七千字白皮书诠释ROVAL最新轮组 前高后低框设计打破常规

   2025-06-27 09:00


6月27日,Specialized旗下品牌Roval正式发布了全新的Rapide CLX Sprint、Rapide CLX III和更亲民的Rapide CL III轮组,尤其是Rapide CLX Sprint、Rapide CLX III轮组采用了前高后低的框高设计,可谓是打破了常规,并且采用了碳纤维辐条使得轮组重量大大降低。


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Rapide CLX Sprint – 冲刺手利刃


约1395g

前63mm/后58mm

约90%气动优势来自于前轮

对比Rapide CLX II,在约250m冲刺中领先约18cm

来自Arris的Roval Aero Composite辐条:更强约20%,每根重约1.9g,比钢辐条系统更轻约96.6g

针对28mm胎宽优化

Roval LF花鼓,DT Swiss 180 EXP 36T内构,Sinc陶瓷轴承

集团冲刺中的秘密武器


建议零售价:

Roval Rapide CLX Sprint

9,990.00(前轮)

12,990.00(后轮)

 

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Rapide CLX III – 公路赛场梦幻轮组


约1305g

前51mm/后48mm

比Rapide CLX II轻约215g

约90%气动优势来自于前轮

针对28mm胎宽优化

Roval LF花鼓,DT Swiss 180 EXP 36T内构,Sinc陶瓷轴承

来自Arris的Roval Aero Composite辐条:更强约20%,每根重约1.9g,比钢辐条系统更轻约96.6g


建议零售价:

Roval Rapide CLX III

9,990.00(前轮)

12,990.00(后轮)

 

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Rapide CL III – 同级领先的速度


约1555g

前51mm/后48mm

DT Swiss Competition Race辐条,不锈钢轴承

DT Swiss 350,行星棘轮,36T内构,不锈钢轴承

针对28mm胎宽优化

气动、稳定性和真空胎保护性——以及更触手可及的价格——您可以全都要


建议零售价:

Roval Rapide CL III

5,490.00(前轮)

6,490.00(后轮)


白皮书:


本文详细阐述了Roval Rapide CLX III、CL III和CLX Sprint轮组所依据的工程原理、测试方法及实证研究成果。文中提供了全面的技术规格、空气动力学性能数据、结构耐久性评估以及设计创新,这些要素使该系列轮组与传统轮组形成显著差异。


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前高后低

Roval Rapide CLX Sprint和Rapide CLX III:打破常规,速度主宰

 

常识似乎总是认为,更低框高的前轮和更高框高的后轮组合在一起会更快。但物理学从不在意常识怎么想。

 

源于打造一对更快的冲刺轮组的执着追求,Rapide CLX Sprint轮组为了香榭丽舍大道上的最后冲刺、米兰-圣雷莫终点前的集团拼杀而生。前轮63mm框高,后轮58mm框高的搭配将空气动力学、重量、加速和平路拼杀所需的强度平衡地融合。

 

我们已经知道,约90%的气动收益来自于前轮,Roval团队耗时数年,为世巡赛车手日常面临的独特场景量身打造配置方案。而Remco Evenepoel使用Rapide CLX Sprint前轮在2024巴黎奥运计时赛上夺冠则用金牌证明了我们的研究是行之有效的。


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秉承这一全新的深度优化理念,Roval工程师将这一空气动力学突破应用于Rapide CLX III轮组,这款全能型轮组不仅超越了其前代产品Rapide CLX II,更是市面上同类型轮组中不可多得的颠覆者。


与Rapide CLX II相比,Rapide CLX III车轮组轻了近215g,改变了对直观操控的认知,同时保持了Rapide系列一直以来的出色速度。如果您的轮组前后框高相同——或者更糟糕的是,后轮比前轮更高——那么您可能已经为了少量的空气动力学优势而牺牲了更多的重量。


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|  减重分析 Rapide CLX III约比Rapide II轻215g,同时保持了几乎同样的空气动力学性能。这一成就得益于优化的碳纤铺叠结构、复合材料辐条以及组件级工程优化。

 


信心对于速度来说不可或缺。Roval工程师竭尽全力研发多年,打造了一款全新轮圈设计,其中包括独特的宽有勾圈唇,这使得该轮圈获得了同类产品中领先的防爆胎性能,同时更是具备我们一直很出色的真空胎固定能力——要让Rapide CLX III发生蛇咬爆胎,需要比普通轮圈更多约39%的力量——这一巨大提升足以让骑士更加无后顾之忧地专注于前方的道路。我们在测试标准和冲击目标方面极为严苛,并向ASTM提议将我们的测试方法作为行业标准。

 

所以,让我们从前面开始。将更气动的框高放到更需要它的地方,减少其他位置的重量,让整体变得更快。对防爆胎性能的自信让您放下顾虑。这便是Roval系列的最新气动范本,重新定义速度所需的框高配置。


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前高后低……

这个疯狂的主意从何而来?科学俱乐部出列!

 

我们Roval团队的成员不仅痴迷于打造出色的产品,他们同样是自行车运动的疯狂粉丝,也是Specialized科学俱乐部的成员。所以,在巴黎奥运会举办的几年前,科学俱乐部的梦想也在生根发芽。

 

有什么能比在一个对于自行车运动具有标志性意义的城市赢下如此重要的比赛胜利更带劲的事情?我们应该如何帮我们的车手榨干每一瓦功率、每一厘米优势?打开沙盒开始构思,探索每一种可能性,科学俱乐部接下了这个挑战。

 

Lionello Bardina作为Specialized和Roval的研发空气动力学工程师,提出了一个独到的想法。尽管公路车运动深受传统影响,但他深知我们必须打破常规、勇于创新。巴迪纳曾参与设计Specialized Tarmac公路自行车,他清楚大多数以巴黎为终点的公路赛最终都会演变成冲刺决胜,同时也深谙一个关键真理:优化前缘设计能大幅降低空气阻力。


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| Specialized和Roval的研发空气动力学工程师Lionello Bardina


因此,他将这一原理也运用到轮组上。经过数千次设计迭代,两大突破应运而生:

 

Rapide CLX Sprint:前轮63mm框高,后轮58mm框高——为冲刺而生的气动收益与加速性。

Rapide CLX III:前轮51mm框高,后轮48mm框高——与Rapide CLX II一脉相承的气动与稳定性,但重量显著降低。

 

于是,我们便得到了足以在多种类型赛段争胜的冲刺轮组和全能型轮组。


开发流程

 

Bardina通过使用我们的第一代CLX 64和Alpinist轮组进行组合测试,验证了他的假设,随后他与高级设计工程师Phillip Somers合作,开始深入了解并建立数据库,来帮助他们创建合适的框高组合,来实现他们梦寐以求的速度。

 

加州摩根山的Specialized基地拥有他们所需的几乎一切。他们将速度已经非常快的Roval轮组带到Win Tunnel,测试前后框高的各种组合,他们相信,一定还有未被榨取的速度隐藏在这些组合当中。相同的前后轮框高会不会掩盖了一些优势?还有哪些领域尚未开发,且从未被探索过?问题的重点已经很明显了。

 

单个配件成功,完整的系统则更胜一筹。Roval团队将轮组和轮胎结合在一起进行设计,就是为了实现远超竞争对手的能力——这一切,就发生在Specialized位于加利福尼亚州摩根山的研究设施内。


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Somers的实验从我们拥有更快速度的轮胎开始,RapidAir 28c,配合不同的轮圈宽度,经过模拟鹅卵石和平整路面两种环境的机台测试,来找出速度更快的整体配置。为了验证轮胎和轮圈的配对正确,Roval工程师团队还引入了自行车行业中一项并不多见的技术:CT扫描。

 

计算机断层扫描,又称CT 扫描,是通过X射线测量来创建横截面图像的。通过扫描各种轮组和轮胎的宽度和形状,Roval的工程师有机会确定更有可能使整个系统获得空气动力收益的搭配。CT扫描揭示了各种可能性,工程师则将这些可能性输入CFD程序。成千上万种参数变化经过测试,产生了成千上万种不同的结果。

 

而表现更好的形状都有一个相似的特点:轮圈的宽度比轮胎更宽约1mm。约21mm的轮圈内宽和约28mm的轮胎显然是更合适的组合。

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|  计算流体动力学建模与CT扫描验证 轮胎与轮圈接触面的CT扫描揭示了更合适的气动造型,证实了约21mm内宽/28mm胎宽的组合是更加有效的。CFD模型验证了在广泛的偏航范围内的风阻分布,为轮圈框高和轮圈曲面造型的设计决策提供了支持。



既然我们已经确定了轮胎与轮组宽度的组合方案,并证明了它们的速度,Bardina又提出了无数种具有不同气动性能的理论轮圈形状,并将它们发送给Phillip Somers,后者使用自己定制的回归分析法对它们的理论质量进行了分析。

 

最后,团队与S-Racing模拟专家Marcel Kaiser进行了同步,后者通过各种世巡赛车手的数据和赛道模拟,对所有不同的轮组和轮胎组合进行了测试,重点是米兰-圣雷莫和香榭丽舍大街的终点冲刺。模拟测试工作共进行了近1000次。

 

测试很快就发现了合适的组合。“重量和气动收益都事关重大,”Bardina说。“在冲刺中,仅仅拥有更气动的车是不够的,你必须在重量和气动之间取得平衡。与后轮相比,框高更高的前轮能为你带来更大的气动效果。”

 

位于加利福尼亚州摩根山的Specialized研究设施里,开启了别处难以实现的测试流程。从WIN Tunnel到CFD建模、专为自行车设计的跑步机以及快速物理原型制作能力,该设施使工程师能够快速、高效、精确地进行迭代。

 

很重要的一件事是,或许很显然,车轮并不会自己比赛。它们要装在自行车上。但自行车也不会自己跑起来,它们需要人,需要车手通过踩踏来让它们前进。于是我们花费了大量心血,打造了一个模拟踩踏的人体模型,来帮我们获得尽可能真实的阻力数据和模拟结果。


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后续开发流程

Specialized的测试和建模过程遵循高效流程:

 

测试/建模

- 确定轮圈内宽和轮胎尺寸,围绕更快的轮胎进行开发

- 滚动 - 从滚动阻力中获得标称轮圈内宽和轮胎宽度

- 气动 - 选择轮框高度的最小和最大值,并对各个框高进行气动优化,以获得整个偏航角范围内的最佳CdA值

- 重量 - 计算重量回归分析,以获得符合性能要求的实际重量,同时满足安全和严格的内部测试标准

 

输入

- 赛道坡度概率分布(直方图),收集自当地地理环境中的多条赛道

- 平均风速

- 已选框高的全偏航范围/质量组合下的优化CdA

 

模拟

- 在风速与风向固定的情况下,设定坡度,定义赛道为环形

- 模拟中包含多个环形赛道,每个路线在不同坡度上的长度取决于每个坡度的概率

- 对系统质量(骑手+自行车+轮组)和CdA的基准配置应用恒定功率

- 通过恒定功率计算获得速度分布

- 使用所需的CdA和选定框高的轮组质量重新运行模拟,并计算总功率

- 根据从新功率到基准配置的功率差异来衡量轮对的性能


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冲刺模拟


我们已经知道,Roval Sprint CLX轮组是我们制造过的以速度取胜的辐条轮组。那么它的速度到底达到了什么程度呢?让我们用数据来说话。

 

以计算出在特定赛道或赛段的特定参数下轮组的性能。除其他标准外,Keyser还考虑了整个系统的特性,如大多数风力条件下的空气阻力、滚动阻力、质量和惯性差异等。

 

对于Sprint CLX轮组,Keyser进行了以55km/h的实际初始速度的冲刺模拟。在此基础上,他假定输出功率与70kg的世界级冲刺手类似,平均功率约为1,400瓦。

 

请记住,冲刺主要分为三个阶段:


1. 加速——最大功率通常出现于车手处于带冲手身后时。这时候空气动力学固然重要,但通过踩踏提高速度更为关键。

2. 最大速度——仍然使用高功率,但车手现在处于开放的风中,更轻的体重仍然有一定优势,但更加依赖空气动力学。

3. 保持输出——最大功率减弱,车手试图保持速度,需要尽可能多的气动优势。

 

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|  冲刺模拟 基于一名约70kg骑士以约55km/h的速度输出约1,400W的模拟测试显示,Rapide CLX Sprint在250m冲刺中相较于Rapide II拥有约1.8m的优势。空气动力学优势抵消了转动惯量的增加,验证了更高的前轮框高的设计意图。 



结果显示,Rapide CLX Sprint轮组在250米冲刺中以18厘米的巨大优势展现了它在冲刺方面的统治力。这相当于在一场往往以毫厘之差取胜的比赛中赢了整整一个马尾的距离。

 

如后面这张图表所示,即使冲刺距离很短,车手从空气动力学中获得的优势也大于因前轮额外重量/惯性而损失的优势。

 

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具体来说,优势有多少?150米冲刺中,能够领先约8厘米。

你会问,8厘米,能有什么用?


当车手经过无数日夜的艰苦训练,在一场比赛里历经5个小时以上的骑行,燃烧数千卡路里热量;当车队投入大量金钱只为争取第一个过线;当终点线前的推车能决定你一整天的努力是有所回报还是徒劳无功;当1毫米能区隔开一项运动的胜者和输家——8厘米,是一个足以摧毁主集团的优势。


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FlatStop 圈唇:源自特别工程优势

 

好了,我们有了速度,现在我们必须使用它。精心研发的Rapide CLX II轮组让我们明白了一些简单的道理。如果你在终点线前爆胎,就很难赢得胜利。更糟糕的是,在轮胎受到巨大撞击的同时,轮胎还有从轮圈上脱落的可能。


这也是Roval工程师专注于轮圈设计细节的原因之一,他们花费了无数次设计迭代来探索轮圈宽度和轮胎宽度的合适组合,不仅降低了滚动阻力,还有助于降低爆胎概率并将轮胎固定在圈唇上。数据再次证明了这一点:约21mm的轮圈内宽和约29mm的轮圈外宽为更宽的圈唇创造了空间。更宽的圈唇可在更大范围内分散轮胎所受的力。结果是:真空胎的稳固性达到了同类产品的最佳水平,测试中,引发蛇咬爆胎需要更多约39%的力。


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|  蛇咬爆胎抗性测试 Rapide CLX III轮组框型的测试结果表明,与前代设计相比,其爆胎抗性提升了约39%。更宽的有勾圈唇和优化的截面几何结构将冲击载荷分散到更大的表面积上,从而在极端条件下显著降低了爆胎风险。



骑士们必须明白,真空胎轮组系统具有不同的故障模式。圈床上的裂缝可能扩散到轮圈内腔,由此产生的气压泄漏会导致整个系统无法使用。使用内胎则可能产生其他故障,因此我们必须打造可靠的真空系统。

 

以我们的标准而言,UCI轮圈撞击测试以40焦耳作为能量标准,对于保证骑士的安全是远远不够的。因此我们对轮组和轮胎系统进行了多项新的测试,并对骑士进行调研。首先我们要确定骑士在撞击中会受到什么样的伤害,然后对整个真空系统进行测试,我们的目标是在此基础之上创造足够的安全冗余。


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我们测试初始的能量水平明显高于以32公里/小时的速度撞击两英寸见方的坑洞,这种撞击通常会产生约30焦耳的力。我们使用了两种不同的冲击器,一种有锋利的边缘,另一种则是边缘圆滑的钝器,冲击力从约40焦耳到高达约70焦耳不等——这种冲击力大到让人难以握住车把。

 

测试结果显示,增加的轮圈宽度和圈唇宽度,能让轮胎在爆胎之后仍然固定在轮圈上的可能性提高。对于需要在最坏情况发生时继续比赛的车手来说,这无疑是一颗定心丸。


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Roval复合材料辐条,来自Arris

 

目前的不锈钢扁辐条不仅轻盈、坚固,而且有助于减少阻力,因此很难与之匹敌。我们一直想努力减轻辐条的重量,但要在强度和气动性能上与之抗衡一直是个挑战;我们既不愿意牺牲其中任何一项,也不愿意放弃创造未来。


我们在加利福尼亚州伯克利的Arris Composites找到了志同道合的合作伙伴。我们与他们共同开发了这些令人惊叹的辐条,通过合适的组合,让我们对于速度的追求更进了一步。

 

经过详尽的测试和开发,复合材料辐条与钛合金附件的组合让它们与钢辐条相比,重量减轻了约1.7g,强度提高约63%,总重量减少了约101.6g,同时强度与耐用性仍有所提高。


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|  辐条设计与减重 Roval复合材料辐条由Arris采用专用碳纤维复合材料结构,搭配钛合金配件,实现:与不锈钢相比,抗拉强度提高约 63%;每根辐条重量减轻约2.3g;整套轮组重量减轻约96.6g。这些辐条能够实现更高的刚性与重量比,这对冲刺来说至关重要。



稳定性与偏航角测试

 

高框前轮容易受到横风的不利影响,例如影响操控,进而导致骑士减速。在开发Rapide II轮圈时,我们采用了基于骑行者实际反应时间设计的算法,开发出的轮圈不仅能降低风阻,与之前的CLX 50mm轮圈相比,还能在突如其来的横风中提升约25%的稳定性。

 

结合广泛的汽车和航空反应时间研究,我们知道骑士最难应对的是持续时间在0.5到2.0秒之间的阵风。实际上,骑士无法对持续时间短于0.5秒的阵风做出反应,因为这些阵风持续时间太短。骑士可以对持续时间在0.5到2.0秒之间的阵风做出反应,但通常会在阵风结束后才做出反应。


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|  横风稳定性 风洞测试显示,与前代车型相比,在0.5至2.0秒的阵风条件下,操控稳定性提升了约25%。该数据与骑行者反应时间研究结果一致,验证了该设计在实际阵风条件下的适用性。



这让我们明白了亟需修正的范围。我们优化了0.5到2.0秒的窗口时间内的稳定性。如果阵风低于这个时间范围,那么您很难做出足够迅速的反应,从而避免做出过度补偿。如果阵风持续时间比这个范围长,那您则可以轻松适应侧风的侧向力。

 

风是比赛中无形的对手。因此,Roval工程师在向空气动力学常识发起挑战时,特别考虑了偏航角度下的风阻影响。测试结果表明,即使在风速较大的条件下,从0°偏航角度到±14°偏航角度,Rapide CLX Sprint和Rapide CLX III轮组仍能在给定条件下保持更快的速度。

 

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|  空气动力学分析:偏航角表现 全面的计算流体动力学(CFD)模拟和风洞测试评估了车轮在-14°至+14°的偏航角度范围内的性能。数据表明,Rapide CLX III和Sprint设计相比于前代轮组具有更优异的空气动力学稳定性:这些结果验证了气动设计在不同风速条件下的优势。更高的前轮、更低的后轮配置优化了前缘轮廓,在保持高偏航角度下的操控稳定性的同时,有效降低了阻力。


 

请注意,框高更高的轮组在较大的偏航角度下速度更快。这在一定程度上归因于帆效,即风吹击轮圈边缘时,会将其向前推,从而提升整体速度。框高越高,其表面积越大,进而增强帆效。

 

这也是为什么前轮比后轮需要更高的框高。横风在抵达车尾之前,其形态便会被自行车的前部所改变。因此,尽管前轮可能面临更高的偏航角度,但后轮可能只承受一半甚至更小的偏航角度的风力。这意味着后轮的框高其实并不需要太高。

 

基于这种稳定性,这两款轮组拥有各自独特的特性也就不足为奇了。它们各自的目标都无比明确:Sprint轮组用更高的框高来获得更多空气动力学优势,而Rapide轮组则致力于在空气动力学、轻量化和更好的操控性之间取得平衡。

 

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简而言之,Rapide CLX III在面对风力作用时能保持稳定的操控性能,且对风力的反应较为温和。而Sprint轮组则在面对风力时会受到更强的作用力,但操控性能仍保持可预测性。其权衡在于,在短距离冲刺场景下能获得更出色的空气动力学性能。

 

因此,如果您想要在侧风中具备优秀稳定性的全能轮组——而且您和我们一样讨厌爆胎——那么Rapide CLX III轮组会更适合您。当每瓦功率都至关重要,您在终点线前的最后几米与对手并肩而行时,Rapide CLX Sprint轮组就是您的秘密武器。

  

常见问题


Rapide CLX III和Rapide CLX Sprint哪个更快?


Rapide CLX Sprint轮组对那些一心在冲刺中争胜的骑士来说更快。它同样是平坦而快速的路线中更快的轮组。Rapide CLX III更加适合那些需要将轻盈、速度和操控性融为一体的综合型骑士。Roval Alpinist轮组则仍旧是纯爬坡路段的赢家。

 

为什么其他品牌的后轮框高仍然更高?那是更快的设计吗?


框高更高的后轮确实可以带来一定的空气动力学优势,但与前轮相比,相同重量增加带来的气动收益较小。如果您希望在实际的骑行中获得更快的速度,更高的后轮框高可能并非最佳解决方案。相反,为后轮尽可能降低重量以降低转动惯量,从而实现更快的加速,同时在前部优化空气动力学以将空气动力学优势集中在更为关键的部位,这样可以实现更理想的重量与空气动力学比。


大多数情况下,更高的前轮框高都会带来更快的速度,因为前部,也就是自行车的迎风面的空气动力学会因此得到优化。自行车后部可供提升的空气动力学收益更少,因此我们能够更大胆地降低后轮的框高,同时降低整体的重量。同时,更低的后轮框高往往还能带来更好的骑行质感。


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但Rapide CLX III的速度并不比Rapide CLX II更快。这是为什么呢?

Rapide CLX III与Rapide CLX II在空气动力学优势上不相上下,但并未超越后者。这一点毋庸置疑。然而,Rapide III轮组的重量也比Rapide CLX II轮组轻得多。这意味着您既能享受到原有的空气动力学优势,又能减少重量负担。重量的减轻也意味着加速更快。

 

Rapide CLX Sprint和Rapide CLX III能配合哪些轮胎使用?


Rapide CLX Sprint和Rapide CLX III轮组均经过优化,专为搭配Specialized 28mm轮胎使用。当然您也可以在这些轮组上使用其他轮胎——这两款轮组均能很好地适配26-30mm宽度的轮胎——但若使用专为轮组设计的轮胎,您将获得更好的空气动力学优势。

 

这款轮圈是如何降低蛇咬爆胎概率的?


内圈宽度与外圈宽度的差值约为8mm。这意味着在遇到足以挤爆轮胎的冲击时,圈唇有足够的面积来分散力量。再加上带勾的圈唇设计,可帮助轮胎牢固固定在轮圈上。这样一来,这套轮组不仅能降低轮胎爆胎的风险,还能在轮胎发生爆胎时降低其脱离轮圈的概率。

 

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编辑:选锦

资料来源:Specialized闪电中国


Roval Specialized 公路轮组

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