題:
為什麼公路自行車車輪不小?
user2394284
2019-04-23 02:30:50 UTC
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我的理解是,空氣阻力是大多數踏板動力在高速行駛的地方,這尤其關乎車輪:在公路自行車車輪上,您要支付的費用是空氣動力學和/或輕型車輪,而不是滾動阻力和軸承之類的其他損失。

因此,如果空氣阻力是優化車輪的目的,那麼車輪應該很小。顯然,在寬度和半徑上,因為即使縮短表面的長度也會減少邊界層的阻力,並且每個車輪的上半部基本上都是比自行車其餘部分運動更快的表面。有人想到過嗎?


假設:小車輪的較快角速度與空氣阻力無關:如果給出了前進速度,則車輪上的每個點都具有給定的分數車輪半徑與地面相比的速度與車輪半徑無關。換句話說,收縮車輪不會加快其表面上的任何點。你只會得到更少的表面。


某些速度記錄自行車的車輪很小,包括當前記錄保持器

552毫米車輪在公路比賽中可能是UCI合法的。儘管需要前後兩個相同直徑的車輪
呃,自行車重量和風阻的最大(迄今為止)最大來源是什麼(被人騎)?
炮製一輛成人尺寸的16英寸車輪自行車。將其帶到高速公路上行駛50英里。然後回來並解釋為什麼車輪應該小一些。
擾流板警報:空氣阻力不是*優化輪轂的對象。
@mazura任何來源或解釋為何會這樣?
@ojs-車輪/(h)wēl/名詞1.在車軸上旋轉並固定在車輛或其他物體下方的圓形物體*,以使其易於在地面上移動*。 - 谷歌 ;)
@danielrhicks不完全是50英里,而是... https://www.bikeforums.net/folding-bikes/307126-pbp-brompton.html
@Mazura是的,這就是輪子。問題是,為什麼不應該針對空氣阻力進行優化,以及如何解釋賽車中常用的車輪。
@ojs賽車中常用的車輪不會對滾動阻力產生影響。空氣動力學是第二個問題,而不是第一個問題。
我沒有要求@Luaan。但是,如果您不主動尋找其他方式,您還會看到較深的輪廓和較低的輻條數。
IIRC在競爭性賽車中,“過好”(空氣動力學太快)的自行車實際上是被禁止的(例如靠背),儘管AFAIK禁止創新僅涵蓋某些方面,而沒有涵蓋其他方面。
@DanielRHicks或只是在街上的腳輪上滾動家具。
規則書從未明確指出禁止自行車過高或空氣動力學。他們對管的形狀和自行車的幾何形狀都有規定,以保持這項運動的精神。今天賽車的自行車必須與過去的自行車相似。由於此規則,禁止臥床。該規則也將禁止便士,這不是性能。
在金星表面著陸探頭是唯一需要空氣動力學的時間。
我不知道這有多精確,但是此頁面的“記錄和賽車”部分錶明,前一段時間UCI公路賽車禁止使用小車輪:http://www.moultonbicycles.co.uk/heritage.html
@Dan [UCI法規3.0.18](https://www.uci.org/docs/default-source/rules-and-regulations/part-i--general-organisation-of-cycling-as-a-sport。 pdf?sfvrsn = b6f5c2e4_76)表示車輪直徑(包括輪胎)必須在50到70厘米之間。 UCI法規標有修改日期,但3.0.18相當長(基本上涵蓋了有關車輪的所有內容,包括測試程序),因此不清楚何時更改直徑要求。
在我看來,在80年代(也許是70年代?)進行了一個小時的速度記錄,當時自行車使用800m車輪(而不是“當前”的700C車輪),後來被UCI規則的發展所拒絕。但是我在互聯網上找不到任何證據。
@nobody為什麼賞金?您在尋找什麼答案?
-1
@GabrielC。一個稍微不同的問題“最小阻力的最佳車輪尺寸是多少?”說得通。
@ArgentiApparatus是的,這將是一個有趣的話題,我敢肯定有一些白皮書。令我感到驚訝的是,似乎沒有人明確指出OP的前提是“空氣阻力是優化車輪的目的”。
@GabrielC。僅考慮車輪,我很確定,如果車輪尺寸減小,阻力會減小,但滾動阻力會上升,軸承損耗也會上升(因為車輪旋轉得更快)。對於傳統尺寸的車輪,空氣阻力>滾動阻力,但隨著車輪收縮而變化
@ArgentiApparatus我們可以在聊天中繼續進行此操作,但是我想指出的是,如果滾動阻力減小,牽引力也會​​減小。由於車輪尺寸太小,這將成為一個問題。
正如文字所說,@ArgentiApparatus嗯,我喜歡答案之一嗎?我以為我可以立即授予它,但事實證明有一個強制性的等待期。
[chat]是這類事情的好地方。如果我將評論移動到聊天室,那麼所有評論都會移動,而不僅僅是健談。
五 答案:
Argenti Apparatus
2019-04-23 06:40:18 UTC
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假設自行車具有常規的騎乘者位置,則騎乘者不能被定位在更低的位置,因為在曲柄和道路之間必須有一定的間隙。當車輪收縮時,車架必須向下延伸才能到達車軸,因此您並沒有真正拆除會造成阻力的結構,而是將其替換為其他零件。

較小的車輪具有更高的滾動阻力,在某些時候,與空氣阻力相比,滾動阻力變得明顯。

還有許多其他實際原因,例如:

隨著驅動輪尺寸的減小,齒輪比必須增加以保持相同的曲柄轉彎行程。這就是折疊自行車具有巨大鍊輪的原因。

小車輪的穩定性較差,任何騎過Razor踏板車的人都知道。

有沒有人研究過在光滑的柏油路面上行駛的自行車的最佳輪徑是多少?對於所有學科和騎手來說,只有622毫米的車輪,這很奇怪。
@Michael這是一個好問題,您可能應該將其作為一個新問題提出來。
@Michael 650(B,C)是相對常見的,儘管與700C並沒有很大不同。許多靠背使用較小的輪子,當然,它們具有不同的人體工程學方面-在任何實際系統中,人為因素都是折衷的一部分。同樣,一個有趣的問題本身
我知道我正在*用其他東西替換會導致拖動的結構*,但是我堅信它具有(小的)好處!我在尋找答案的原因是支持或反對這一觀點。
Vladimir F
2019-04-23 12:18:50 UTC
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在較大的雷諾數下,邊界層阻力(皮膚摩擦力)非常小,即使仍然很大,大部分也不會在車輪上發生,而是在車架和騎行者上發生,因此車輪只會引起阻力的一小部分(甚至邊界層阻力)。對於虛張聲勢的物體,而自行車(和騎手)是虛張聲勢的物體,阻力的決定性部分是形式阻力,而不是皮膚摩擦。

其他答案,所有其他實際因素都對自行車的設計有所幫助。尤其是對於越野自行車,空氣動力學不是很重要,您可以了解如何設計自行車以處理其他功能。

公路自行車並沒有真正選擇使用較小的車輪(儘管可以使用650 mm車輪) )。對於車輪的阻力而言,最重要的是輪胎寬度,因為這直接改變了形狀阻力。輪胎越寬,形式阻力越大。其他形式的阻力明顯不同。我確實知道賽車手在今天的比賽中使用較大的輪胎,但這並沒有使論點無效(我自己在巡迴賽和礫石比賽中使用40毫米輪胎)。但是薄輪胎確實提供了更低的空氣動力滾動)阻力。

在過去的幾年中,公路賽車已經轉向更寬的輪胎
-1
在賽車運動中轉向更寬輪胎的討論比實施的要廣泛得多。儘管23毫米輪胎幾乎全部遺留,但仍然只有卵石才能看到專業人士騎行的輪胎大於25英寸。轉向更寬的輪胎主要是在賽車運動的最底層。
@Carbonsideup您在哪裡看到有人在使用大於25的輪胎進行公路比賽?英國,從您的“輪胎”的拼寫開始?作為這些底層賽車手之一,我在這裡看不到更大的東西-美國華盛頓特區。還有FWIW,我還是把少數23毫米的米其林PR3藏起來作為前排競賽輪胎-如果我能把舊的,做得太多的工作變回原狀的話。他們還沒死。 ;-)
啊,湍流!因此,*當您處於領先位置時,皮膚可能會拖拽到前輪上,並吹到干淨的空氣?
@user2394284差別不會很大。大氣中的空氣是湍流的,即使是人造層流也可能在撞擊車輪時迅速產生湍流。
我在澳大利亞,與國內的UCI大陸車隊和一些亞洲車隊比賽。我在Worldtour中有幾個朋友說,儘管您會在線閱讀,但那裡也是一樣。
M. Hernandez
2019-04-23 06:14:47 UTC
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您還必須指望可以克服的事情-這就是為什麼29英寸車輪在如今的山地自行車人群中如此受歡迎的原因。他們在轉彎時很爛,這就是為什麼他們拿出27.5的原因。較小的輪徑非常適合加速,因此,鐵人三項運動650C輪對的普及。踏板車的車輪很小,因為它們理想的是騎在鋪好的道路或人行道上,因此可以通過而不會碰到任何大坑洼或顛簸。在某個時候,人們聚在一起,確定了理想的車輪尺寸閾值,該閾值可以通過克服故障的唯一能力來防止事故發生。這是我得到的最好的解釋!

我了解鐵人三項賽中的單車腳步要加速一次並以直線行駛180公里。在田徑和大眾起跑比賽中,加速將更為重要。
@ojs是鐵人三項騎行的高度理想化圖片。我懷疑對於專業賽事來說這是否正確,但真實的道路即使封閉,也會出現彎道和山坡之類的現象,這意味著您不能以恆定的速度行駛-而且在許多賽事中,道路並未封閉,因此需要考慮路口以及
@ChrisH鐵人三項仍然沒有衝刺或突破,而加速將更為重要
@ojs,是的,您原始評論的第二句話是正確的。然後,我們必須考慮氣孔對空氣動力學和滾動阻力的影響,以及較小的顛簸等對較小車輪的氣孔的影響會進一步降低,等等,但這可能太過分了
鐵人三項比這些評論所建議的要多樣化得多。涉及許多不同的距離和样式。鐵人三項全能有112英里的獨奏力,允許使用TT / tri自行車,但禁止起草。奧運距離和短距離鐵人三項都涉及常規的單槓自行車,以及短途騎行。總體而言,在所有三門學科中,短暫的急劇加速遠不如公路賽車中重要。
*較小的車輪直徑非常適合加快速度,因此,鐵人三項運動650C車輪對的普及。*我必須大聲疾呼,每個人都在說:“嗯?!!!”對此。鐵人三項比賽沒有賽車必須突然加速才能跳上去的攻擊,他們沒有突破口,必須掩蓋這一突破的車手必須以大量的急劇加速努力工作,以加緊任何試圖橋接到突破口的嘗試,鐵人三項賽肯定不會有速度快至40+ mph / 60 + kph的大規模衝刺。
(續)在鐵人三項比賽中,沒有什麼比在城市環境中每經過0.6英里/ 1公里(或更短……)時每圈8或12個90度轉彎(或更陡峭的轉彎)的高科技標準更高的標準-比賽可能是30或40圈。鐵人三項賽的競賽者從來沒有因反复的快速減速/加速而“跳脫”,這會導致車手炸毀,並且可能在這種比賽中的大氣管尾部發生。
鐵人三項自行車不需要具有相同大小的後輪和前輪。由於它們必須容納Tri桿並且為極低的騎行者位置而製造,因此車輪較小的設計會有所收穫。查看舊時記錄,在這種情況下,合法使用不同尺寸的車輪,他們使用小型前輪作為履帶車。
Mark Connelly
2019-04-23 22:31:55 UTC
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20英寸的車輪比700c等較大的車輪加速更快。但是,在相同的傳動比下,行進距離要短些。

fatboy_slimfast
2019-04-23 16:50:28 UTC
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您曾經玩過玩具陀螺儀嗎?該校長正在騎自行車。小車輪會產生與不移動(即不穩定)相似的影響。

隨著較大的車輪旋轉,它將使自行車保持直立狀態。

除非您走得很快,否則陀螺儀力不會顯著提高自行車的穩定性。如果陀螺儀的力量確實很大,那麼嘗試轉向將使您失望。 [Kooijman et al._](https://science.sciencemag.org/content/332/6027/339.full),(_沒有陀螺儀或腳輪效應,一輛自行車可以自穩定_Science_ 332(6027):339 -342,2011年)描述了一種經過修改的自行車,該自行車具有額外的反向旋轉輪以抵消陀螺力。它是完全穩定的。


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