挑选轮组时,人们常常会被碳纤维轮组那引人注目的“呼呼”声所吸引(不是指打击乐器的声音)。有些人或许会觉得这声音有些吵闹,但当你加速起步时,轮组所发出的这种声音会给你的爱车增添一份高级感,同时也带来了更强的动力,特别是在一些采用碳纤维材料封闭设计的轮组上,这种效果更加显著。

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那么为什么碳纤维轮组的声音总是如此引人注目?而其他一些轮组则相对安静?虽然这个问题看似简单,但仔细思考后你会发现其中隐藏着复杂的原理。

严格来说,这种声音其实是由“湍流噪音”所产生的,这种噪音是一种共振效应。那么这种声音与轮组的轮框高度、碳纤维材料以及内部结构有何关联呢?

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为了解答这个问题,一些外媒通过电子邮件向Silca公司的首席执行官乔什·波特纳提出了这个问题。作为一位专业的空气动力学专家,长期在车轮行业工作的波特纳对轮组发出的“呼呼”声十分了解。

波特纳解释道:“答案其实很简单。首先,那种嘈杂的声音是由共振引起的,但这受到制造工艺、材料和内部结构的极大影响。”

简单来说,共振是指物体在特定频率和波长下振幅增大的现象。就像波特纳所解释的那样,其中有一种“共振频率”,在这个频率下振幅最大。

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总的来说,轮组的表面积越大,发出的声音就越大。这也解释了为什么全封闭轮组的“呼呼”声最大,而高档轮组次之。波特纳认为:“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。”

除了表面积,轮组的内外部结构也起着重要作用,特别是轮组侧壁或全封闭轮组表面的张力。波特纳解释说:“像Campagnolo Ghibli、Lightweight Autobahn或Black Inc Zero等内部没有辐条的全封闭轮组,其表面就像一个具有低自然频率的大共振面,很容易被地面振动激发,就像鼓一样,在内外部移动空气制造声音。”

与旧款的HED全封闭轮相比,上述轮组在碳纤维封闭面后方,通常会有一层薄薄的泡沫芯,起到了阻尼作用抑制振动。因此,尽管旧款HED全封闭轮与上述轮组都是空心设计,但它们的声音却截然不同。

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波特纳举了几个例子,比较了不同制造技术对高档轮组噪音的影响。例如,Zipp 808轮组采用了完全空心的轮圈设计,而Corima轮组则使用了超轻、坚硬的Rohacell泡沫芯。由于泡沫芯的存在,Corima轮组要安静得多,因为它在一定程度上阻止了轮圈侧壁的共振。

碳纤维材料的使用也会影响轮组的声音。波特纳解释说,高端车轮通常使用更薄、更多层次的碳布堆叠,以及比例更高的碳纤维与树脂,因此轮圈侧壁更轻、更薄、更容易共振。

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碟刹轮组或许能够在一定程度上减少噪音。随着碟刹系统的普及,制造商可以使用橡胶或能够增强弹性的低温树脂制造轮组,从而增加树脂本身的阻尼系数,从而减少噪音。

总的来说,轮组的噪音可能反映了其质量、价格或市场地位,但随着技术的发展和材料的变革,一些高端轮组也可以变得更加安静。

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