自行車是很簡單的機械結構體，古典的車架透過幾根鋼管材配合LUG就可以組成車架，從側面看，接近平行四邊形，前半段、後半段被中管分成前後兩個三角形。
近代，隨著焊接技術和碳纖維的技術愈來愈進步之後，自行車的車架也開始有突破性的發展。在車架的形狀和支撐上可以呈現出的設計又完全不同了。於是近年來有些車架的設計未必是平行四邊形，仔細看管材也不是“管狀”，是菱形、方形、或扁型的水滴刀狀。
實際上在這些組成車架的管材，各自都有不同的功能，同時也會影響車架的“特性，儘管碳纖維的製程已經讓管材從 9 根管材變成1個零件，但是每個區域都還是有其主要功能。
在介紹車架細部的前提之下，就以最簡單的概念來介紹以避免太複雜。車架雖然說“近似平行四邊形”，但拆開來看，其實就是前、後半段兩個三角幾何的組成。
頭管(Head Tube)
頭管位在車架的最前端，承接『轉向系統』，直接連結豎桿(sterm)和前叉(fork)。頭管的長度，在車架幾何上傾斜的角度、位置的高度，會直接的影響自行車操控的特性。頭管愈短，或是相對車架位置愈低，對於車的控制會更直接，當騎士在轉動把手的時候，會感受到反應靈敏。相對的頭管愈長，當車手與車輪的距離愈長，自行車的控制會相對不穩定。
頭管位置 (圖片來源：捷安特臺灣)
而頭管的傾斜角度（角度B），則是會影響車輪的循跡(trail)。Trail是前輪組中心垂直線與頭管角度形成的夾角，輪組垂直線的落點一定會在頭管角度延伸線的後方，Trail 是維持車輪直線穩定前進的要素。
當然，前叉設計的前彎角度(fork offset)也會影響 Trail 的長度。Trail的長度相對就是騎士在操控自行車的當下，實際可以控制的範圍。若是Trail的範圍比較短，穩定性相對低，高速時就容易有虛迷（shimmy effect）效應的產生。（現在的車架設計，都不應該出現虛迷效應，若還是有虛迷的狀況出現，請先確認車首總成是否有鬆脫？）
(圖片來源：CYCLINGABOUT)
[youtube https://www.youtube.com/watch?v=xODNzyUbIHo]
Shimmy 效應（影片來源：YouTube）
頭管因為是連結轉向系統的重要環節，能否穩定的控制自行車，儼然是很重要的事情，畢竟自行車的速度並不慢，若轉向不夠穩定或是無法跟隨騎士的操控動作，那會是一場悲劇。
因此頭管內徑愈做愈大，就像有個大方向盤一樣，轉動起來會相對穩定。從早期鋼管車為1吋，到現在碳纖維車架使用的1 1/8″(28.6mm)，1 1/4″(31.8mm)，或是像 GIANT 和 CANYON 特規的錐形頭管Over Drive1(上方1 1/8″，下方1 1/4″)、Over Drive 2(上1 1/4″，下1 1/2″)，都是為了讓騎士在高速騎乘的時候，轉動可以更加的穩定的設計。
近年來，也可以看到像是Argon 18頭管的3D設計或是Basso 將頭管包覆到車架內部，設計上蓋包覆，甚至為更好的空氣力學，頭管透過碳纖疊層變成有收腰形狀的管型，這都是因為競賽而產生的設計，讓選手在車架上面的姿態可以有更多的調整空間。
參考資料：
- Alee. (2013). Understanding Bicycle Frame Geometry. Retrieved from http://www.cyclingabout.com/understanding-bicycle-frame-geometry/
- Inc., T. B. F. (2016). BIKECAD. Retrieved from https://www.bikecad.ca/archive
- RCUK. (2016). Buyer’s guide: bicycle geometry. Retrieved from https://roadcyclinguk.com/gear/buyers-guide-bicycle-geometry.html
- 捷安特. (2014). 2014 捷安特臺灣型錄. In 捷安特股份有限公司 (Ed.). 臺灣: 捷安特.
