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科普:碳纖維輪組的“切風聲”到底是什么?
大家在選購輪組時,一定會忘不了碳纖維輪組那響亮的“呼呼”聲(并不是花鼓);蛟S會有一些人覺得吵鬧,但當你起步搖車加速時,輪組的呼呼“轟鳴”會讓你的愛車更具高級感,“云功率”也蹭蹭往上漲,這在一些碳纖維封閉輪上更加明顯。
那么問題來了,為什么碳纖維輪組的聲音都是如此明顯?而有些輪組則十分安靜?這是一個看似簡單的問題,但當你花點時間琢磨,就會不知不覺深陷其中。
嚴格意義來說,這種聲音是“湍流噪音”,這是一種共振的聲音。那么這種聲音與輪框高度、碳纖維材料和內部結構是否有關聯(lián)?
為了解決這個問題,外媒通過電子郵件將問題發(fā)送給Silca首席執(zhí)行官喬什·波特納,他是一位專業(yè)的空氣動力學專家,他長期為Zipp工作,在車輪行業(yè)擁有豐富的經驗。對于輪組發(fā)出的“呼呼”聲,波特納對此十分了解。
“答案既簡單又直截了當。首先,那個嘈雜的噪音是共振,但它受到制造方法、材料和腔體的極大影響!辈ㄌ丶{告訴外媒。
根據(jù)維基百科的補充資料,共振是指物理系統(tǒng)在特定頻率和波長下,比其他頻率和波長以更大的振幅做振動的情形。正如波特納解釋的那樣,其中“有所謂的共振頻率,即振幅最高的頻率!
簡而言之,生活中一些可以振動的東西,比如具有剛性或張力的琴弦或彈力面,當一定量體積的空氣推動聲波,引發(fā)琴弦或彈力面的共振,它會發(fā)出噪音,就是這么簡單。
這樣就說得通了,但是為什么高框輪組的聲音更大呢?根據(jù)波特納的說法,尺寸很重要!肮舱衩娴拈L度和面積至關重要,以鼓為例,如果你把鼓面縮小至原先的四分之一大小,那么即便用力擊打它,它也不會發(fā)出太大的聲音。但當鼓面足夠大時,那完全是不一樣的效果!辈ㄌ丶{表示。
基本來說,輪組的表面積越大,那么聲音就越大。這就能解釋為什么全封閉輪組的“呼呼”聲是最響亮的,高框輪組次之!耙坏┹喛蚋叨鹊陀40毫米,就沒有足夠的側壁面積來推動足夠的空氣,因此振幅和聲音效果就非常低了。”波特納認為。
此外,“呼呼”聲不僅與共振面積相關,輪組的內外部結構也很重要,特別是輪組側壁或全封閉輪組表面的張力。波特納告訴外媒,內部沒有輻條的全封閉輪輪組,如Campagnolo Ghibli、Lightweight Autobahn或Black Inc Zero的聲音最響亮。
這些輪組的全封閉表面就像鼓一樣,“它們的表面就是一個‘具有低自然頻率’的大共振面,很容易通過地面振動被激發(fā)。車輪就像鼓一樣,在內外部移動空氣制造聲音!辈ㄌ丶{表示。
而與舊款的HED全封閉輪相比,上述的這些輪組在碳纖維封閉面后方,會有一層薄薄的泡沫芯。這種泡沫芯能夠起到阻尼作用抑制振動。因此,盡管舊款HED全封閉輪與上述輪組都是空心設計,但是它們的音效卻完全不同。
“而比如Zipp封閉輪,它內部使用的是Nomex紙蜂窩填充,這種材料增加了一些阻尼,還有整套系統(tǒng)自身的張力。因此,在某些情況下,Zipp封閉輪組的聲音可能相當響亮,但卻沒有持續(xù)共振的影響!辈ㄌ丶{表示。