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还没关注列表网？一大波金豆等你拿！帖子主题：关于自行车牙盘的弊病
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关于自行车牙盘的弊病
文章提交者：lijun644
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http://bbs.tiexue.net/bbs296-0-1.html
文章来源：原文地址：限于个人文才有限，可能表达不清晰，勿喷!!!&&关于椭圆盘的争论从来就没有中断过，有人说它能把速度提高5--7公里。有人说它是达芬奇的蛋，20世纪自行车的最大败笔。椭圆盘真能把速度提高那么多吗？我是不信。高速骑行时风阻占全部阻力的70%以上而风阻与速度的平方成正比。功率P=F.V 也就是功率与速度的立方成正比。自行车的能量转化效率已经很高了，没有多少可提高的空间。如何可能换一个椭圆盘就能将功率提高40%以上？椭圆盘设计出发点是好的，也有理论进行过论证但它有一个致命缺陷---踏蹬有顿挫感，无论如何改变外形都无法消除。人对速度并不敏感，38KM/H 40KM/H 如果不看码表可能难以区分。但是对速度的变化量--加速度却是异常敏感，点点滴滴都能清晰感觉的到。顿挫感来自于速度变化量的不稳定。椭圆盘为什么不能很好的控制速度的变化量？可以看看下图。图一、图二是椭圆盘长边、短边与链条受力侧垂直的情况。可以看出中轴中心到链条中心的垂直距离L1和中轴中心到牙盘齿中心的距离L2相等，这个没有问题 。图三、图四是椭圆盘的长短边与链条不垂直的情况。&&扭力矩是力与力臂的乘积，力臂是转轴中心到力的方向的垂直距离。&&很显然中心到链条的垂直垂直距离L1才是真正的平衡曲柄扭矩的阻力臂。L1的长度等效于标准圆牙盘的直径。在其它条件不变的情况下L1的长短变化决定着曲柄转速的变化。L2只是椭圆牙盘的边长，它与曲柄转速的变化没有关系。L1/L2 也不存在比例关系改变牙盘外形并不能很好的控制曲柄转速。因此说椭圆牙盘只能控制加速、减速，对于速度的变化率基本处于失控状态。没有精度自然就谈不上品质，要想减少顿挫感就只能把牙盘做的尽量圆一点，不过那样又有什么意义呢曲柄转速的急剧变化必然带来踏蹬力的变化，踏蹬力的变化又会对膝盖造成冲击，我想对膝盖也没什么好处吧。椭圆牙盘调速是通过改变椭圆“半径”来改变曲柄转速的，“半径”的变化是呈余弦函数，以53齿牙盘为例 360/53=6,79度COS6.79=0.993 COS(6.79*2)=0.972&&COS(6.79*3)=0.937COS(6.79*4)=0.889&&COS(6.79*5)=0.829这是理论上椭圆的最快变速能力，牙盘由53齿变化到44齿至少需要转过34度。速度是越来越快。恒角速度，不知道是恒的哪一部分，相对于哪个转动轴线的角速度？圆牙盘算是恒角速度吗？都到5点位置了基本向下的蹬踏力能对牙盘产生多少扭力？此时还要用大速比？从12到1差距那么大算不算顿挫？还有个重要问题是，你这一只脚的运动规律与曲柄角度的关系不是相对于中轴中心对称的，那另一只脚的运动规律必然跟他相差180度，且也是不对称的，两边不一样。而且抻链条的方式很吃后拨容量，楼主敢做个两片盘50-34配12-29飞的公路自行车系统吗？用标准的公路自行车后拨。再而且你那凸轮机构很怕沾泥。再而且你这就能保证角速度恒定？本身1，2楼就是矛盾，早有笑容给指出了。还而且等张收缩在不同肢体姿势下肌肉张力并不相等，这个是分析人体本身动作规律了。不知道等动训练是不是等效于增加了训练量？这种训练现在为啥没有普及到各个健身房？其研究结果是否严谨？所以我觉得这个帖子除了推荐一种靠凸轮挑链条的传动机构设计之外，全篇都有种不通顺的感觉，各个概念搭不上关系。请楼主一一解答我的疑问，让我思维连续上，找到其中的联系，这个不是一个表达能力不行就过去了的问题。分析和运算用的是形式表达而不是自然语言表达，有其严格和统一的方式，文笔不好的科学家都很会用严谨的形式去思考。如果搂住不会这些形式表达，只能说明楼主中学数学和物理没学好。比如举个例子，腿的惯性在蹬踏过程中造成了很多能量损耗，有多大惯性和多大损耗，占驱动功率多大比例？我120踏频的时候如何没感觉到？字可能太多了宏观上avs一致的情况下，总功当然可以改变。不承认这个前提，很多想法的前提就出了大问题。最简单来讲重蹬踏低踏频和高踏频的总功就会差不少。这里面有一个总功率与轮上（盘上）功率的比值问题。说白了还是机械效率。拉扯现象不仅体现在行进速度的微小变化，也体现在整个杆系往复摆动角速度变化。踏频越高，肌肉克服杆系惯量做功越大。实际上还是如我上面所讲，这部分功率不能忽略。所以低踏频和高踏频在速度一致（轮上功率一致）的情况下，总功必然不一样。理论上踏频越高机械效率越差。但是肌肉负载小，乳酸堆积更少。所以优化必然是在某一踏频区间进行的。这又回到我12楼提出的说法，在这一踏频区间显然存在最优解，使得杆系往复摆动做功最小。也就是在这一区间机械效率最大的解。当然这只是我认为可能的一个方向。但骑行不可能总是跟ITT一样坐着纹丝不动机械的画圆，且机械效率最高的解也未必是生物能量转化上效率最大的解。我真正要表达的意思是，对于人体的功率密度（w/kg）来说，骑手下肢本身的摆动消耗的功率非常可观。抛开这部分仅靠曲柄体现出的角速度去谈椭盘的效果是不全面的。但这部分其实我们很难真正使用足够论据去讨论到。椭圆盘的思路简单说就是通过改变牙盘不同部位的直径，使上下死点处同样的力量能产生更大的驱动力，使得用脚画圆的时候更容易“搓”和“踢”过这个死点，而在死点之间用得上力气的时候就要出速度。如此一来费力却效果较差的死点处驱动力被改善或者说很快就过去了不用费那么多劲儿，于是就省了能量。椭圆盘我不如何喜欢也从来没试过。它会让前拨工作得不如圆盘完美。又但是貌似山地自行车也能受益。。。标准公路自行车自行车圆牙盘在匀速行驶时可以认为曲柄的转速是恒角速度，不过我所提的恒角速度是指大腿和小腿的夹角在整个踏蹬过程中基本保持恒角速度。三点半到四点半（转动30度）位置时曲柄和脚---髋关节连线的夹角已较小，普遍认为踏蹬效果不好。此时大腿与小腿夹角已变的较小，位移速度低但踏蹬力很大。适度的降低曲柄转速可使踏蹬力充分发挥出来，椭圆牙盘此段是加速的自然会有省力踏空感觉。我们的是由46齿增加到51齿。请不要考虑踏蹬力和曲柄夹角大小对做功的影响，一点关系也没有，能量不会被浪费。4点半到5点位置时接近死点做功效率低齿数由51齿减少到标准的46齿，方便左右脚的切换。12点到1点速度较高但大腿、小腿的夹角只有60度，小腿的前推速度较高完全可以跟上没有问题。曲柄转速的高低是根据脚的实际移动速度设定的。第二个问题椭圆控制板是对称的所以左右脚运动规律肯定是对称的。我不知道该如何解释看看视频更明了。普遍认为椭圆盘不适合高踏频，主要因为它对曲柄转速调控精度不够高。这车的调控范围比最椭的椭圆盘还要大。大约是椭盘的2.8倍，没有顿挫感。踏频比圆盘要高5%--10%非常流畅。什么叫人车一体，不骑这车感觉不到。我是这么想的。椭圆盘之所以有争议，是因为他并不适合所有人。椭圆盘的曲线，在我看来只能是特定针对个人生物力学特点在某一踏频区间的解，使每转总功最小，或者使每转平均肌肉张力最小。这两个优化方向明显得出的结果是不一样的。对于前者，如果要求整个杆系的总功最小，那么车手大腿小腿和脚的质量都是方程的一部分，还有整个人车负载质量。这些部分的惯量会使肌肉每时每刻都在因为杆改变角速度做功。这是一个全面的优化，并不只是曲柄角速度的变化造成的拉扯最小才是最优解。事实上腿部的质量是很大的，在高踏频下这部分影响尤其明显。 其实这个方向现在没有任何一家椭盘制造商去做。因为量身定制椭盘不太现实。而对于后者来说，针对这一优化的产品市面上恐怕不下3-4种了。
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3200低价甩了。本人换城市工作就割爱了。车爱护的很好九成新。每次骑行都会整车检查一遍，所以车况很好。欢迎来试驾。入手到现在没有换过任何零件。没大摔过。就补过一次胎。总共最多骑了两千公里。参加过一次比赛（虽然是个纪念奖）翻过南宝山。
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