杂想，关于骑车的各种阻力 —77bike折叠自行车-骑行旅游改装交流

bingol

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只看楼主倒序阅读楼主发表于: 2013-09-13

PS：谢谢23楼的kyhuang兄弟指出我把瓦用成了千瓦，文字我改了，图表随手做随手删的，就不改了，恳请理解啊

我个人的体质还真是不适合喝咖啡，TM昨天早上喝了一杯，晚上就失眠了。无聊的辗转反侧之中我有了下面的杂想，觉得还是很有意思，写下来大家乐呵乐呵

还是先声明一下：文中红色的参数和数据，全部是我自己用凭检验、拍脑袋、上百度等不靠谱的办法得出的，仅供大家娱乐，当然，如果有车友有相对准确的数据，也可以回帖提供，我会进行完善
说实在的，这样比较的数据都难以保证权威性，定量计算的结果其实也是为了给出定性的结论，有经验的朋友可以看看是否吻合，当然，如果可以，也希望能帮助大家理解一些概念

骑车需要克服的阻力，我能想出来的有五类，分别是
1、传动系阻力（内阻）
2、滚阻
3、风阻
4、爬坡时的重力分量（下称......坡阻）
5、加速时的惯性阻力（下称......动阻）
（我自己瞎编的简称，文字水平有限，大家忍耐一下）

下面我着重从2、3、4方面来做一下定量分析（Orz，其实2、4基本就是小学算术）。关于1内阻，我确实不知道怎么算，只是觉得好一点的单车，相对其他几项，内阻应该是微不足道的，我就直接忽略了。而关于5动阻，涉及到加速度，实在是个难以量化的东西，尽量定性分析一下吧

2、滚阻
滚动阻力=重力*滚阻系数
自行车的滚阻系数我不知道，只能参考汽车的，通常良好路面的汽车滚阻系数在0.02左右，考虑到自行车的胎压高于汽车胎压，我私下认为自行车的滚阻系数应该略小，这里我取0.015计。
（既是杂想了，就随处添加说明咯！说明：这里我就不再细分齿胎光头胎高压胎低压胎粗胎细胎了，实在要说的话，我脑子里浮现的应该是1.35胎径70PSI的光头胎）
因此，滚动阻力（小学算术妥妥的）就是你和车的总重乘以0.015就得出了
以我自己为例，65公斤，车重10公斤，总重75公斤，g取10（一切向简单看齐），重力750牛，所以滚阻算出来就是差不多11牛

3、风阻
这个是大头了，先出公式：风阻=空气密度*迎风面积*速度的平方*风阻系数/2
需要注意速度应该折算成米每秒，为了更加直观，这里插个对应表格吧，考虑到77牛人比较多，下坡破百估计不是难事，索性以后表格统统做到120

空气密度取1.2千克每立方米，迎风面积（绝对的拍脑袋数据）取1平方米
风阻系数OMG不知道，又参考汽车吧，一般家用车多在0.3-0.4，好歹人家要吹风洞的吧，咱骑车的各种姿势就不说了，取个0.45不过分吧？（标准姿势公路党请无视我）

带入公式计算这么简单的东西就不多做赘述了，直接上速度（化成公里每小时）和风阻的对应图表

4、坡阻
坡阻是最直接的，大家都知道道路坡度用百分比计算，而且正常都在10%以内，由于角度小，正弦和正切近似认为相同，所以，坡阻=重力*坡度
还是以我为例，表格奉上。

5、动阻
实际就是改变速度的时候，需要克服的惯性力，计算很简单，动阻=质量*加速度
还是以我为例，注意这里是质量，所以应该去75公斤，而加速度这玩意儿太难描述了，比如你的加速度是1米每秒，那么你从20公里每小时加速到30公里每小时，需要约2.8秒，但是骑车的加速度应该是个随时都在改变数值的不确定量，所以确实无法定量分析了。
定性的来说，如果你时常改变速度，那么你就需要时刻对付惯性力，这也就是AVS和巡航的区别了

好了，上面大概说清楚了这几项阻力，下面结合在一起进行一些比较，结论可能会证实大家平时骑车的一些感受，考虑到动阻的捉摸不定，下面就不纳入考虑了

风阻和滚组的结合比较

风阻和滚阻各自在合力中所占比例

风阻和坡阻的比较
还是以我的750牛为例，大致匡算一下各个速度的风阻大小对应过去可以折算到多少坡度，见表格

暂时比较到这里吧，下面要说的是，衡量人的消耗，并不只是看力而是看功率，以上一张表格来说，35的速度巡航和10的龟速爬3.40%的坡度，需要的力一样，但是功率就完全不一样了
功率=速率*力
35巡航，克服空气阻力需要的功率，按我前面的计算，达到了248瓦
而10的龟速爬3.40%的坡，克服坡阻需要的功率，不过是71瓦

作为对？？楼的回应，我这里也把按照我的算法算出的克服风阻所需的功率列一下，总体数值偏大，当然，我这里只是考虑的很一般的情况，考虑到公路车的迎风面积和风阻系数都可能明显小于我的取值，这样的数值差距我是能够接受的

最后说一下自己的结论
1、速度增加后，风阻和克服风阻所需的输出功率的增加都是呈几何级数的，上了40，风阻能占到整个阻力的70%，所以，在高速骑行中，风阻无疑是决定性的因素
2、关于车重，在风阻和滚阻的表现上来看基本没有影响，但是放在坡阻和动阻来看，是不能忽略的，以爬坡为例，5%的平均坡度，1公斤带来的阻力在总阻力中能占到了大约1%的量，对于自己休闲来说，不是什么大事，如果是计时比赛的话，1%级别的影响可以说是颠覆性的了
先就写到这里吧，吃饭去了，谢谢观赏~~

[ 此帖被bingol在2013-09-13 16:28重新编辑 ]

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dahaoren

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优秀讨论文章

2013-09-13

路，可有尽头？