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自行车行进时阻力全分析『专业技术帖-看书打瞌睡者勿入』

发表于: 2007-04-13 22:01 5285人阅读 17人回复 只看楼主 | 第1页 | 最后一页

    北海市民


    自行车行进时阻力主要有四个来源,自行车内部摩擦力、风阻、重力及轮子的磨擦力。

    1: 自行车内部摩擦力: 主要来自花鼓及BB转动时的摩擦力,链条传动时的摩擦力,轮子本身的传动效能。车速越慢,此部份所占比例越高。 一般而言,一条润滑顺畅的炼条,传动效率大于90\%,可以达到94-95\%,所以先看看自己的炼条,是不是已经看不到不锈钢的颜色呢?

    2: 风阻: 风阻最重要决定于相对风速及有效的阻风面积。想象台风中,风越强(风速),伞越大(阻风面积),越易开花,也越走不动。

    相对风速: 决定于自行车速与风速,逆风时相加,顺风相减。小考题: 以时速30公里在时速10公里风速下逆风前进,相对风速为多少? 答案不是四十的人,请向国小老师报到。

    有效的阻风面积: 自行车的阻风面有: 身体,车架,手把,车衣,水壶架,安全帽,大齿盘,前煞车。人体阻力约占70\%,自行车30\%。而我们如果改变一台自行车及穿著或得到多大的效果呢?

    以25英里( 42.25公里)的个人计时赛为例:

    改变的设定 节省的时间 (单位: 秒)

    传统钢丝的板轮 30
    低风阻车架 42
    计时赛手把 30-60
    连身长袖莱卡车衣 14-25
    低风阻水壶架及水壶 14
    低风阻安全帽 20-25
    卡式踏板、鞋套 9
    低风阻大齿盘 6
    前后碟轮轮组 70
    下把位 180

    我们可以看到轮组的助益效果约在0.5-1\%.约占风阻中的5-7\%。

    各位有没有注意到连水壶架都有帮忙,难怪计时赛时,车手常不带水的。计时赛用车甚至曾把水带直接做在下管内,接ㄧ根吸管在龙头边喝。



    那我们就来看看这些阻力到底有多重要,以下以平路为例:

    1: 蓝线中,地面磨擦力是不会变的,而车子内部阻力是会随车速上升而稍微变大。
    2: 风阻在低速时,比摩擦力小,17km/hr时约相当,此后车速越快,风阻几乎是以与车速平方上升。
    3: 高速与低速的阻力比例不一样,通常高速是指30-40㎞/hr以上。
    4: 爬坡时,当时速低于30㎞/hr,速度较低,重力影响已远超过风阻。
    全部评论: 最赞|最新

    北海市民

    如何降低阻力:
    降低阻力可分为下列方式
    一: 降低风阻:
    A: 跟车: 这是最有效的方法。骑在大集团中,跟车,在高速时(大于40㎞)可以降低25-40\%耗能。花费=0。如下图:









    B: 较低的骑乘姿势: 第二有效的方法,花费=0。最好进风洞测一下,省钱一点的,就趁台风来的时候去测试看看。
    C: 空气动力套件: 包括车架,手把,轮组,水壶架、、、、、、、、、、、等。 花费=¥¥¥!
    D: 穿著: 莱卡连身长袖车衣,计时赛用安全帽,鞋套,花费=¥¥¥。噢!对了,还要刮腿毛,效果也不错,用拔的更加赞,毛浓密一点的,说不定顺便减重个十来克。。另外买合身一点的车衣也有帮忙,大部分的人都买大了一到两号。

    二: 减低阻力:
    A: 选择较细的胎,胎压加高,以管状胎较易达到。越薄的胎,胎压越高阻力越小;乳胶内胎也有帮助。
    B: 越小的轮径风阻力越小,且相对旋转重量也低,净重也低;不过前进时地面阻力较高,路面越不平越明显。想象要压过一5公分高的阶梯,小轮子较大轮子难爬上去。
    C: 润滑BB,花鼓,调整好链条长度,最重要是炼条要干净,勤清洗上油。

    三: 降低车重,减一点肥油,出发前记得上厕所。减轻车重,花费=¥¥¥

    以上只是给各位一个概念,让各位知道轮组在整体中的地位

    待续~~~

    北海市民

    精华1
    专业,我现在就去实践一下,为了降低风阻我决定先用省钱的方法-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------拔腿毛

    社区顾问

    精华12
    裸骑到底会不会风阻好一些呢??

    北海市民



    上图的意思大概为运动员跟骑距前车
    距离为30cm以内的时候风阻是47%平均心率为99次/min,做功为108W
    距离为1M的时候风阻增大到52%平均心率为103次/min,做功为118W
    距离为2M的时候风阻增大到63%平均心率为111次/min,做功为144W

    如果领骑的话风阻当然为100%平均心率激增为138次/min,做功也激增到229W!!!!
    这足以看出我们如果都学会跟骑效果将是多么明显!!!




    装备与风阻篇:

    轮组的特性与选择:

    轮子的几个重要的特性:
    买一组轮子,我们会考虑几个特性: 重量,强度,空气动力特性,顺畅度,煞车性能,耐用度,方便性。我们就来看看这些特性。
    1: 重量:
    A:单纯的轮重只是一个静态指标参考,对于爬坡较具参考价值。一般较好的前花鼓重约80-110gm,后花鼓200-270gm,钢丝每根约9-12gm,轮圈变化较大,纯碳纤维约在210-300gm(窄框) 280-420gm(大板框),铝框350-500gm,钢丝头,铝的约重0.5g,铜的1gm。整组重介于1100-1800gm间较常见。
    B:相对旋转重量 (rolling weight):比较重要。想象链球就较清楚,一个一公斤链球,链条一公尺来旋转,要将它转起来所需力量,与重量及链条长成正比。轮子也是同样的道理,但是轮子的重量分布并不像链球般单纯,钢丝、轮圈分布从内到外都有,不过以轮圈与轮胎,所占比例最大,因其位最外缘,重量也最高。而花鼓的旋转重量几乎不用考虑。
    2: 强度:轮子的强度决定于几个因素,轮圈强度,钢丝数目,钢丝张力,花鼓强度。轮圈越宽,强度越强,需要钢丝数目越少。刚丝数越多、编的张力越大,强度越强。花鼓强度越够,强度也更好。强度越佳,传动效能越佳。
    3: 顺畅度:主要在于花鼓的培林数目、大小及品质。越顺畅则培林磨擦力越小,越省力。很多轻量化的花鼓除了用上钛的飞轮座,铝合金甚至碳纤的轴。有些为减轻重量,用较小的培林,或少用一两个培林,但赔上了耐用度与顺畅度,并不是很理想。目前顺畅度最好的培林是陶瓷的滚珠,因它可以做的更圆,号称再40km/hr时,减低0.8-1.0 watt功率损耗,不过代价也很高,如果有兴趣,Zipp与Campagnolo都有此消金的选择。
    4: 煞车性能: 铝框的煞车性能较碳纤佳,散热也较好,如再加以CNC或陶瓷边-处理,连雨天都不用怕。碳纤轮框散热较差,需用专用煞车片,煞车时较易有异音,吓到路人,长下坡时较令人担忧。 ( 想想看4-5万的轮子,发出快毁灭的声音,多令人心疼;若速度不够快,还可以看到路人惊惶闪躲) 有些碳纤轮框会在煞车面胶合上铝片,又重个100多克,而且胶合面在煞车的高温下易有问题,也会需要的技术层面就更高了。
    5: 耐用度:通常是煞车面磨平了,碳纤的则可以看到碳纤维裸露,不过这与每个人煞车习惯与路况有关。有些则是培林先挂了。
    6: 方便性: 碳纤需用专用煞车片,且以管胎为多,换胎较麻烦。
    7: 空气动力特性: 以板轮为佳,且越宽者越佳,碟轮当然使最好的了。钢丝数目越少,钢丝越扁,也越佳。不过空气动力特性越佳,也是要付出代价的,通常是逆风时,破风如箭;侧风时,挡风如墙。你就开始蛇行,看到警察当心酒测被扣车。另外每家各有设计独特之处,有些是理论派,有些是行销手段,消费者要多比较。
    轮组对于自行车行进的助益:

    大约有下列几种: 降低空气阻力,减低踩踏施力,增加惯性使踩踏平顺。

    1: 降低空气阻力: 减低风阻也就减低耗能,以板轮破风性较好。
    2: 减低踩踏施力: 通常是上坡时,经由减轻轮组整体重量帮助最大。
    3: 增加惯性使踩踏平顺: 相对旋转重量越高者,惯性越高。

    北海市民

    原帖由 tq981 于 2007-4-13 22:28 发表
    专业,我现在就去实践一下,为了降低风阻我决定先用省钱的方法------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- ...



    嘿嘿~~
    你有没有试过拿着鸡毛胆子在空中用力挥舞,和用一根棍子在空中挥舞所使用的力量做过对比?

    社区顾问

    精华12
    原帖由 蓝枫的马甲 于 2007-4-14 00:33 发表
    这足以看出我们如果都学会跟骑效果将是多么明显!!!

    问题是谁愿意当那个领骑的替死鬼呢??

    北海通

    精华18
    原帖由 公路骑行 于 2007-4-14 01:14 发表

    问题是谁愿意当那个领骑的替死鬼呢??

    要我做的话,死得很快的~~~

    北海市民

    原帖由 公路骑行 于 2007-4-14 01:14 发表

    问题是谁愿意当那个领骑的替死鬼呢??



    这不叫替死贵~~这是责任!是每个队员的责任和总体战术设计的问题!简单来说叫做配合!团体配合!

    社区顾问

    精华12
    原帖由 草鞋 于 2007-4-14 02:04 发表

    要我做的话,死得很快的~~~

    我更快~~~

    社区顾问

    精华12
    原帖由 蓝枫的马甲 于 2007-4-14 02:13 发表



    这不叫替死贵~~这是责任!是每个队员的责任和总体战术设计的问题!简单来说叫做配合!团体配合!

    这个话题太大了,换一个吧~

    北海市民

    原帖由 公路骑行 于 2007-4-14 08:46 发表

    这个话题太大了,换一个吧~



    本来公路车讲究的就是配合,散兵游勇试的玩法是玩不起来的。速度也是提不起来的更加不用说技术和能力的提升了。你见环法比赛有单干的吗?
    我费这么大心机找来资料目的就是为了北海能形成玩车的氛围~

    北海市民

    精华1
    对公路车的兴趣不能强求,就算求来了也不会长久,主要还要看他自己是不是迷恋那种速度的感觉(非动力车),喜欢山地车也没有错,只要自己玩的开心,象我们这样两种都非常喜欢的不多,呵呵,等我攒完车陪你玩,小样的,到时候找你出来别找借口就行了,让你看看我有多疯狂 后半夜裸骑

    社区顾问

    精华12
    原帖由 蓝枫的马甲 于 2007-4-14 18:32 发表



    本来公路车讲究的就是配合,散兵游勇试的玩法是玩不起来的。速度也是提不起来的更加不用说技术和能力的提升了。你见环法比赛有单干的吗?
    我费这么大心机找来资料目的就是为了北海能形成玩车的氛围~

    看了蓝大虾的帖子,深受教育,最近骑车经常跟电单车尾,果然省力好多,不过前提是骑电单车的是PLMM我才会跟~~

    北海通

    精华9
    顶上去~大家都来看看~

    社区顾问

    精华12
    重温这个贴子,结合最近骑车体会,感受良多,决定蓝队啥时当那个替死鬼的时候,我一定在队尾死跟~~

    北海通

    精华9
    原帖由 公路骑行 于 2007-5-7 16:04 发表
    重温这个贴子,结合最近骑车体会,感受良多,决定蓝队啥时当那个替死鬼的时候,我一定在队尾死跟~~



    没有关系~就我当就好了,你到时候你要跟得上才得哦!巡航速度35KM/H上坡提速到38KM/H你应该没有问题吧!

    社区顾问

    精华12
    原帖由 lanfeng 于 2007-5-8 02:05 发表



    没有关系~就我当就好了,你到时候你要跟得上才得哦!巡航速度35KM/H上坡提速到38KM/H你应该没有问题吧!

    我可以很肯定地告诉你:绝对有问题!!
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