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一、自行车的历史1．自行车的鼻祖——玩具车2．幼年的自行车——木马车3．自行车的青年时代4．现代自行车的起点二、形形色色的自行车1．越野自行车2．电动自行车3．电动三轮车4．多人骑自行车5．日益简化的轻型自行车6．我国的农业用自行车7．飞行自行车8．便携式折叠自行车9．变速自行车10．中国未来自行车的发展方向11．国外未来型自行车的发展三、自行车中蕴含的科学知识1．行进中的自行车不会倒2．自行车架的科学3．神奇的车轮4．话说车闸5．链轮上的学问6．前叉弯曲有玄机7．空气阻力是骑车人的大敌8．自行车前进的原因四、赛场上与杂技场上的自行车1．自行车运动的历史2．新兴自行车运动项目3．著名的空气动力赛车4．奥运会上的奇车5．别开生面的自行车球赛6．杂技场上的独轮车7．从飞车走壁到环球骑行五、骑自行车的学问1．自行车为健康服务2．骑车要提防出事故3．这么做骑车更省劲4．颠簸路上骑车轻5．轮胎打气有讲究六、自行车的选购与维护1．选购一辆称心的车2．新自行车的“跑合”3．自行车漆层和镀层的保护4．自行车的滚动轴承与润滑前言在被称为“自行车王国”的中国，有1亿多人每天骑着自行车去上班或运货。在全世界，有更多的人把自行车作为交通工具，乘着自行车旅游和运动。可以说自行车是全世界最普及的交通和运动工具。是什么原因使自行车能够历经沧桑而不衰败，时过百年却变化不大呢？其关键就在于它的基本设计是如此的优越，以至于只有10多千克重的载货车，由骑车人用很小的力驱动，就可以运送200～300千克的货物，日行100多千米。只有几千克重的赛车，凭人力就可以每小时50～60千米的速度飞驰，比步行速度提高了近10倍。可折叠的手提式自行车，可以随身携带到公共汽车或电梯上，作为公共交通工具的补充。总之，自行车以最少的材料和最少的加工费用，成为人们最经济、最灵便的交通和运动工具。但是，正因为人们也许是太熟悉它了，所以往往也就不太注意它的结构特点和行驶中的一些物理现象。为了让青年朋友们，能够从自己熟悉的这种机械中，多了解一些科学知识，本书中介绍了自行车的发展过程、它的结构特点和行驶中的物理现象，这也许有助于你对自行车的进一步了解。一、自行车的历史1．自行车的鼻祖一一玩具车小问号今天，推动世界前进的，从某种意义上来说，是自行车以及汽车等交通工具的“轮子”。正因为这些“轮子世家”加快了我们前进的速度，节省了行进的时间，从而提高了效率，所以才引起了深刻的社会性和经济性的变化。在我们这样一个自称“自行车王国”的国度里，当我们踏上自行车这个“轻骑”，气宇轩昂地奔向目标时，你会在意回顾一下自行车走过的坎坷历程吗？自行车，英文意为“bicycle”，即“两个轮子”的意思。可见，自行车的最初发明是从轮子的发明开始的。至于轮子究竟是在何时由谁发明的，已无从确考，人们只能凭借考古文物进行推测和猜想。【TP高精度山地自行车】轮子的发明既要有社会的需求，也要有相当的自然环境，还有一定的创造联想和相当的工具和技术。我们知道，人类在掌握锋利而坚固的工具以前，是不可能拥有发明和使用轮子的，也就更不可能有轮式车辆。因为用石器工具难以将木头加工成合适的圆柱形，更不必说复杂到带辐条的轮子了。所以，车轮的出现只能是青铜器时代以后的事情。青铜器时代，由于生产力的发展，对运输有了比较大的需求。人们在自然界现象的启发下，有了对圆形的关注。比如，有些地方的人发现了自然界的圆形物体，并且也不自觉地使用圆形物体，美洲的印第安人知道在滚木上拖船下水，但以轮行车这个概念还没有想到。又如，《淮南子》说先民“见飞蓬转而知为车”，“飞蓬”是一种草，其茎高尺许，叶片大，根系入土浅。一有大风，很容易被连根拔起，随风旋转。再如，原始民族曾经普遍地崇拜过天空中的日月。古人一定认为它们拥有最完美的外形——直到古希腊时代，哲学家柏拉图也还认为球体是最完美的形式。也许新石器时代的先民在制作器具时很自然地模仿太阳和月亮的形状。当他们偶然发现制成的圆盘状物体可以在转动中保持形状不变时，他们就有兴趣进一步发掘它的用途。古人可能就是受到这些现象的启发，发明了车轮和车轴。这与鲁班受锯齿草的启发而发明锯子的传说一样，这种说法很可能也是一个传说而已，但轮子在自然界是有原型的这一事实是很可能的。美索不达米亚最早的轮子只是一些圆形的板，和轴牢牢地钉在一起。公元前3000年，已将轴装到手推车上，轮子不直接和车身相连。以后不久，又出现了装有轮辐的车轮。这种原始的人力手推车虽然笨拙得很，但比从前一直使用的人的肩扛和驮兽要好得多。【TP锯齿草】据考古发现，德国有一巨石墓下的车辙是公元前4800—前4700年间留下的。在波兰也发现带车形图案的罐子，图案是在公元前4610—前4440年绘制的。在位于叙利亚的晚期一处遗址，发现了一个带有轮子的模型和“货车”的壁画。这些东西是先民在距今年前留下的。所以，轮式车辆很可能是在欧洲先出现的，而后才传到近东，或是由东方人再次发明的。【TP达?芬奇画像】随着世界上双轮车的出现，就开始有人思考改进。最初的双轮车都是两个车轮左右对称的，车子走起来较平稳。后来就有人突发奇想：“能不能把两个轮了一前一后放在一条直线上？”这人就是意大利的伟大艺术家、著名的科学家达?芬奇。天才的达?芬奇只是设计了第一张关于“自行车”的草图，并未实施制作，但是却启发了别人。18世纪的欧洲，贵族和王室生活优裕而闲散，他们为寻求一些新奇的游乐而制造了一种木质两轮车。有确切记录的是在法国一位名叫斯威瑞克的人，首先制造了一种蛇形的两轮车，它是在前后两个轮子中间，加上一条木质脊骨，人可以坐在上面用脚踏地而行。在此以后有人制造出马形的木质两轮车。在当时法国人的眼里，这是很具有艺术装饰性的一种大型玩具，贵族们骑着它，作为一种消遣性的运动。由于这种车的前轮不能转向，所以，它不可能作为一种交通工具，在当时的道路上行驶。【TP最早的汽车】1818年，一位名叫尼佩斯的人，又把这种蛇形车加以改进，使它逐渐由模拟动物形状的艺术玩具，向实用化前进了一步，虽然蛇的形状仍然表现在横梁中，但是车轮、车架已经有初期自行车的轮廓了。大学问：中国第一辆车子的出现据英国科学史家李约瑟考证的结论，约在公元前4500—前3500年，中国出现了第一辆车子。《左传》中提到，车是夏代初年的奚仲发明的，如果记载属实，那是4000年前的事情。在殷代车轮很早就用于制造战车。这种战车先是用来冲入敌阵，后来又当做战台使用，战车兵可以站在战车上朝敌人掷标枪，杀死敌人。2．幼年的自行车一一木马车小问号关于自行车的发明众说纷纭，有人说是德国林务员德瑞斯，有人说是俄国农奴工匠阿尔塔蒙诺夫，有人说是英国铁匠马克米兰。那到底是谁发明了自行车？1816年，在德国的卡尔斯汝赫小镇的大街上，挽车的马惊跳起来，路边的狗也向着街心狂吠，大人、孩子都睁大了眼睛，望着一种他们从未看到过的奇景。令他们吃惊的是，一个矮胖的男人，身穿绿色的军大衣，上面闪跃着金色钮扣，头上戴着一顶高帽子，他坐在两个木轮上，用两腿蹬地边走边跑，满脸通红，汗如雨下。孩子们看着这样有趣的奇景，高兴得一边拍手一边尖叫：“他来了！他来了！”。原来这是巴顿公爵领地上的林务员德瑞斯，他骑在两个木轮上疾驰而过，很快人们就把他骑得这种怪物叫“德瑞斯”。【TP较早的自行车】德瑞斯是怎么想起要制作这种怪物车呢？原来他作为林务员，每天都要在公爵广阔的林场里巡视，这需要消耗掉很多时间。德瑞斯想买一匹马，但很长时间也没有积蓄出这笔钱来。为了既忠实于自己的职责，又能改变一下这既单调又费时的巡行，就想自己制造一个工具来代替马。于是他在一段木梁上装了两个“V”型支架，支持住了前后轮。前面的“V，形支架还可以在木梁上回转，以改变车子的方向。当骑行时，身体的重量主要放在车座上。在硬而平坦的路上，骑行者可以缓慢地用两腿交替蹬地，车子便以很快的速度前进'。他骑着这种车子，从卡尔斯汝赫到茨维特兹根，只甩了60分钟，而过去步行却要4个小时。当时普遍存在的保守和偏见，也不会放过这一新的创造，当德瑞斯骑着他的“木马车”招摇过市以后，也招来了不少人的冷嘲热讽，一些人还编了一首打油诗来讽刺他，其中写道：旅行不乘车，赶路不骑马，若问何缘故？只因太懒惰。但是，具有德国人顽强意志的德瑞斯，并不因此而退却，有一次巴登的显贵们，要与他打赌看他的热闹，双方约定了比赛的路程是，从卡尔斯汝赫到凯尔。比赛开始以后，德瑞斯一马当先，只甩了4个小时就跑完了往返的路程，而那辆参加比赛的邮政马车，却用了整整15个小时。尽管这个记录不算准确，现在看来似乎有些夸大，但不容否认的是德瑞斯确实在比赛中取得了胜利，这就是很了不起的一件大事，因为在当时，邮政马车被看作是最快的公共交通工具，正象今天的民航飞机一样。世俗的偏见和当时的道路情况，终于对德瑞斯的“木马车”宣判了死刑，当时没有一家工厂和作坊愿意生产他的样品，这种德瑞斯车终于自生自灭了。但是，历史是公正的，当1985年来临的时侯，德国在他的家乡卡尔斯汝赫，专门举行了德瑞斯诞生200周年纪念展览，详细介绍了这位发明家的一生。展览会上展出了丰富的图片和资料。令人感兴趣的是笫一辆比较完整的自行车始祖，虽然在当时没有被人们所承认，但是他却为以后千百万人类最普遍的交通工具的发展提供了经验，特别是在他研制的木马车上，前轮已经能够左右转动，这才使它有可能从贵族的玩具，演变为实用的运输工具。当地为永久的纪念德瑞斯这位创造作行车的先驱，特意在该地建立了一个以他的名字命名的小学。【TP木马车】1800年，在俄国也制出过原始型的自行车，据说这是乌拉尔地区的农奴工匠菲姆?米赫耶维奇?阿尔塔蒙诺夫制成的。这种车和现在的儿童三轮车差不多，不过它只有两个轮子，前轮要比后轮大，脚蹬子联接在前轮上，可以镫着它使前轮转动。它的车把和前叉都是直的，发明者曾骑着这辆车子，在贵族的带领下，从乌拉尔的维利赫杜耶城到莫斯科，准备在沙皇亚历山大一世加冕时把这辆车子作献礼。在当时崎岖不平乡间小路上，这辆车子行驶了两、三千千米，由于车子是用铁制成的，辐条也很粗，所以经受住了考验而没有破坏。在隆重的加冕典礼上，沙皇和他的大臣们，很有兴趣地观看他骑着这个“怪物”进行的表演。这辆车至今还陈列在俄罗斯达吉尔斯基市的陈列馆里。1835年英格兰的一位有发明天才的铁匠马克米兰，第一次尝试制造了一辆三轮车，但由于结构过份复杂而没有成功，以后他就把精力转为研究自行车。1838年他制造出了又一辆不用双脚蹬地的自行车。这种车具有和现代自行车相类似的车把，车身前部的横轴上，装有两个立杆，其下端有脚踏板，当用脚踏动踏板时，立杆就会牵引通往后轴的连杆前后移动，以带动后轮上的曲轴转动，从而使后轮前进。这种车在开始骑行时，要先用双脚踏地，以获得一定的速度，使骑行平稳，而后双脚分别踏在踏板上开始骑行。【TP最早的自行车】这种车存在着几个明显的缺点：一是由于细长的连杆只能受拉，不易受推，所以在骑行时要特别注意蹬踏的节奏才能正常的行驶；二是脚蹬和立杆距前轮太近，所以在行驶中，往往会影响前轮的转向；三是蹬踏时两腿要前后间歇地踏动踏板，而不是连续运动，使骑行时很不方便。尽管有这些缺点和不便之处，但这辆车子的制成，却给了人们以重要的启示，即人的两脚一旦从地面上解脱出来，行驶的速度就能更加提高。同时，它也展示出了驱动后轮比前轮更容易驾驶。在这一时期中，自行车脱离了单纯作为贵族玩具的阶段，而被发明家认真地作为一种交通工具来设计和使用。所以，他们处处从使用方便、操作灵活、提高速度等方面来考虑，使自行车的结构渐趋合理化。虽然由于当时生产力发展的水平不够高，所以研制出的自行车，还具有许多严重的缺欠。但是，重要的是它让人们看到了只需要几种简单的零件组装起来，就可以获得一种简单的运输工具。它可以大大节省骑车人的体力和时间，也帮助他们扩大了行动的范围。这也许就是人们对自行车的最初认识，正是这种认识，使他们顽强地在这基础上钻研、奋斗，终于开创出自行车的新时代来。大学问：我国发明自行车第一人我国清朝有位能工巧匠黄履庄，小时聪明过人，七八岁就能凿制出手足可自动的木质机器人。后来他潜心钻研制造自行车。他制造的自行车，前后各有一轮，长1米多，可坐1人，不需别人推拉，能自行。骑车人手摇“轴旁曲拐”，车即前进。随停随摇，一日可行80里。据历史学家的考证，黄履庄大约是顺治、康熙年间（年）的人。3．自行车的青年时代小问号在马克米兰研制后轮驱动自行车以后的二三十年中，自行车没有太大的发展，直到1863年，才出现了新的转折。你知道这种转折是谁带来的吗？1863年，巴黎婴儿车和马车制造商米肖父子被委托改进德瑞斯自行车。他们在试车时，儿子爱伦斯特在下坡时觉得放脚困难，想出在前轮上安装脚蹬曲轴，结果诞生了米肖型自行车。这是一种大量生产的自行车，对自行车的实用做出了巨大贡献。正是由于麦克米兰和米肖父子对自行车进行了改进，在自行车上安置了脚踏板，所以才使脚离开了地面，从而使自行车跑得快多了。【TP英伦巴黎童车】此后，人们对自行车进行了各种改进。由于许多人认为车轮越大，速度越快，所以把车轮做得越来越大。那时，还没想到通过齿轮和链条进行变速，只知拼命加大车轮。1870年左右，法国的马热制造出一种将前面驱动轮加大，减小后面从动轮的普通自行车，运行效果良好。1878年出现了一种前轮直径2．5米的自行车。这种“高头大马”式的自行车很难骑，容易摔倒，因此很危险。那么，怎样才能减少骑车危险呢？1873年，英国的带森发明了采用X型车架，用链条驱动的低鞍安全型自行车。但是，前后轮不样大小，骑起来不很理想。【TP自行车链】这样，对自行车构件做一番大的变动的任务就交给了“自行车之父”——斯塔莱。英国的詹姆斯?斯塔莱是一个自学成才的技师兼发明家。当时，他是一个公司的一名管理者。但是，他一眼就发现了生产自行车的可能性及其发展前途。所以他立即将公司改成考文垂机械公司。考文垂就是在现在英国的汽车工业中心地区。当时的“高轮车”就是在这里被众人所注意到的。考文垂机械公司派一名叫塔纳的代表前往巴黎。1868年一个偶然的机会他发现了法国人密查克斯发明的法国“速步机”自行车，并购买了一辆带回考文垂。以此为开端，接着斯塔莱就完成了有关自行车的一系列发明。1870年，詹姆斯?斯塔莱和威廉?希尔曼设计了阿利埃尔自行车，这是种全金属制的优雅的高轮车，车轮是车条式的。但是通过固定在轴皮上的踏板可以产生较大的转矩，想支撑这一转矩是比较困难的。4年后，斯塔莱解决了这一关键，并取得了专利。也就是说，使用了接线辐条的车轮。这种设计今天仍然被普遍地使用。【TP自行车脚踏板】1876年，斯塔莱在考文垂生产了操纵杆式三轮车，再次取得了领先地位。这种三轮车适用于妇女乘坐。因此，受到了英国女王比克托尼娅的注意，特向斯塔莱订做了两辆高级托盘三轮车，并接见了他，赠给了他块刻有女王名字的金表。在横列双排自行车的技术革新方面，斯塔莱一家也做出了贡献。詹姆斯?斯塔莱和儿子威廉?斯塔莱分别用踏板驱动这种车。因为年轻的威廉?斯塔莱制作的车比较先进，父亲不得不离开该公司。因此，詹姆斯研究出差动齿轮。这种齿轮可以将动力相同地传递给两侧的车轮，进而，在拐弯时两轮可按稍许不同的速度转动。在斯塔莱积极从事自行车的研制的同时，别人也在改进车子的性能。1881年，新乔治的史密斯机械公司设计并制作了“星型自行车”，这种车采用了操纵杆式结构。1884年，达斯莱?佩德森制作了完全三角形分割车架的自行车，在英国取得了一定的成功。1877年，自行车引进了当时的两项主要发明，即骨架和滚动轴承，给自行车带来了新的活力。1880年，汉斯?莱诺尔德发明了对自行车具有决定性意义的衬套?滚筒式链条。这种链条具有寿明长、效率高、重量轻等多种优点。【TP浙江三维橡胶】至此，制造具有现代意义的自行车的一切条件均已具备。在前人取得的成果的基础上，1885年，杰姆斯?斯塔莱制成了闻名一时的“流浪者”（另译作“罗巴犁”）安全自行车。这种车前后轮采用同一尺寸的十字形轮框，并通过链条把踏板的力量传向后轮。这种车十分安全，可以说是自行车的最终理想形式，它几乎具备了现代自行车的一切特点。这样，“流浪着”开始了全球流浪、旅行的征程。可是，“流浪者”流浪得并不快，原因之是车胎的问题。最早的木制自行车蹬起来“格登、格登”乱响乱颠，把骑车人的骨头都震得生疼。当时人称此种自行车为“震骨器”。即使后来出现了实心橡胶车胎，车子的前行也受到了一定的限制。那么，具有现代意义的充气轮胎是什么时候出现的呢？【TP自行车内胎】随着自行车的出世，有些国家也出现了自行车比赛，由于车胎的缘故，这种比赛当然是一项艰苦的运动。1887年，有个叫邓禄普的英国人，为了在一次自行车比赛中获胜，千方百计地想改进自行车的轮子。他在自己家的花园里看到两条浇花用的橡皮水管，突然心生一计，他把橡皮管按自行车轮子的大小弯成圆环，把两端用胶粘结实，然后把橡皮管打足气，再绑在自行车的轮子上。弄好以后，试着一骑，还真轻巧。比赛的那天，邓禄普推着改进后带轮胎的自行车登场。裁判员一声令下，运动员一齐出发，只见邓禄甫骑的自行车又轻又快，一直在最前面遥遥领先。比赛结果，邓禄甫获得冠军。从此，自行车就装上了充气的轮胎。【TP自行车轮胎】【TP橡胶颗粒】产业革命促使了钢铁、橡胶等工业的发展，所以到1900年，自行车上出现了立管，并普遍使用管材制造车架。这时的自行车性能有了长足的进步，其形式已与今天的自行车无大差别。它结构简单，使用可靠，价钱便宜，完全从早期自行车主要作为贵族消遣用的玩具，进化到成为广大人民群众的最普遍的交通工具。大学问：安全自行车1879年英国人鲁桑，制成了第一辆使用链轮和后轮链传动，该车的结沟，类似于前些年生产的“飞行的荷兰人”自行车。它的特点是受以前的影响，前轮依然比后轮大。但是由于车座位于前后轮之间，不但重心已经远离前轮，而且下降了许多。所以，当车子碰到障碍时，就不容易向前翻倒，于是这种车子又被命名为安全自行车。4．现代自行车的起点小问号1900年以后，自行车从结构上来看，已经达到了完善的地步。欧洲的英、德、法、荷等国，都有了强大的自行车工业。自行车除了作为广大群众的交通工具以外，又成为自行车运动中的主要角色。自行车运动到底给自行车的发展带来了什么？1883年，在莫斯科的赛马场上，举行了世界上第一次自行车比赛。1900年，在巴黎成立了有英、法、德、意等八国参加的国际自行车运动联合会。各种自行车倶乐部的出现，组织起了群众性的旅游和兗赛活动。很快为了适应比赛的需要又兴起了一种新型的自行车一一赛车，这种车抅架设计和材料选甩，都是为了充分发挥人的体能和提高车速。这些研究和改进的成果，自然也就推动普通自行车的发展。【TP自行车赛车手】英国在1935年制出用铬钼合金钢管制造的自行车，重量达到9．9千克，1955年又拉制出了锰钼钢不等厚钢管，用它制作承力车架，并采用铝合金制作轮圈、车把等，制成了仅8．8千克的轻型自行车。另外一个自行车生产大国法国在1938年制出了轻合金赛车场用赛车，重量只有5．4千克。1948年制出椭圆形钢管三速旅行车，仅重7．9千克。同年罗克特公司，曾试制了用铬钼钢管焊接架的行车，仅重3．17千克。到1949年该公司曾试制出了一台2．77千克重的铬钼钢管超轻赛车。这些新型赛车的出现，使自行车赛的记录不断被刷新。第22届奥运会上1000米计时赛中，德国运动员汤姆?罗塔以1分3．89秒创世界记录，平均时速已达57．188千米。同时，德国队在100千米团体公路赛上以1小时59分16秒夺魁。这说明自行车最高速度已接近汽车的速度，更有甚者是1973年美国的阿兰?阿伯特骑自行车追逐于装有防风装罝的汽车之后，创造了每小时223千米的速骑记录，这都说明了自行车的巨大潜力。【TP环法自行车赛】1900年以后，普通自行车的经历，却不像赛车那样一帆风顺，在欧洲和美国迅速发展的摩托车和汽车代替了自行车，成为主要的个人运输工具，所以公路的建设和配置，都是为汽车考虑的，这样又限制了自行车的使用，所以，自行车大多作为青少年游乐用。【TP环法自行车丹麦队选手】但是，近年来工业发达国家，第一次受到石油危机的冲击和城市中噪音、废气的污染，使人们对汽车这一先进交通工具产生了怀疑。于是，人们又开始提倡骑自行车去上班。他们的根据是，从能源的消耗来看，假如把自行车定为1的话，则步行为5倍，乘公共汽车为40倍，乘小汽车为80倍。同时，自行车又没有公害污染，经常骑行还能增进健康，这对于骑自行车去地铁车站和住处附近上班是很合适的。所以在工业发达国家中，自行车除了主要作为运动用以外，又开始了用作个人交通和旅游。在我国自行车的发展比欧洲要晚很多，它是随着欧洲的商人和传教士于1905年左右来到我国的，起初也是作为少数人消遣和娱乐用。驻华外国使节曾赠送自行车绐满淸皇室，溥仪在“我的前半生”一书中也曾写到，他在宫中练会了骑自行车以后，就让太监将大门槛锯去，好让他骑着自行车通过。1926年在上海召开第一次国际自行车比赛会，也多为外国人参加。以后在一些沿海城市，陆续有大批自行车输入，从此开始作为一般人的交通工具。与此同时在上海、天津也相继出现了一些小工厂和作坊，为这些进口车生产配件，和利用外国零件进行装配整车，我国的自行车制造业，大致于1930年以后才开始建立，上海的同昌五金工厂首先生产出自行车车架。1937年以后，日本的资本势力侵入我国，当时日本的专营自行车的资本家小岛，在沈阳、天津、上海等地，先后兴办了自行车厂，年产量最高达到15000辆。【TP上海永久自行车】新中国成立后，我国的自行车产量有了飞速的发展，年产量超过两千万辆；社会保有量在１亿辆以上，都居世界第一，自行车成了我国最广泛使用的交通工具。但是，作为世界上骑自行车人口最多的国家，我国在生产高质量的轻型车旅行车和赛车方面，工艺落后、质量不高，仍与世界的先进水平有一定差距。这一差距也反映在我国自行车运动员在国际赛事中，成绩不佳，代表不了自行车大国应有的水平。这也是有待我国自行车制造业和运动员，共同奋力拼搏的又一个战场。【TP飞鸽国礼自行车】我国幅员广阔，人口众多，而经济发展仍在起飞阶段。所以，自行车是一种最适用的载人运货的工具。改进现有自行车的结构，提高其安全性和承载能力，无疑会对国民经济的发展，起一定的推动作用。大学问：自行车保有量从按人口比例计算的自行车保有量来看，近年来，俄罗斯为6．3人1辆，英国为4人1辆，美国为2．6人1辆，荷兰为1．8人1辆，而中国却是14人1辆。这就雄辩地说明了，在自行车的故乡——欧洲，虽然汽车占有优势的地位，但是自行车并没有因此而衰落下去，它仍然是广大群众所需要的一种简单、价廉的多用途交通工具。二、形形色色的自行车1．越野自行车小问号目前在我国的山区、农村还有许多地区没有良好的路面，普通自行车在这样的土路上行驶，不但骑乘者深受颠簸之苦，车子本身也很容易出故障。那该怎么办呢？什么样的自行车才适合这种路面？这里介绍几种国外的越野自打车，它们一般都能减少一些路面对车子的冲击，有的还能将这种冲击变为推动车轮前进的动力，具有一定的参考价值，也许有一天我国的自行车行业，也能设计生产出各种各样适于我国广大农村使用的越野自行车。普通越野自行车【TP越野自行车】这种越野用车，采用了直径约50厘米的小轮和减震器。由于车轮较小，所以座子的升降范围比较大，适用于不同年龄的人骑乘。这种车的另一些特点是后叉将后轮独立悬挂在车架上，在横梁上的减震器作用下，它们可以在车架上摆动，以减轻车体所受的主要震动。我国天津自行车厂，已经生产了这种自行车。这种越野车，由于装置了后轮独立的缓冲器，大大减少了小轮车在土路上的顛簸。但是，由于小直径车轮的越野性能总要比大直径车轮的越野性差一些，也由于后叉独立悬挂结构比较薄弱，使这种越野车显得有些先天不足。如果车轮再加大一些，也许更适合农村的使用，【TP自行车越野运动】双重驱动自行车这是一种很适于越野的自行车，因为它能把人体在车座子上的颠簸化为驱动自行车前进的动力。这种车的外形与普通自行车相似，但是它有两套驱动系统，一套是用踏板带动，驱动臂驱动飞轮以使车轮旋转；另一套则是当车座子向下运动时，带动飞轮使车轮旋转。当骑行者在不平路上骑上这种车子时，要用脚向下蹬踏板，此时座位向上运动，通过左面的离合器驱动自行车，而右离合器被超越。当座位向下压时，脚蹬向上，此时右离合器驱动自行车左离合器被超越。这是利用车座子的上下来驱动自行车。另外当用脚往复蹬踏踏板时，连杆即带动滚柱离合器和链轮驱动车轮向前。【TP山地车攀爬运动】与回转蹬踏相比较，往复蹬踏，能够经常保持较高的扭矩，这对于克服不平路面上的阻力和颠簸有很大的好处。“BMX”越野自行车BMX是英文Bicyclemotocross的代表，意思就是仿摩托越野自行车。这种自行车兴起于20世纪70年代的美国加利福尼亚州，该州南部崎岖的山路，原来是摩托车越野赛的好地方。当时有些青少年，把舒温自行车厂生产的sting-kay牌越野自行车的附件全部拆光，然后骑到陡峭、险峻的山路上，急驰上下，以寻求惊险的刺激。随之而起的是一种名为BMX的竞赛运动。这种运动和比赛与摩托车越野赛相似，不但要飞越断崖陡坡，还得徒涉泥沼、沙地。所以，对这种自行车的强度要求很高，以承担激烈的震动；要有一定的缓冲减震能力，以减少越过障碍时的冲击；同时在崎岖的山路上也能灵活地驾驶，以免发生事故。【TPBMX越野自行车】【TP山地车运动】于是，人们按照越野摩托车的形式，对普通的越野自行车加以改进。首先，采用铬钼高强度钢管，以手工焊接车架和前叉，以保证车子在飞越陡坡落地时，接头部位不致破裂。车把焊上如强横杆，以保证它具有足够的刚性。在横杆上有防撞胶套，以保证骑行的安全。该车还仿照摩托车在前叉上管中间安装了前减震器，不但使车子在崎岖的山路上震动大减，而且它在碰到石块等障碍后，也不易失去控制。自行车的后叉，也像摩托车一样改为摆动式。在减震器的支持下，它可以相对于车架作上下的减震摆动。实行了这些措施以后，大大提高了自行车的越野性能，成为靑少年的一种良好体育用车。所以，1981年在美国这种BMX自行车，占总销售的34%，1982年更进一步上升到37%。在目前全世界自行车销售普遍停滞的时候，唯有这种自行车一枝独秀，销售量大增。【TPBMX越野自行车车手表演】大学问：BMX极限运动在世界极限运动大会中，BMX小轮车分为4小项：泥道空中表演，规定时间内的街区障碍、弯道、坡道通过表演，规定时间内的U型台表演，规定时间内的平地特技表演。一般自由式BMX小轮车表演分为5项：泥地竞速比赛，泥地跳跃比赛，模仿街道障碍道具场地比赛，半管道场地跳跃花式比赛，平地花式平衡滑行比赛。2．电动自行车小问号电动自行车是国际上流行和推广的“绿色”交通工具。目前电动自行车已进入了千家万户，成为人们理想的交通工具。与普通自行车相比，电动自行车有哪些优点？它的发展又遇到了什么困难？用电池来驱动车辆，具有很多诱人的优点，例如，可以节省能源，极少产生污染环境的气体和噪音等等。所以，20世纪50年代就有人尝试用电池和电动机带动自行车。但是多少年来，一些主要问题没有解决。例如：老式的铅酸电池，重量大而储能少，能量密度一般为25～50瓦小时/千克。充电次数只有300～400次。另外，普通直流电动机的转速达每分钟1000转以上，也需要几级减速才能驱动车轮前进。所有这些，都阻碍了自行车利用电来驱动。【TP电动自行车】近年来，由于石油危机的影响和城市中汽车废气公害的日益严重，人们又转向了新型蓄电池的研究，以发展电动小汽车来代替普通小汽车。美国的通用、福特等大汽车厂，每年都要花几亿美元来研究新型的蓄电池，以作为未来汽车的动力。这些研究成果大大提高了蓄电池的性能。替如，美国通用电气公司，已经研制出用氯锌电池来驱动电动汽车，它的效率比汽油车高5%，时速可达每小时50千米，一次充电可行100千米，这种氯锌电池可以反复充电700次，能量密度达65～165瓦小时/千克。另外美国能源署研制的电动小汽车，功率已能达到41马力，一次充电后，在时速45英里时可行驶100英里，接近了实用的要求。预计21世纪中期40%的小汽车，将用电池作为驱动能源。【TP能脚踏的电动自行车】这些新型电池目前的发展水平，虽然还不能代替内燃机在小汽车上普遍应用，但它却为电动自行车的研制创造了优越的条件。这是因为电动自行车的车身重量比汽车轻得多，对速度和行程的要求，也比电动汽车低得多。所以在电动小汽车上，使用还不够成熟的电池，对于电动自行车来说，却已能满足使用要求了。例如美国用导电塑料作电池极板，整个电池可以密封。蓄电量大于铅酸电池十倍，充电次数可达1000次。它不释放有害气体，翻倒时电解液也不会漏出，是一种很理想的电动自行车驱动能源。【TP电动自行车的电池】【TP电动自行车的锂电池充电器】另外，电动机的逐步改进，促使了电动自行车的发展。美国出版的《大众科学》在20世纪末就介绍了一种电动自行车。这种车的特点是，新研制了一种不需要减速器的高效率盘式电动机，可直接装在前轮上，能在低速时发出大扭矩。它厚8．40厘米，16．8千克，功率为350瓦〔相当于1/2马力）。装成的电动自行车，由于采用了自动转换多级同步电机的原理，所以不用电刷，能自动启动。它只有一个简单的环形绕组，镶嵌在矽钢片的环形槽内。由于它采用直流电驱动，所以用四个开关晶体管改变电流方向，使电流每隔1/18转通过绕组，以保证转子转动。【TP电动自行车锂电池控制器】这种车最大时速每小时可达24千米，使用两个小型铅酸电池，可以行驶64千米。它的所有电子系统都装在车子后部的行李架上的控制盒里。其中有一个充电电路和不用任何机械接触的制动装置。自行车在滑行时，电路自动地使电动机变为发电机，把电流反馈给蓄电池以使其充电。现在看来，这种电动自行车也是相当令人满意的。进入21世纪，电动自行车更由试验发展到了成批生产的地步，具有代表性的如日本的松下电器公司，在市场上推出的一种电动自行车，全长1．59米，重31千克，铅酸电池重6．2千克，10小时可充一次电，最高时速28千米，行程55千米。据称他们研制的镁、镍、锰电池，可以使该车一次充电行走90～100千米。【TP电动自行车的电动控制器】美国通用发动机公司，研制了3种型号的电动自行车。50型电动自行车装有0．5马力的电动机，蓄电池挂装于车架上管上。该车的电动机装在前轮的上方，通过主轴上的摩擦轮，带动前轮轮胎，最高时速可达24千米，毎次充电可行50千米。100型电动自行车蓄电池装于货架两侧，电动机安装与50型相同，每次充电可行40千米，最高时速24千米。150型电动自行车装1．5马力的电动机，电池挂装于货架两侧，小轮车最高时速26千米，运动车最高时速32千米。近年我国电动自行车的研制也有很大发展。江苏新日电动车股份有限公司生产的一款电动自行车，电机功率130～150瓦，电压24伏，蓄电池容量25安时，最高车速20千米/时，每60千米耗电1千瓦时，一次充电可行驶70千米，充电时间8～10小时，整车重56千克。江苏雅迪科技发展有限公司生产的一款电动自行车，采用小轮自行车改装，用直流串激式外转子电机，6QA-36型电池，车速平均可达每小时32千米，一次充电可连续行驶65千米，整车重59千克。【TP电动车力矩式传感器】最近天津爱玛科技股份有限公司新推出了一款电动自行车，它也是釆明了前面所述的盘式低速电动机，直接装在后轮上。这样就省去了一些减速装置，而且在蹬踏时，后轮可以与电动机脱开，使用较方便，它使用4-ZA-23型电池，额定电压24伏，电机功率150瓦，每行驶100千米耗电0．7千瓦时，每充电一次可行驶60千米，充电时间8小时，全车重约50千克。大学问：电动自行车是“绿色”的说电动自行车“绿色”一点也不为过，它每天只需不到1千瓦时的电能，就能行驶60千米左右，即使没电时也可以像骑自行车一样轻松地骑行。现在好的电动车已采用无刷无齿电机，骑行时噪音很小；同时，电动自行车使用电能，不会散发难闻的汽油味，也不会排放有害化合物。电动自行车使用的铅酸电池平均使用寿命约为两年，为保证良好的骑行效果就要按规定更换电池。电池是否会给环境带来二次污染，关键是废旧铅酸电池的回收和处理两个环节。据专家介绍，目前铅酸电池的回收利用技术有了重大突破，回收后处理已不成问题，一些知名厂家还制定了严格的废旧电池回收方案。3．电动三轮车小问号1985年初，很多刊物报导了英国的微型计算机专家克里夫?辛克莱发明的C5型电动小三轮车，在伦敦亚历山德拉广场作示范表演的消息。你愿意跟我们一起去看看吗？辛克莱发明的C5型电动小三轮车是不依赖和等待新型电池的已成熟技术，而是以普通铅酸电池和普通电动机驱动作为设计的基础。用热塑性工程塑料制成的车身，重量轻、体积小，最佳行驶速度约为毎小时25千米，一次充电可连续行驶30余千米。平均每行驶千米，花费大约相当于1加仑（3．8升）汽油的电费。这种车的控制机构也很简单，主要用座位前方的操纵杆控制车子，按操纵杆左侧的电钮，车子即可启动，对它施加不同的压力，就可以控制三轮车的车速。前后刹车则由安装在操纵杆两端的两个刹车杆控制刹车，车上还装有两个脚蹬以防行驶中蓄电池断电。【TP电动三轮车】从介绍来看，这种车的性能和结构都是很理想的。因为驾驶这种车，可以不用驾驶执照，就特别适合作为老年人和孩子们的交通工具。但是为时不久，就传来了英国消费者协会公布的，关于辛克莱型三轮电动车的调查报告，对该车的性能和安全系数提出批评。报告指出，该车的灵活性不好，车速太慢，一次充电连续行驶距离太短，车轴上没有缓冲弹簧、没有倒挡等毛病。报告说，尽管辛克莱公司声称该车一次充电可以跑32千米，可实际只能跑8～16千米。有一半以上的调查对象抱怨说：它们常常中途熄火，而重新起动往往需要15分钟。有许多人的电瓶也常常出毛病，蓄电量不足。消费者协会最后的评语是：“该车用途有限，不值得花钱买它”。【TP康尔斯电动三轮车款式】辛克莱作为英国微型计算机的开创者之一，是个很有成就的发明家。他历经6年的研究试验，本想在电动车这一前人所未克服的领域里，能有所突破。但事与愿违，他仍然没能突破电动车这一顽固的堡垒。同时，微型计算机的滞销，已经迫使他出卖了惨淡经营的辛克莱计算机公司，这样一来，他几乎陷入了破产的边缘。从这一起电动车的灾难中，我们能得到什么后示呢？首先从技术上来看，辛克莱所设计、生产出的C5型电动车，在当代的各种电动车中，可数得上是佼佼者。它采用的几乎都是当代的各种先进技术和材料，使得车身重量大为降低，操纵简单方便。但是在关键的问题上，他又陷入了前人的覆辙，传统的铅酸电池，所能发出的功率毕竟是太有限了，它还不能担负起与汽油发动机竞争的任务。对于那些习惯于乘坐小汽车的欧洲乘客来说，电动车确实行程太短、速度太慢了。虽然辛克莱费尽心机，设计出了一个优秀的产品，但是它既不能适应周围的环境，也不能与小汽车相竞争，所以他终于又走上了失败的道路。【TP邮递员专用电动自行车】该车之所以也被列入自行车之内，是因为它仍备有脚蹬，当电池中的电用光时可以用人力蹬踏行驶。虽然辛克莱的电动三轮车还存在一些问题，但是随着蓄电池的改进它仍然会成为一种城市中短距离使用的微型交通工具。电力作为一种环保、清洁、转换率高的重要的能源，广泛用于生产和生活，以电力为应用来驱动交通工具的更新换代，促进交通运输行业的低碳化发展，降低交通成本，节约能源，保护环境，是世界各国研究的重要课题之一。经过几十年的发展，已经应用在电动城市公交车辆，厂矿电动运输车辆，电动城市环卫清洁车辆，工程、遂道、地铁施工专用车辆等诸多领域。电动三轮车以其适用性强、机动灵活、维护简单、维修方便、价格低廉等优点，可以灵活地穿行于狭小的马路间。电动三轮车具有倒车开关，可以方便的实现倒顺行驶功能，这在道路狭窄的胡同、小巷非常实用，无论行驶停车均非常方便。【TP电动老人代步车】电动三轮车按用途分为家用型、货运型、工厂型多种型号。因为用途的不同，采用的技术标准也不相同。家用型电动三轮车，大部分采用是侧轮电机，外置车架（车架在车轮外边），这种结构的车没有大轴，载重量轻，一般200千克左右，电机一般为350～500瓦，电池为12V20AH电池，适合做家用和老年代步工具。也有中置电机带大轴的（大轴又称后桥、后梁，是连接三轮车后两轮之间的车轴，三轮车的重要部件），这种车稳定性好，中置电机同时驱动后两轮，启动平稳，不过这种三轮车一般比较贵。货运型电动三轮车，这种车也分为俩种，一种为摩托型，配置和款式和三轮摩托车差不多，中置电机带大轴，配500瓦以上电机，载货量一般在300～600千克，配置有倒顺开关和调速系统。上路最快时速在35千米左右。一种为机动三轮型，多由机动三轮改装而成，后桥、车箱完全采用机动三轮车配置，载重都在１吨以上，可由变速箱进行调速，配置4～5块大容量电瓶，直流900瓦以上电机，有带驾驶室的和不带驾驶室的，也可配置液压升降装置，用作厂内装卸散装物料和城市用来清运垃圾等。【TP货运型电动三轮车】工厂型电动三轮车，使用环境一般比较恶劣，要求电机、电瓶比较耐用，能适应粉尘、高温、崎岖道路等环境，对车架用材、焊接工艺要求等较高。车架用管材厚度都在2．5毫米以上，后桥直径在78毫米以上。焊接采用等离子保护焊，焊接密度高，焊缝抗拉强度大，不易断裂，能适应工厂操作环境的要求。工厂电动车三轮车应用的比较多的有砖厂用的砖厂拉坯车、电动平板车、电动升降运水坯车等；砖厂、窑厂、耐火厂、陶瓷厂、焙烧厂等用的电动装窑车、电动出窑车等；工程、隧道、环卫用的电动运输车、电动自卸车、电动环卫清运车等。电动运输车和电动自卸车还应用于面粉厂、选矿厂、化工厂、炉料厂、养殖场、批发部、城乡家庭、出租等短途运输等。【TPJL-60电动水坯车】大学问：克里夫?辛克莱日，克里夫?辛克莱出生于英国的首都伦敦。父亲是伦敦的一位工程师，有三个孩子，辛克莱排行第一。辛克莱自学成才，他发明了英国第一部真正袖珍计算机、第一台袖珍电视机。1983年6月，英国女王授予42岁的辛克莱以骑士爵位，以表彰他在微型电子技术应用方面所作出的杰出贡献。4．多人骑自行车小问号我国的3口之家，已日益成为城市中的主流，平日他们上下班大多要挤公共汽车，节假日想去公园玩一玩也得去挤公共汽车。上海的母亲们甚至提出，谁要是能设计和生产出方便使用的母子车和家庭车，就要给他大大的奖励呢！看来多人骑自行车很快就要有个新发展。那么，什么样的多人骑自行车是最实用的？前后三轮车目前已有的用20英寸（50．8厘米）小轮车改制的前后三轮母子车，很受欢迎，它可以由母亲蹬踏，带上自己的宝宝一起去上班和入托，也可以由父亲骑行带上母亲和孩子一家人出游。这一类车多用普通20英寸自行车车架作为前车身，另外再制一个两轮的坐椅车，将其通过螺栓与前车架的后叉部分相结合。这种设计的优点是材料易得，只要一辆普通的小轮自行车，就可以很方便的改制。随着时间的推移，孩子长大了，你还可以拆下后座位，把后轮装在自行车身上，给孩子作为普通自行车来骑。以后，如果家里的老人腿脚不便，你还可以再把它变回三轮车去，作为老人的代步工具。对于中国人来说，这真是一辆“几代用车”【TP小轮径折叠自行车】多人用自行车国外的多人用自行车，大多作为旅游和体育用，一般为两人用两轮车，骑车人前后骑坐于车上，共用蹬踏以带动后轮上的飞轮使车子前进，有的还在轮盘内置棘轮，以使一人蹬踏时另外一人可休息。这种车在车辆比较稀少的郊区公路上，可以用较大的速度行驶，极适于男女靑年的野游旅行。但是，在我国城市中车辆相挤的大街上和狭窄弯曲的小巷里，却既难发挥其作用，反而容易发生事故，所以这种车在我国不易作为交通工具而流行。【TP三人脚踏车】理想的中国式多人自行车从满足在闹市中行驶的稳定性和操纵性出发，这种自行车，仍应是三轮车的形式，但是要釆用双轮多人自行车的多人蹬踏的优点。使前后座上的骑乘者，都能贡献出自己的一份力量，这样每个人所分到的车重，要比一辆自行车少，迎风阻力也比两个人的迎风阻力小。同时由于骑行时姿势比较合理，能使上劲，所以骑起来要比单人自行车还轻快。初步设想这种车可以有两种驱动方式，一种是前座骑乘者蹬踏杠杆机构以驱动前轴，后座骑乘者，用轮盘和链传动驱动后轮。这种方式结构简单外形简练，但前轮操纵会因蹬踏力而稍受影响。另外一种驱动方式是前后座的骑乘者，都踏动杠杆带动钢丝绳以驱动后轮。这种方式的好处是前轮的操纵性好，但结构比前者稍复杂一些。太阳能多人自行车让太阳光照射在光电池板上，就会发出电力，用它带动电动机来驱动自行车，既节省能源又无污染，的确是一种理想的交通工具。但是当前利用太阳能来驱动个人自行车有二个明显的缺点，那就是小面积的太阳能电池板，不能提供足够的动力来推动相对来说是比较重的车身和骑行者。为了解决这个问题，澳大利亚昆士兰大学太阳能研究中心主任奥特巴西博士，提出了一种“太阳能多人自行车”的设想，并在澳大利亚设计试制成功。这种车实际仍然是一种脚踏和电动双驱动车，它在前后两排装上了4个座位，该车的脚踏部分有10挡变速，其中5挡与电动机相联接，4个人都可以在 车中蹬踏，用自己的体力共同驱动车子前进。它的太阳能部分是在一辆普通的4人自行车上部，安装一个面积为5．2平方米的顶盖，顶盖上装有440块光电池，发出的电能可以驱动车尾一台半马力（0．35千瓦）的电动机，作为多人自行车一半左右的驱动动力。而另外的一半驱动动力由4个人蹬踏提供，最近这辆多人自行车，只用了8天时间就完成了1850千米的试验运行，平均每小时行驶30千米。【TP太阳能汽车】作为一种节能的载客交通工具，它具有较好的发展前景，因为太阳能电池的价格，正在迅速地下降。但是，这种车辆作为一种实用的交通工具，它还存在较为严重的缺点。首先，4人乘的两轮车，无论作为城市或乡村的交通工具，都会显得笨拙而不易推行。其次，该车顶部的太阳能篷顶，作为一个遮阳篷虽然很理想，但在阵风的作用下它却会使自行车产生灾难性的后果。大学问：自充电自行车德国的一位名叫基特?波莱特的工程师，研制了一种自充电的。他的设计适在普通自行车上装一台重2．5千克，功率为0．5千瓦的电动-发电两用电机，和一组镉蓄电池。当自行车在下坡、顺风行驶或刹车时，就让车轮带动电机使其发电为蓄电池充电；当自行车上坡或逆风需要外加动力时，可以开启蓄电池，让电流驱动电机，为自行车提供辅助动力。据说，这种车只用电机驱动行驶在15度的上坡道上，时速可达15千米。5．日益简化的轻型自行车小问号现在，城市居住条件的拥挤，使大家希望自行车占地越小越好。公共交通的日趋拥挤，使短途上班的群众，也希望能骑一辆轻便的自行车上下班。基于这些要求，近年自行车发展的另一个趋势是向高适应性发展，也就是使一种新设计的车，要能适应于各种不同的需要，因而产生了一些新型式的特种自行车。你知道这种自行车有什么有点吗？最近澳大利亚生产了一种“超轻型”的小型自行车，就可以作为这种设计思想的代表。这种自行车只有90厘米高，车身由优质钢管制成，而车轮却是用塑料制造，车轮直径为60厘米，从外表看它与一辆儿童车相似。但是，它既可以供儿童也可以供成年人骑乘，满足这一要求的决窍就在于它采用了前轮驱动和摩托车式的长型前倾鞍座。当儿童骑乘时，可以坐在鞍座前方较低的部位，两脚就可以够得上脚蹬了。而成年人骑乘时，则可以坐在鞍座的后方较高处，双腿仍然可以方便的曲伸蹬踏，不受车身矮小的限制。【TP童车】从自行车的部件结构来看，这种简化的轻型自行车，把零件数目压缩到了惊人的程度。普通自行车一般要有1200个零部件，光刹车就有近25个零部件，车座10～15个零部件。而这种车的刹车是尼龙制作的卡钳式刹车，只有一个部件；车座是一个连接车身的前低后高的长型倾斜橡胶垫，也只有一个部件；车轮是由塑料整体压铸，所以，大量的车条和螺母都省掉了。又由于该车采用前轮驱动，所以它又省去了链条和链盒等一系列零件。这样简化的结果，不但使成本大大降低，向时也减少了使用过程中零件损坏的可能，给使用者以更大的力便。尽管这种车子结构简单，价格低廉，但它并不是靠牺牲车子的性能来达到的。为了让前轮驱动的小型车，能够获得起动时的平衡和骑行中的轻捷，设计者在前轴上加装了两挡变速器。为了扩大车子的应用范围，该车还可以轻易改装成三轮车。这是因为该车为前轮驱动，所以只需拆下后轴上的两个螺母，就可以在后车架上装一个带有两个车轮的车轴，使该车变为三轮车，以供儿童或老人骑乘，也可以在外出购物时装载物品。另外一种微型三轮车结构也很新颖，它是由纽约的一家商行制造的。这种车的特点是：骑行平稳，简单易学。既可以作孩子们的玩具，也可以作短途的交通工具。可以设想将这种车进一步的完善和改装，甚至能在纺织厂里为女工们代步，减轻地们繁重的体力劳动普通自行车，以其骑行方便、结构可靠而牢牢地占领着市场，在将近一个世纪里没有多大的改变。然而近年来在国内外的市场上，都出现了一些新颖的前轮驱动自行车，有双轮的也有三轮的。【TP电动微型三轮车】这种车出现的背景和小轮自行车差不多，城市居住条件的拥挤，希望自行车占地越小越好。公共交通的日趋拥挤，使短途上班的群众，也希望能骑一辆轻便的自行车上下班。基于这些要求，在法国生产出了前轮驱动并有两挡变速的自行车。这种车的主要设计思想，是要尽量地减小全车尺寸，使其易于存放、骑乘和搬上楼房，从这些出发，首先要缩减全车长度和高度。普通后轮驱动自行车，由于受到轮盘和脚蹬的限制，高度不可能降低到1米以下，长度也不可能降至1．3米以下。而前轮驱动自行车却对此有了突破，由于骑行者的腿部，不再作垂直于地面的蹬踏，而是向前作60度左右的蹬踏，这样车座距地面高度就可以降低到0．8米，长度可以降低到1．2米。这种车的外形与普通小轮自行车相似，只是去掉了轮盘链子和飞轮，而在前轮袖上増加了一套内齿轮增速机构。这套机构可以将使脚蹬子的缓慢踏动，变为内齿圈的同步转动，内齿圈内相啮合的小齿轮，在内齿圈转一周时，就会带动前轮转3～4周。这套机构简单、结实、密封性好，传动效率也较高。所以在蹬踏中和普通链传动自行车没有很大的差别，由于轮距比普通自行车缩短，所以该车骑行灵活，转弯半径小，适于在纷乱的大街和狭窄的小巷里骑行。它的车座的高度较低，低速和停止时，骑行者两脚可以自然地着地，这对中老年人和儿童骑行，也较为安全。【TP未开牙的自行车轮盘】对于两轮车来说，这种前轮驱动也还存在一些较为严重的缺点。其一是，蹬踏时影响前轮的操纵性。这在低速时尤为显著，往往起动时，使车子剧烈地左右偏斜行驶，造成一种不安全感。其二是，腿部向前蹬踏而背部没有依托，使腿部力量不能充分发挥。在三轮车上，由于前轮不用来维持车子的平衡，所以蹬踏力对车子的正常行驶影响较小，基于这个原困，前轮驱动两轮车目前已不多见，而三轮车则供不应求。如果再将三轮车的鞍座，改为带靠背痤倚，那么骑行中将更为舒适、好骑。大学问：水陆两用自行车对于靠近湖泊、河流地带以及沿海的居民来说，如果能够将自行车改为水陆两用，那将是很理想的一种交通工具，很多人都曾经在这一方面作过尝试。波兰的工程师就研制了这样一种水陆两用自行车。它是在普通自行车上四周固定4个可充气的塑料浮筒：在水上航行时，骑行者仍像骑自行车一样坐在车座子上，用脚蹬踏。车蹬子通过链轮、链条、齿轮等带动一个螺旋桨旋转，用以驱动自行车前进。水上自行车的转向仍然靠车把。这是因为，车子的前叉上同定着两个前浮筒，车把转向浮筒也跟着转向，整个水上自行车也就转弯了。6．我国的农业用自行车小问号近年来，我国农村经济正处于起飞的阶段，广大农民拥有自行车的数量大大增加。2005年一年，全国就生产了1500万辆农业用自行车，占全国总产量的61．2%。这些农用自行车绝大多数为载重型的，一般只作为短途交通和运输用。而平时若能再如装一些附件，以作为各种小型农业机械，那将会为农户提供很大的方便，更会进一步促进农村经济的发展。你了解这种中国式农业发展道路上的一个新尝试吗？农业用自行车的最大用途是短途运输。根据这一目的，设计的名牌加重型自行车虽然年年增产，但仍然供不应求，于是在市场上出现了自制的“超加重”型农用自行车。这种土制自行车，虽然其貌不扬，但是却能担负起广大农户将农副产品源源不断地运往集镇、城市的繁重任务。由于它在载重量、骑行操纵性等方面都有一定的特点，所以深受农民的喜爱。首先它采用壁厚较大的钢管，甚至是镀锌自来水管焊接车架。虽然重量大一些，但是它的强度、刚性都很好。这样的车架载上100～200千克的重物，行驶时没有车把发晃的感觉。车架接头部分用手工焊接，提高了车架的强度。在农村的土路上经过长时间的颠簸也不致开裂。【TP28自行车】其次，它把横梁加长100毫米左右。这样有两个好处，一是横梁的加长使轮距如大，车子的灵活性虽然有些降低，但是，操纵稳定性却显著提高。普通车载上重物后即有“把晃”的感觉，这种车子由于前轮和重心之间的距离加大了，所以转动车把维持平衡所要克服的力就减少了。加长车梁带来的另一个好处是，骑车人上下车更方便了。农用自行车的车架上，往往带有很高的货物，从后货架上迈腿下车，几乎是不可能的，加长的横梁可以让骑车人较方便地从横梁上下车。同时这种车子还采用了较小的链轮，以保证在上坡或逆风时，可以获得较大的力矩。这种车目前在北方确实获得广大农民群众的欢迎，成为集市贸易和短途运输中的佼佼者，但是它也存在一些较大的问题。其中有：过大的载重量和重心偏后，使前轮负荷大大小于后轮，这就增加了操纵上的困难，所以容易发生交通事故。重载以后上下车仍较困难，另外由于没有变速装置，所以空车行驶时会发生转速不足的问题。【TP泉马26自行车】解决的办法是：首先对自行车的载重位置进行试骑，以获得最佳分布方案，总的目的是使前后轮的载荷分布趋于均匀，而且要使车把的操纵灵活。根据国外刊物的介绍以下两种方式较为理想:第一种：在自行车的后货架的两侧带两个大驮筐各装18千克的重物。而在装在前轴两侧的货篮里各装9千克的重物，车把上的小货筐中再放一些杂物。采用这种载物方式的特点是，前轮所载的货筐要支持在前轮轴上而不是前叉上，这样既保证了前叉的安全，又使前后轮的负荷均匀，大大提高了车子的操纵性，所以在骑行中车把灵活、骑行稳定。在上下山和比较颠簸的路上骑行，采用这种载货方式是很有利的。第二种是在后货架两脚，放上中等尺寸的驮筐，并尽可能朝前放，在前轴的下方也放两个中等尺寸的驮筐，这种组合的方式，使骑车人便于操纵车把，控制骑行方向，行驶也比较稳定，车子没有明显的摆动。这种布置的特点是前轮货筐的位置较低，使前轮比较稳定，但货筐的装置固定比较困难。在釆用以上的装载方式以后，如果再将横梁改成向下弯曲的状态，并缩短前后轮之间的距离也有利于车子的操纵。这是因为当我们在前轮加上货筐以后，就增加了前轮的负荷，使车子的操纵性得到了改善，这样就有可能减少横梁长度，使骑行时车把的操纵更稳定，车子行驶起来也更灵活，向下弯曲的横梁，也使上下车更加方便了。此外，还可以生产一种两挡外变速装置装在农用车上，在空驶时可以获得较大车速，而重载时又可以获得足够力矩。两挡变速器结构简单，它的飞轮齿盘仍能保持足够厚度和强度，还有可能采用加重车链，这都可以满足加重车的要求。最后，为了彻底解决农用自行车载重过大的问题，还可以设计一种两轮拖车，它的扶手部位可以挂在自行车的货架上，形成一种自行车拖车，在空车轻载状态时，可以由自行车骑行拖带，而重载上坡时则可下车推行，它集自行车和板车于一体，能适于个体农户在赶集、田间运输等应用。另外，自行车还可以作为一种动力输出装置，为各种小型农机具提供动力，用来脱粒、磨面、发电等。有一种设计是将向行车后轮的一侧辐条上装配一个皮带轮（就像普通自行车加装小型汽油发动机时所装的链轮一样〕，而后再将自行车和脱粒机同时固定在一个木架上，使它们与皮带轮的中心距保持不变，用三角皮带将自行车后轮上的皮带轮与脱粒机上的皮带轮连接起来就可以了，当自行车后轮架起后，用人力蹬踏即可带动脱粒机或磨面机甚至发电机进行工作。大学问：自行车水泵我国已经生产了一类多用途农用自行车，例如长沙自行车总厂研制成功的JTB型自行车水泵。它是在普逋自行车的后轮的花盘上，用螺钉固定增速器的主动轮，经一级增速后带动水泵转动。水泵体上方螺栓，经支撑杆将水泵固定在自行车上。使用时将自行车的后支架支起，人骑在自行车上以每分钟50转的速度蹬踏，即可在每小时内以3．75米的扬程抽出6～8吨水。用它来代替老式的木质龙骨水车具有极大的优越性。因为它的体积小，可以带在自行车的后货架上，直接骑到需要排灌的田头，架起来即可排灌，在没有电源的边远地区和山区，都很适用。7．飞行自行车小问号让自行车装上翅膀，骑着它在蓝天翱翔，这是人们长久以来的愿望。但是，经历了几十年，多少次的试验，仍然没有一架车能够靠人们自己的体能摆脱地心的吸力而翱游于天空。为了加速这一愿望的实现，20世纪70年代飞行爱好者克雷默设立了专门奖金。有人会获得这笔奖金吗？他又是谁呢？1977年保罗?麦克里迪设计了“飘忽秃鹰号”飞行自行车（简称人力机〕。它是以一辆轻型自行车为基础，装上了用轻质材料作骨架和用尼龙作蒙皮的机翼，封闭式的座舱中，驾驶员以0．33马力（0．23千瓦）的功率蹬踏链轮，以驱动螺旋桨推动人力机前进。保罗用这架32千克重的人力机实现了1600米的8字形飞行，并首次获得了克雷默奖。后来，克雷默更提出了人力机横越英吉利海峡的十万英镑大奖，以鼓励人类用自己的体力向大自然挑战，结果还是这位保罗?安克里迪首先取得了成功。他设计了一种更轻和更合理的人力机“飘忽信天翁号”，其中采用了许多新材料和新技术。驱动人力机的链条是用尿烷和聚酯薄膜材料作链板、碳纤维作滚轮；蒙皮采用聚酯薄膜，使重量大为减轻；整机重量只有25千克，所需功率也下降到0．18千瓦马力。该机的主机翼长13．5米，前部还有6．6米长的平衡翼。凭借人力飞越英吉利海峡的第一次出征于清晨2时开始，“飘忽的信天翁”号人力机在英国起飞后，风速只有5千米/小时。驾驶员以每分钟70转的速度蹬踏着脚蹬，在30米高度上保持着正常飞行。但是他也知道只要有30秒钟停止了蹬踏，那么整个人力机就会掉进海中。所以他不得不寻找平稳的气流以节省体力使飞行保持稳定，但好景不长，过了一会，风速达到了每时10千米。海涛在机翼下翻腾，巨型油轮经常遮断飞行的航线，迫使人力机不得不提高飞行高度。最后一段路程，驾驶员已经精疲力尽，速度降至每小时9千米，高度也几乎降到了海平面上，逆风使每前进一步都要花费很大的力量。正当面临绝境进行最后挣扎的时刻，驾驶员突然在4．5米的高度找到了平稳的气流层，终于在法国的海岸上安全着陆了。由于这次成功的航行，保罗?麦克里迪获得了10万英镑的奖金，这个数目恰恰是他用于制作这架人力机的成本。【TP肯德基“宅急送”自行车】人们对于人力飞行的兴趣并没有到此为止，在横渡英吉利海峡的记录被打破以后，克莱默又提出了一项速度竞赛奖：人力机要在3分钟內沿三角型航线飞行1500米，奖金10万英谤。其中两万英镑给第一个完成这种飞行的人，以后每打破一次纪录给5000英镑，到10万英镑发完为止。克莱默希望用这一奖励方法，使人力飞行继续发展到一个更高的水平。这次竞赛的特点是允许使用储能装置，用于储能和准备起飞的时间是10分钟。采用储能措施以后，飞行功率可以增加一倍，约为5．25千瓦。目前可以采用的储能方式有飞轮、压缩空气、橡筋和电池。如果采用直径为0．9米重16千克的飞轮，当其由每分钟1400转下降到1000转时，可以放出所储存能量的80%。它的优点是结构简单。但由于改变飞轮旋转轴时要遇到很大的阻力，这对飞行的控制会产生不利的影响。采用压缩空气的困难是效率太低，压缩空气瓶的重量也较大。采用琉化橡胶作成的橡筋，伸长量可达原长的8倍，所以储能量大，约为弹簧钢片的30倍，这是它的主要优点。但是，随着时间的变化而输出的能量有逐渐减少的趋势。要解决这个问题，就必需要加上辅助的机构，而这样作就会增大储能器的重量。所以，这个方案也被放弃了。最后被采用的是用镉镍电池来储存电能的储力系统，它总重16千克，飞行前驾驶员可以用十分钟时间蹬踏发电机，以为电池充电。飞行时，镉镍电池放出的电流，可以推动电动机发出0．21千瓦左右的功率，以协助驾驶员驱动驾驶舱后的螺旋桨，其效果比较理想。日在美国加利福尼亚萨大特机场，又出现了保罗?麦克里迪制作的仿编蝠形的人力机。它是采用石墨、聚苯乙烯和聚酯树脂作成，重36．3千克。具有阻力降低、转弯灵活的特点，极适于作短距离绕标飞行，镉镍电池系统结构紧凑、效率较高。在两次试飞中，保罗?麦克里迪的儿子驾驶着飞行自行车，以每小时41千米的速度，两次飞完1600米的锐角三角形航线，平均每次为2分18．69秒。这一纪录大大超过了3分钟的标准，从而又一次获得了克莱默的飞行速度奖。大学问：人力机发展的启示人力机在短短不到10年中，有了突飞猛进的发展，其原因除了近年来迅速发展的材料工业供给他坚韧轻巧的结构原料，从而使实现人力飞行有了可能以外。更主要的是由于克雷默这样的人力飞行爱好者，热衷于推动人力机的发展，慷慨地提供了巨额资金。另外，还有保罗?麦克里迪不计一切、如醉如痴投身于人力机的研制。这3个因素是缺一不可的。从这一事例中使我们联想到：如果能有如此优异的条件来发展一种能够取代摩托车和小汽车的现代化个人交通工具——新型自行车，作为中国亿万群众的新一代交通工具，那么将会取得多么大的社会效益啊！8．便携式折叠自行车小问号自行车发展的一个方向是折叠化、小型化，让自行车成为公共交通工具的一种补充。你家里有这种便携式折叠自行车吗？你感受得到这种自行车带给你的方便吗？如果，你想去郊外远足或去邻近的城市出差，就可以从家里把折叠起来的自行车带到电梯间，从高层住宅来到街上，然后骑上自己的折叠自行车到地铁车站而后携车上车。当到郊外或邻市时，再携车下车继续旅行。这就弥补了公共交通的不足之处，方便了广大群众的不同需要。另外，在居住高层化的时代，折叠自行车也为搬动和存放创造了条件。正是由于这些优点，十年来在日本，折叠自行车的销售情况一直是最好的。为了进一步推进这一潮流，日本工业设计促进组织和自行车促进协会，联合组织了一次设计竞赛，题目就是“设计一种折叠式自行车”。【TP18寸超轻折叠电动自行车】从获奖的项目来看，可以分为第一类实用性较强的便携车；第二类运动型；第三类幻想型。可以说，这已包括了折叠车发展的总趋势。一等奖的获得者是挪威的特杰迈耶、布齐恩?兰森和简?克里斯坦森。他们设计轻便车的最大特点是有一个先进的变速机构，而且造价低，零件简单并发挥了最大的效益，铝合金的车架可以避免焊接应力。杠杆式踏板和新型变速器所组成的驱动系统，可以因蹬踏力的增减而改变力臂的长短，这样就可以使骑车人无论在上坡还是下坡时，都能发挥出最大的体能。该车的闸线由手柄和车把中穿过，就更使车子显得简练。同时该车的鞍座也很有特点，它不像传统的鞍座，固定在主管上面，而是固定在车架后斜梁上。鞍座不但能在弹簧支持下上下运动，而且还可以左右摆动，以适应蹬踏时骑车人骨盆的运动，减少臀部与鞍痤的摩擦。所以，尽管这种车结构简单，但骑起來却很舒适。【TP可折叠的自行车】使该车获奖的主要原因，是设计巧妙的变速器，它是在一个三角型齿轮盒内有一个固定的增速齿轮和一套无级变速机构。在上坡时用力踏动脚踏杠杆，踏杆回转角度增大，使杆内的弹簧被压缩，与驱动扇形内齿轮相联接的轴也被拉出。这就有可能使拉杆与扇形内齿轮的结合点，移至该轮的上部（远离回转轴心），从而增长了驱动力臂。同时脚踏杠杆的行程也相应增大，既使是上坡或逆风蹬踏也并不费力。相反，如果你是顺风或下坡骑行，蹬踏力减少，踏杆的转动角度小杆内的弹簧伸张，与驱动扇形内齿轮相联的拉杆轴伸出，使拉杆轴与驱动扇形内齿轮的结合点下降到该轮的下部（接近回转轴心），这样就减少了驱动力臂的长度；同时脚踏杠杆的行程也相应减少。这时你虽然从容徐缓地蹬踏，但仍能获得较高的速度。这种无级变速器，使蹬踏力的大小及时改变驱动力臂长度，使骑车人在各种外界影响下，都能充分发挥出最适当的体能，是其他种类的变速器所望尘莫及的。该车的蹬踏方式也很有特点，它与人们步行时的姿态相仿，所以骑行自然而不费力。与普通自行车的回转式链轮驱动相比较，它的空回行程也要小一些，所以骑行速度也会有相应的提高。作为一种普及型的廉价自行车，要求它不需要经常的维护，因而该车采用了内部为泡沫塑料外包普通橡胶的实心轮胎。它解决了普通自行车不时需要打气的缺点。确保了该车不用维护而随时可以使用。尽管它具备了上述一系列的优点，但是作为一种能够在公共车辆上携带的辅助交通工具来说，它的体积仍然未免过大。可以设想如果将该车的车架中部截开，在其断面上按装一组可折叠卡箍，这样在携入公共交通工具时，可以用手柄迅速松开卡箍，将车子的前后两部折叠在一起，这就大大地减少了车子所占的空间。如果设计得当，它甚至还可以改装成一只能够携行李的手推车呢。二等奖由日本的章二设计，这是一辆名符其实的剪刀式折叠车。它是由立管前叉、车座横梁和主横梁三部分组成。主横梁上装有链轮和后轮，在车座横梁和主横梁的中部，有一个轴将它们联接在一起，其端部又各有一轴将其联接在立管的两端。车子折叠时，只需松开转轴上的紧固螺栓手柄，向上提拉鞍座，车座横梁和主横梁相互转动就可以使前后轮之间的距离缩短，最终使车子的长度仅为两个车轮的直径之和。折叠后的自行车如果加上货筐，也可以看作是一个小型手推车，无论是在地铁列车上，还是电梯间里，它都会很容易地携带。另外这辆车的传动是以尼龙带代替了传统的链条，这不但减轻了车子的重量，更重要的是它没有污垢，在携带时，不致将衣服搞脏，对于便携式自行车来说，这一点还是很重要的。大学问：三折叠车日本的纳士田、年成、清水共同研制了一种车轮直径为10英寸的折叠式小轮自行车。这种车被称作三折叠车，是因为它的车把可以向中间折叠以靠拢在一起，车轮和车把可以向后转180度实现笫二个折叠。车子的链轮部分又可以向上滑移，使后车架呈垂直状态，实现了第三个折叠。最后使车长缩短到20英寸。这种车子虽然折叠后尺寸较小，但是由于折叠关节较多，车轮尺寸过小，所以，骑行起来比较费力。9．变速自行车小问号变速自行车是国内新崛起的一代新产品。目前有：赛车、旅游及日用兼用车、爬山车、女用五速车等品种。它以丰富多彩的色调、新颖的结构、多变速功能而赢得众多中青年的青睐。你想拥有一辆这种自行车吗？我国是世界头号自行车王国，无论城市或乡村，无论家居或旅游，自行车都是主要的交通运输工具。尽管青年人往往更偏爱高速轻快的赛车，但变速车却适合于各年龄段的人们骑用。它有赛车的一般功能，而价格又比赛车低廉，因而更适用于一般人，于是吸引了大量顾客并得到“最佳选择”的称谓。【TP变速自行车】那么，变速车是怎样实现变速的呢？自行车是用脚踏板转动链轮，链轮通过链条带动后轮轴上的飞轮，飞轮再带动自行车的后轮，后轮驱动整个自行车行驶。普通自行车的脚踏链轮与飞轮的齿数比是固定的，骑车的速度就由两脚蹬车的速度决定，蹬得快，自行车跑得就快，反之则慢。同时，链轮与飞轮的齿数比越大，也就是说，链轮越大飞轮越小，骑行速度就越快，但是却更加费力；反之，如果链轮较小，速度减慢，却可以比较省力。变速自行车则不同，变速自行车的设计目的有两个，一是为了提高速度，二是为了省力。为了达到这两个目的，必须使链轮与飞轮的齿数比不再固定。例如12速赛车，有2个齿数不同的链轮和6个齿数不同的飞轮。在骑行时，按照不同的组合来改变前后齿轮的齿数比，就可以达到变速的目的。比如，在比赛中想提高速度，赛车手往往用较大的链轮与最小的飞轮相组合，加上运动员的快速骑行，就可以得到最大的速度；而在爬坡时，可以用较小的链轮与较大的飞轮组合，这时车速较慢，但可以省力。【TP标准24速自行车赛车】以正常人的体力，时速很容易达到20千米左右。目前变速车的消费者主要集中住城市，城市的交通拥拥挤状况只允许自行车最高时速在10～20千米之间，因此变速车很适于城市的交通状况。同时，变速车使用26×13/8规格的轮胎，止常情况下适宜的最大负荷为120千克。它即使在农村的坎坷泥泞的土路和碎石路上行驶也安然无恙、感觉良好，因此城乡皆宜。变速自行车一般采用直式车把或燕式车把，骑乘者无论高矮都可以轻松端坐且直视前方，不像赛车骑乘者需俯身弯腰，既不雅观又容易疲劳，还容易发生事故。变速自行车是普通骑乘者的“好朋友”。变速自行车有着广泛的消费天地。你，是不是也买一辆试试？变速自行车比一般自行车结构复杂，骑用时只有使用得当，才会给你的生活带来乐趣和方便。第一，变速自行车在骑行前，要细致地检查，要进行必要的调整，使用前要掌握其使用知识。第二，试车时，选平坦无人无障碍的地方，要注意车闸、转向和其它重要部件是否正常。第三，变换速度时，不能在车静止时进行，以免损坏霉件；要在行驶中缓慢扳动变速杆，不要用力过猛，等到链条响声消失后，即可停止扳动变速杆。第四，扳动前齿轮变速杆时，要特别注意调节链条的拔链臂，使拨链臂处在链条中间，两边空隙要相等，以免在骑车中链条偏向一边，将拨链臂磨坏。变速器零件一般都是成组、成套出售，应注意保养。第五，每种变速自行车，都有不同的负荷极限，一般除乘骑者外，不要过大地加重负荷，如带重物等。第六，十速自行车的变速原理是改变前面两个齿轮与后面5个齿轮的不同组合，每种组合产生一种速度。第七，十速中的最低速度即前用小齿轮，后用最大齿轮，适宜爬坡或顶风时；最高速度即前用最大齿轮，后用最小齿轮，宜于平地或下坡时使用。其他几种速度在实际使用中试几回，就可知道什么情况下使用哪种速度了。大学问：选购变速自行车检查一辆变速自行车的好坏应看：车的外观镀光喷漆的细腻光洁程度；各部件焊接点的细致程度；车架、前叉是否有弯曲变形现象，叉腿是否平行，车架是否对称，叉腿和车圈左右是否一致等；变速调节系统是否灵活牢靠，迅速准确，调试一下前后轮及中轴转动是否灵活，前后闸的制动是否合适等。10．中国未来自行车的发展方向小问号未来中国的第二代自行车，应该集中世界上自行车设计的一些新结构，使它在骑行轻快、舒适和安全等方面都要有一个较大的提高，成为一种新型的个人交通工具。下面我们一起来看一下中国未来自行车的发展方向，好吗？中国式“行”的现代化近几年来，我国人民在衣食住等方面都有了不同程度的提高，但是在行的方面，特别是城市广大人民的短途交通，仍然是以几十年来没有多大变化的自行车作为主要工具。大城市中最近曾出现了一段时间的摩托热，随之而来的就是事故频出、废汽污染、浪费能源等各种弊端。如果再向普及小汽车的方向发展，那么，大城市里的交通堵塞，公路上交通事故，更将越发不可收拾。所以像发达的资本主义国家那样，每户一辆小汽车，在目前的中国，实际上是不可能的。【TP拥堵的汽车】什么是中国式的“行”的现代化呢？发展公共交通是一个重要的方面，而改造当前的自行车，使它骑起来更省力、更舒适和更迅速安全，则是另一个重要的方面。在世界上也出现了类似的情况。当19世纪初自行车正在欧洲和美国蓬勃发展的时候，恰巧内燃机，特别是汽油发动机也迅速发展起来，自行车就逐渐被装上了小型汽油发动机而成为摩托车。接着小汽车的迅猛发展，使它成为个人交通的主要工具，所以他们只把自行车当作一种运动工具，而不再作为交通工具加以改进了。【TP世界上最快、最昂贵的摩托车】20世纪70年代以来，欧美各国城市中汽车数量空前增加，废汽污染甚至达到了可以致人死命地步，继之而来的“石油危机”又使油价空前高涨。所有这些又使人们回忆起自行车那轻捷灵便，又有一些健身作用的“良好”品质。于是，坐小汽车还是骑自行车？又成为人们关心的问题。目前，意大利的一些大城市就正为这个问题进行争论。据统计，意大利全国现有汽车3000万辆，到21世纪中叶将增加到5000万辆，空气污染将更加严重。眼下有关当局已就在城市名胜地区禁止汽车通行进行了民意测验。结果表明，人们都主张以自行车代替汽车以减少空气污染和噪音污染，这些人已经在意大利22个城市组织起来，并在最近发动了一场宣传攻势，宣传自行车是最理想的交通工具。由此看来，在发达的资本主义国家里，自行车将有可能代替一部分汽车在特定的地区东山再起。在美国的大学里，在日本的小巷里，骑自行车的人将会愈来愈多起来。正是这一新的对自行车的需求，推动了新型自行车的研制。在美国陆续研制和成批生产了无扶手“坐式”自行车，在澳大利亚试制出了杠杆踏板式自行车，美国阿利奈克斯公司也发明了一种杠杆式的自行车。各种新式样的电动自行车，更是五花八门多种多样。但是这些自行车大多还是为了运动和旅游，并不适于我国主要用来作个人交通工具的要求。下面就让我们作为一个自行车改进的爱好者和使用者，发表一些个人的看法，它也许对自行车爱好者以及专业设计者，在研制新型自行车时有一些帮助吧。大学问：前轮驱动的问题和解决目前市场上出售的前轮驱动两轮自行车就存在一个问题，前轮要在车把和前叉的控制下自由摆动，才能实现车子的平衡和转弯的动作，如果用脚蹬驱动前轮干扰了这一动作，将会给骑车人带来很多不便。特别当起动、上坡和逆风时，骑车人要把很大的力量蹬在脚蹬上，这时用车把保持车子的稳定就要受到很大的干扰，这一严重的缺点甚至影响了这种车子的发展。怎样解决这个问题呢？一种办法是将向前的蹬踏力转变为向下而为地面所承受，故使其对车把转动的影响有所减少，同时加长轴间距离，增大车轮直径，都会降低脚蹬的干扰作用。另外一种办法是以电动马达带动后轮作为助推动力：在起动和阻力较大时，起主要驱动作用，而在车速增大时，即以脚蹬作为主要驱动力。这种人力与电力相结合的驱动方式，使整个自行车结构紧凑，骑行舒适。未来自行车的蹬踏方式首先，自行车的整车结构要有比较大的变化，它将使骑乘者由原来的“骑”式蹬踏改为“坐”式蹬踏。这是因为从运动生理学的角度来看，骑现在的自行车时，人的臀部和骨盆受力集中，在长途骑行时臀部摩擦严重，有时甚至感到疼痛。另一方面，这种“骑”式蹬踏，限制了腿部力量的充分发挥。々 根据实际测量，这种蹬踏作用在踏板上的力量，最多是骑车人的体重，这也就是骑车人在逆风或上坡时站起来蹬踏所产生的力，而这种蹬踏实际上是不能持久的。【TP双人脚踏车】另外再从空气动力学的角度来看，现在的自行车的“骑”式蹬踏也是很不理想的，因为这种蹬踏基本上是使骑车人处于直立状态，整个迎风面积大约为人体直立时的80%左右。当该车时速为10千米时，空气对骑车人和自行车的阻力为0．16千克力，时速为50千米时便增加到3．61千克力。（其中人体阻力为2．39千克力，车为1．22千克力）从这里可以看出，在低速时，空气阻力对骑车人的影响还不算大，而车速稍一提高，这个阻力就会急剧升高。最后从骑车的安全性来看，“骑”式蹬踏要求骑车人向下蹬踏两腿要伸直时，脚踏还要距地面有200毫米以上的距离，这时为了在转弯时，脚蹬不致接触地面，这样车座子一般要距地面90厘米以上。当前轮遇到障碍物或猛然刹车时，由于人体的重心在车座以上200毫米左右。所以，很容易使骑车人产生一种向前滚翻的危险动作。同样的道理也显示在自行车上，使用更灵敏的车闸，以缩小刹车距离。而缩小这一距离恰恰就是提高自行车安全性的重要环节。另外，由于车座较高两脚不能着地，使骑车人在遇到紧急情况时，常常不能及时下车而向一侧翻倒，这也是造成车祸的一个原因。【TP独轮车】鉴于“骑”式自行车的这些缺点，就非常有必要将下一代自行车设计为“坐”式蹬踏。这种方式的优点，正好弥补了“骑”式蹬踏的缺点，首先“骑”改“坐”使臀部和腰部甚至背部都能承受体重，总的受力面积增大了五倍以上。骑车人坐在自行车上就象坐在沙发里一样舒适，这样的坐位使骑车人在长时间的骑行中，并不感到臀部压痛和摩擦。同时，坐式蹬踏，不仅只由腿部肌肉起蹬踏作用，而且臀部和腰部的肌群，都以背部为依托发挥出了蹬踏力。据研究，当骑车人坐于带靠背的坐椅中，大腿稍向上翘起，小腿与大腿成一较大的钝角，足蹬的位置处于椅子下面距离在0．15～0．3米的范围内，离开椅子靠背的水平距离为0．75米的蹬力最大。实际测量的结果是，右腿最大蹬力为262千克，左腿为241千克，这与骑现在的自行车，每腿不超过70～80千克（骑车人的重量）来比，增大了几乎达3倍之多，这将对提高车速起很大的作用。坐式蹬踏还使自行车在行驶中的安全性有了很大提高，从力学的角度来看，由于人体的重心下降30～40厘米左右。如果前轮碰到障碍或者急剝车时，骑车人向前翻倒的力矩将会显著减少，同时由于脚蹬和腿可以与地面形成一个很小的角度，在急刹车时腿部可以撑住脚蹬，以防身体向前翻倒。这些有利条件，也还可以使“坐”式自行车比“骑”式自行车的容许剎车距离大为缩短，这样就会在提高车速的同时还能减少许多可能发生的事故。大学问：前轮驱动还是后轮驱动随着自行车整体结构由“骑”式蹬踏改进为“坐”式蹬踏的这一重大变化，人体在车子中的位置也有了很大变化，腿部由车子的中部移到了前部，这时如采用任何一种传统的后轮驱动，都势必要加长整个车子和车链的长度。加长车子的长度虽然带来了一些操纵和停放的不便，这还是可以容忍的，更困难的是，加长车身以后，骑车人的手臂够不到车把。为解决这一问题，美国人设计和成批生产的“坐”式自行车，采用了无把的形式。把操纵臂放到坐位下，通过连杆或钢丝绳控制前轮。要想彻底解决“坐”式蹬踏带来的这一系列问题，最好还是前轮驱动。因为这种驱动方式适应用两脚处于前轮附近的位置，蹬踏起来非常方便。同时，脚蹬和杠杆等传动机构，还可以不用车链或钢丝绳而直接将动力传递到前轮上，这真是一箭双雕。新一代自行车制造材料多少年来，自行车除了把套和车胎等用塑料和橡胶以外，其它零件儿乎都是用钢制成的，这也许是因为已经定型的工艺，早已为各大自行车生产厂家所接受，他们不愿意为没有把握的改进而冒过大的风险。因为既使改进是成功的也将使原来的机器报废，对于用户来说，他们对新产品性能不甚了解，还担心不易买到配件，因而产品销售也不易打开局面。所以对大型自行车厂来说，这是得不偿失的事。可喜的是，近年来，随着新材料革命性的发展，一些中小厂家开始使用新材料来改进他们的产品了。首先被选用的是在加工工艺上比较成熟的铝合金，它的最大特点是重量轻和耐腐蚀。五十年代民主德国生产的自行车，已经广泛应用铝合金来制作轮圈，这使整车的重量显著减轻，骑行也较轻快。在泥泞多雨的环境下，它的车圈也不生锈，所以受到用户的欢迎。八十年代美国生产的铝制ST-500型自行车，车架用粗无缝铝管焊接而成，据称它比最好的钢制车架的强度要高30%，刚性提高28%。【TP残疾人手摇三轮车】近来，在我国也有一些厂家开始生产铝制自行车，例如，西安的庆安机械厂生产的带有十挡变速器的轻型铝制自行车，即采用了飞机制造的先进材料和工艺，所以，车身重量显著减轻，骑行快捷，颇受自行车爱好者的青睐，虽然价洛要高过普通自行车一倍，但仍能畅销于市，可见消费者对于自行车的每一点进步，都是竭诚拥护的。【TP健身自行车】所以，用铝合金制造高级自行车，将会成为今后的一个发展方向。尽管铝制自行车与钢制自行车相比较具有一系列的优点，但它也仍然存在一些不可弥补的缺点。譬如，铝材的焊接就不如钢材那样容易，请看铝制自行车，车架的接头部位，大多用二氧化碳气体保护焊手工焊接而成，从生产效率上来看，它比钢制车架的半自动化钎焊要低得多，从外观上看，它也不如钢制车架漂亮，但是，成本却要比普通车要高得多。于是自行车革新家们为了大量生产价廉物美的普通车，他们的目光又转向了塑料。那是因为，20世纪80年代，工程塑料异军突起，不但在汽车工业中代替了钢、铁，制造了许多零件，更在飞机制造业中代替铝合金，制造了机翼、机身上的许多重要部件。还因为，把工程塑料加上玻璃纤维或碳纤维、硼纤维后，就成为一种可以与钢铁铝合金等相媲美的增强塑料，俗称玻璃钢。它的强度与钢铁相似，比重与铝合金不相上下。但更难得的是，它可以在模具中压制，这样，生产效率就可以比现时的钢铁制品大为提高；同时这种塑料制品还可以在露天放置，虽经风吹雨淋也不生锈。人们现在已经开始用这种塑料作小汽车的车身。在自行车上应用增强塑料也是近年来的事，一个典型的例子是，国外用玻璃纤维增强聚对苯、二甲酸二丁烯醇酯塑料，在模具中压制车轮，仅用六十秒钟就可以制成一个轮圈、幅条和轮轴三位一体的车轮，而重量只有0．7千克，这种车轮的弹性与普通合金钢制的车轮相近似。这样的一个压铸件就可以代替了一个轮圈和几十根车条、螺帽等，成本自然会大大降低。又如法国的莎恩?邦谢尔在自己的自行车工厂里，用玻璃纤维増强树脂制造车把、前叉、车架和车轮、整车重量只有10千克。目前，这种塑料自行车已占该厂生产的40%。【TP铝合金材质电动自行车】【TP自行车辐条】看了以上的介绍，大概你也会对新型自行车的选材有一个初步的想法了吧！从我国目前的生产水平来看，无论铝制还是塑枓自行车，都有试制和生产的条件，但在目前钢制自行车大量生产的优势下，不易打开局面。但是要研制新一代的自行车，重打鼓另开张地建立生产线，选用塑料来制造自行车的主要零部件，还是可以作到物美价廉、是具有很大发展前途的。大学问：最理想的驱动和变速装置目前在自行车上普遍采用的圆形轮盘，通过车链带动飞轮以驱动后轮的传动方式，效率较低不能充分发挥人体的机能。新型自行车，将采用杠杆式无链传动系统，它将能使骑车人在蹬踏中的空行程减为最小。现有的杠杆钢丝绳传动将用于后轮驱动，凸轮杠杆式的传动，将用于前轮驱动。由于这些先进驱动方式的应用，有可能在花费相同体力的条件下，使车速提高1/3左右。新型自行车的变速装置，将由传统的分挡式内外变速器发展为无级变速器。本书曾介绍过的蜗线盘变速轮盘就是其中的一种，类似的无级变速原理，还可以应用到杠杆、钢丝绳驱动系统中。对这种无级变速器的基本要求是结构简单、使用可靠、变速范围较大。11．国外未来型自行车的发展小问号近年来，国外除在赛车和越野车上作了一些重要的研究和改进外，在坐式自行车和便携式自行车的研制方面也作了许多工作，推出了一批结构新颖、使用方便的原型样车。这些创意你想到过吗？（1）全封闭型坐式自行车坐式自行车的结构合理，骑乘舒适，所以很早就有人研究。到了近代大约在年间的国际竞赛中，就出现过全封闭型的坐式自行车。这种车，在风雨天里，在泥泞的道路上，都可以使骑车人保持清洁干燥。它还有一个很小的放行李的车舱。由于车子全封闭，并呈流线型，所以大大减少了空气的阻力。它的舱身可以用玻璃布在模型上缠绕，而后涂以环氧树脂制成。上部装有类似飞机上装的气泡式透明座舱盖，外形光滑，头部与车身呈低阻力的流线型。这就使迎面空气阻力大大减少，整个座舱重量只有15磅（6．8千克），考虑到突然的侧风有时会对车子的稳定驾驶产生一定的影响，所以该车在车身两侧安装了2个小型的支撑轮，在无侧风的情况下还可以抬起。另外，车子停止时，这两个小轮还可以支撑车子以使其不致倾倒。在这种车的座舱中，有一辆坐式自行车，骑车人蹬踏踏板驱动后轮以使整个车子前进。在这以后有一位自行车设计获奖者鲁德，研究了坐式自行车的刚性、稳定性传动机抅和空气动力特性，试制了几种不同外形的坐式自行车，有三轮的也有两轮的，其中一种是车轮为16英寸（40．6毫米）的，被称Ⅱ型的两轮车。骑车人坐在一个塑料制造的舱室内半躺着蹬踏。【TP自行车的改进】塑料座舱是用112～114毫米厚的ABS塑料制成，所以整个舱体重量很轻，只有5磅（2．3千克〉，流线形的舱体可以把一辆坐式自行车和骑车人整个包围起来，它的上部留有窗口，可以使骑车人方便地从这里向外了望，这个窗口平时是敞开的，它可以使骑车人不致在狭窄座舱内感到气闷。为了适应坐式蹬踏，这种车子将普通型的小轮自行车进行了改造。它在原车的曲柄上加装了连杆，使它连接到位于前轮上部滑轨上的脚蹬，骑车人坐在带靠背的座位上，双脚前后往复蹬动踏板，就会使连杆带动链轮上的曲柄转动，从而通过车链驱动后轮。【TP未来的自行车设计】这种传动的优点是：第一，与原来的回转蹬踏相比，脚部的行程减少了很多，有利于节省体力。第二，蹬踏时大腿上下摆动的幅度减少，使腿部与座椅的摩擦减小，便于长途骑行。第三，随着腿部上下活动范围的减小，也使座舱的尺寸相应减小，因而降低了侧风给驾驶带来的困难。这种传动也有一定的缺点，那就是：A．往复式杠杆传动结构使骑车人在蹬踏时用力不自然，特别当起动时，曲柄处于死点会发生“卡死”的感觉。第四，传动结构比较复杂，它需要细长的连杆和复杂的滑动导轨，既不利于长期使用，也不利于维修。（2）半封闭坐式自行车参考了鲁德的设计，另一位自行车设计家斯坦索?卡宾曾制造一种前后轮都带有缓冲器的坐式自行车。在它的上半部还有用塑料制造的半封闭顶盖，这种结构的特点是：第一，它既能在行驶时减少人体的阻力提高车速，又能为骑车人挡风遮雨，免受日晒之苦。第二，两侧透空，可以减少侧风对车子的影响，使车子能够经常保持稳定行驶。第三