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自行车的发展史
作者:系统管理员    发布于:2009-05-07 14:06:22    文字:【】【】【

1.公元1642年,意大利一位橱窗设计师在他所设计的罗马教堂的彩色玻璃上,绘制了自行车的雏型图案,但没有造出实物。从此以后,欧洲一些国家的许多工匠和科学工作者对创制自行车进行了长期的探索和钻研,提出过许多种方案,然而均未成功。

2.1790 年,法国人希布拉克在年制成一辆木质自行车,两个车轮被前后纵列在同一轴在线,这是一个了不起的发明和贡献。不过,这辆自行车没有驱动装置也不能转向,只能靠骑车人不断用双脚蹬地在一条直线上前进。他亲自骑着这辆木轮自行车,在巴黎公园前大街上奔跑、博得观众的好评。实际上这只是一种自行车的雏型,不能算真正的自行车,虽然如此,世界科技史上都公认自行车的最早发明者是希布拉克,他制造的这辆自行车也被称为近代自行车的鼻祖,从此揭开了自行车时代的序幕。

3.1791 年法国人西夫拉克在一个下雨天,在街头浸步时被经过的四轮马车溅了一身泥,这一溅使他突发奇想:四轮马车这么宽,应当把马车顺着切掉一半,四个车轮变成前后两个车轮,于是,第一架代步的 “ 木马轮 ” 小车诞生了。 这辆小车有前后两个木质的车轮,中间连着横梁,上面安了一条板凳,像一个玩具。刚刚出现的新东西肯定不是那么完善。 这辆 “ 木马轮 “ 既没有 传动链条,又无转向 装置,自然需要改进。

4.1801年,俄国有个名叫阿尔塔莫诺夫的农奴,用金属制成了带有两个圆轮和小凳的自行车,把它献给了沙皇。他因此得以取消家奴身份,成为自由民。但遗憾的是这种自行车未被推广,仅仅成为沙皇的一种玩具。

5.1818 年,一个德国看林人叫德莱斯的,也是偶尔的一个想法,也制做了一辆木轮车,样子跟西夫拉克的差不多,这辆车仍然没有驱动装置而靠骑车人双脚蹬地前进;不过,前轮可以活动,他在前轮上加上了一个控制方向的车把,可以改变前进的方向。这比西夫拉克的木质车有了重要发展。德莱斯称之为“奔跑机”,并骑车旅游,行驶的速度相当于奔跑的马车。当时的德莱斯骑着他的 ” 小马崽 ” 上路试验时,遭到不少人的嘲笑。新东西的出现总会被这样或那样的传统势力所嘲笑,但人类的发明者永远不会因这些嘲笑而停止。19世纪上半叶,正是欧洲国家将科学技术应用于交通工具的热潮时期,各国都有人在研制自行车。德莱斯的“奔跑机”传到英、法等国后,大大启发了这些研制者,被世界公认为真正具有实用价值的自行车,奠定了现代自行车的基本轮廓。

6.1839 年,英格兰的铁匠麦克米伦(MAC MILLAN),研制成功一种新型的自行车。他在德莱斯发明的 “ 小马崽 ” 的基础上,进行了改进。他在后轮的车轴上装上曲柄,再用连杆把曲柄和前面的脚蹬连接起来,并且前后轮都用铁制,前轮大,后轮小。这样一来,人的双脚真正离开了地面,由双脚的交替踩动使轮子滚动。麦克米伦的这项发明,完全改变了过去骑车人用脚蹬地的驱动方式。1842 年,麦克米伦骑上这种车,一天跑了 20 千米。由于这种自行车的主动轮—— 前轮小于后轮,行驶时骑车人需要频繁地蹬脚镫,很是费力。

7.1861 年,法国的米肖父子,发明前轮大、后轮小、在前轮上装有曲柄和能转动的踏板鞍座架在前轮上面的装置。他们把这辆车冠以“自行车“的雅名,并 1867 年在巴黎博览会上层出,让观者大开眼界。曾一度掀起自行车热。这种自行车行驶速度很快,但容易跌倒。

8.1869年便有英国的雷诺采用钢丝辐条来拉紧车圈作为车轮,用钢管制成车架,并首先在轮辋上装上了实心的橡胶带,使自行车的重量大大减轻;车轮上还装上了滚珠轴承和飞轮。从西夫拉克一直到雷诺,他们制做的自行车与现代自行车差别较大,随着科学技术的不断进步和人们对自行车的研制、使用经验的不断积累,逐渐认识到自行车的驱动机构(脚镫)装置在前轮上,使前轮既是主动轮又是转向轮是不科学的。真正具有现代化形式的自行车是在 1874 年诞生。英国人劳森把脚镫安装在前后两轮的中间,别出心裁地装上链条和链轮。自行车开始具备现代自行车的结构形式。英国人劳森在自行车上用后轮的转动来推动车子前进。但此时自行车仍是前轮大后轮小,不够协调与稳定。

9.1884年,中国出版的《申江胜景图》首次记载了中国开始出现骑自行车的情景。自行车是从欧洲传入我国的,以上海为最早。传入的具体时间没有确切记载,但上海最迟在19世纪六七十年代已经出现了自行车。最初骑自行车的大多是西洋人,后来才逐渐扩大到中国人。到本世纪20年代,上海有一家名叫同昌车行的开始以进口零件组装自行车出售,这可说是我国最早生产的第一批自行车,取名“同昌” 牌。

10.1886 年英国的机械工程师斯塔利在劳森设计的自行车的基础上进一步作了改进,从机械学、运动学的角度设计出了新的自行车样式,车架采用金属材料的三角结构,脚镫也安放在前后轮中间部位并用链条传动,装上前叉,还首次采用了刹车装置。使用滚子轴承,又将前轮缩小,前后轮大小相同,以保持平衡,并用钢管制成了菱形车架,还首次使用了橡胶车轮。斯泰利称之为安全自行车。斯塔利不仅改进了自行车的结构,还为此而设计了生产自行车的专门机床。为自行车的大量生产和推广应用开辟了宽阔的道路,因此在世界科技史上被誉为“自行车工业之父”。他所设计的自行车车型与今天自行车的样子已经基本一致了 。

11.1887年,德国曼内斯公司将无缝钢管首先用于自行车生产。

12.1888 年,英国爱尔兰人兽医邓洛普(DUNLOP),从医治牛胃气膨胀中得到启示,将自家花园用来浇水的橡胶管粘成圆形并打足气装在自行车上,由此发明了充气轮胎。这是充气轮胎的开端。减少了与地面的摩擦力,行驶平稳舒适。又一次提高了速度和自行车的舒适度。充气轮胎是自行车发展史上的一个划时代的创举不但从根本上改变了自行车的骑行性能,而且完善了自行车的使用功能。至此,自行车基本定型。以后,自行车虽然仍有不断改进,但基本结构没有重大突破。 从 1791 年到 1888 年,摩托车的始祖 —— 自行车的发明和改进,经历了近 100 年中这些发明者的不懈奋斗。

13.1897年,中国开始从英国进口自行车。

14.1925年世界自行车产量已达200万辆,其中英国占50%,成为当时主要的输出国。其后自行车得到广泛的发展,结构上也有了改进和提高。

15.1937年大部分自行车的齿轮实现标准化。1937年日本人在中国上海、天津和沈阳三地先后开设自行车厂,但产量极微;

16.第二次世界大战后,汽车工业高速发展,自行车生产受到影响。但到70年代,由于出现能源危机,世界上再次出现自行车热,自行车生产又得到飞速发展。至80年代,全世界自行车产量已超过八千万辆,中国、日本、美国和西欧成为世界自行车生产中心。

17.自行车诞生于欧洲,但20世纪却在亚洲的中国获得了前所未有的普及和发展。现在中国的自行车产量、消费量、出口量均居世界第一。中国老百姓拥有5亿多辆自行车,年出口达到2000万辆。从某种意义上说,中国是一个自行车王国。每天清晨和落日时分,滚滚车流在中国的城市中移动,这是最为壮观的一道风景,这是一条现在中国流动的长城。

18.1953年加州学生詹姆斯-芬利-斯科特发明了越野自行车的原型。山地自行车诞生。山地车(Mountain Bike)的名称则是一位来自圣•巴巴拉的自行车狂热份子吉姆•麦克里姆首先使用的,他建议将这类型的改良式自行车命名为山地车。山地车是专门为越野(丘陵,小径,原野及砂土碎石道等)行走而设计的自行车,一九七七年诞生于美国西岸的旧金山。当时,一群热衷于骑沙滩自行车在山坡上玩乐的年轻人,突发奇想:"要是能骑着自行车从山上飞驰而下,一定非常有趣了。"于是便开始越野自行车的设计制造.正式命名为山地车则是在两年后的事。从此,"速降竞技"作为体育比赛中的一个新项目崭露头脚.运动员骑山地车沿规定的下坡线路高速滑降,速度快者为胜,吸引了众多的爱好者。日本自行车组件制造商日旅公司和[shimano]公司抢先生产了山地自行车。

19.1980年,首批山地自行车在加州上市。

20.科学技术的发展,经过多次重大改革才逐渐演变为现代式样的自行车。就近代自行车而言,也有过几次重大革新:
一.是增添了变速装置,出现了多级变速,最多达到10—21个档位,可以随意调节,适应不同的地形和气候条件,给旅游和竞赛带来了极大的方便;+
二.是材质的改进,向质轻、坚固的方向发展,提高了速度;
三.是结构形式的改进,啬了自行车的形号、类别,现在流行的有踏板式自行车、折迭式自行车、椭圆牙盘自行车和多人旅行自行车等;
四.是动力的改进,国同低频已经出现全电控制自行车、液压传动自行车,从而使现代交通工具增多了。世界上先进的竞赛自行车,每辆只有6—9公斤重。

为了进一步提高竞赛自行车的速度等性能,日本生产的“空气动力赛车”已经问世,1981年法国举行的全国自行车比赛,冠军获得者吉西杰,就是使用的这种赛车。这种空气动力赛车已引起世界各国的注目。纵观自行车从诞生到现在170多年的历史,它一直是在改革中发展前进的。完全可以预料,各种新型自行车将与日俱增。

21.日本自行车组件制造商日旅公司和[shimano]公司抢先生产了山地自行车。[shimano]公司以制造当时的换文件变速器著称。这种换档变速器主要用于多用途自行车,和传统的那种不同。传统的换档变速器换档时,需用手去拉或推车架上的杠杆,shimano公司的换档变速器则是装在把手上的,用手指一推就行,在山区颠簸的路上最为理想。该公司对换档变速器又做了一些改进,使自行车在全速前进时也可换档。随后,他又把山地自行车的"骑士"喜欢的强力悬臂制动器加以改进,使其效率更高。到了1988年,shimano公司须倾全力生产,才能应付市场需求。1990年,该公司自行车组件的销量上升到原来的4倍。

22.1986年,山地自行车(又名越野自行车)在美国的销量为150多万辆,占自行车总销量的12%。

23.1990年就上升到50%,在欧洲则占35%,销量最多的是法国和意大利,占45%。有人曾经骑山地自行车到非洲吉里曼加罗山顶,也有人骑这种自行车横越撒哈拉与戈壁大沙漠,在中国长城飞驰。欧洲至少有9个国家举办全国性的登山自行车锦标赛,巴黎--达卡越野自行车大赛成了一项著名的国际大赛。由于越野自行车比赛盛行一时,许多职业运动员藉此以维持生计。这种比赛有时还十分危险,车手在泥土跑道上骑车下山时,速度每小时达到90公里。

24.重量与速度间的相互关系,促使自行车制造商不断设法使产品的重量减轻,大部分优质自行车架都是用铬铝合金钢管制成的,这种赛车用的合金管,厚度已经减到0.4毫米。专家相信,比铝还轻的镁是制造车架的更理想的金属。近年来环法自行车大赛用的自行车有一部分就是用镁制造的车架。在意大利米兰的一家小工厂里,自行车制造商已选定用碳纤维和加固的工艺聚合物来制造自行车的车架,使这种由一个革命性传动机构提供的自行车重量不超过1.3公斤。

25.最新推出的山地自行车轮子的直径只有43厘米(传统的为70厘米),轮胎的气压达到每平方厘米6.2公斤,蛛网状的车架像桁架桥。因为小轮车比较坚固、轻盈,转弯比较灵活,加速也比大轮车快,桁架式车架把各部分连为一体,而且比目前任何别的车架都结实。
为了可以使公路自行车爬上山坡,人们开始使用可以改变速比的公路自行车,后面的齿轮有三片,每一片的齿数是不同的,这样就可以通过改变速比的方式来减轻爬坡时候,人体需要付出的力量,能够更多的爬上高耸的山顶,然而在改变链条在齿轮上的位置时候,需要人用手来拨动链条。无疑,这样做是很危险的。

26.意大利人康帕吉奥罗(Tullio Campagnolo),发明了手动变速系统,不是人的手去拨动链条,而是依靠机械装置来完成,不仅在操作上简便,而且也在安全方面做出了贡献。随着技术的发展,产生了前变速器、后变速器的零部件,变速系统已经变得成熟了起来。因为在他们出现之前的变速系统是一种很简单的拨杆系统,不能完成更复杂的任务。变速的级数也开始逐渐的多了起来,从五速一直到当今这个时代,已经发展到了十级,也就是说后轮的齿轮数量已经达到了十片,我们的选择变得越来越多。

27.拨杆系统的使用,使得我们更加方便的操控变速系统,用一只手就可以在自行车的斜梁上面,选择我们想要的齿轮比。从开始的摩擦式变速,到了八十年代初,日本禧玛诺(Shimano)公司研制成功一种可以定位变速的拨杆装置系统,简称为SIS(Shimano Index System),这种定位变速系统可以精确的把你想要的齿速比定位在准确的位置上,因为过去的摩擦式系统,不能够精确定位,需要人用手来调整,不仅速度很慢,而且还需要熟练,在遇到颠簸或者是人在骑行过程中,误碰到它的时候,还会产生意外变速的情况,Shimano的定位变速系统可以说是公路自行车发展的一个重要里程碑。九十年代初,Shimano、Campagnolo这世界两大巨头公司,前后推出了在车把上的手拨系统,可以说这又是一次公路自行车历史发展上的重要变革,其产生的历史意义是深远的。因为它是的人们在操控变速系统的时候,无需要再低下头或者式手离开车把到斜梁上,去拨动拨杆了,这个时代已经结束了,现在,人们只需要在车把上直接拨动手拨系统的变速把手,就可以轻松自如的选取我们所想要的齿轮比了。

28.踏是一部自行车上,我们和它最直接的接触了,我们用脚踩踏着它,驱动自行车带着我们走向四面八方。自行车的脚踏,众所周知,它是在做圆周运动,为了更好的让我们大腿发出的力量传达到自行车上面,也就是说以最高的效率前进,人们在脚踏上面做了很多的改进,从一开始,公路自行车的脚踏和普通自行车是一样的,人们开始使用斜地很硬的鞋来蹬踏,后来出现了脚带脚踏,到现在我们还是可以看到有人在使用它,脚带脚踏就是在脚踏上,通过其自身的结构,将结实的皮带或者是合成材料的带子,穿过固定在脚踏上,脚踏还有一个笼罩我们前脚掌的金属或工程塑料制品,这样的话,我们的脚就可以和脚踏固定在一起了,这样做的好处是,提高蹬踏效率,将我们腿部提拉动作的力量也作用于蹬踏的动作中去,不仅蹬踏的效率提高了,而且在颠簸路面上,还可以防止我们的脚意外脱离脚踏,在一定意义上提高了安全系数。但是这样的脚踏,在发生意外情况的时候,很难让我们脱离开它,危险就会伴随我们而发生了,到了八十年代一种新型的脚踏问世了,它的出现,使得我们的蹬踏效率、安全系数方面都迈向了一个新的台阶。这样革命性的产品就是自锁脚踏,最初是由法国的LOOK公司开发完成的,已经推向市场大受欢迎,到现在自锁脚它已经有了多种多样的外观,适用于不同的用途,但是究其原理还是万变不离其宗。自锁脚踏需要配备专用的自锁鞋,自锁脚踏是一种锲型结构,自锁鞋鞋底安装相兼容的锁片,通过卡入的方式就可以固定自锁鞋和自锁脚踏了,可以说摆脱了脚带脚踏对脚面的束缚,你想要脱开自锁脚它,只要你以脚踏结合点为圆心,从结合点到后脚根为半径,用划圆的动作就可以完成脱出自锁脚踏了。安全系数大大提高,蹬踏的效率也随之提高,因为你的脚和脚踏结合得更加简单了。Shimano公司开发出了一种金属锁片的小型脚踏,使得锁片可以更加方便的走路,而且耐磨,很适用于外出旅游使用。

29.车轮是一部自行车飞速前进的载体,从一开始的木制轮圈到后来应用钢制轮圈,轮圈逐渐走向了成熟,公路自行车的车轮尺寸标准采用的是法国标准,700C,这表示它的直径。车轮的轮圈材质也在不断的变化,使用最多的当数铝合金,现今已经出现了碳素纤维等高技术含量的产品,传统的公路自行车车轮和普通自行车一样,都是使用辐条来编制车轮,辐条多使用不锈钢制成,现在,使用厂家制作的轮组也是很多了,轮组是什么呢?传统的车轮都是使用,车轴、辐条、车圈自行编制,轮组则改变了这样的方式,而是由生产厂家根据自身的设计,来制造重量更轻、强度更高、整体性能更好的车轮,这就是轮组,它通过减少辐条数量来减轻重量,辐条使用片状且车圈也是片状的来降低车轮的风阻。车轴使用工业轴承。轮组也是近几年开始出现的,并且逐步得到了应用,其目前缺点是价格偏高、维修不便。

30.这几大部分说完之后,再来看看一部自行车的灵魂所在吧。一部自行车的灵魂所在就是车架,公路自行车架的结构从一开始到现在还是在沿用最经典的菱形结构,但是在材料的使用上却是日新月异,从一开始的钢管自行车,到后来逐步发展的材料科技,已经使得钢管的重量和强度比达到了一定的极限,近代公路自行车车架开始使用铝合金、碳素纤维、钛合金、镁合金、钪合金等等新型材料来制造,追求的目标就是重量更轻、强度越高、骑行更加舒适。
从车架的材料上我们也看到公路自行车其它零部件在材料上变化,从钢到铝合金、钛合金、碳素纤维等等,可以看到自行车发展的变化也是随着工业界的巨大发展而变化。公路自行车的演变、发展,也是朝着人性化方向前进,逐步的提高人们骑行的安全系数,减轻人们骑行付出那些无谓的做功,把人自身的功率最大程度的通过自行车发挥出来。

31.自行车正向着轻(重量轻、骑行轻)、新(多品种、新款色、能拆卸、可折迭)、牢(高强度)、廉的方向发展。自行车的造型和外观要进一步趋向细腻、造型美观、色彩鲜艳和协调。例如:娱乐、体育锻炼和竞技用的越野性自行车,强度高、轮径小、轮胎断面粗、胎面带有大齿爪、不怕撞、不怕摔、越野性能好,已成为广大青少年喜爱的体育用品;成年人野外旅游用的山地式自行车使用条件更为宽广,因此就要求更为轻便、耐用,还要装有变速装置;高速公路竞赛车则向流线型和更轻重量方向发展。

32.自行车主要由车体部分、传动部分、行动部分和安全装置组成,根据需要可增加一些附件。四个主要部分又可分解为车架、前叉、前叉合件、车把、前轴、中轴、后轴、曲柄链轮、脚蹬、飞轮、车轮(包括轮辋、车胎、辐条)、链条、鞍座、车闸、车灯、车铃、反射器等部件。装有变速机构的运动车和竞赛车还装备变速控制器、前拨链器和后拨链器等。自行车附件有衣架、支架、气筒、保险叉、挡泥板等。
车体部分主要由车架、前叉、车把、鞍座和前叉合件等组成。前后轮中心距上、前叉倾斜角和前叉伸距堤自行车的主要参数。

车架是用普通碳素钢管经钎焊而成的菱形桁架结构,车架具有足够的强度,可以承担骑行者和运载货物的重量,以及来自地面的冲击力;前叉通过有上下两组滚珠轴承的前叉合件与车架相联接,前叉在车架上可以灵活转动;车把通过车把中心的斜楔式螺母,用旋紧把心丝杆的办法固定在前叉的主管内,使之与前叉联接成一刚性的转向机构,以提供良好的操纵性能;鞍座通过一根鞍管与车架刚性联接,以承受人体的全部重量,鞍座的高度可根据骑行者的需要调整。

传动部分由脚蹬、曲柄、链轮、中轴、链条和飞轮组成。骑车人的双脚踩动脚蹬,带动曲柄作回转运动,由链轮经链条传到后轴的飞轮而带动车轮旋转。一般自行车的传动速比是固定的,即行程是一个定值。较高级的和特殊需要的自行车都装有不同形式的变速传动机构,常见的有中轴变速、传动链变速和后轴变速三种。
行动部分由前后车轮,通常由前后轴部件、辐条轮辋和轮胎组成。车轮的重量和轮胎的花纹、规格、质量等都影响骑行的轻快性和舒适性;轮辋和轮胎的重量一般尽量减轻,以使骑行轻快;轻质轮辋用铝合金制造,轮辋通过辐条与前后轴联接。

安全装置主要是指制动器,即车闸,其次还有照明设备和鸣号装置等。车闸是保证骑行者人身安全的重要装置,车闸的种类繁多,基本上分为轮缘闸和轴闸两类。轮缘闸是通过机械杠杆、推杆、拉杆或钢丝绳等,直接将高摩擦系数的闸皮压向轮胎或轮辋,以使车轮制停的机构;轴闸是用各种方式来制停轴壳的机构,这种车闸不受轮缘不正的影响,制动过程柔和平稳。

照明和反射装置是自行车夜间安全行车的重要装置。照明装置利用蓄电池或发电机为骑行者照亮前方道路,有一定的照明亮度要求;反射装置是一种防护装置。受其它机动车辆的前灯照射时,它能反射出光亮,提醒对方注意。

33.自行车分类
(1)XC--Cross Country:普通越野车(通常为越野车)
说明:有些弹跳,相对较小的冲击 功能重点:50%下坡,50%爬坡
(2)XC Racing : 竞赛越野
说明:包含长坡的有骑乘技巧难度的竞赛路道, 功能重点:30%下坡,70%爬坡, 英文里也有称为:Aggressive X
(3)DS--Dual Slalom :速降对抗赛车 (也有译为:回转双人对抗赛)
说明:也有成为飞包车,和近来流行的街攀车比较相似,都是前软叉,硬车架,只是在结构有细微变化,另外轮胎等细节部分作了更适合街道的改进
(4)DH--Down Hill:速降车
说明:刻意挑战、俯冲速度、高度落差及强烈冲击的下坡赛道,踩踏功能完全是陪衬, 功能重点:100%下坡,0%上坡, 英文分类里也成为:COMP.DH或Extreme
(5)FR - Free Ride:自由骑
说明:
针对 崎岖不平的自由骑地形,进阶级林道,持续遭遇跳跃及相对程度冲击的激烈模式,功能重点:60%下坡,40%爬坡。英文分类也有称为:Enduro
(6)Dirt Jumping:(暂时不确定中文名称)
说明:极具技巧及技术要求的路线,包含大量的垂直落地及飞跃。 功能重点:90%下坡,10%爬坡, 英文分类也有称为:Freeride 或Tech
(7)FS--Full Suspension:全减震越野车 (笼统称呼)
场地骑行又包括泥地和硬地两类。
其中泥地包括:DS(Dual slalom),4X,DJ(Dirt jump)。
DS(Dual slalom),一般在天然的下坡路线上,进行修整和改造,成为DS赛道。分为两道,由两人同时出发比赛。赛道一般全下坡,以弯道为主,无大落差地形。对车的坚固程度要求较高,兼顾轻量化,硬尾,软尾都有。避震行程130MM左右。4X,场地类似越野摩托场地,有上,下坡,小抛台,多人同时出发,不分赛道。硬尾为主,对车的要求类似DS,但要求更轻,可以适当牺牲强度。避震行程130MM左右。
(8)DJ (Dirt jump),也就是土坡腾越了,表演性的玩法,对车的要求类似DS,硬尾,对头管强度要求高。避震行程100MM左右
硬地包括:Urban,Bike park。
Urban,就是街式,以城市为舞台的表演性玩法,对车的要求类似DS,硬尾为主,避震行程100MM左右。
Bike park,自行车极限公园,有各种U台,练技巧的好地方,表演性玩法,对车的要求类似Urban。

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