[拼音]：zixingche

[外文]：bicycle

人力腳踏驅(qū)動(dòng)的、至少有兩個(gè)車輪的陸地交通車輛，俗稱自由車、腳踏車或單車。自行車無(wú)噪音、無(wú)污染、重量輕、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低廉、使用和維修方便，既能作為代步和運(yùn)載貨物的工具，又能用于體育鍛煉，因而為人們所廣泛使用。

簡(jiǎn)史

1818年，德國(guó)的B.K.von德賴斯發(fā)明木制、帶車把的兩輪自行車，依靠雙?a href=’http://www.baiven.com/baike/224/289090.html’ target=’_blank’ style=’color:#136ec2′>諾諾匭惺唬ㄍ?）。1839年蘇格蘭的K.麥克米倫制成第一輛由曲柄連桿機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)后輪的鐵制自行車（圖2），用腳蹬踏板行駛。1861年法國(guó)的P.and E.米肖父子發(fā)明前輪大、 后輪小、 在前輪上裝有曲柄和能轉(zhuǎn)動(dòng)的踏板的自行車（圖3），并于1867年在巴黎博覽會(huì)上展出，曾一度掀起自行車熱。1869年英國(guó)的W.F.雷諾首先用輻條來(lái)拉緊輪輞，用鋼管制成車架，并首先在輪輞上裝上實(shí)心的橡膠帶，使自行車的重量大大減輕(圖4)。1874年英國(guó)的H.J.勞森開(kāi)始在自行車上采用鏈條傳動(dòng)結(jié)構(gòu)。但此時(shí)自行車仍是前輪大后輪?。▓D5）。1886年英國(guó)的J.斯塔利在自行車上裝上車閘，使用滾子軸承，又將前輪縮小，使前后輪大小相同，并將鋼管組成菱形車架（圖6）。1888年英國(guó)的J.B.鄧洛普成功地將充氣輪胎應(yīng)用在自行車上，顯著地提高了自行車的騎行性能。

1925年世界自行車產(chǎn)量已達(dá) 200萬(wàn)輛，其中英國(guó)占50％，成為當(dāng)時(shí)的主要輸出國(guó)。其后自行車得到廣泛的發(fā)展，結(jié)構(gòu)上也有了改進(jìn)和提高。第二次世界大戰(zhàn)后，汽車工業(yè)高速發(fā)展，自行車生產(chǎn)受到影響。但到70年代，由于出現(xiàn)能源危機(jī)，世界上再次出現(xiàn)自行車熱，自行車生產(chǎn)又得到飛速發(fā)展。至80年代，全世界自行車年產(chǎn)量已超過(guò)8000萬(wàn)輛，中國(guó)、日本、美國(guó)和西歐已成為世界自行車生產(chǎn)中心。全世界自行車擁有量已接近7億輛。

1884年中國(guó)出版的《申江勝景圖》記載了中國(guó)開(kāi)始出現(xiàn)騎自行車的情景。1897年，中國(guó)開(kāi)始從英國(guó)進(jìn)口自行車。1937年日本人在中國(guó)上海、天津和沈陽(yáng)三地先后開(kāi)設(shè)自行車廠，但產(chǎn)量極微。1949年中國(guó)自行車年產(chǎn)量只有1.5萬(wàn)輛。至80年代，中國(guó)共有自行車制造廠60余家，自行車零部件廠千余家，基本上形成了完整的生產(chǎn)體系。1985年中國(guó)自行車年產(chǎn)量已超過(guò)3000萬(wàn)輛，占世界首位。產(chǎn)品品種也發(fā)展到近百種。

類別和型號(hào)命名

自行車的品種繁多，可以按不同的方法分類。按用途可分為載重車、 普通車、 輕便車、運(yùn)動(dòng)車和競(jìng)賽車等。按使用對(duì)象可分為男車、女車和童車。按車輪直徑大小可分為28英寸車、27英寸車、26英寸車等。按車架等主體部件的用材可分為碳鋼車、合金鋼車、鋁合金車等。按車架的結(jié)構(gòu)可分為桿疊車、可拆卸車和整體車等。此外還有雙人串列、健身、雜技等特種自行車。

中國(guó)是按用途和車輪直徑特征的綜合分類法對(duì)自行車的類別和型號(hào)命名的。型號(hào)命名體現(xiàn)出車輛的類別，用兩個(gè)漢語(yǔ)拼音字母組成。第一個(gè)字母代表用途，第二個(gè)字母代表男用、女用和車輪直徑的大?。ㄒ?jiàn)表1和表2）。

結(jié)構(gòu)組成

自行車主要由車體部分、傳動(dòng)部分、行動(dòng)部分和安全裝置組成（圖7）根據(jù)需要可增加一些附件。4 個(gè)主要部分又可分解為車架、前叉、前叉合件、 車把、 前軸、中軸、后軸、曲柄鏈輪、腳蹬、飛輪、車輪(包括輪輞、車胎、輻條)、鏈條、鞍座、車閘、車燈、車鈴、反射器等部件。裝有變速機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)車和競(jìng)賽車還裝備變速控制器、前撥鏈器和后撥鏈器等。自行車附件有衣架、支架、氣筒、保險(xiǎn)叉、擋泥板等。，

車體部分

車體部分主要由車架、前叉、車把、鞍座和前叉合件等組成。前后輪中心距L、前叉傾斜角 θ和前叉伸距T是自行車的主要參數(shù)（圖8）。一般說(shuō)來(lái)，L值和T值大，θ 值小，則車的穩(wěn)定性好，車輛直線行駛的自復(fù)力強(qiáng)，但靈活性差。L值和T值小，θ值大，則靈活性強(qiáng)而穩(wěn)定性差。設(shè)計(jì)時(shí)L值是根據(jù)騎車人的身材來(lái)選擇的，一般在900～1200毫米左右。θ值在65°～75°之間。T 值決定于θ值、前叉翹度H 和車輪的半徑R。T通?？刂圃谇安孓D(zhuǎn)向軸線和前輪中心垂線的交點(diǎn) J與地面距離為車輪半徑的15～60％范圍之間。人體與車輛有3個(gè)接觸點(diǎn)，即鞍座點(diǎn)A、車把點(diǎn)B和中軸中心點(diǎn)C。ABC三個(gè)點(diǎn)組成一個(gè)三角形，三角形的邊長(zhǎng)和形成的角度也是自行車車體部分的重要參數(shù)。AB和AC的長(zhǎng)度影響騎行者有效發(fā)揮體力。BC的長(zhǎng)度和傾斜程度決定騎行者的姿勢(shì)和騎行舒適性。

車架是用普通碳素鋼管經(jīng)釬焊而成的菱形桁架結(jié)構(gòu)。車架具有足夠的強(qiáng)度以承擔(dān)騎行者和運(yùn)載貨物的重量以及來(lái)自地面的沖擊力。車架可制成彎管式、單管 U形和單管H形。為減輕重量，較為高級(jí)的自行車還用合金鋼或鋁合金來(lái)制造車架，并根據(jù)受力情況不同制成管壁厚度不等的不等壁管車架。有的車架和前叉帶有減震機(jī)構(gòu)，成為避震式車架，有的車架可折疊和拆卸。有的競(jìng)賽車的鋼管斷面是流線型的，以減小空氣阻力。在國(guó)際自行車競(jìng)賽場(chǎng)上，已有用極輕的碳素纖維制成的薄殼型結(jié)構(gòu)車架。

前叉通過(guò)有上下兩組滾珠軸承的前叉合件與車架相聯(lián)接，前叉在車架上可以靈活轉(zhuǎn)動(dòng)。車把通過(guò)車把中心的斜楔式螺母，用旋緊把心絲桿的辦法固定在前叉的主管內(nèi)，使之與前叉聯(lián)接成一剛性的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，以提供良好的操縱性能。車把的式樣有可調(diào)式和固定式兩種，均可在前叉立管中自由調(diào)節(jié)裝配高度。車把的作用不僅是操縱轉(zhuǎn)向，同時(shí)還起著使騎車人能發(fā)揮最大驅(qū)動(dòng)力的支撐作用。根據(jù)車型和使用目的的不同，車把的形狀和尺寸也不同。

鞍座的長(zhǎng)度和寬度、鞍面和鞍梁的結(jié)構(gòu)是根據(jù)車型和騎行者的性別、習(xí)慣來(lái)決定的。鞍座通過(guò)一根鞍管與車架剛性聯(lián)接，以承受人體的全部重量，鞍座的高度可根據(jù)騎行者的需要調(diào)整。

傳動(dòng)部分

由腳蹬、曲柄、鏈輪、中軸、鏈條和飛輪組成。騎車人的雙腳踩動(dòng)腳蹬帶動(dòng)曲柄作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，由鏈輪經(jīng)鏈條傳到后軸的飛輪而帶動(dòng)車輪旋轉(zhuǎn)。腳蹬踩動(dòng)一周使車輪轉(zhuǎn)過(guò)的距離稱為行程。各種車型的鏈輪與飛輪的速比不同，可以達(dá)到不同的行程（表1）。飛輪是帶有鏈齒的單向棘輪，在行車滑行時(shí)能使腳蹬保持不動(dòng)。利用飛輪可以自由地選擇起步時(shí)曲柄的位置。一般自行車的傳動(dòng)速比是固定的，即行程是一個(gè)定值。但自行車在實(shí)際使用中，由靜止起步、或逆風(fēng)行駛、或上坡騎行時(shí)都需要車輪有較大的轉(zhuǎn)矩，這時(shí)要求減小傳動(dòng)速比。而在常速、順風(fēng)和下坡騎行時(shí)，可以減小車輪的轉(zhuǎn)矩，這時(shí)要增大傳動(dòng)速比來(lái)減少騎行者的疲勞。因此，較為高級(jí)的和特殊需要的自行車都裝有不同形式的變速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。常見(jiàn)的自行車變速機(jī)構(gòu)有中軸變速、傳動(dòng)鏈變速和后軸變速3種。

（1）中軸變速機(jī)構(gòu):有兩種類型，一種是以可控可漲式小鏈輪組成象征大鏈輪來(lái)代替原有的鏈輪，改變由小鏈輪軸心運(yùn)動(dòng)軌跡的直徑來(lái)達(dá)到變速的目的，這種機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，可靠性差、成本高。另一種是在中軸部位制成一個(gè)變速箱，這種機(jī)構(gòu)占用部位大、傳動(dòng)效率低。中軸變速機(jī)構(gòu)未能得到大量應(yīng)用。

（2）傳動(dòng)鏈變速機(jī)構(gòu):是廣泛應(yīng)用的一種變速機(jī)構(gòu)，俗稱外變速機(jī)構(gòu)。它通過(guò)中軸部位的多級(jí)鏈輪和后軸部位的多級(jí)飛輪以及鏈條的移位得到不同的傳動(dòng)速比，以實(shí)現(xiàn)變速的目的（圖9）。這種機(jī)構(gòu)變速范圍大，傳動(dòng)效率高、工作可靠。當(dāng)中軸鏈輪為 3級(jí)，后軸飛輪為6級(jí)時(shí)，可得到18種速比，行程的變化可從2米變到10米左右，甚至更大，能滿足各種競(jìng)賽車的要求。變速的動(dòng)作是由撥鏈器來(lái)完成。裝在中軸鏈輪處的稱前撥鏈器，裝在后面飛輪處的稱后撥鏈器。撥鏈器通常是一個(gè)四連桿機(jī)構(gòu)（圖10）。通過(guò)撥鏈器控制與扳手聯(lián)接的鋼繩來(lái)改變四連桿機(jī)構(gòu)對(duì)角線中心距，并通過(guò)撥鏈導(dǎo)板改變鏈條位置。后撥鏈器的鏈條導(dǎo)向板上通常還裝有兩個(gè)活動(dòng)的鏈條張緊輪（圖11），用以調(diào)節(jié)鏈條的長(zhǎng)度，使傳動(dòng)鏈在任何一種搭配情況下都能保持規(guī)定的鏈條緊度。撥鏈器一般為鋼制，競(jìng)賽車上的撥鏈器多數(shù)用高強(qiáng)度鋁合金，甚至用高級(jí)輕質(zhì)的鈦合金鋼材制造。

（3）后軸變速機(jī)構(gòu):在后軸殼內(nèi)安置一組行星齒輪，俗稱內(nèi)變速機(jī)構(gòu)或加快軸。這種變速機(jī)構(gòu)的變速范圍窄，檔次也少，一般為2～3級(jí)，但也有4～5級(jí)的。因是封閉型的，美觀易保養(yǎng)，這種機(jī)構(gòu)在城市普通型和輕便型自行車上使用甚廣。圖12為3級(jí)變速的后軸變速機(jī)構(gòu)工作原理和零件示意圖。變速機(jī)構(gòu)的右端有一操縱鏈，與車把上變速搬把連接。改變搬把的位置，可使變速機(jī)構(gòu)分別處在左、中、右三個(gè)位置，從而改變行星齒座和內(nèi)齒圈座的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，也就是改變鏈輪到軸殼的轉(zhuǎn)速比。十字塊向左時(shí)，鏈輪經(jīng)鏈輪座、十字塊、行星齒軸心、行星齒、內(nèi)齒圈座、棘爪又到軸殼，轉(zhuǎn)速比是3:4，增速為1.333倍。十字架在中間時(shí)，鏈輪經(jīng)鏈輪座、十字塊、內(nèi)齒圈座、棘輪又到軸殼，轉(zhuǎn)速為1:1。十字塊向右時(shí)，鏈輪經(jīng)鏈輪座、十字塊、內(nèi)齒圈座、行星齒、行星齒座、棘爪1到軸殼，轉(zhuǎn)速比為4:3，減速為0.75倍。

除這3種變速機(jī)構(gòu)外，還有將傳動(dòng)鏈變速和后軸變速混合使用的變速裝置。

自行車傳動(dòng)所用的鏈條為套筒式滾子鏈。直接單級(jí)傳動(dòng)的鏈條一般采用1/2″×1/8″的規(guī)格，少數(shù)用5/8″×1/8″規(guī)格。傳動(dòng)鏈變速機(jī)構(gòu)多采用1/2″×3/32″規(guī)格的小片鏈條。這種薄型的小片鏈條還具有一定的側(cè)向柔性，能使前后鏈輪在非一直線運(yùn)行時(shí)保持良好有效的傳動(dòng)。

行動(dòng)部分

即前后車輪，通常由前后軸部件、輻條、輪輞和輪胎組成。車輪的重量和輪胎的花紋、規(guī)格、質(zhì)量等都影響騎行的輕快性和舒適性。輪輞和輪胎的重量一般盡量減輕，以使騎行輕快。輕質(zhì)輪輞用鋁合金制造。輪輞通過(guò)輻條與前后軸聯(lián)接。對(duì)競(jìng)賽車來(lái)說(shuō)，高速運(yùn)轉(zhuǎn)中輻條的空氣阻力是不可忽視的，在國(guó)際自行車競(jìng)賽場(chǎng)上已出現(xiàn)用高強(qiáng)度、輕質(zhì)量的碳素纖維制成的沒(méi)有輻條的平板式車輪，使軸殼輻條和輪輞變成一個(gè)整體。為減少裝配工作量和降低成本，有的自行車生產(chǎn)廠用高強(qiáng)度塑料制造有輪輻的一體式車輪，并已大量運(yùn)用于車輪直徑較小的自行車上。輪胎的直徑和斷面是根據(jù)自行車的品種型號(hào)和使用要求決定的。輪胎斷面形狀和與其配用的輪輞有關(guān)，可分為軟邊、直邊、勾邊和管狀4種（圖13）。軟邊輪胎的斷面能承受較大的載荷，胎面較厚，耐用，大都用于載重車上。直邊輪胎的重量輕，但受載量小，大都用于城市用的普通車、輕便車和運(yùn)動(dòng)車上。勾邊輪胎多數(shù)用于斷面較寬、輪徑較小的自行車上，彈性好，騎行舒適。這3種輪胎均有內(nèi)外胎之分，內(nèi)胎是一條密封的橡膠管，內(nèi)部充氣。外胎用橡膠配以棉紗或錦綸絲等制成，以保護(hù)內(nèi)胎并與地面接觸。管狀輪胎的內(nèi)外胎做成一體，主要用于競(jìng)賽車上。

安全裝置

主要是制動(dòng)器，即車閘，其次還有照明設(shè)備和鳴號(hào)裝置等。車閘是保證騎行者人身安全的重要裝置。中國(guó)和國(guó)際上對(duì)自行車制動(dòng)性能的規(guī)定為：行程為5米或5米以上的自行車，在車速為24公里/小時(shí)時(shí)應(yīng)能在5.5米內(nèi)制停；行程為5米以下的自行車，在車速為16公里/小時(shí)時(shí)也應(yīng)在5.5米內(nèi)制停。車閘的種類繁多，基本上分為輪緣閘和軸閘兩類。

（1）輪緣閘是通過(guò)機(jī)械杠桿、推桿、拉桿或鋼絲繩等直接將高摩擦系數(shù)的閘皮壓向輪胎或輪輞以使車輪制停的機(jī)構(gòu)。輪緣閘有桿閘、觸閘和鉗形閘3種(圖14)。桿閘常用于普通車和輕便車，觸閘常用于帶后軸腳閘的自行車的前閘，鉗形閘常用于輕便車、運(yùn)動(dòng)車和競(jìng)賽車。輪緣閘的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維修和保養(yǎng)方便，被廣泛采用，但在車輪輪緣不正或雨天輪輞被沖濕摩擦系數(shù)降低時(shí)均會(huì)降低制動(dòng)效果。一般輪緣閘均用鋼材制造。運(yùn)動(dòng)車和競(jìng)賽車上用的鉗形閘多用鋁合金，以減輕重量，并做成流線型以減小空氣阻力。公路用的競(jìng)賽車為了防止車輪輪緣變形，鉗形閘上還常裝有快卸機(jī)構(gòu)。

（2）軸閘是用各種方式來(lái)制停軸殼的機(jī)構(gòu)。這種車閘不受輪緣不正的影響，制動(dòng)過(guò)程柔和平穩(wěn)。軸閘又分為脹閘、抱閘、腳閘和盤閘。脹閘(圖15)原用于汽車和摩托車上。在軸殼上聯(lián)接一個(gè)脹閘盒，閘盒蓋與車架固定，內(nèi)裝兩塊內(nèi)脹閘片，上面裝有脹閘皮，通過(guò)杠桿或鋼繩轉(zhuǎn)動(dòng)閘盒蓋上的偏心軸，迫使兩塊內(nèi)脹閘片向兩面脹開(kāi)，靠脹閘皮將旋轉(zhuǎn)的軸殼制停。抱閘是在軸殼上聯(lián)接一個(gè)抱閘盤，在離抱閘盤外面間隙很小的地方裝有抱閘皮（在抱閘盒內(nèi)），通過(guò)杠桿或鋼繩的作用使抱閘皮直徑縮小，緊緊抱住旋轉(zhuǎn)的抱閘盤使軸殼制停。腳閘又稱倒閘，它與后軸聯(lián)成一體(圖16)。鏈輪向前轉(zhuǎn)動(dòng)，右大檔轉(zhuǎn)動(dòng)。右大檔左端為一個(gè)五爪型的超越離合器，使五個(gè)滾柱外脹而帶動(dòng)軸殼向前進(jìn)方向旋轉(zhuǎn)。需要制停軸殼時(shí)則倒轉(zhuǎn)鏈輪，超越離合器使五個(gè)滾柱失去外脹力和與軸殼的聯(lián)接作用。利用右大檔端面的五軸碗和鼓動(dòng)機(jī)的斜面作用迫使鼓動(dòng)機(jī)向左，剎車脹套受左大檔的管制而不能轉(zhuǎn)動(dòng)。此時(shí)受左大檔和鼓動(dòng)機(jī)的擠壓，利用兩端錐面擺脫原來(lái)外面的鋼絲彈簧圈的限制而外脹，使軸殼制停。盤閘原來(lái)也是汽車和摩托車用的車閘。它能排除脹閘、抱閘和腳閘等軸閘在連續(xù)長(zhǎng)時(shí)間半制動(dòng)狀態(tài)使用發(fā)熱后造成的制動(dòng)效率降低甚至失靈的缺點(diǎn)，已較多地應(yīng)用于運(yùn)動(dòng)類型的旅游自行車上。盤閘有機(jī)械控制和液壓控制兩種，制動(dòng)原理基本相同。軸殼的一邊裝有一副類似鉗閘的閘塊，利用機(jī)械杠桿原理轉(zhuǎn)動(dòng)多頭斜楔的閘皮座或通過(guò)手捏將高壓油泵的高壓油輸入到閘皮座的油缸里，迫使兩塊閘皮的間隙縮小，直至將聯(lián)在軸殼上的圓盤制停。

照明和反射裝置是自行車夜間安全行車的重要裝置。照明裝置利用蓄電池或發(fā)電機(jī)為騎行者照亮前方道路，有一定的照明亮度要求。反射裝置是一種防護(hù)裝置。受其他機(jī)動(dòng)車輛的前燈照射時(shí)，它能反射出光亮，提醒對(duì)方注意。這種反射裝置分前方、側(cè)方和后方3種，分別規(guī)定使用白色、黃色和紅色，用以告示自行車的行駛方向，確保自身安全。此外，還有在輪胎側(cè)面貼上反射材料來(lái)替代側(cè)向反射器的。

發(fā)展趨勢(shì)

自行車正向輕（重量輕、騎行輕）、新（多品種、新款色、能拆卸、可折疊）、牢（高強(qiáng)度）、廉（采用新工藝新技術(shù)新材料、降低成本）的方向發(fā)展。例如：娛樂(lè)、體育鍛煉和競(jìng)技用的越野性自行車，強(qiáng)度高，輪徑小，輪胎斷面粗、胎面帶有大齒爪，不怕撞、不怕摔，越野性能好，已成為廣大青少年喜愛(ài)的體育用品；成年人野外旅游用的山地式自行車使用條件更為寬廣嚴(yán)格，要求更為輕便、耐用，還裝有變速裝置。高速公路競(jìng)賽車則向流線型和更輕重量方向發(fā)展。

場(chǎng)地競(jìng)賽車幾乎全部向平板式車輪方向發(fā)展。高層建筑的居民則需要更多的輕質(zhì)量的折疊式自行車。自行車的造型和外觀進(jìn)一步趨向細(xì)膩、造型美觀、色彩鮮艷和協(xié)調(diào)。（見(jiàn)彩圖）

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標(biāo)簽：zixingche、自行車

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文章名稱：《自行車》

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