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标题: 自行车行进时阻力的分析 [打印本页]

作者: 西南 时间: 2007-6-21 20:20
标题: 自行车行进时阻力的分析
(转) 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。TREK 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。 3: 重力: 上坡时的主要阻力。 4: 地面摩擦力: 不管车速多快，磨擦力是恒定不变的。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。 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＝○。如下图: B: 较低的骑乘姿势: 第二有效的方法，花费＝○。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＝￥￥￥(日币)。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

作者: 西南 时间: 2007-6-21 20:20
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。

作者: 西南 时间: 2007-6-21 20:20
对于大多数车友而言，他们不是专业运动员，他们不可能去很全面地使用和综合分析问题，他们也许也只能关注价格、重量和外观，他们对一款轮组的评价，更多时候是来自于网络上的评价，但实际上，现今的网络，很多出于利益的驱使，有很多“枪手”，很多的“垃圾评价”又或者很多“软文”...这些信息其实是造成车友选择错误的最根本原因.. 在我看来，那些经历过历史洗礼，无数专业运动员认可的品牌的产品将会是成熟的。“注重口碑，大牌优先，毕竟品牌效应是厂家的生命，是千万用户经过很长时间的积淀才得到的，大品牌都不会拿自己的前途来开玩笑的。”相反，个别商家的单一之言，把产品吹到上天的情况，则更值得怀疑。 所以我认为，轮组这种会“动”的东西，在技术层面会比车把或把立这种“硬物”要有更高的要求，车友选轮组，理论知识始终归理论，到了实际产品的选择时无法去作全面的技术对应。所以建议还是放心地相信品牌吧，就行了，在此基础上，同质同价的话，就外观为重吧！ 选择是可以很简单的，想多了，也许反而还“乱”了。把“分析”交给专家吧，把“骑行”留给自已！

作者: 西南 时间: 2007-6-21 20:21
轮组品牌及各数据： 1 .Extralite UltraClimb (NYA), 1180g 2. American Classic Magnesium, 28/32 spokes, 24/24mm rims, 1207g 3. Spada Stiletto 2005, 1238g 4. Rolf Prima Elan Areo, 20/24 spokes, 24mm rims, 1295g 5. Spada Stiletto Light, Velocity OC rims, Sapim Laser 24+28, 1300g 6. Spada Carbonio Aero, Alex est 13 and est 14 rims, Sapim Laser 24+28,1312g 7. Rolf Prima Elan, 20/24 spokes, 24mm rims, 1314g (actual) 8. American Classic 350, 28/32 spokes, 1320g (standard build) 9. FRM SP-R21SD Light, 1348g 10. Campagnolo Ultra Hyperon, 22/24 spokes, 1350g 11. Extralite ExtraClimb, 1360g 12. Nimble Fly, 1367g 13. Velomax (Easton) Victoria, 1370g 14. Wheel Craft Sprint DS,18/24 spokes, 40/40mm rims, 1370g (actual) 15. Dave Thomas Speed Dream R 359, 25/32 spokes, 1390g 16. Campagnolo Hyperon, 22/24 spokes, 1395 g 17. Nimble Spider, 1400g 18. Topolino, 24/24 spokes, 24/24mm rims, 1402g (actual w/Shimano Freehub) 19. Velomax (Easton) Ascent II, 1423g (actual) 20. American Classic 420,18/24 spokes, 34/34mm rims, 1425g (standard build) 21. Wheelcraft Classic Elite, 28/32 spokes, 1427g (w/ DT Revo\'s) 22. Corima, 18/24 spokes, 45/45mm rims, 1440g 23. Reynolds Stratus, 16/20 spokes, 46/46mm rims, 1450g 24. Ritchey WCS Protocol, 20/24 spokes, w/DT Aero and Al nipples, 1450g 25. Rolf Prima Vigor,14/16 spokes, 34mm rims, 1467g (actual) 26. X-Lab Aero, 1475g 27. Velomax (Easton) Orion II, 1477g 28. ExtraLite ExtraRoad, 1480g 29. Bontrager Race X-Lite, 20/24 spokes, 1490g 30. Dave Thomas Speed Dream Aerolite, 18/24 spokes, 1490g 31. American Classic Velocity Aerohead (Alloy Nipples), 28/32 spokes, 19mm rims, 1493g 32. Rolf Prima Vigour RS, 14/16 spokes, 34mm rims, 1495g 33. FSA 400, 1497g (to be released in Jan) 34. Velomax (Easton) Tempest II, 1500g 35. Corima Winium,24/24 spokes, 24/24mm rims, 1500g 36. Bontrager Race X-Lite, 1520g 37. Reynolds Stratus Clincher, 16/? spokes, 46mm rims, 1523g 38. FSA RD600, 18/18 spokes, 34/34mm rims, 1525g 39. Tune Standard Lightweight, 1530g 40. Eclipse XR-1, 16/20 DT Competiton, brass nipples, 1530g 41. Spinergy X-Aero Lite, 18/24 spokes, 24/24 mm rims, 1540g 42. Campagnolo Neutron, 1550g 43. Ritchey WCS DS, 1550g 44. Cane Creek Volos Team Ti, 18/28 Ti spokes, 21mm Alu rims, 1556g 45. Spinergy Tilium Carbon, 1557g (actual) 46. FSA RD400, 20/24 spokes, 27/27mm rims, 1558g 47. Campagnolo Eurus 16/21 spokes, 1560g 48. Mavic Ksyirum SSC SL TDF, 1560g (actual) 49. Hed Alps, 18/24 spokes, 50/50mm rims, 1565g 50. Zipp 303, 20/18 spokes, 40/40mm rims, 1575g 51. Dura Ace 7800, 1579g 52. Mavic Ksyrium SSC SL, 1590g (actual) 53. Spinergy Carbon SS, 16/20 spokes, 45/45mm rims, 1599g 管胎轮组重 1. Spada with Zipp 250 rims, weight limit 80 kg, Sapim Laser 20+ 24, 970g 2. Spada with Zipp 280 rims, weight limit 78-84 kg, Sapim CX-Ray (16 or 18 front; 24 rear), 1020g 3. CarbonSports Lightweight \"Obermayer\", 53/53mm rims, 12/20 spokes, 1020g 4. CarbonSports Lightweight \"Alpe d’Huez\", 53/53mm rims, 20/20 spokes, uphill only, 1020g 5. CarbonSports Lightweight \"Obermayer\", 53/53mm rims, 12/20 spokes, 1035g 6. CarbonSports Lightweight \"Obermayer\", 53/53mm rims, 20/20 spokes, 1050g 7. Reynolds Cirro SV KOM, 20/24 spokes, 23/23mm rims, 1050g 8. Spada Winium, also used in ciclocross, no weight limit, 24+28 Sapim Laser, 1050g 9. Zipp 202, 20/24 spokes, 25/25mm rims, 1065g 10. Zipp Z3, 18/21 spokes, 38/38mm rims, 1080g 11. FRM FL-R 22 Carbon, 20/24 spokes, 1080gr 12. CarbonSports Lightweight \"Standard\", 53/53mm rims, 12/20 spokes, 1120g 13. Zipp 202, 1120g, 20/24 spokes, 25/25mm rims. 14. Reynolds Stratus DV UL, 16/20 spokes 46/46mm rims, 1120g 15. American Classic Carbon 38 Tubular, 18/24 spokes, 38/38mm rims, 1124g 16. Zipp 303, 20/28 spokes, 38/38mm rims, 1124g 17. CarbonSports Lightweight \"Standard\", 53/53mm rims, 16/20 spokes, 1130g 18. HED Stinger, 25mm rims, 1130g 19. CarbonSports Lightweight \"Standard\", 53/53mm rims, 20/20 spokes, 1145g 20. Velomax Ascent 2, 18/24 spokes, 23/23mm rims, 1145g 21. Spada with Ambrosio Crono F20 rims, 1190g 22. Reynolds Cirro SV, 20/24 spokes 23/23mm rims, 1190g 23. Bontrager Triple X-Lite, 20/24 spokes, 24/24mm rims, 1190g 24. Fir Fly Carbon, 20/24 spokes, 1200gr 25. Hed Stinger, 38mm rims, 1210g (weight debated) 26. Campagnolo Hyperon Tubular, 22/24 spokes, 1240g 27. Reynolds Stratus DV, 16/20 spokes, 46/46mm rims, 1250g 28. Corima Carbon Medium Tubular, 18/24 spokes, 45/45mm rims, 1250g 29. Velomax Tempest 2, 18/20 spokes, 58/58mm rims, 1265g 30. Zipp Z4, 18/18 spokes, 58/58mm rims, 1268g 31. American Classic Carbon 58 Tubular, 18/24 spokes, 58/58mm rims, 1280g 32. Ritchey WCS Carbon Wheels, 16/20 Spokes, 58/58 rims, 1282g 33. Zipp 404, 18/24 spokes, 58/58mm rims, 1283g 34. Corima Winium Tubular, 24/24 spokes, 1295g 35. Cane Creek Aros Superlight Team Ti, 24/28 Titanium spokes, 22/22mm rims, 1312g 36. Campagnolo Bora Tubular, 18/21 spokes, 45/45mm rims, 1320g 37. Zipp 606, 18/24 spokes, 58/81mm rims, 1345g 38. Bontrager Race X-Lite, 14/16 spokes 44/44mm rims, 1360g 39. HED Stinger, 50mm rims, 1390g 40. Zipp 808, 18/24 spokes, 81/81mm rims, 1395g 41. Cane Creek Aros Superlight SS, 24/28 Steel spokes, 22/22mm rims, 1401g 42. Cane Creek Aros Team Ti, 18/28 Titanium spokes, 46/46mm rims, 1436g 43. Fir Speedlite Tubular, 20/24 spokes, 30/30mm rims, 1450g 44. Corima Carbon Aero Light Tubular, 18/24 spokes, 45/45mm rims, 1470g 45. Thorius Shado Carbo, 16/16 spokes, 45/45mm rims, 1485g 46. Cane Creek Aeros SS 18/28 Steel spokes, 46/46mm rims, 1495g 47. Thorius N Era, 24/24 spokes, 45/45mm rims, 1510gr 48. Zipp 909, 18/disc spokes, 58mm front rim, 1528g 49. Hed Alps Tubular, 18/24 spokes, 50/50mm rims, 1540g

作者: 王老师 时间: 2007-6-21 23:28
关于身体的风阻我深有体会:一次下坡腑身骑行看表36km/h,直起身变成32km/h再腑身34km/h（滑行状态）可见骑行姿态对速度之影响。

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