如何利用速比(Gain Ratio)来判断单车档位的适应性

Gain Ratio是Sheldon Brown提出的一种基于单车轮组半径、曲柄长度、牙盘与飞轮齿数的力矩转换计算方式。轮组半径/曲柄长度*牙盘齿数/飞轮齿数,表达的是骑行者双脚移动距离产生的单车移动距离。譬如GR值为5,则双脚每移动10厘米,则单车前进50厘米。之前多数算法中只考虑到了牙盘与曲柄的齿比,而且所获得的比例并无实际的含义。Sheldon的公式应该是目前最为权威的表述。在这个基础上我对自己的两辆单车以及对应的改装方案都进行了计算,并给出了飞轮换挡时速度的升幅或者力量的升幅。

以上这两个是以23c常规公路胎、172.5曲柄为计算标准的。标准盘采用的是53-39配合12-25飞轮,压缩盘采用的是50-34配合11-28飞轮。

从中可以看出,一方面11飞带来速比很大,标准配置中压缩盘公路车理论上比标准盘的还要能跑得更快一些。但同时标准盘配置速比范围是3.02-8.54,而压缩盘配置速比范围是2.38-8.79,压缩盘在上坡路段上会有更明显的优势。

另一方面,升降飞轮产生的力量和速度增幅也对骑行感有很大的影响,压缩盘配置在各个档位上的升降幅度都基本高过标准盘配置,这样在换挡时所产生的力量速度变化也较大,也就是说换挡的细腻程度不够。

详细来看,对于压缩盘配置而言,从15进17飞就会有力度的大幅提升,17-28都变化幅度很大,也就是说相对细腻均匀的换挡范围是11-15,在更大齿比上有可能会出现不换挡有点吃不消,但换挡又有点跟不上的尴尬。对于标准盘而言,平顺区间则为12-17,17-25也是较为平顺的;如果上坡较为平缓,也可以获得更为细腻的调整。

(若采用标准盘搭配11-23飞轮,又是完全不同的体验。有兴趣的可以找我索取计算表格Gain Ratio全数据。)

上图是我的山地车配置情况,曲柄为170,轮周长为2050,牙盘为44-32-22,飞轮为11-36标准山地十速大飞。从这里可以看出,整个车的速比区间为1.17-7.68,同比公路车各个换挡带来的变化都更为显著,突变发生在21或24齿的位置。山地车的路面适应性更强,但是在高速方面还是有些吃亏。

利用这个图标也可以方便地让我们在判断一辆新车是否能够通过某些陡坡。举例而言,以我目前的水平,攀登南山最低高齿比要使用到32盘搭32飞,行进起来已经非常吃力,但速度较快。这个比例下的GA值是1.92。这时如果我想挑战更高难度,就应该首选22盘带21飞(GA=2.01),这个升幅要明显小于32盘带28飞(GA=2.19)。另外我也可以知道,如果一辆车的最小GA值是2以上,我上南山就会很不容易。

我的X-fire原本为越野公路车,在城市里我一般使用23c的车胎。原配的牙盘为48-34,可以相见在高速方面有所欠缺,但在换牙盘方面的细腻程度要更好一些。目前使用的飞轮是5700的12-25,最小速比为2.63,我上南山用它只能到第一个亭子部分。上次上圆山时,使用最小齿比已经基本达到人体极限,踏频下降到40左右。所以我基本可以认为,如果能有更大的飞轮,在挑战圆山方面会有更为舒适的选择。

已经购置了5700的11-28,那么我有两种搭配方案,第一是直接使用11-28,第二就是混搭出一套12-28,同时手上后备一组11-25。这两套飞轮在的差异在于11齿还是16齿。从图上可以看出,第一方案中15-17的过度就非常剧烈,第二方案中该过度则被推迟到17-19。对于我这种12齿都基本无法用到的群众而言,11齿的价值很小。因此综合考虑混搭方案是最为适合现状的。

采用混搭方案后,最小速比达到2.35。上圆山的问题不大,但是要上南山,似乎需要先通过山地车实现32盘对28飞且有余力后才能实现。毕竟身体素质和清水同志还有很大差距。(后来实践证明,2.35的速比一周上三次南山没有问题)

 

以上的算法针对同人同车换不同套件应该具备完美的参考意义,但对于不同的车型和非标准搭配还要另行处理。一般而言,公路车爬公路山比山地车发力上更有优势,因为座垫角度已然前移,重心比较合理。另外不同的车胎软硬程度不同,对于发力的影响也非常大,65psi的山地齿胎和120psi的公路光胎路感上差别非常明显。再考虑到套件,尤其是曲柄和牙盘的硬度影响,都不能说GA值是一个可以完全依赖的方案。

但无论如何,档位、轮径和曲柄长度等问题的影响程度更大,Sheldon的算法对我们而言仍然具有最大程度的可行性指导。

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作者: 冯唐难老

The road is home.

《如何利用速比(Gain Ratio)来判断单车档位的适应性》有4个想法

  1. 其实我感觉用踏频来衡量档位的区别也很直观。以同速度,两档间的踏频来衡量档位的区别。举个例子16t的飞在70踏频的时候,如果用18t的飞需要18/16*70=78.75踏频。踏频差78.75-70=8.75。踏频差越小,档位越平滑。
    我通常在升档前会让速度达到高一档70+的踏频,所以感觉以踏频衡量比较直观。

  2. 我理解的平滑,不是档位间踏频差小,而是常用档的几个踏频差的区别小。所以1t到2t或2t到3t的跳跃,我一般不用做巡航档。一般用在慢速、烂路、坡路。否则降档是腿上泄力太多,踏频猛增;升档时又过于费力。

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