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自行车轮胎蹩的时候为什么骑起来费力?自行车骑行者必读的几何图表,影响舒适度的关键因素

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一、自行车轮胎蹩的时候为什么骑起来费力?

这是个好问题回答起来会比较复杂,不能简单的说摩擦力变大了,这样说是错误的,不光是因为摩擦力公式是F=uN,这个滑动摩擦力公式放在这里也不近理想,比较准确的回答是:

“由于自行车轮胎变瘪以后,它的形状变得不圆了,这使得它的滚动阻碍变得比原来圆的时候更大了。”

之所以这里用滚动阻碍而没有用滚动摩擦力,是因为后者的计算是很笼统的。下面给出一些详细的解释,让你理解为什么圆形滚动起来比较容易。


首先,我们来看一下物体的滚动。以正方体为例,如下图所示,设重力为G,重心到瞬心O的距离为e,在外力 P作用下发生滚动。显然,G·e是滚动的阻力。


随着物体的滚动,e逐渐缩小;G·e也随着一同减小。当G与N共线时G·e为零,越过共线点,-e的绝对值逐渐增大,Ⅰ-G·eⅠ也随着一同增大;此时无须外力P作用,物体便能自行滚动至稳态。我们把阻力矩从最大值G·e到最大值Ⅰ-G·eⅠ称为一个力矩周期。在这个周期内,G·e由最大阻碍作用变为最大动力作用,折而重新为阻力,开始下一个力矩周期。


这种由物体重力引起的滑动阻碍作用和滚动阻碍作用大小的比较来看,多数场合滚动阻碍作用要显得大些,但圆形体的滚动阻碍作用却很小。这是因为圆形体特有的几何形状所造成的。通常我们讲的滚动多是指圆形体的滚动。下边我们看一下圆形体的滚阻力矩:



如图上所示,如果增加正方体的棱边我们会发现,e随着棱边个数n的增加而减小,从而导致G·e的初始值减小,力矩变化周期也随之缩短。当n趋于无穷大时,这个正多棱体趋于圆。此时,由于圆周上各点到圆心的距离相等,-e现象消失;力矩G·e趋于一常量,并且,在滚动中始终维持在滚动前的临界状态。这个常量就是圆形体的滚动阻力。比较起来,这个圆形体G·e的阻碍作用要比滑动时由摩擦引起的阻碍作用小得多。

二、自行车轮胎软塌塌的能骑吗

不能,摩擦系数大。

自行车胎瘪了之后骑行很吃力,是因为摩擦系数增大了、导致摩擦力增大了。我们知道摩擦力的大小只与压力和摩擦系数有关,而与接触面积无关。

通过观察,我们可发现瘪瘪的轮胎跟地面的接触面积很大,直观感觉好像是这样,但是物理学告诉我们,一般来说,摩擦力是跟接触面积没有关系的,只跟接触材料和压力有关;何况,自行车提供动力的轮子是后轮,后轮的摩擦力是向前的,所以摩擦力越大,骑起来应该更省力才是。

其实,使自行车骑起来困难的原因不是“力”的增大,而是“力矩”的增大。由于轮胎瘪了所以地面支承力的作用点会与重力的作用点分开,重力绕着支承力的作用点产生一个力矩,这个力矩对于链条产生的动力矩会有一个“抵抗”作用,蹬车自然就更费劲了。轮胎越瘪,骑车也就越费力。

自行车骑行者必读的几何图表,影响舒适度的关键因素

2025-03-09 18:19·骑行zxcofo了解堆高、前伸量和拖曳距等车架几何数值的测量方法可以帮助你找到最适合你的自行车,并且也会与你的骑行风格相得益彰。


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在购买一辆新自行车时,你需要弄清楚自己需要多大尺寸的车架。车架尺寸通常以“T恤尺码”来表示,也就是小号、中号、大号等。或者它们会有数字尺寸。这些尺寸是由各种车架测量值的长度和角度决定的,也被称为车架的几何形状。


当地的自行车商店通常可以帮助顾客解答基本的尺寸问题,甚至提供工具和服务来帮助确定你的精确尺寸。不过,了解并理解如何阅读自行车几何图表(由制造商为每个型号和尺寸提供)、其最重要的数字,以及这些数字如何帮助你确定适合自己的正确尺寸,以及你正在看的自行车是否适合你想要进行的骑行或你希望它的操控方式,会很有帮助。


堆高(Stack)和前伸量(Reach)无疑是确定一个给定的车架是否适合你的两个最重要的测量值。一种简单的理解方式是把它们想象成一条裤子的腰围和内缝长度测量值。这些数字被设计成在不同品牌和自行车型号之间具有可比性。这使得它们成为大多数骑手在多个车架以及不同品牌之间的各种尺寸标准之间做选择时使用的默认数值。


堆高测量


堆高是从五通中心到头管顶部的垂直距离测量值。堆高数值会让你了解一辆自行车的座姿有多直立。相对较高的堆高数值会让你处于更直立的坐姿。而相对较低的堆高数值则会带来更具侵略性的骑行姿势。


在查看具有完全隐藏式线管走线的自行车时,关于堆高(Stack)需要记住的一件重要事情是,许多这样的车架都有一个专有的头管盖,你必须使用它。许多品牌,如闪电(Specialized),已经开始在他们的堆高测量中包括这个必须的盖子。但始终值得仔细检查这一点,因为如果没有考虑到所需的头管垫圈,这可能意味着车架比广告宣传的略高。





前伸量测量

车架前伸量是指五通中心到头管顶部的水平距离。结合你的把立长度和车把前伸量,这个数值表示自行车座姿的长度。车架前伸量数值越高,你的骑行姿势就越伸展。

如果你正在购买你的第一辆自行车,我建议你试骑各种不同尺寸的自行车,并记录它们的堆高和前伸量数值。这将帮助你比较多个品牌的尺寸。

你可以比较前伸量数值,以了解你的新自行车需要多长的把立和车把前伸量。类似地,比较堆高数值将帮助你知道所需垫片的数量或为适应你当前的骑行姿势需要什么样的把立角度。




一旦你确定了哪种尺寸或型号最适合你,就该考虑你希望自行车如何操控了。前叉拖曳距很重要,因为它是描述自行车转向感觉的一种简单方式。较高的相对前叉拖曳距数值意味着自行车在高速行驶时会更稳定,并且有自我修正的趋势。这在崎岖地形骑行时非常有用,在这种地形中保持路线和保持动力至关重要。较低的相对前叉拖曳距数值意味着更激进或快速的转向,以及更好地在弯道中保持路线的能力。


在激进的公路赛车中,你通常会看到最小的拖曳距数值,在这种情况下,在一大群车手当中快速变换路线和操控的能力非常重要。而在山地车和砾石自行车上,你会发现更高的拖曳距数值。


拖曳距的表示


拖曳距并不总是列在几何图表上,因为它不能直接在车架上测量。相反,它是一个由头管角度、前叉偏移量和车轮尺寸得出的数字。像把自行车轮胎从28毫米换成30毫米这样简单的事情就会改变自行车的轮距数值。这就是为什么品牌通常会描述自行车是围绕特定轮胎尺寸进行优化的。这意味着对于这个轮胎尺寸,车架将具有设计师想要的理想拖曳距数值。一些品牌,如Enve,已经开始为不同轮胎尺寸的自行车列出多个拖曳距数值,以帮助骑手了解不同的轮胎将如何改变自行车的操控性能。


你可以通过计算当前自行车的拖曳距数值,利用拖曳距来确定你对下一辆自行车的需求。你是希望那辆自行车更平稳、更稳定吗?那就寻找拖曳距数值更高的自行车。想要更具攻击性和快速感觉的自行车?那么,就寻找拖曳距数值较低的自行车。


车架几何图表中的其他内容是什么意思呢?

我将堆高(Stack)、前伸量(Reach)和拖曳距(Trail)作为帮助你确定下一辆自行车的三个最重要的数值。车架几何图表上还有很多其他信息,在你进行选择的过程中了解这些信息会很有帮助。


后下叉长度

后下叉长度是从五通中心到后轮中心的测量值。它主要影响车架上的重心,并对自行车的转弯方式和整体稳定性产生影响。




座管角度的表示

座管角度是座管与地面的夹角。它主要影响骑手的位置,你可以通过在座杆上向前或向后滑动车座来调整有效座管角度。




座管长度

座管长度是从五通中心到座管顶部(CSTT)、上管与座管交叉处顶部(CTT)或上管与座管交叉处中心(CTC)的距离测量得出,或者作为对头管延伸出的假想水平上管的有效测量值给出。这在很大程度上是一种过时的测量方法,但它可以帮助确定跨高以及所需座杆的长度。




头管角度

头管角度是头管相对于地面的角度。它是有助于确定自行车拖曳距的测量值之一,是自行车操控方式的重要决定因素。较缓的头管角度会将前轮移到骑行者前方。这在高速行驶时提供了更多的稳定性,但在低速时会使前端感觉松软且反应迟钝。山地自行车通常的头管角度非常缓,在62度到68度之间。较陡的头管会使前轮更靠近骑行者,使自行车反应更灵敏,但代价是在特别崎岖的地形上高速行驶时会感觉不稳定。公路自行车的头管角度通常在71度到74度之间。




头管长度


头管长度是从头管底部测量到头管顶部,它会升高或降低骑手在自行车上的位置。然而,堆高是对此更好的测量方式,所以对于大多数骑手来说它不是特别相关。




轴距的表示


轴距是指前轮和后轮中心点之间的水平距离。从历史上看,轴距较长的自行车被认为更稳定,但操控性较慢,而轴距较短的自行车则被认为更灵敏。虽然轴距与这些特性之间存在关联,但仅轴距本身并不是理解自行车操控特性的完整指标。




跨高是从地面到上管中点的垂直线,大多数骑行者在停车时通常会跨在车架上方这个位置。


上管长度和座管长度一样,曾经是一个非常重要的测量值,但随着紧凑型几何设计以及堆高和前伸量测量的广泛采用,它在很大程度上已不再受欢迎。它通常会以两种测量值出现在几何图表上,一种给出上管的实际物理长度,另一种显示上管的有效长度。第二种测量值是大多数骑手会关心的,它测量的是从车头管和上管连接处的中心点到与座管交叉点中心的一条假想水平线。这个测量值会影响骑手在车架上伸展的程度,但前伸量对于比较不同品牌的车架更可靠。


前轴距是从五通的中心点到前轮的中心点测量得出的。这个数值可以表明自行车的重量分布,进而表明其操控特性。它还可以帮助确定给定尺寸的自行车是否存在脚尖重叠。


前叉偏移量是指从车头管向下垂直投影的转向轴(如果你只是从车头管向下画一条直线到地面)与前轴实际位置之间的水平距离。它是有助于确定自行车拖距的测量值之一,如果你想更换自行车的前叉,了解这个数值至关重要。


五通下沉量是从前轮和后轮中心点之间的假想线到五通中心的距离。它主要影响骑手在自行车上坐得离地面有多低,对于担心在崎岖地形上或过弯时脚踏通过的离地间隙的骑手来说,这是至关重要的信息。




五通高度是从五通中心到地面的距离。它是五通下沉量的反向测量值。它通常较少被使用,因为这个测量值会根据自行车所安装的轮胎尺寸而变化。

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自行车车胎形状对骑行的影响
发布人:cpspy123 发布时间:2025-04-19