真圆车轮(从轮毂和辐条的特殊性中抽象出来)是对称的(即轮圈本身在某种程度上“居中”在轴上),那么您可以使用校正架的卡钳(或卡钳)和偶尔在支架中翻转车轮,以实现与偏心度测量工具相同的功能。
在大多数情况下,尤其是在对已组装的车轮进行维护性校正时,通过确保所有辐条在用指甲“弹拨”时发出相同的音调来检查辐条张力就可以正常工作。对于轻微的维修,检查偏心度也是不必要的,因为大多数好的校正架能够准确地指示车轮离居中有多远,尽管重新取出车轮并将其重新安置在支架中以进行二次检查可能是一个好主意。如果您要校正的车轮需要有偏移量,则需要测量距离,但这非常罕见。
在没有支架的情况下,可以使用自行车上的刹车卡钳来测量车轮在仍然安装在自行车上的状态下的真圆度,但这并非理想选择。此外,如果没有其他选择,可以使用小型可调扳手代替辐条扳手或专用扳手,但应格外小心,避免损坏辐条帽。理查兹生产的一种玻璃切割器有一个开口足够小,可以稍微扩大以制作一个勉强可用的0号辐条扳手——或者1号或2号,如果这是您需要的。
如果轮圈由于侧面撞击而被“压弯”或“薯片状”变形为马鞍形,则仅靠辐条张力很难将其矫直——事实上,可能无法通过这种方式克服严重的轮圈变形。然而,即使轮圈看起来已经严重变形,通常也可以将其恢复到几乎完美的形状。以下程序应在意外发生后尽快执行;如果轮圈在变形状态下放置超过几天,可能会导致轮圈冷变形——这意味着它将保留其新的形状,并且可能需要更换。
为了进行以下快速修复,您必须在轮圈上安装一个正确充气的内胎和外胎,并且轮圈本身只能是整体变形,轮圈壁本身没有损坏。也就是说:双脚与肩同宽站立,用双手牢牢抓住轮圈和橡胶在与轮圈圆周上最明显弯离轮圈主平面的点相对的点处;弯腰,将相对的轮胎点放在您身前的地面上,轮圈与地面成 45 度角(可能更大,具体取决于轮胎的尺寸),弯曲的部分朝向地面;将该点抬离地面几英寸,然后再次落下,确保在下一步中,只有轮胎——而不是轮圈的任何部分——会接触地面;不要直起身或进一步弯腰,将轮圈从地面抬高到大约头部或胸部高度,然后用力将轮圈向下撞击地面,使充气内胎和外胎在与您抓握点相对的点处与地面猛烈撞击;轮圈应该会弹回几乎完美的形状。您无法修复因轮圈撞击地面造成的损坏,因此请仔细规划,并在执行此修复之前进行心理排练。
如果上述快速修复有所改善,通常可以使用校正或维护车轮所需的常规技术进一步改善情况。
如果上述程序无法使轮圈恢复到至少可以骑行的状态,则可能需要更换轮圈或整个车轮。但是请注意,可以通过将轮圈(适当松开辐条)放置在两个刚性物体之间(例如,一对间距很小的管道,或门和其横向杆状把手之间),并使用撬动动作逐渐达到所需的“平坦”程度来矫直轮圈,至少在某种程度上可以做到。不要过度弯曲轮圈,迭代操作,经常检查您的进度,并意识到您可能需要稍微超过目标,以考虑金属从弯曲中回弹的趋势。
需要注意的是,绝不建议使用钳子甚至锤子和铁砧来修复局部轮圈损坏——因为有更温和、更有效的方法可用,这些方法不会对轮圈壁(在大多数情况下是重要的制动表面)造成任何表面损坏。不要使用钳子,而是通过将轮圈夹在两块薄而非常平的金属片(例如,两个锥形扳手)之间,并将此夹在链钳的钳口中来修复轮圈翘起。修复轮圈翘起的另一种方法是使用木块作为铁砧——在轮圈下方——和锤子——在轮圈上方。如果似乎需要使用锤子,请不要直接用锤子的锤面敲击轮圈;在需要修复的轮圈区域上覆盖一条铝或黄铜条,然后在那里敲击。铝罐——随处可见,并且很容易用剪刀甚至小刀切割——在自行车修理中是必不可少的。
首先,将车轮从自行车上取下,拆下轮胎和内胎,然后将其放入校正架中。调整校正架上的臂和卡钳,使卡钳正好不接触车轮的两侧。现在,旋转车轮,并缓慢合上校正架的卡钳,直到它们刮擦到车轮上的某个位置。
一旦您找到侧向偏离真圆的位置,请拧紧凸起一侧的辐条或辐条,并松开拉动其偏离真圆的辐条。执行此操作时请耐心——在这样校正时,每次转动不应超过四分之一圈。如果辐条产生阻力,请尝试稍微过度旋转,然后旋转回您预期的位置。
完成几次这样的操作后,您应该检查车轮的垂直真圆度,以确保您没有使其偏离圆形。重新调整校正架的臂和卡钳,使卡钳靠在一起并正好位于轮圈下方。旋转车轮,这次调整臂,直到车轮开始刮擦。
在调整垂直真圆度时,您应该拧紧凸起中心的辐条,并将两侧的辐条分别拧紧一半。因为这些辐条将在车轮的相对两侧,所以这将确保您不会使车轮的侧向真圆度偏离太多。如果凸起位于两根辐条之间,请将其均匀拧紧。调整一个位置的辐条会影响车轮的另一个部分,有点像挤压气球。
完成此操作后,您应该检查侧向真圆度和均匀张力,如果车轮偏离真圆,则重新校正侧向和垂直真圆度。
如果车轮已正确校正和张紧,您应该通过将其放在一侧并向下按压来进行车轮的压力测试。您应该重复此操作,围绕车轮旋转,以确保辐条现在与它们交叉的辐条一起就位,而不是在骑车时就位。这也会使车轮再次偏离真圆,应该检查这一点。
Jobst Brandt 的著作《自行车轮》ISBN 0960723668对自行车轮的制造和校正进行了全面而深入的讨论。
- [1] - Sheldon Brown 关于自行车轮、轮组制造和校正的页面