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楼主: ay134

[讨论] 公路车重量

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发表于 2005-9-14 10:26:43 | 显示全部楼层
<DIV class=quote><B>以下是引用<I>ay134</I>在2005-4-11 1:42:27的发言:</B>

<>功率的表达式: </P>
<>                           P = W / t</P>
<>其中W 是所做的功, t 是到达某一同样速度的时间, </P>
<>功是指的力量和位移的乘积:  </P>
<>                           W = F x S</P>
<>甲车轮重, 乙车轮轻, 所用的力呢? 乙小甲大, 位移呢? 谁大谁小? 所用的时间呢? 又谁长谁短? 至少要得到这些数据才能判段谁所需要的功率大啊, </P>
<>想来想去都太理想化了, 不过现实中却是一个解决问题的方案, 人人都想骑好车, 如果只有有限的资金, 让你可以买对轮子少300克, 或者买一点其它的零件也达到使整车少300克的目的, 是投资轮子还是零件? </P>
<>BEST SLOUTION,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,</P></DIV>

你们的算法太粗略
东北虎
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发表于 2005-9-14 10:47:41 | 显示全部楼层
<>如果硬要用物理学给出一个可信服的理论标准,首先,要这样的假设下进行:</P>
<>1)人只作用一次,即脚踏行程半周,并且输出功率(W)相同;</P>
<>2)三个轴以及链条的传动效率相同,设为 k ;   </P>
<>3)  轮胎和地面之间的摩擦系数与车速有相同的函数关系 m=m(v) ;</P>
<>4)  人和车受到的空气阻力与速度有相同的函数关系  F=f(v);</P>
<>5)  人和整车的质量分别相等,</P>
<>6)整个车轮和整车架以不同重量比搭配时,车轮质量分布结构相同,即转动惯量具有相同的函数式。</P>
<>在这些假设成立时,才可以建模,用来比较车轮和车架的不同重量比对骑行速度的影响。</P>
东北虎
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发表于 2006-2-25 20:02:54 | 显示全部楼层
<>收到了。</P>
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发表于 2006-2-25 21:01:57 | 显示全部楼层
看大家讨论的如此热闹,俺也发表一下菜鸟言论,人是车子的发动机,发动机好,车子就快。再好的车子配置,没有一台运转良好的“发动机”也白费。建议大家省点钱,维护好“发动机”给它加一点营养。
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发表于 2006-2-25 21:36:34 | 显示全部楼层
<>考古了一下。。。</P><>惯性非常重要,轮组很轻的话,要保持恒定的速度只有一个办法,就是马不停蹄的踏蹬。。。。双腿没有一刻休息的时间,很容易疲劳。。。。</P><>但轮组轻的话,明显加速快,对短距离冲刺、突破是极具优势的。。。。。</P><>所以,还是各有优点,看使用场合</P>[em02][em02]
"I looked around me for a bike that I would like to own. I didn't find it. So, I built it". QQ:498733611 浙江海盐
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发表于 2007-2-28 22:57:25 | 显示全部楼层
<p>最最高谈阔论,纸上谈兵的话题!</p>[em01]
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发表于 2008-4-6 10:12:01 | 显示全部楼层
不用讨论了,对决不打分业余车手来说,比赛的时候就用轻轮,比赛中太多的时候要加速减速,惯性轮会把你本来就微弱的体力耗尽。tt的时候可以用惯性轮。

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发表于 2008-4-6 10:13:10 | 显示全部楼层
这个论坛怎么不能编辑帖子,打错字了。“对绝大部分业余车手来说
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发表于 2008-4-6 14:39:57 | 显示全部楼层
减轮子效果好
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发表于 2008-4-6 16:14:01 | 显示全部楼层
<div class="msgheader">QUOTE:</div><div class="msgborder"><b>以下是引用<i>Victor42zyw</i>在2005-4-9 13:35:40的发言:</b><br/>还是想给自己的车子减负。</div><p>估计住7楼,得抗上去</p>
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发表于 2009-8-13 15:48:48 | 显示全部楼层
接上面的~~~~~少300克还是轮子吧,这样更能增加轮子传动效果,对提速有很大帮助~个人观点~请多多指教~~~~
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发表于 2010-7-7 00:59:16 | 显示全部楼层
<p>偶是某大学物理学基地班毕业的,研究生时研究隐形飞机的,现在是自行车爱好者,今晚来查公路车资料,见到此帖,所以特意注册了帐号来给大家解答关于转动惯量的疑惑。不过我希望大家看到我的回复之后,能够给我提供买一辆公路车的专业意见。我先来解答,后来说我对自己的公路车的要求。</p><p>现在进入正题。</p><p>第一,我先说一下,自行车设计师希望减少辐条,增加车圈重量的设计思路是完全正确的,他们的物理学的不错。</p><p>第二,我说一下转动惯量轮在日常生活中的两个使用,这两个使用都与自行车增加转动惯量有关系。</p><p>1,大家见过拖拉机没?如果有注意的话,就会发现拖拉机的车头上有个很重的轮子,一旦发动机运转了,这个重轮就会不停的旋转。按照大家所说,重量越轻,耗用的能量越少,那么为什么拖拉机上要放这么大一个轮子?答案是,拖拉机的发动机的输出功率是一定的,P=FV,P是功率,F是力量,V是速度,其中F=质量*g*摩擦系数,前面有人说过,假设这个摩擦系数是一定的,不考虑风阻等影响,那么只有自行车的质量决定了自行车的速度,或者说要想维持相同的速度,重量轻的需要的发动机功率要小。所以对于拖拉机来说,要想省力,就需要减轻重量,在这一点上,日本的轿车就是靠重量轻省油的。但是省油不省油不仅与重量相关,还与发动机的能量输出形式有关。这个发动机只能以某个功率输出能量,可是这个拖拉机在行驶过程中会遭遇爬坡乃至有个小沟,有加速阶段,有减速阶段。在爬坡时,这个F就不等于质量*g*摩擦系数了,而是这样计算的F=质量*g*cosA*摩擦系数+质量*g*sinA,这里的A就是上坡的角度则是大家注意这个数值要比前面的那个数值要大,因为输出功率是一定的,所以同样重量的车上坡时要加油门或者行驶速度慢,甚至当后面的那一项(质量*g*cosA)大于平路上的质量*摩擦系数时,爬坡将成为不可能的。大家知道这个摩擦系数常常只有0.1以下,那么当A=多少时,sinA就能达到0.1呢?答案是6度时,也就是说当坡度达到仅仅6度时,假设摩擦系数只有0.1的话,同时不考虑风速等因素,那么你的速度就将降低为原来的一半。甚至在极端的情况下,如果没有额外的能量供应,那么你将会不能前进,我这里说的是当你的最大力连重力都不能克服的时候。</p><p>在这时,那个高速转动的轮子就会发挥最好的作用,大家肯定知道能量守恒定律吧,在下坡时或者平路上,发动机可以把多余的输出的能量储存在这个高速转动的重力轮里面,等到需要较大的功率时,把这个轮子里的能量取出来使用。这个轮子重量越大,质量分布在离中心越远的地方,所储存的能量就越大,对于功率输出的平滑就越为有效。</p><p>2,第二个例子,大家知道陀螺导航没有?大家可能听说过指南针导航,但是指南针是有失效的时候的,在这时我们怎么办?其实最先进的导航系统是陀螺导航,在现代战争中,最先进的导弹都装了陀螺导航仪的。陀螺是由三个转动的轮子组成的系统,大家知道转动的物体有转动惯量,转动惯量具有维持原有运动趋势的极好的性质。大家都玩过抽陀螺吧,无论怎么抽,这个陀螺永不倒,就是利用了转动惯量的原理。</p><p>这也就是说转动惯量越大的物体,稳定性越好。</p><p>这第二条总结出转动惯量的两个好处,那就是第一:是可以在紧要关头提供额外的能量,在不需要能量的时候,把多余的储存起来,这里我们试想一个理想的情况,假设骑一个一千米上坡,然后再上坡八百米,假如你的自行车足够好,而且你能承受足够快的速度,那么你可能一点力气都没用,车自动完成这个过程了,也就是下坡时,车子自动存储重力势能,然后利用这个重力势能自动上坡,多余的那200米高度的重力势能克服摩擦力,但是另一种理想的状况,假设你的车子完全不能储存能量,那么你会发现你下完那一千米后,后面的八百米要输出你的体力来完成它,你不仅仅要克服重力势能还要克服这段距离的摩擦力。我想对于利用下坡的高速来冲过小坡是每个骑车人都会利用的一点,这一点大家都有体会的,那么我要告诉你的就是转动惯量越大,你就越能利用这一点。第二就是当你的车子的转动惯量越大的时候,你的车子越不容易倒,这就是利用了和陀螺一样的原理,这样也就增加了你的安全性和更加容易的操控你的自行车。</p><p>第三,现在我来给大家解答转动惯量的物理学原理,转动惯量=质量*半径*半径。假如我们想获得最大的转动惯量时,我们该如何做呢?也就是让质量尽量分布在离中心远的地方,此外就是轮胎的半径要大。让质量分布在离中心远的地方,尽量减轻辐条的重量,这就是那位工程师要做的,至于加大轮胎的半径,大家可以拿那种小轮折叠车和大轮子的欧洲旅行车做一下对比,看看遇到紧急状况,那种车子更加容易控制以及在同样的重量下,哪种车子更容易利用下坡冲过上升的陡坡。</p><p>那么,当质量位于其他部位时,是否就不存储能量呢?不是的,但是当质量位于其他部位,也能存储能量,但是不如位于车轮边缘来的有效,因为当能量存储在转动的轮子中的时候,是非常稳定的形式,可以很容易平滑输出,位于其他的部位的时候,可能因为一个意外的小碰撞就把能量无谓的耗散掉了。这里我
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发表于 2010-7-7 01:00:02 | 显示全部楼层
汗死,改好了,版主可以把前面的删除了,只留后面这个。第一次发贴,见谅
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发表于 2010-7-7 01:02:11 | 显示全部楼层
全部换成碳纤维的就轻啦,不过没有个十几万可能拿不下来。
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发表于 2010-7-7 01:11:48 | 显示全部楼层
再说一个转动的好处,譬如子弹在射出去的时候就是旋转的,让子弹旋转的装置就是滑膛线,子弹宣传的好处主要是提高子弹飞行的稳定性,当弹头尖端朝前时,风阻最小,此外就是尖端朝前时,钻的更深,还有旋转有利于破坏身体组织,造成更严重的杀伤。这最后一点不谈,前面那两点,也就是让道那尖端朝前,那就是因为子弹旋转的功劳,旋转的子弹具有很高的稳定性,能保自动保证弹头尖端朝前。表面上看,供给弹头转动能势必降低它的前进能,从而降低速度,但是尖端超前能够降低前进中的能量消耗,实际上却使子弹射得更远,所以狙击枪和手枪都用相同的子弹,前者却能射得更远,更精确,其缘由很大部分就在于前者有更好的滑膛线。

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发表于 2010-7-7 01:30:19 | 显示全部楼层
<p>轮组在有足够强度的前提下当然是越轻越好。再简单不过的理由,越轻惯性越小,加速越快,比赛中可以突然加速甩开对手或跟上突然加速的对手</p>[em06]
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发表于 2010-7-7 09:29:07 | 显示全部楼层
<p>又有人来解释这5年前的帖子</p>
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发表于 2010-7-7 09:49:34 | 显示全部楼层
<div class="msgheader">QUOTE:</div><div class="msgborder"><b>以下是引用<i>Ani</i>在2010-7-7 1:30:19的发言:</b><br/><p>轮组在有足够强度的前提下当然是越轻越好。再简单不过的理由,越轻惯性越小,加速越快,比赛中可以突然加速甩开对手或跟上突然加速的对手</p><img title="dvubb" alt="图片点击可在新窗口打开查看" src="http://www.chinabike.net/newbbs/Skins/Default/emot/em06.gif" align="middle" border="0"/></div><p>的确,车子重量轻更有利于加速,但是也利于减速。</p><p>如果你的车子够重,而且设计更好,那么你一旦达到某个速度,你将可以让他靠储存的能量惯性运行,但是你的车子轻的话,你可能每时每刻都在加速,那么你说哪种情况更好呢?</p><p>把重量放在车轮边缘,当你加速时,的确可能多耗费一点时间,但是问题是你这时耗费的能量并没有无谓的浪费掉,而是储存在你的车轮中,它将在接下来的过程中释放出这个能量来维持你的自行车继续以这样快的速度运行,但是假如你的自行车轮子没有这么好的转动惯量,你加速起来可能容易,但是你觉得力量耗尽,想只是维持巡航速度的一刹那,你的速度会立即降低下来,因为你的车轮中没有储存这个能量。你可能听说过机械能守恒定律吧,对于车轮这种东西,摩擦极小,是很有效的保存和转化机械能的系统,所以,你的加速慢,并不代表你为加速耗费的能量会得不到利用,这个能量只是没有在瞬间释放为速度,而是以后缓慢的释放而已。假如你承认相同的能量肯定能跑相同的距离,那么把能量储存起来慢慢去释放并没有什么不妥。</p><p>无论进行比赛还是日常运动,关键的都不是加速,加速耗费力量很大,你不能一直加速,除非那是百米冲刺。关键的是你的巡航速度,而要维持一定的巡航速度,有一个惯性轮来自动调节你的车速是非常重要的。</p>
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发表于 2010-7-7 11:19:40 | 显示全部楼层
<div class="msgheader">QUOTE:</div><div class="msgborder"><b>以下是引用<i>老李</i>在2005-4-9 3:45:03的发言:</b><br/><p>自行车只在某些环境轻量才好,当然这有个度,永远不是越轻越好,因为过轻时强度是成反比的下降,而使用竞赛级别的超轻量零件平时用于训练,不仅是消耗巨大,而且胜了也没什么光彩,我就常背着几公斤重的照相机和修补轮胎和别人训练,重点有什么关系呢,就当负重训练,反正这不是比赛。</p><p>如果同样重量的车,一台重量集中在车架,一台重量集中在轮子的外圈,那肯定是后者的性能更高,因为圈是车的动体,可以让车子的惯性相对更加恒定,从而恒定的速度可以让人更不容易疲劳的保持高速。</p><p>当然也有例外,tt赛之外的大组车有时就很轻,选手首先有较高的骑行水平,他可以灵活的改变自己的档位来恒定逆风和爬坡时的频率,然后他会充分的利用对手,在适合的距离和环境(比如爬坡),他会充分利用自己车轻加速性好的优势去取胜和摆脱,即使是tt,也要看风力和选手类型,某些轻型力量小选手就不适合使用重量大的惯性轮组,即使给他们配备那样的系统,他们也不可能获得优势。</p></div><p>车的惯性不仅仅关车圈的是,车架和变速系统都是物体,都有惯性,在高速情况下,难道重点的车架就就不会使车子保持惯性了,车圈虽然是运动的主体,但研究惯性要把整个车看成质点。TT的车圈之所以重,不是车圈重了,才有惯性,是为了增加整辆车的重量,而且厚的刀圈或封闭论能减少乱流</p><p></p><p></p><p>总的来说,保证强度下,越轻越好,因为车的重量和人的重量悬殊太大,你的车轻点重点,在行驶中加上人的重量对比,基本没差别,惯性一样,但轻的车拥有更好的制动性能。</p><p></p><p>还有风阻,车架的结构材料,最重要的是人的经验技术,POWER还有应变能力</p>
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发表于 2010-7-7 11:20:50 | 显示全部楼层
<div class="msgheader">QUOTE:</div><div class="msgborder"><b>以下是引用<i>ay134</i>在2005-4-11 1:42:27的发言:</b><br/><p>功率的表达式: </p><p> = W / t</p><p>其中W 是所做的功, t 是到达某一同样速度的时间, </p><p>功是指的力量和位移的乘积: </p><p>W = F x S</p><p>甲车轮重, 乙车轮轻, 所用的力呢? 乙小甲大, 位移呢? 谁大谁小? 所用的时间呢? 又谁长谁短? 至少要得到这些数据才能判段谁所需要的功率大啊, </p><p>想来想去都太理想化了, 不过现实中却是一个解决问题的方案, 人人都想骑好车, 如果只有有限的资金, 让你可以买对轮子少300克, 或者买一点其它的零件也达到使整车少300克的目的, 是投资轮子还是零件? </p><p>BEST SLOUTION,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,</p></div><p> = W / t  w=fs 都出来了  哈哈</p>
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发表于 2010-7-7 14:30:33 | 显示全部楼层
<div><b></b></div><div><b>以下是引用<i>Mr星</i>在2010-7-7 11:19:40的发言:</b><br/></div><div class="msgheader">QUOTE:</div><div class="msgborder"><div class="msgheader">QUOTE:</div><div class="msgborder"><b>以下是引用<i>老李</i>在2005-4-9 3:45:03的发言:</b><br/><p>自行车只在某些环境轻量才好,当然这有个度,永远不是越轻越好,因为过轻时强度是成反比的下降,而使用竞赛级别的超轻量零件平时用于训练,不仅是消耗巨大,而且胜了也没什么光彩,我就常背着几公斤重的照相机和修补轮胎和别人训练,重点有什么关系呢,就当负重训练,反正这不是比赛。</p><p>如果同样重量的车,一台重量集中在车架,一台重量集中在轮子的外圈,那肯定是后者的性能更高,因为圈是车的动体,可以让车子的惯性相对更加恒定,从而恒定的速度可以让人更不容易疲劳的保持高速。</p><p>当然也有例外,tt赛之外的大组车有时就很轻,选手首先有较高的骑行水平,他可以灵活的改变自己的档位来恒定逆风和爬坡时的频率,然后他会充分的利用对手,在适合的距离和环境(比如爬坡),他会充分利用自己车轻加速性好的优势去取胜和摆脱,即使是tt,也要看风力和选手类型,某些轻型力量小选手就不适合使用重量大的惯性轮组,即使给他们配备那样的系统,他们也不可能获得优势。</p></div><p>车的惯性不仅仅关车圈的是,车架和变速系统都是物体,都有惯性,在高速情况下,难道重点的车架就就不会使车子保持惯性了,车圈虽然是运动的主体,但研究惯性要把整个车看成质点。TT的车圈之所以重,不是车圈重了,才有惯性,是为了增加整辆车的重量,而且厚的刀圈或封闭论能减少乱流</p><p></p><p></p><p>总的来说,保证强度下,越轻越好,因为车的重量和人的重量悬殊太大,你的车轻点重点,在行驶中加上人的重量对比,基本没差别,惯性一样,但轻的车拥有更好的制动性能。</p><p></p><p>还有风阻,车架的结构材料,最重要的是人的经验技术,POWER还有应变能力</p></div><p>我想我已经说得很明白了,我并没有否认车子的任何地方都有惯性,但是存储于直线运动的惯性与存储于转动的惯性是有很大不同的,后者可以提供稳定性,而且可以非常容易的存储能量,并可以被很好的引导出来,但是其他地方的惯性,你只要遇到一个阻碍,这个惯性就消失大半了。</p>
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<p>前面有人说整车也有惯性,但是我想请这位同志注意一下,假如你有两辆车的行驶速度速度一样的,总重量也是一样的。只是其中的一个车没有轮子,另外的那个车有轮子,而且这个轮子还在高速旋转,我想问你,那辆车上存储的机械能大?显然是后面的有轮子的车辆,因为辆车重量相同,向前的惯性就是相同的,物理学上讲,质量就是惯性大小的量度。但是后面的这辆车除了向前的惯性之外,还额外有转动的轮子的转动惯性。而且在遇到危机的时刻,那个向前的惯性多半只会造成破坏性效果,而这个轮子里的惯性却可以被输出增大你的功率。</p>
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发表于 2010-7-7 14:55:04 | 显示全部楼层
<p>我想大家都没有理解转动惯量才导致这种理解上的错误吧。在相同的前进速度下,转动的物体具有更高的能量。譬如两辆静止的车子,一辆车子的轮子转起来了,一辆没有转起来,然后让这两辆车子同时出发,你会发现前者马上自动获得了很高的速度,而前者是静止的。</p><p>所以我在前面举子弹的例子时说,转动的子弹飞行速度更低,因为一部分能量被用来转动了,但是它飞得更远。</p><p>同样,对于骑车来说,车轮的巨大的转动惯量其实极其不利于加速,排除可能的质量大的因素,一部分能量要被分流来储备转动的惯性能量是最重要的因素。但是这个能量并不会被浪费,在以后的行驶过程中,它还会被输出,这个以后输出的过程也可以用来追赶不是吗?譬如两辆车子,一辆车子在你用力时迅速冲出,你获得了初始的第一名,后面的那样车子,你用历史,能量被储存起来,缓慢的释放,后来追上了你,你会喜欢哪一辆呢?</p><p>平滑能量输出要优于时而输出多,时而输出少。</p>

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发表于 2010-7-7 15:06:23 | 显示全部楼层
<div class="msgheader">QUOTE:</div><div class="msgborder"><b></b></div><p></p><div class="msgheader">QUOTE:</div><div class="msgborder"><b>以下是引用<i>Ani</i>在2010-7-7 1:30:19的发言:</b><br/><p>轮组在有足够强度的前提下当然是越轻越好。再简单不过的理由,越轻惯性越小,加速越快,比赛中可以突然加速甩开对手或跟上突然加速的对手</p><img title="dvubb" alt="图片点击可在新窗口打开查看" src="http://www.chinabike.net/newbbs/Skins/Default/emot/em06.gif" align="middle" border="0"/></div><p>我想骑车不是简单的追赶游戏,而是你能以最大的功率稳恒输出你的能量。100米跑基本上加速赛,但是对于马拉松来说,你用劲短时间内超过对方没有什么意义,关键的是你能否维持足够高的巡航速度。假如你短时间内加速超过对方了,你的力气耗尽了,你的比赛也就完了,还不如保持巡航速度紧跟呢。所以我认为对方突然加速,你不用追赶,而且你应该期望的就是对方一直加速,直到力量耗尽,这才是最佳的策略。</p>
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<div class="msgheader">QUOTE:</div><div class="msgborder"><b>以下是引用<i>rzxct</i>在2010-7-7 15:06:23的发言:</b><br/><div class="msgheader">QUOTE:</div><div class="msgborder"><b></b></div><p></p><div class="msgheader">QUOTE:</div><div class="msgborder"><b>以下是引用<i>Ani</i>在2010-7-7 1:30:19的发言:</b><br/><p>轮组在有足够强度的前提下当然是越轻越好。再简单不过的理由,越轻惯性越小,加速越快,比赛中可以突然加速甩开对手或跟上突然加速的对手</p><img title="dvubb" alt="图片点击可在新窗口打开查看" src="http://www.chinabike.net/newbbs/Skins/Default/emot/em06.gif" align="middle" border="0"/></div><p>我想骑车不是简单的追赶游戏,而是你能以最大的功率稳恒输出你的能量。100米跑基本上加速赛,但是对于马拉松来说,你用劲短时间内超过对方没有什么意义,关键的是你能否维持足够高的巡航速度。假如你短时间内加速超过对方了,你的力气耗尽了,你的比赛也就完了,还不如保持巡航速度紧跟呢。所以我认为对方突然加速,你不用追赶,而且你应该期望的就是对方一直加速,直到力量耗尽,这才是最佳的策略。</p></div><p>别人都冲出去了你找谁给你挡风?</p>[em06]
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发表于 2010-9-3 22:19:35 | 显示全部楼层
转动惯量,轮子的质量在人车系统中占据很小比例的质量,因此,转动惯量有夸大的嫌疑,当然我们承认转动惯量是存在的,但是对于人车系统整个惯性来说是不足为奇的,否则大家都去设计又重又大的轮组了,而不必为一点点的重量克克计较了

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发表于 2010-9-3 22:22:30 | 显示全部楼层
轮子,只有在保证足够强度的情况下还是越轻越好,它可以使整个车子重量降下来,让我们施以更小的力获得同样的加速度
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发表于 2010-9-3 22:26:04 | 显示全部楼层
<p>更重要的,对于公路车来说还是空气动力学的问题,到达三十多公里速度后的最大阻力就是空气阻力</p>
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发表于 2010-9-3 23:09:48 | 显示全部楼层
<p>很轻....</p>
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发表于 2010-9-4 13:17:03 | 显示全部楼层
换对轻的轮组再放上一瓶水跟不换轮组不带那瓶水<div>试试感觉就知道了</div>[em01]
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