自行车速度的快慢并非由车型本身决定,而是取决于骑行者的输出功率。在相同功率输出下,公路车之所以比山地车快,是因为公路车在设计上减少了阻力,提高了传动效率。自行车在平直路面上匀速前进时的阻力包括踏板、牙盘、链条、变速器、车轮轴承、轮胎与地面接触点、风阻、车架形变和刹车等部件的摩擦。死飞自行车由于取消了飞轮内的棘轮结构,传动效率略高,且采用更窄的轮胎和更高胎压,减少了与地面接触点的形变,从而降低了阻力。而山地车虽然采用更优质的轴承减少了部分阻力,但因变速器的存在、更宽的轮胎和胎纹设计,以及车架刚度和避震前叉的使用,增加了重量和阻力。相比之下,公路车轮胎更窄、胎压更高,骑行姿态有助于减小风阻,锁踏的使用提高了踩踏效率,使得公路车在相同条件下阻力更小,加速更灵活。
“XX车速度更快”这种说法是极不专业和不可理解的。一台一档2000转龟速移动的法拉利,和一台二档7300转的丰田GT86,谁更快?
自行车也一样,没有任何车天生“快”,快不快全看发动机——也就是骑车的人。更准确的表达是,为什么在输出功率一定的情况下,公路车比山地车快;或者,为什么在同样的速度下,公路车比山地车的阻力小。
下面我们就来分析一下原因。自行车在平直路面上匀速前进时的阻力无非下面几个:1、踏板旋转时带来的摩擦;2、牙盘旋转时,与中轴之间的摩擦;3、链条与牙盘、链条与飞轮、以及链条自身的摩擦和传动损失;4、变速自行车因变速器带来的额外摩擦;5、车轮旋转时,轴承的摩擦;6、轮胎与地面接触点因形变而损失的功率;7、风阻;8、因车架发生形变而损失的功率;9、因刹车等部件调整不佳,与车体发生不必要的摩擦。另外加速时,在一定的踩踏力量下,更轻的车身带来更大的加速度,也会给人带来车“更快”的感觉。
首先我们对比普通家用车和淘宝上600块钱一台的所谓“死飞”。因为这些“死飞”并没有采用很精密的配件,所以可以假设1、2、3、5基本相同。实际上因为死飞取消了飞轮内的棘轮结构,传动效率比普通单车略高。普通自行车和死飞都没有变速,因此4相同。死飞采用更窄的轮胎,胎压更高,与地面接触点的形变小,6更低。假设骑行坐姿相同,因此7相同。廉价死飞一般采用普通钢材,8相同。死飞没有刹车或只有前轮有刹车,9可能更低。死飞因取消了挡泥板、车筐、链条匣、带棘轮的飞轮等零部件,车身更轻。综上所述,死飞骑行时阻力更小、加速更加灵活。
然后我们对比普通家用车和2000元左右的入门山地车。山地车采用更优质的轴承,因此1、2、3、5更小。山地车因为变速器的存在,会带来额外的阻力,4更大。山地车因为车胎宽度和胎纹设计,6也更大。采用正确的骑行姿态和良好的调整,山地车7、9更小。山地车采用铝合金车架,车架刚性更高、重量更轻,因此8更小,提速也更加灵敏。
最后我们来对比一下入门山地车和入门公路车。1、2、3、4、5可以假设基本相同。公路车轮胎更窄、胎压更高,6更小。公路车的骑行姿态有助于减小风阻、增大踩踏效率,锁踏的使用还可以使踩踏效率进一步提高。山地车因为考虑越野使用,车身刚度比公路车低以便提供更好的舒适性,零部件在恶劣环境下的可靠性也比公路车高但代价使增加了重量。此外,避震前叉的使用进一步增加了重量,如果没有锁止功能,前叉的运动还会造成不必要的功率损失。这样对比一下,就不难看出为什么公路车阻力更小、更加灵活了。
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