自行车，又称脚踏车或单车，通常是二轮的小型陆上车辆。人骑上车后，以脚踩踏板为动力，是绿色环保的交通工具。英文bicycle或bike的bi意指二，而cycle意指轮。在日本称为“自耘车”；在中国大陆、台湾、新加坡，通常称其为“自行车”或“脚踏车”；在港澳则通常称其为“单车”。

　　原理

　　自行车的车架、轮胎、脚踏、刹车、链条等25个部件中，其基本部件缺一不可。其中，车架是自行车的骨架，它所承受的人和货物的重量最大。按照各部件的工作特点，大致可将其分为导向系统、驱动系统、制动系统： 1、导向系统：由车把、前叉、前轴、前轮等部件组成。乘骑者可以通过操纵车把来改变行驶方向并保持车身平衡。
　　2、驱动（传动或行走）系统：由脚蹬、中轴、牙盘、曲柄、链条、飞轮、后轴、后轮等部件组成。人的脚的蹬力是靠脚蹬通过曲柄，链轮、链条、飞轮、后轴等部件传动的，从而使自行车不断前进。
　　3、制动系统：它由车闸部件组成、乘骑者可以随时操纵车闸，使行驶的自行车减速、停驶、确保行车安全。
　　此外，为了安全和美观，以及从实用出发，还装配了车灯，支架等部件。

　　组成

　　车体部分

　　包括车架、前叉、车把、鞍座和前叉合件等，是自行车的主体。

　　传动部分

　　包括脚蹬、曲柄、链轮、链条、中轴和飞轮等，由人力踩动脚蹬，通过以上传动件带动车轮旋转，驱车前行。

　　行动部分

　　即前后车轮、包括前后轴部件、辐条、轮辋（车圈）、轮胎等。

　　安全装置

　　包括制动器（车闸）、车灯、车铃、反射装置等。
　　根据需要，还可增加一些附件，如支架、衣架、保险叉、挡泥板、气筒等。另外，装有变速机构的运动车、竞赛车、山地车等还装有变速控制器和前后拨链器等。

　　分类

　　公路自行车（Road bicycle）
　　用来在平滑公路路面上使用的车种，由于平滑路面阻力较小，公路自行车的设计更大考量高速，往往使用可减低风阻的下弯把手，较窄的高气压低阻力外胎，挡位较高，且轮径比一般的登山越野车都大，由于车架和配件不须像山地车一样需要加强，所以往往重量较轻，在公路上骑行时效率很高。由于车架无需加强又往往采用简单高效的菱形设计，公路车是最为优美的自行车。

　　场地自行车（Track bicycle）
　　用于在室内极其平滑的椭圆形赛道上使用的自行车，这种自行车没有车闸(煞车)，没有变速器，且没有可逆转的飞轮。 三项赛/计时赛自行车（Triathlon/Time Trial bicycle）在三项赛和计时赛运动中使用的公路自行车，三项赛和计时赛的最大特点就是不允许使用牵引气流（draft），也就是说选手必须完全通过自己的力量来克服空气阻力，而不须骑在其他选手后面，所以三项赛/计时赛自行车在设计时非常注重让选手保持一个减小空气阻力的骑行姿势，同时注意减小自行车自身的空气阻力。三项赛自行车还让选手在骑行时使用和跑步时相近的肌肉组，这样使从骑行到跑步的转换更容易。

　　山地自行车（Mountain bike）
　　山地自行车起源于1977年美国旧金山。 设计为骑乘于山区的车种，通常具有变速器可变换省力或快速的档位，有些会在车架安装避震器，部份的轮胎胎皮是巧克力胎纹以便于在无铺面的路面骑乘。 山地车零件的尺寸一般为英制单位。车圈为24/26/29英寸，轮胎尺寸一般为1.0-2.5英寸。车架尺寸也以英制为单位，例如14、17、19来表示车架尺寸的大小。

　　速降自行车（DownHill bike）
　　速降自行车，也称落山自行车。英文简称DH。是一种极具挑战性的活动。骑手利用特制的DH自行车在山坡上滑翔，甚至坠山来寻求刺激。活动多在山脊、矿洞、雪地等地带开展。奥地利人利用DH创造出210.4KM/H的世界纪录。 速降自行车的车架角度与山地自行车有所区别，零件与山地自行车一样都为英制单位。进行此项活动时必须佩戴头盔、护甲等装备。前叉减震的行程比山地自行车及XC自行车要长。轮胎宽度一般超过2英寸。

　　斜躺自行车（Recumbent）
　　与传统设计上较不一样的自行车。通常有较大且舒适的座椅，两轮或三轮。优点是舒适，且风阻低。

　　旅行自行车（Touring bicycle）
　　由公路自行车发展而来，适合超远程自给自足的旅行，有较舒适放松的车架几何设计，能够负重，有很低的最低档位，使用较宽的车胎，配件选择方面追求可靠耐用而不太侧重减轻重量，往往是用山地车脚踏板。

　　广告自行车（Advertising bike）
　　广告自行车是由中国国家专利局授权（ZL2007 2 0312144.6）的薄壳型车架制作的特殊自行车，利用车架表面积发布广告的专业广告自行车。

　　越野公路车（Cross-country cycling）
　　由公路自行车发展而来，起源于骑手们想用一辆自行车同时征服公路和山地，于是骑手们选用较结实的公路车架和轮子，再安装上更强的车闸和很宽的车胎，使用山地车脚踏板。越野公路车既可以在公路上实现较高速度，也有一定越野能力。

　　双人/多人自行车（Tandem bicycle） 又称为协力车，由两人以上协同出力，由第一位控制方向。

　　折叠车（Folding bicycle）
　　是为了便于携带与装进车内而设计的车种，有些地方的铁路及航空等公共交通工具允许旅客随身携带可折叠收合并装袋的自行车。
　　电动自行车（Motorized bicycle）
　　一种以一半电力驱动和一半人力驱动的环保电动交通工具。电动自行车可以自动侦测双脚施力状况，在需要时以适当的动力辅助踏踩，自动调节动力。在中国广州等地区，因为电池回收等问题，禁止使用电动自行车。

　　小轮车（Cycling BMX）
　　一种专门用于极限运动的自行车，这类车为了更适合特技表演而作出了不少改造，比如更轻量化的车身，没有刹车，车把可以360°旋转。

　　部件

　　1、车架部件是构成自行车的基本结构体，也是自行车的骨架和主体，其他部件也都是直接或间接安装在车架上的。
　　车架部件的结构形式有很多，但总体可以分为两大类：即男式车架和女式车架。
　　车架一般采用普通碳素铜管经过焊接、组合而成。为了减轻管重量，提高强度，较高档的自行车采用低合金钢管制造。为了减少快速行驶的阻力，有的自行车还采用流线型的钢管。
　　由于自行车是依靠人体自身的驱动力和骑车技能而行驶的，车架便成为承受自行车在行驶中所产生的冲击载荷以及能否舒适、安全地运载人体的重要结构体，车架部件制造精度的优劣，将直接影响乘骑的安全、平稳、和轻快。一般辐条是等径的，为了减轻重力，也有制成两端大、中间小的变径辐条，还有为了减少空气阻力将辐条制成扁流线型 速降自行车(DownHill bike)

　　2、外胎：分软边胎和硬边胎两种。软边胎断面较宽，能全部裹住内胎，着地面积比较大，能适宜多种道路行驶。硬边胎自重轻，着地面积小适宜在平坦的道路上行驶，具有阻力小，行驶轻快等优点。
　　外胎上的花纹是为了增加与地面的摩擦力。山地自行车的外胎宽度特别宽，花纹较深也是适应越野山地用。
　　3、脚蹬部件：脚蹬部件装配在中轴部件的左右曲柄上，是一个将平动力转化为转动力的装置，自行车骑行时，脚踏力首先传递给脚蹬部件，然后由脚蹬轴转动曲柄，牙盘，中轴，链条飞轮，使后轮转动，从而使自行车前进。因此脚蹬部件的结构和规格是否合适，将直接影响骑车人的放脚位置是否合适，自行车的驱动能否顺利进行。
　　脚踏：可分为整体式脚踏和组合式脚踏。无论什么款式的脚踏都必须有脚踏面，必须安全可靠，具有一定的防滑性能，可以选用橡胶、塑料或金属材料制造。脚踏必须转动灵活。
　　4、前叉部件：前叉部件在自行车结构中处于前方部位，它的上端与车把部件相连，车架部件与前管配合，下端与前轴部件配合，组成自行车的导向系统。
　　转动车把和前叉，可以使前轮改变方向，起到了自行车的导向作用。此外，还可以起到控制自行车行驶的作用。
　　前叉部件的受力情况属悬臂梁性质，故前叉部件必须具有足够的强度等性质。
　　5、链条：链条又称车链、滚子链，安装在连轮和飞轮上。其作用是将脚踏力由曲柄、链轮传递到飞轮和后轮上，带动自行车前进。 链轮：用高强度钢材制成，保证其达到需要的拉力。
　　6、飞轮：飞轮以内螺纹旋拧固定在后轴的右端，与链轮保持同一平面，并通过链条与链轮相连接，构成自行车的驱动系统。从结构上可分为单级飞轮和多级飞轮两大类。
　　单级飞轮又称为单链轮片飞轮，主要由外套、平挡和芯子、千斤、千斤簧、垫圈、丝挡几钢球等零件组成。
　　其单级飞轮工作原理：当向前踏动脚踏是，链条带动飞轮向前转动，这时飞轮内齿和千斤相含，飞轮的转动力通过千斤传到芯子，芯子带动后轴和后轮转动，自行车就前进了。 当停止踏动脚踏板时，链条和外套都不旋转，但后轮在惯性作用下仍然带动芯子和千斤向前转动，这时飞轮内齿产生相对滑动，由此将芯子压缩到芯子的槽口内，千斤又压缩了千斤簧。当千斤齿顶滑到飞轮内齿顶端时，千斤簧被压缩得最多，再稍微向前滑一点，千斤被千斤簧弹到齿根上，发出“嗒嗒”的声响。芯子转动加快，千斤也很快在各个飞轮内齿上滑动，发出“嗒嗒”的声音。当反向踏动脚踏时，外套反向转动，会加速千斤的滑动，使“嗒嗒”声响得更急促。多级飞轮是自行车变速装置中的一个重要部件。
　　多级飞轮是在单级飞轮的基础上，增加几片飞轮片，与中轴上的链轮结合，组成各种不同的传递比，从而改变了自行车的速度。

　　基本性能

　　自行车性能的优劣可从骑行、安全和耐用3个方面来衡量。
　　骑行性能与自行车的结构尺寸有关，骑行者的体材与车辆相互匹配才会骑行轻快、舒适和操纵自如。人体与车辆在A、B、C3点接触,3个点组成一个三角形，它的边长和角度是自行车的重要参数。AB和AC的长度关系到骑行者能否最有效地发挥体力。BC 的长度和位置依车型和骑行者习惯而定，它决定骑行者的姿势和舒适性。
　　前后轮中心距L、前叉倾斜角θ和前叉伸距T也是自行车的主要参数，根据车型选定。一般来说，L、T值大而θ值小时，车辆稳定性好，直线行驶的自复力强，但灵活性差；反之，L、T值小而θ值大时，车辆灵活性强而稳定性差些。L值是根据骑车人的体材来选择,一般在900～1200mm;θ值在65°～75°;T值决定于θ值。前叉翘度H通常控制在前叉转向轴线和前轮中心垂线交点J的位置，J点离地面的高度一般为车轮半径R的15％～60％。另外，制造精度以及车轮重量（含轮胎）也影响骑行性能。

　　安全性能

　　自行车骑行者的人身安全是个重要问题，各国制定有相应的标准。中国颁布的安全标准包括结构件的强度、闸车制动性能和安全装置3个方面,前者包括车架和前叉组合件的强度、车把与前叉的装配牢固度、前后车轮的强度等。 ①车架和前叉组合件的冲击强度：有两个测定方法。一是落重冲击试验,将组合件垂直竖起，在前叉上方180mm处置一个22.5kg的重锤,在重锤的一次冲击下,组合件的永久变形不能超过40mm，并无肉眼能见的裂纹；二是跌落冲击试验，在组件的鞍座处放置70kg的重物，使其重心移至后轴垂直位置上，自由向前跌落，经过两次重复测试，不得有肉眼能见裂纹。另外，车架和前叉还需进行侧向荷重强度试验，其负荷重量按车型而有所不同。
　　②车把与前叉的装配牢固度：测定方法是车把装入前叉后，在车把横管（通常用试棒代替）上施加25N·m的力矩，车把不得转动。
　　③前、后车轮的强度：测定方法是将穿好辐条并经过校正的车轮夹紧平放，在其侧向施加178N的力,1分钟后，永久变形不得大于1.5mm。
　　④闸车制动性能：测试方法根据车辆的传动速比分为两种。一种是对行程5m或5m以上的自行车，规定试验车速为24km/h；另一种是对行程5m以下的车，车速为16km/h。制动性能有干态和模拟雨天的湿态两种。在规定的试验车速下，同时使用前、后闸，干态的制动距离不得大于5.5m，湿态的制动距离不得大于15m。 ⑤安全装置：自行车要装有车铃或车灯，还要有反射器（俗称回光）。反射器是借机动车头灯或其他外来光源照射,反射出足够强度的光线,提醒对方注意，从而保护自身。反射器有前方、侧向和后方反射器 3种。前方的为白色，后方的为红色，前轮侧向的为白色或琥珀色，后轮侧向的为白色或红色，脚蹬为白色或琥珀色。

　　耐用性能

　　可分为内在和外表两个方面。内在的耐用性能要求保证一定的结构强度，要求对一些易磨损零件如前、中、后轴的挡碗、飞轮的齿片、链条心子和滚子以及脚闸的零件等，进行热处理渗碳淬火，以提高表面硬度。外表的耐用性能是通过电镀和涂装(油漆)防止腐蚀和增加外表美观。电镀是在车把、轮辋等原有金属表面上镀上铜、镍、铬或镍、镍、铬3层金属镀层,也可视资源情况和防锈性能要求选择其他镀层。对一些次要的小零件，则采用光亮镀锌工艺。涂装是采用高压静电的方法，对车架、前叉表面进行喷涂。油漆表面要丰满、绚丽，并具有一定的防锈性能和漆膜结合力。

　　发展趋势

　　由于各国生活水平的差异，使用自行车的目的各不相同，有些国家的骑行者以旅游、锻炼身体以及少年儿童体育运动为主要目的，一般使用多速车、越野车和山地车；有些国家的自行车主要作为交通工具，多使用轻便车和多速车。总的来说，自行车是朝着美、轻、牢、新、廉方向发展。美是造型美观、色彩鲜艳、华丽而不俗；轻是自重轻、骑行轻；牢是强度高；新是款式新、品种多；廉是成本低、竞争力强。

　　自行车的润滑

　　自行车是量大面广的人力机械，润滑结构型式有滑动摩擦和滚动摩擦，有点摩擦和线摩擦，有流体润滑和边界润滑，有油润滑和脂润滑。
　　自行车的关键运动摩擦部位是中轴和前、后轴，都是使用滚珠轴承，用2号钙基润滑脂润滑。每次检修时都要将滚珠和珠槽及挡盖清洗干净，向珠槽内涂匀2号钙基润滑脂，沿轴周围摆满表面光滑完整滚圆并颗粒均匀，大小一致的专用滚珠（珠子），而后上好挡盖，切勿使尘土杂质混入。而后每一季度或半年向加油孔（有油孔的）或轴端滴2-5滴自行车润滑油，或40℃，粘度7-15mm2/s的低粘度润滑油。但在加油之前一定要清除加油孔或轴端附近的尘埃污物，以免造成磨损。一般用润滑脂润滑时不能混用润滑油，油与脂在一般情况下不能混合。但在自行车上是特殊情况，为简化设备而无脂嘴，只有补加润滑油，以改善润滑。
　　其次链条和齿轮盘的润滑，这里是滑动摩擦和滚动摩擦的混合摩擦，且大部分处于边界润滑状态，因而摩擦条件较苛刻，一定要用粘附性和润滑性较好的润滑油润滑，尤其大多数都是开放式，在尘埃较多的情况下工作的，对链条和齿轮盘的磨损严重，因而要根据情况随时（季度或半年）清洗干净，换用新油，最用用粘度较大的润滑油（40℃粘度10-20mm2/s），但一般也用和向三轴加的同样润滑油，这样较正常骑乘使用

　　正常的骑乘使用是不须要任何技术的，但却是在自行车的维护中，最重要且最基本的一项，在骑乘前，对自行车的车况加以检查，是很重要，也是常被遗忘的，因此在骑车前，记得做以下的检查：
　　检查骑乘姿势尺寸：如果你骑的不是专属于自己的车，记得在骑车前将座垫调至适当高度。
　　检查各部位螺丝松紧：检查前后轮及座垫杆的快拆是否锁紧了，检查车把是否已固定好，其他螺丝是否有松脱情况。
　　检查轮胎：检查胎压是否足够，不足的话将之打到适当压力，检查胎壁是否有裂痕、割伤胎纹是否已经过浅，如果必要则须更换外胎。

　　检查刹车：试拉前后刹车，检查刹车是否可以确实刹停。
　　检查前车腕：刹住前刹车，将车身前后摇动，如有感到有晃动的间隙，表示前车腕须重新调整。
　　检查变速器：起步后先试着分别变前变速与后变速，是否可以顺畅的变到各档速，是否会有奇怪的怪声。

　　骑车注意事项
　　为预防骑自行车引起的下部不适，必须注意以下几点：
　　1、车座太硬的，可用泡沫塑料做一个柔软的座套套在车座上，以减少车座对下部的摩擦力。
　　2、调整车座的高度和角度。车座太高，骑车时臀部必然左右错动，容易造成会下部的擦伤；车座前部上翘，更容易损伤会下部。
　　3、骑车时间较长时，要注意变换骑车姿势，使身体的重心有所移动，以防会下部某一点长时间着力。
　　4、初骑变速车时，速度不要太快，时间也不要太长，待身体适应后再加速和加时。
　　5、在骑车时，若发觉会下部有不适症状，要及时查明原因，若因车座有问题，要及时排除或改进，并要注意休息，症状消除后再骑车；若不能消除症状者，应到医院请医生检查治疗。

　　维护类型

　　短期定期

　　维护短期的维护是经常进行的，如果正常的使用自行车，在此阶段的维护上，是相当简单的，而此维护能够使你的车子常保良好状态，因此绝不可轻忽。 清洗车子：除了让你的车保持新车时的耀眼外，清洗车子也同时避免车架的锈蚀，而如果你在一场大雨中或泥泞中骑车，在骑完之后应尽快进行清洗的工作，洗车时要注意以下几点：如果车身上的污泥不多，或多是灰尘而已，可以使用抹布擦干净，或是用大毛刷刷干净。不可使用高压水柱来清除车身上的污泥，这方法虽然很有效率，但是可能将污水逼入轴承中，如此会造成轴承的损坏。在车身上污泥很多的情况下，应使用刷子以及肥皂水将污泥洗净后，用清水冲干净，再用布擦干。车一清洁干净后，记得检查烤漆是否有剥落，钢制车架烤漆剥落后会开始锈蚀，铝合金或碳纤维以及钛合金车架则不会锈蚀，只会影响美观。在使用水洗过车子后，记得链条要擦干，并重新上油。 检查刹车皮：将刹车皮上的杂物加以清除，以保证其刹车力，若其磨耗已很严重，则须更新。 将线管重新上油：如果刹车或变速的动作不良，可能是内外线的摩擦过大，将外线由止管的部位取下，把内线涂布黄油，再重新装回，如果如此后动作仍然不顺，则考虑更换内外线管。 链条上油：将链条上滴上润滑油之后，约十分钟之后，将链条外侧的油擦干净，链条只要内部动作的部份有油就够了，外部多馀的润滑油会黏住灰尘，增加清洁的麻烦，因此最好擦干净。另外，如果使用喷罐式的润滑油，记得在上完油后，把滴到其他部位的油擦干净。

　　中期定期维护

　　检查链条：链条在长期使用后会发生拉长的情况，链条的节距为0.5英寸，测量24节链条，长度应为12英寸，若其长度已经超过正常长度1/8寸，则应更换链条。
　　清洗链条：如果你的链条内部有许多的油泥，也许该清洗了，清洗链条可以使用洗链器，或是把链条拆下，找一个容器，装满溶剂油，置入链条后，摇晃使其洗净，最后取出晾干上油。
　　检查飞轮及大齿盘：若更新链条后，如果飞轮会有跳齿的情况，则更新飞轮，若大齿盘的齿磨耗甚大，产生卡链的情况，也应更换，检查大齿盘的固定螺丝，若松动则须重新锁紧。
　　检查轮圈：检查气嘴孔及钢丝孔附近，是否有细微的裂痕产生，若有裂痕，则尽快更换轮圈，将轮子抬起，旋转轮子，观察轮圈是否会摩擦到刹车皮，如果会，则须重新调整轮圈。
　　检查钢丝：检查前后轮的钢丝是否有断裂的情形，若有则更换之，换钢丝后须重调轮圈，调整轮圈时，观察轮圈偏摆的方向，如向右偏，则将轮圈该处附近的右侧钢丝放松，左侧锁紧，向左偏则反之，轮圈左右的偏摆幅度应小于2mm。
　　检查车手：检查车手是否在车祸中发生变形，是否在立管锁紧的部位产生裂痕，如果是，则更新车手。
　　检查座垫及座垫杆：取下座垫杆，检查是否有变形或裂痕，若无则上一层薄黄油后装回，检查座垫是否有损伤，底下的支架是否完好，如果有问题，则加以更换。

　　维护维修

　　检查花鼓：取下前后轮，检查钢丝孔附近是否有裂痕，如有则马上更换，用手转动花鼓轴看看，再加以上下摇晃，如有感到间隙，或是非常的松动，则将花鼓轴分解，将内部的油清理干净，再重新装入新的黄油，把花鼓轴重新组合，记得调整轴承应调至轴可顺畅转动，但不会有上下摇晃的间隙。
　　检查中天心：取下链条，抓住曲柄左右摇晃，如有晃动，锁紧固定螺丝，若还会晃动，则须调整天心轴承；将耳朵贴座垫上，旋转曲柄，听到的声音应是“呼呼”很顺畅的声音，如果听到嘎拉嘎拉或其他的怪声，则表示轴承已损坏，应更换中天心。
　　检查踏板：拆下踏板，使用15mm的开口扳手，注意左边的踏板是左牙的，拆时不要拆错，踏板轴承不太须要调整，但仍须加以检查，如果使用的是卡式踏板，则检查其机构动作是否正常，并上油润滑。检查变速器：检查变速器的各个动作部位是否会晃动，如果会，表示变速器的磨损已相当严重，应该更换了，如果不会则在动作部位上油润滑。
　　避震器保养：油压避震前车腕应该拆卸，更换新的避震油，优利胶形式的则检查优利胶是否已有裂痕或变形，如有的话则更新之，避震器的维修，应洽询原购买厂商进行之。
　　检查车架：检查所有烤漆，如有锈蚀状态至车架穿孔，则须更换车架，如果车架受到冲击发生变形，则也应更换。
　　更新所有内外线管：所有的线管经过长时间的使用，已经磨损，因此建议加以更换，以维持其性能表现。
　　当在野外骑车时，车子发生了故障，使得你必须走路回家，实在是非常扫兴的事情，因此为了避免这种情况，出去骑车时千万记得要带着工具，不要认为意外不会发生，有备无患总是好的。