从capreo说开，再谈小轮径(<=451)齿轮的选择，进而分析各传动系统的优劣，效率, 强度以及耐用性 [复制链接]

前言：
中秋总算忙完，闲下来，总感觉这两天的讨论意犹未尽，... (闲话不说了，入题)

结论篇:  (先谈结论，因大多数人喜欢直接看结论)

小轮径的齿轮选择：

这里先普及一个概念，对骑行者一般可以分为2类，
一类叫spinner，高踏频者, 一般平均踏频110以上，GI一般在90-100之间
另外的叫masher，高力量者，踏频在90附近，靠高GI取胜，一般GI大于110

所以不管spinner还是masher，GI上限一般都配到大于100，以便留有下坡用余地。

一般说来，
spinner用车的GI上限在110左右，而masher用车的GI上限都在130往上。

(注: 不入流者不在此讨论范围内, 就是GI * RPM = 10000以上可以被认为是骑士 cyclist，
更直观一点，按77说法就是平路巡航速度 48km/h, or 30mph以上)

所以基于轮径小的事实，为达到这个GI值，以实现和700cc一样的骑行感受，都建议进行补偿。
(spinner补偿会少些，masher就要大补偿了)

1) 扩大 Chingring/牙盘大于60T，一般用62/53，64/55, ...
优点:
  a. 传动效率高
  b. 后飞轮可用普通700cc飞轮
缺点：
  a. 牙盘难找，好牙盘选择余地更少
  b. 大牙盘的配套前拨也难找
  c. 小牙盘受前拨限制，不能太小，否则至少拨动不平顺，
  d. 受"大"的小牙盘影响，为了降低GI的下限值，不得不用34T的山地飞轮
  e. 如果强行上更小的小牙盘，比如配成62/39，然后用11-28T公路飞，结果导致后拨受限制，
    大都不得不上长腿后拨，为啥？
    大盘配小飞和小盘配大飞之间所需链条差距太大(62-39+28-11=40节，恐怖)!
    小轮上长腿后拨的影响就不多说了。
  f. 重！因为牙盘、前拨、链条、后飞、后拨都向重方向折腾了，
    大概100到200多克左右，视折腾情况定!
  g. 不管怎么搞，GI的low end低范围端不太好搞。


2) SRAM Dual Drive
优点:
  a. 牙盘和飞轮可以全部使用标准套件
  b. 只需要单牙盘，可靠性强
缺点：
  a. 传动效率比直接用后飞轮低5-8%
  b. 比传统方案重400多克，1磅左右.


3) Internal gear hub/内变速
由于速比档位太少，只有rohloff speed-14被用于运动车上，其他都使用在休闲车上
所以这里只介绍rohloff speed-14

优点：
  a. 传动效率高，所有档位传动效率分2类：95% 和98%
    已经达到传统方案平均水平，甚至超过许多低效档位(比如小盘对最后几片小飞)
  b. 只要单牙盘和单后飞，结构简单，可靠性强

缺点：
  a. 比传统方案重500多克，且全部集中在后轴，进一步影响小轮惯性
  b. 贵，但其实也只是前期投入高些，大概1000$左右。


4) Capreo
优点：
  a. 牙盘可以使用标准套件
  b. 重量控制很好

缺点：
  a. shimano一家控制修补件
  b. 因为小飞更小，所以那些档位传动效率更低
  c. 还是因为小飞更小，所以磨损率高一点 (强度是足够的，不要怀疑)


特此给"原始"人类解释磨损率和强度的区别，

我们说强度低，指的是，应力大于结构强度或者金属屈服强度，导致永久损坏，这个是快速的，瞬间的。
至于磨损率，是另外的概念，指的是低强度外力导致表面金属游离, 导致零件精度下降, 缓慢损坏。


以上是4种传动系统的选择，优缺点已经全部列出，不再做个人推荐。

[ ... to be continued/待续中 ... ]

论证篇：

1) 传动系统效率的论证，即小盘或者小飞传动效率低于大盘或大飞。
2) 传动系统磨损度论证，即磨损时候，链条先于飞轮，飞轮先于牙盘。

其实2命题是一个命题，骑手的蹬力从踏板传到曲柄，牙盘，然后就通过链条传送到后飞，

后飞上的力也是沿链条传送，在后飞有链条包裹的后半轮的某个点，这个力可以分解为两个分力，

a. 沿圆切线，
b. 垂直于圆切线，指向圆心的下压力

a力是做功主要贡献者，所谓的"扭力"就是指它!
b力有部分用来产生磨损，是能量消耗很重要的一个环节。

有人说: "磨损主要是由链条快速咬上飞轮，又脱开这个过程引起"
这个说法其实是不对的，因为链条镶嵌在飞轮中时候磨损度更强。

那磨损和能量消耗在传动过程哪里？
(不谈3轴的内部摩擦力，即前后花鼓和中轴，因这些还不是消耗的大户)

回答是，消耗在链条的形变中。

描述:链条中的一节在大小不同飞轮中的变化

图片:chain_deformation.jpg

看图，图为相同一节链条镶嵌在大飞轮和小飞轮的不同 (说大小牙盘也一样)，
明显上面是大飞，下面是小飞。

运用初等三角几何知道，角a等于角b，a + b = 2 * a = 这节链条所形成弧的角度
显然大飞上的弧比小飞上的弧角度来得小，

比如:
21T飞轮，一节链条形成弧角度为360/21
11T飞轮，一节链条形成弧角度为360/11
9T飞轮，一节链条形成弧角度为360/9
...

根据胡克定理，F=KX，X是形变量，根据上面三角分析
X = 2 * PI * R * (2 * a /360)
    = 2 * PI * R * 弧角度/360

所以链条在飞轮上形变所需力可以比较，如：
在9T飞轮上所需要力量是在11T飞轮上的 11/9 倍
[就是说，9T飞轮的耐磨度是11T飞轮的9/11，11T飞轮耐磨度是23T飞轮的11/23]

力是相互作用的，磨损自然从链条形变开始，
所以链条先磨损，然后飞轮，至于牙盘为啥最后磨损？
因为牙盘的齿数大大高于飞轮，每个齿受力小于飞轮上齿的受力。

有人会说，那我加润滑油，减轻损耗，提高传动效率，
抱歉，润滑油，不能阻止以上变化，在无灰尘情况下无任何作用，
不管任何牌子，但还是要加，而且根据不同场合的加不同油，为啥?

是为了抢泥土和灰尘的位置，不让它们粘上，否则除了链条形变，
它们的摩擦力也是无法忽视。

除了除尘，提高效率 (减少磨损) 还有什么办法，3个:

1) 缩短链条长度
2) 张紧链条，越紧越好！
3) 定期检查和更换链条

[ ... To be continued/待续中... ]

答疑篇：

1) 变速车，如何缩短链条长度和加紧张力？

回答：

如有可能，请使用尽可能短的后拨，后拨越短，

a. 链条越短
b. 张力越强
c. 更轻快换档
d. 更轻

2) 为什么说张力大效率高？ 我怎么感觉张力大磨损大呢？

回答：

a. 张力小的时候，能量为了通过链条传送，必须张紧链条，不停的提升／放松链条，做无味的功
b. 张力大时候如果有灰尘，因为表面下压力增大，确实会增加灰尘和链条／齿轮之间的摩擦力
    但如果没有或者很少，都是建议增大链条张力的，首先可以减少a) 情况的浪费，其次不管松还是
    紧链条和齿轮之间的力不会变化，摩擦力基本不变。

[ .... End ..... ]

车子折腾不少，但4种方案我都没用过，就不好意思评论什么了，毕竟实践出真知
不入流的原始人类飘过

我平路從沒騎過48
更別說巡航
所以飄過

只用过60T牙盘的飘过。。。

我是原始人

只能巡航20，差距真大。

对于lz所谓的巡航48的人，都是用公路的，不知高级别比赛哪里有小轮的啊。

　　楼主的所有结论，都是基于这样一个基本前提：因为小轮径的齿速比不够用，所以需要补偿、所以需要特殊的手段，譬如Capreo。

　　到底够不够用？我来找个最普通的例子验证一下：原厂标配的SP16。采用了标准的公路车牙盘53/39T，标准山地车飞轮11－32T，20寸轮径匹配世文20－1.50规格车胎，轮周长为1516MM。

　　上面这辆SP16的配置，低速端就不必管它了，反正肯定够低，比标准公路车低很多了；那就再看看高速端的情况够不够用吧：

　　SP16在最高档位下（53：11），各种不同踏频、不同速度结果如下：

　　70踏频，速度30.68
　　80踏频，速度35.06
　　90踏频，速度39.44
　　100踏频，速度43.83
　　110踏频，速度48.21
　　120踏频，速度52.59

　　我不知道这里有多少位勇脚，可以保持40码以上速度连续二、三十公里的？有多少人骑小轮折叠车动不动就飙到50码以上极速？如SP16那样由标准运动自行车变速系统搭建起来的系统，在小轮折叠车够不够用？

　　如果绝大多数骑小轮折叠车的车手都是象你所说的“不入流者”，那就让“入流”的去玩Capreo吧，咱们很多人可以就此飘过；如果前面的论证，是以绝大多数的小轮折叠车使用者为对象，那么你所依据的前提，原本就是错的。

“不入流”的菜鸟前来报道

不入流的原始人路过

　　很欣赏楼主的认真态度，对于小轮车传动变速系统的分析是比较中肯的，如果是针对18寸以下的小轮径来说，那几种方案各自优劣的论述是基本适用的。。。楼主干脆改个标题吧：“从capreo说开，再谈18寸以下小轮径齿轮的选择，进而分析各传动系统的优劣，效率, 强度以及耐用性”，这么一来，就可算是一篇好文了！

18寸  56齿 小鹿飞  按张老师的算过 够用了  再不行就只好推了


ps  要么竞技  要么长途 要么休闲
一辆车不可能同时要专这三方面  所以也就不需要每辆车都齿比可以满足所有需要
按需配置才是最实际和现实的

好专业的贴！！！！！

要达到跟 公路差不多的速比，估计要用56T的或者60T的牙盘配合最大不超过25T公路飞

用大牙盘，配合公路飞，44T左右小盘，最低速比相对公路车也够低了

原始人认真的学习中！！！！    

引用第9楼zhangt71于2009-10-04 09:56发表的  :
　　楼主的所有结论，都是基于这样一个基本前提：因为小轮径的齿速比不够用，所以需要补偿、所以需要特殊的手段，譬如Capreo。
　　到底够不够用？我来找个最普通的例子验证一下：原厂标配的SP16。采用了标准的公路车牙盘53/39T，标准山地车飞轮11－32T，20寸轮径匹配世文20－1.50规格车胎，轮周长为1516MM。
　　上面这辆SP16的配置，低速端就不必管它了，反正肯定够低，比标准公路车低很多了；那就再看看高速端的情况够不够用吧：
.......

对，算的蛮对的，但不要断章取义，您说的就是spinner，一般踏频骑到110-120rpm以上。
但不少人踏频上不去(masher)，只有90多，这个时候岂不是只能骑到40km/h，

这个时候国内坛子里面一般就推荐，提高踏频，其实改变骑行习惯不容易。

我这种观点在国内比较少见，算给大家看个新鲜吧，欢迎继续拍砖，谢谢！

引用第16楼funder于2009-10-04 11:11发表的  :
用大牙盘，配合公路飞，44T左右小盘，最低速比相对公路车也够低了

是的，44T-62T/65T，这个差的有点大，许多方面不得不顾虑(可以见我帖子)，
特别是前拨，当然只是提醒一下，客制化的关键看客人自己意愿，其他不过都是建议。

世界上没有免费的午餐，每种方案都有自己优缺点，看个人喜好了，没有绝对的优劣之分！

　　小轮折叠车、即使是运动型小轮折叠车、小径车，从根本上说，它的设计理念仍是“休闲运动”、而不是极限竞速。从速比范围上看，通常20寸折叠车、配置标准运动车的传动变速系统，就已经达到了专业运动自行车速比范围的中间那一段较宽范围，足以满足绝大多数场合与环境下的使用需求，这也正是20寸轮径成为运动型折叠车主流规格的最主要原因所在。

　　低于20寸的更小轮径，譬如18寸轮径，标准运动车套件仍然可用，但极速状态下的余量已不多，只是勉强够用，所以我在讨论YA883时说18寸轮径是标准运动自行车套件可以支持的最低线；而若是在16寸轮径上使用标准运动车套件，则低速端有余而高速端捉襟见肘，在这种情况下，选用内变速或者超小飞轮的Capreo系统才显出必要性，而且那是一种迫不得已的选择。

引用第18楼horace于2009-10-04 11:25发表的  :
对，算的蛮对的，但不要断章取义，您说的就是spinner，一般踏频骑到110-120rpm以上。
但不少人踏频上不去(masher)，只有90多，这个时候岂不是只能骑到40km/h，
.......

“只能骑到40km/h“，这口气真是不小，莫非从职业队退役的？90踏频对于一般车友不算高，但你认为40km/h这样的速度也不够高么？算了算了，偶飘过吧。。。。

引用第12楼zhangt71于2009-10-04 10:12发表的  :
　　很欣赏楼主的认真态度，对于小轮车传动变速系统的分析是比较中肯的，如果是针对18寸以下的小轮径来说，那几种方案各自优劣的论述是基本适用的。。。楼主干脆改个标题吧：“从capreo说开，再谈18寸以下小轮径齿轮的选择，进而分析各传动系统的优劣，效率, 强度以及耐用性”，这么一来，就可算是一篇好文了！

谢谢，因这方面本人有个鬼佬老师 (一个旧同事)，因此受他影响比较大，
这些东西都不是空想杜撰出来的，一般是外面的看法和研究成果，
然后我吸收后做自己的总结罢了，可能会与目前国内现状不匹配。

大家看个新鲜，换个脑筋吧，有些还是有用的

引用第22楼horace于2009-10-04 11:46发表的  :
谢谢，因这方面本人有个鬼佬老师 (一个旧同事)，因此受他影响比较大，
这些东西都不是空想杜撰出来的，一般是外面的看法和研究成果，
然后我吸收后做自己的总结罢了，可能会与目前国内现状不匹配。
.......

国外这么牛？平路从没上过50km/h的飘过
而且为啥一定要用90的踏频踩40+的速度？

引用第21楼zhangt71于2009-10-04 11:45发表的  :
“只能骑到40km/h“，这口气真是不小，莫非从职业队退役的？90踏频对于一般车友不算高，但你认为40km/h这样的速度也不够高么？算了算了，偶飘过吧。。。。

这些算那个美国同事兼老师对我的影响吧，虽然我自己现在不行，
至少在他给我灌输的观念里，在美国业余玩家也是这样的。

可能是整体运动水平的差距吧。

引用第19楼horace于2009-10-04 11:38发表的  :
是的，44T-62T/65T，这个差的有点大，许多方面不得不顾虑(可以见我帖子)，
特别是前拨，当然只是提醒一下，客制化的关键看客人自己意愿，其他不过都是建议。
.......

如果非要用65T这么大的盘，可以小盘装50T左右的，最低速比和标准公路车差不多

引用第23楼dahaoren于2009-10-04 11:50发表的  :
国外这么牛？平路从没上过50km/h的飘过
而且为啥一定要用90的踏频踩40+的速度？

不是一定要用这么低的踏频踩40+，而是每个人身体条件不同，
所以在装车时候，他们一般都问你是spinner还是masher，

都不会说，”欸，你踏太慢了，给我改的踏快一点“，

牵一发动全身阿，发力方式每个人也不同，
有人强调后飘座管，这个就是典型masher的发力姿势！
spinner就不是这样的，

如果你骑行姿势和发力方式都已经固定了，很难改的！

LZ是个执著的人

所以再强调一下，买车/定制车过程

1) 骑行姿势(posture)和习惯是最重要的，其他一切必须服从它，一辆车必须完成fitting才能骑。
2) 定完posture，根据你的需要定制GI
3) 选车架/车型
4) 根据2)和3)选择配件

　　对于小轮折叠车，我个人对于齿速比方面的要求不高，只要求低速端能让我爬上大蜀山的北坡、高速端可保持30－35km/h的巡航速度、极速能冲出40km/h以上，这就足够了。。。水平有限，更大的齿速比配置我用不上、浪费了。