谢邀,这题我想我作为一个半路出家设计过死飞车架的人能回答一二。
先说答案,不是厂商故意为之。
而是针对山地车的实际骑行场景顺势而为。
首先啊,为什么折叠车牙盘搞得大?搞大点传动比高哇,高才能弥补轮径小“我蹬一下走一米,别人蹬一下走三米”的劣势。
为什么山地车的牙盘越做越小?
一定程度上是把变速的任务逐步移交给了后边齿数越来越多的飞轮,所以前边牙盘就单盘就够了,而且也无需搞得那么大,因为后边飞轮范围从小到大越来越广,前后搭配起来即使总齿数不大,齿比也会足够大,总之,就是单盘尽可能确保别掉链子就行了。
至于为什么山地自行车变速结构发展成了趋向于单盘而且越来越小,有另外一个问题的很多回答可以作为解释:
变速自行车单盘和双盘的配置越来越受欢迎,主要原因是减重?那为什么不用 3X4、2X6 这种搭配?我这里想就牙盘变小的另外一个原因分享些观察:就是现在山地车讲求通过性能么,同时需要兼顾踩踏力量传导,和控车灵敏度,所以需要做的是:轮径越来越大、轮胎越来越粗的同时,车辆整体轮距、链距要短,还不能过多增加左右脚踏之间的宽度,那么能压缩的地方只有牙盘大小了。
光凭文字一般的车友可能很难理解这个意思,我们上图一步步来。
早期的运动自行车长这样,用一辆早期参与环法的车来做例子:
我们可以先看一下:
1、插着车座和连着前齿盘的这个管(中管),和后轮胎边缘的距离
2、题主关注的牙盘大小
记住这两点。
然后我们再看一下 1970 - 1980 年代,山地车刚刚出现时候的样子,我们就拿 Joe Breeze 的一辆古早车为例:
同样看上边我说的两点。
我们再来看捷安特 2013 年款的 ATX 750:
再看一下现在主流的 27.5 寸轮径或 29 寸轮径的硬尾山地车样式:
看到变化了吗?
上面我笼统地和大家说了为什么会呈现这样的车辆结构设定,下面我试着通俗易懂地写一下。
全世界人民的平均身高和身材比例,决定了自行车的大致尺寸,关键尺寸就有前后轮圆心之间的距离也就是轮距/轴距,wheelbase,大致在 1 米和 1.2 米之间,可能速降车和 BMX 等车型有例外,这里不做讨论。
因为这个轴距是大多数人普遍能操控或者说骑起来比较舒服的尺寸。
用极限的思想去想,过短,过于灵敏,不稳定;过长,10 米长的自行车,一个人骑不灵活难操控。
题外话,看看姚明的自行车…
即使这辆车是 29 寸又如何,对他来说还是一辆小轮车。
然后大家看看它的轴距。
说回来主题,车辆是否好操控,反馈是否灵敏,除了看车总体的轴距长度,还要看传动效率是否高。同时,自行车的骑行方式也并不是只有向前猛蹬这么简单,如山地车、街车、BMX 等车辆还涉及到跳跃、转体等动作,涉及到这些复杂的骑行技术动作,决定车辆是否好骑、好操控还有一个尺寸至关重要,也就是后下叉长度或后叉管整体的尺寸(有前叉当然有后叉了...)。
这个长度在哪儿呢?我来车架 CAD 设计图:
也就是 CAD 图中的 RC,后下叉有效长度。
这里我们还可以用极限的思想考虑,后下叉越长,在骑行过程中后叉管左右上下晃动的幅度会更大,简单说就是整体后叉结构会更松散,踩踏力量传导损耗更高,做转体动作的话,后轮也会显得过于拖沓。
而把整体尺寸缩短,好比同样材料的筷子,全长的时候你可以轻松掰断,而一半长度的时候,掰断就会困难些,后下叉这里也一样,整体摆动幅度会减少,踩踏的损耗就会减少。
再配张图帮助理解,上面左图一辆 1920 年环法比赛中使用的赛车,和右图一辆日本当代 NJS 竞轮场地车。两辆车中管倾斜程度的变化是一方面,中管和后轮的距离才是重点,也就是后下叉长度缩短了很多。
再回头看一下山地车的这里的变化,同样的趋势:
为了尺寸更加压缩,许多厂商中管因此会做打弯、变型等设计,例如右边的闪电 epic。
这么搞,带来的殊途同归的结果就是「牙盘也很难不小」。
如果这么侧着看自行车大家没概念。再来看一遍 CAD 图纸上的俯仰视图,如果轮子和中管无限接近,那么后下叉的管子就要从五通处张开更早才能容得下胎宽:
原始一些的山地车根本还没有考虑这些问题,牙盘、后下叉管、轮胎之间也相安无事,后下叉也不用很早张开。
现在的 XC 山地车你看是什么样子?
由于轮胎也因为越野性能考虑越来越宽,再加上灵敏好操控的需要,此时在保证左右脚踏宽度不变的情况下,牙盘加大,势必会蹭到后下叉上。有些厂商还会考虑把右侧的后下叉管上提或者下移,来给牙盘和轮胎让位。
但其实,一定要给现在的山地车装大牙盘也不是不行,使用宽中轴,就能让大牙盘远离后下叉,但问题就是可能很容易掉链子、牙盘磨损也会很严重,同时因为脚踏左右宽度也加宽了,肌肉发力会有变化,可能会出现疼痛。
另外,其实人体站立阔度的大致范围也是最终导致山地车牙盘不能很大的原因,这点在前面没有融入得很好,抽空再给塞进去吧。