出处 : escape 作者 : Ronan Mc Laughlin

大家在选购轮组时，一定会忘不了碳纤维轮组那响亮的“呼呼”声（并不是花鼓）。或许会有一些人觉得吵闹，但当你起步摇车加速时，轮组的呼呼“轰鸣”会让你的爱车更具高级感，“云功率”也蹭蹭往上涨，这在一些碳纤维封闭轮上更加明显。

那么问题来了，为什么碳纤维轮组的声音都是如此明显？而有些轮组则十分安静？这是一个看似简单的问题，但当你花点时间琢磨，就会不知不觉深陷其中。

严格意义来说，这种声音是“湍流噪音”，这是一种共振的声音。那么这种声音与轮框高度、碳纤维材料和内部结构是否有关联？

为了解决这个问题，外媒通过电子邮件将问题发送给Silca首席执行官乔什·波特纳，他是一位专业的空气动力学专家，他长期为Zipp工作，在车轮行业拥有丰富的经验。对于轮组发出的“呼呼”声，波特纳对此十分了解。

“答案既简单又直截了当。首先，那个嘈杂的噪音是共振，但它受到制造方法、材料和腔体的极大影响。”波特纳告诉外媒。

根据维基百科的补充资料，共振是指物理系统在特定频率和波长下，比其他频率和波长以更大的振幅做振动的情形。正如波特纳解释的那样，其中“有所谓的共振频率，即振幅最高的频率。”

简而言之，生活中一些可以振动的东西，比如具有刚性或张力的琴弦或弹力面，当一定量体积的空气推动声波，引发琴弦或弹力面的共振，它会发出噪音，就是这么简单。

这样就说得通了，但是为什么高框轮组的声音更大呢？根据波特纳的说法，尺寸很重要。“共振面的长度和面积至关重要，以鼓为例，如果你把鼓面缩小至原先的四分之一大小，那么即便用力击打它，它也不会发出太大的声音。但当鼓面足够大时，那完全是不一样的效果。”波特纳表示。

基本来说，轮组的表面积越大，那么声音就越大。这就能解释为什么全封闭轮组的“呼呼”声是最响亮的，高框轮组次之。“一旦轮框高度低于40毫米，就没有足够的侧壁面积来推动足够的空气，因此振幅和声音效果就非常低了。”波特纳认为。

此外，“呼呼”声不仅与共振面积相关，轮组的内外部结构也很重要，特别是轮组侧壁或全封闭轮组表面的张力。波特纳告诉外媒，内部没有辐条的全封闭轮轮组，如Campagnolo Ghibli、Lightweight Autobahn或Black Inc Zero的声音最响亮。

这些轮组的全封闭表面就像鼓一样，“它们的表面就是一个‘具有低自然频率’的大共振面，很容易通过地面振动被激发。车轮就像鼓一样，在内外部移动空气制造声音。”波特纳表示。

而与旧款的HED全封闭轮相比，上述的这些轮组在碳纤维封闭面后方，会有一层薄薄的泡沫芯。这种泡沫芯能够起到阻尼作用抑制振动。因此，尽管旧款HED全封闭轮与上述轮组都是空心设计，但是它们的音效却完全不同。

“而比如Zipp封闭轮，它内部使用的是Nomex纸蜂窝填充，这种材料增加了一些阻尼，还有整套系统自身的张力。因此，在某些情况下，Zipp封闭轮组的声音可能相当响亮，但却没有持续共振的影响。”波特纳表示。

因此，我们已经知道为什么封闭轮的声音总是那么大。与之相比，典型的辐条轮组和现代轮组的声音从何而来？波特纳举了几个例子，比较了不同的制造技术，回答高框轮组的噪音相关原理。

他首先以初代的Zipp 808轮组的轮圈为例，这是一个完全空心的轮圈，具有完整的环形侧面和超薄的侧壁。“Zipp 808的声音相当响亮，因为道路反馈的振动不断激发轮圈弯曲的侧壁，而这些侧壁在高速移动下又能够‘切开’ 相当多的空气。”波特纳解释道。

他接着补充，与轻量级的Corima轮组相比，后者使用超轻且坚硬的Rohacell泡沫芯，具有非常高的阻尼系数。由于泡沫芯，Corima轮组要安静得很多，泡沫芯会在一定程度上阻止轮圈侧壁的共振。

那么碳纤维材料的使用是否会对声音造成影响？答案是肯定的。波特纳解释道，高端车轮通常使用更薄的材料，碳布堆叠的层数更多，碳纤维与树脂的比重更高，因此轮圈侧壁更轻、更薄、更容易激发共振。

现代新式轮组真的更安静吗？

波特纳认为，碟刹轮组或许在一定程度上降低噪音。“此前，圈刹碳纤维轮组往往需要耐高温树脂，来抵御制动过程中的热量积聚。而现在，随着碟刹系统的推广，碟刹轮组的轮圈设计不再需要耐高温，制造商可以使用橡胶或能够增强弹性的低温树脂制作轮组，大大增加树脂本身的阻尼系数。正如你现在可能已经猜到的那样：增加阻尼等于减少噪音。”波特纳表示。

正如波特纳所指出的那样，你可以用清楚地看到树脂材料的变革。高强度和耐高温树脂在外观上往往非常亮眼，碳纤维材料看起来闪闪发光，很漂亮。相比之下，钢化树脂外观呈现乳白色，往往使碳纤维轮组的外观看起来有点平淡和深灰色，你可以很容易就能够进行判断。

正是这一点上，波特纳向我们透露了一些行业秘密，“如今市场上几乎所有的低成本车轮，都设计为采用更多的树脂材料，并使用了大量的玻璃纤维。这样做，制造商可以显著降低成本，同时使轮组具有高抗冲击性。”波特纳表示，虽然这听起来很棒，但是省下成本也代表增加重量和减少刚性。记住：“便宜、轻量和硬，只能选两个。”

让我们回到主题，更重要的观点是，增加的树脂和玻璃纤维也会大大抑制任何噪音。因为根据波特纳的说法，玻璃纤维比碳硬得多，而且当树脂硬化时，会增加更多的阻尼。

这是一个非常有趣的观点，那么我们再深入想一下，不同轮组的发出的“呼呼”声，是否可能证明轮组的质量、价格或市场地位？波特纳表示，低框轮组可能确实能够判断，不过随着昂贵轮组加入轻量级的填充泡沫，它们也能变得安静。

Factor and Black Inc的工程总监格雷厄姆·什里夫告诉我们，价格中低端、管壁更厚的现代碳纤维车架（特别是更重的版本），也可能抑制我们轮组发出的声音，他还认为，轮组的声音也可能很好地反映骑行质量。

什里夫解释说：“以前文所述的鼓为例，更厚的鼓皮有更深的音调。套用于车架和轮组上时，随着管壁变薄，通过结构传输的频率范围会增加。”他补充道，在路上高速骑行时，车架和轮组中较厚的管壁减少了高频震动的传输量。这种效果与舒适感密切相关，而舒适感也受到频率传输和振幅的影响。

什里夫进一步指出，一些车友认为高频反馈的车辆非常“活泼”，深受他们喜爱，因为这些自行车能够帮助他们直接感知路面的变化。相比之下，有些车手则不喜欢这种高频反馈的感觉，他们会通过使用更厚的把带、手套、袜子以及更宽的轮胎，将自己的身体与灵敏的骑行感受隔离开。

开口胎和真空胎都没管胎响

波特纳认为，如果你想要轮组更加安静，那就换上真空胎吧。“传统的管胎系统内部，本质上就是一个大的开放腔，808管胎轮组可能有75毫米的薄侧壁来激发共振，而开口胎或真空胎轮组可能只有60毫米的侧壁来激发共振。”他说。

什里夫补充道，开口胎特别是真空胎系统，与传统的管胎系统有着巨大的差异。它们在充气时对轮圈边缘施加反向径向力，也改变整体系统的K值（弹簧率）和自然频率，此外，由于轮胎沟槽等重量的增加，也显著增加了阻尼力。”他说道。