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2009-02-14 11:31:56| 人氣1,063| 回應0 | 上一篇 | 下一篇

淺談自行車的前進阻力

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  很多人在路上騎車總覺得自己的車速比不上別人的車速,當然第一個要懷疑的是你的體能與騎車技巧,第二個要懷疑的是你車子 的騎行阻力是否過大,如果你自認為你的體能與騎車技巧不比別人差那麼就要回頭來檢討你車子的性能,因為自行車不比其它的交通工具,一般的交通工具都是靠動力引擎來做前進引力,因此如果阻力過大人體也不容易查覺得到,頂多只是多浪費一些油錢與車子 的耗損,自行車則不然,它完全靠人體動力來達到前進的目的,所以車子只要稍有阻力那麼人體付出的動力就要相對的增加,因此所有高級名牌的車子無不圍繞著這些前進阻力的因素來做零配件的改良與設計.

  自行車的騎行阻力大致上可以區分為: 轉動阻力,空氣阻力,內部阻力,上坡阻力,加速阻力,以及角度設計錯誤所產生的阻力,這些阻力有些可以從設計上做改善,有些部份則需要依靠個人的騎乘技巧做調整.

  所謂轉動阻力所指的是在輪胎與地面接觸的暫時變形能量損失,路面變形凹凸的能量損失,接地部份的摩差能量損失,輪胎迴轉時所發生的空氣阻力損失,這其中牽涉到的大部份是輪胎與花鼓的設計,好的輪胎設計可以承受高胎壓以及產生一定的地面摩差力並讓轉動的風阻降到最低,一般在高速轉動時空氣會在花鼓與鋼絲間產生一股空氣擾流,因此如何將這股阻止前進的空氣擾流排出輪外就是花鼓葉片與鋼絲外形以及編織方式的設計重點,這也就是目前市面上有很多標示低風阻輪組的設計考量.

  內部阻力,這個部份就是真正的零件等級之分,主要包含了前後花鼓,五通轉軸,腳踏轉軸,大齒盤與鏈條的咬合,鏈條與後飛輪的咬合,後飛輪的轉軸,鏈條內部的軸承滑動摩差等等,好的零件設計需要充份的考慮這些摩差阻力,目前很多廠商乾脆把這些轉軸零配件全部換為培林組以減少摩差阻力,雖然培林組可以降低摩差阻力但因為在騎乘中由於人體的不規則扭力輸出,因此很容易在培林內部產生耗損與鬆動,一旦培林鬆動就無法做固緊調整只有全組更換,其實好的珠巢設計會使用高真圓度的鋼珠以及在鋼珠座上增加一道CNC車削以增加搭配的順暢度,一旦軸承鬆動可以利用外側的螺母做適度的鬆緊調整以增加使用壽命,所以我們只能說培林軸承在新的時候很好用但壽命不長,而且隨著時間的增長性能越來越差,珠巢軸承一開始較不順暢,但回隨著使用時間的增長而增加它的順暢度,一旦鬆動還可調整增加使用壽命.

  在內部阻力上有一項很重要的設計就是鏈條與大齒盤的齒形咬合,一方面要進鏈容易,一方面也要脫鏈順暢,最重要的是鏈條軸承與齒型咬合中間所牽涉到前進力量的壓力角要正確,因所有的前進力量都是透過這一個過程把力量做有效的轉換,如果齒型與鏈條搭配的壓力角度錯誤那麼人體的輸出力量就會在這一個過程充份損失而讓很多扭力白做工.

  另一個前進阻力的產生往往發生在車架角度的設計上,也就是五通高度與車架對地角度的整體搭配,人體的輸出扭力大部分都是透過五通部位轉化為前進力然後傳送到後輪做推動力,經過後輪的推動再經由前輪做指引,因為後輪沒有對地角度的問題,然而前輪為了騎乘的舒適,振動力的吸收以及車架穩定的拖曳距離設計,所以需要對地成一特定的角度,也就是頭管對地的前趨角,這個部份也牽涉到每一個人的使用習慣不同會有所變化,但是大部份的設計角度都會控制在70-74度之間,需要依照車種的不同,使用目的的不同以及個人的習慣不同去選擇前趨的適當角度讓你的前進分力能充分的擴展.

  當你下次再碰上車速比不上別人時請先不要懷疑你的體力,也許你應該先檢查你車子的轉動阻力,內部阻力以及設計阻力是否都比別人的大,一部阻力小的車子可以讓你輕鬆的騎乘並享受優摘的休閒生活,一部設計不良阻力大的車子只能讓你充份享受真正的體力訓練,也許你的腿部會因此訓練得更粗壯.

台長: Kickbike Terry
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