輪徑與車速：輪徑越大騎得越快？

常聽到人家說：和大家一起出去騎車時不要騎小徑車以免跟不上，這說法我可以接受；但是今天又聽到同學說輪徑越大可以騎得越快，這我就要計算一下了。。。

這是古時候沒有傳動設計，前輪直驅的自行車，踩一圈就轉一圈

踩踏力矩 ＝ 曲柄長／輪半徑

有一個數值叫"Development"，是指每踩一圈，車子前進的距離

Development ＝ 輪周長 

車速 = 廻轉速＊Development

輪半徑越大，就會造成兩種效果：

(1)力距就越小，也就是要維持一樣的轉速，必須輪要出更多力，也就是出更大的功率。

(2)相同轉速下，車速就越快。

就是大家都不提第一點，只提第二點，所以我才覺想提出這點來完備這種說法。如果維持一樣的功率輸出，那就只有降「廻轉速」了，如此一來，車速也就會慢下來了。總之，車輪加大就變快是違反「能量守恆」定律的。

古時候要換輪子才能改變力矩，現在只要變換齒片組合就可以了，Development從單純的輪周長變成要乘上前後齒比，但也使得車輪的幾何從誇張的前後異徑輪變成舒適而有效率的同徑輪了。

踩踏力矩 ＝ 曲柄長／輪半徑 ＊（後齒數／前齒數）

Development ＝ 輪周長＊（前齒數／後齒數）

一樣地，車速 = 廻轉速＊Development

如果討論的是同樣廻轉數的情況下，在搭配適當的前後齒比後，不同輪徑的車是可以得到相近的車速。以700 x 23c（輪徑674mm）和24吋507（輪徑592mm）的輪徑來做例子，想要讓兩車的Development相等（車速也就相等了）：

Dev700 = 674 * (pi/1000) * (前齒數700/後齒數700) = 592 * (pi/1000) * (前齒數24/後齒數24) = Dev24

 ＝＝＞(前齒數700/後齒數700) /  (前齒數24/後齒數24) = 592 /674

假如這台700c的盤是配50/34t的CT盤，50 / (592/674) = 56.9，兩車飛輪相同，那麼小徑車配上約56/42t的大盤，極速就差不多了，飛輪和曲柄長度都不變，力矩變化為：(50*674)/(592*56) = 1.016，仍是輕踩了一點，但相差不多了，大盤齒數再往上也不好找了，想再快就要看能不能換短一點的曲柄了。

我想是因為配53/39t大盤的人比較多，使得Development的上限(極速)受到限制，造成大家認為輪徑大才騎得快的刻版印像吧？

以上公式是挺煩人的，推論如有誤謬，還請各位先進不吝指正。

Dahon Speed Pro TT的幾何

由於之前批評了一輛怪怪的小徑車，車友考問我對上面這支Dahon車架的看法，我找遍海內外也沒看到這支車架的幾何，可能在2008金融海嘯的年代不流行公開幾何圖，要只懂一點幾何的我發表看法我只好自己依樣畫幾何了來看看這支有點年紀的車架長什麼樣子。

這樣描圖誤差會大一些，如果有人可以提供這支Biologic II Frame的幾何就會精準多了。

這是幾個可以發表點看法的數據(內含描圖誤差)：

１．座管角76.3度，老少咸宜，童叟無欺。

２．後下叉角81.3度配合單速大盤無前變或內前變設計，避開外前變速器作動不正常問題，中規中矩。

３．前輪Trail值21mm、長頸管、短頭管及小輪徑，適合都會中低速騎乘，雖有超長軸矩107cm，但高速仍可能較為不穩。

４．曲柄長度和ＢＢ高度可搭配出足夠傾角，轉彎OK。

５．上管長度63cm，這點我就難以想像了，真的要騎過的人來發表感想比較好，我被這數字嚇到了，會不是是描圖的誤差被放大了呢？

	輪徑(mm)	曲柄長度(mm)	大盤齒數(大)	大盤齒數(小)	飛輪齒數(大)	飛輪齒數(小)	齒比(大對小)	GI	力距(大對小)	齒比(小對大)	GI	力距(小對大)	齒容數
700c	700	170	50	34	32	12	4.167	114.904	5.829	1.063	29.300	22.857	36
Dahon SP TT	500	170	53	53	28	11	4.818	94.908	7.057	1.893	37.285	17.962	17
Dahon SP TT/700c									1.211			0.786
Dahon SP TT 內前變	500	170	72	39	28	11	6.545	128.931	5.194	1.393	27.436	24.410	17
Dahon SP TT 內前變/700c									0.891			1.068

和700c的車比起來，極速慢了20%，安全第一。爬坡吃力，叫你別上陡坡，因為下來也危險。算是個安全組合。

但是如果像第三列搭配了前內變，得到的力矩就好很多了，快的比較快，慢的比較慢，適用地形種類大增。

這車我沒騎過，完全看圖打嘴砲，有錯請儘量糾正，謝謝。

怪怪的彎把小徑車

昨天看到一位身材嬌小的小姐騎20吋彎把小徑車, 結果她還整個人趴平在騎,  腳又要劃大圓, 可以說是以看特技表演的心理在看她騎車搖搖晃晃地過馬路。

我很好奇這是什麼車，就查了一下。原來是配了Shimano 105 22速套件的鋁車。

還有它的幾何。表內有寫適合身高155cm~180cm的人騎，好寬廣的適用範圍呀。

看到這裏大概知道為什麼了那位身高約150~155cm的小姐會這樣騎車了：

1．上管530mm比我（身高172cm)的700c車的上管短5mm而已, 2．座管角69度，整個人往後坐，結果是她在腿最高點整個人是打對折的。３。配170mm的曲柄坐除了要畫很大的圓以外，在這車上會造成傾角只有15.3度，很難過上坡彎道。

座管太後傾加上曲柄太長，結果在曲柄三點鐘位置時，身體重心離踏板甚遠。

看一下下死點的狀況，座高調好的話是不會有什麼問題。

但上死點就可以看出比例過大的曲柄長度會形成太大的壓縮行程，髖骨夾角會縮小。

這是騎起來的樣子。畫大圈，抬高腿，因此要拉高轉速比較難；身體重心偏後，因此踩車全靠腿力，要加速動作會太大，必須離座往前移才能開始利用身體重量抽車，除了慢半拍還造成人車抖動。

它配了22速套件，但後叉角雖然在座管大幅後傾的設計下縮小了不少，仍不符合規格，前變速器作動容易出問題，尤其是後變調到小飛輪時，是否因此他又選了個最小是12t的飛輪組來改善這狀況就不得而知，但又影響了力矩變化了，這部分下面再作比較。這裏還要點出一個前輪的Trail值只剩下31mm，只有一般公路車的一半，再加上小輪徑，高速／下坡應該很會晃，要特別小心別Shimmy了。

	輪徑(mm)	曲柄長度(mm)	大盤齒數(大)	大盤齒數(小)	飛輪齒數(大)	飛輪齒數(小)	齒比(大對小)	GI	力距(大對小)	齒比(小對大)	GI	力距(小對大)	齒容數
700c	700	165	50	34	32	12	4.167	114.904	5.657	1.063	29.300	22.185	36
彎把小徑車	500	170	50	34	25	12	4.167	82.074	8.160	1.360	26.789	25.000	29
彎把小徑車/700c									1.442			1.127

最後再來看力矩變化：它的極小值是變大的，為一般700c配置的1.44倍，也就是高速巡航時會比較快到達這個齒比，除非再提高轉速，不然車速就上不去了，而長曲柄對提高轉速又不利，而這一切又和要求速度才會配備的彎把搭配在一起。

一樣的轉速，最高速齒比慢了13KM/H，不是小徑車就會比較慢，只要適當的調整，尤其是曲柄長度，是可以輕易地得到比較高的轉速而彌補ＧＩ速的不足，但是這點容易被忽略，是一般會誤會小徑車車速會比較慢的原因之一。如果大輪徑就一定跑得快，那大部分的人都應該上高速公路去騎公路車，它輪徑比汽機車都大。

言歸正傳，台灣目前還自認為是自行車大國，所以在路上看到有人騎這樣的車我很難受，難道我們只會生產車，騎不過人家就算了，連功能設計也不會嗎？一台三萬多元的車，光是幾何設計的部分問題就這麼多，那對其他我不懂的部分更沒信心了，所以忍不住要寫個文來宣導一下，下次有親朋好友想買這樣的車時，想清楚再下手吧。要注意的特徵依序是：

1. 小輪徑，650及以下，越小要越小心。

2. 有安裝前變速器。

3. 適用身高無極限。
4. 不便宜。

自已畫一輛650c公路車 - (2-1)縮短後下叉的影響與對策

後下叉長度原來留了405mm，後輪空隙因此長達51mm，當初留下這長度一來為符合SRAM後變速器的規格要求（後來發現其實還不夠, 應該要加長到410mm, BB也要往下再降10mm才能調出後66度的後下叉角），二來也希望車架不要太硬，可以當環島車。

為了試試爬山能不能省力點，想把它縮短，試畫了一下，縮到370mm沒問題。

可是就違反了2x11套件的要求。(資料來源：SRAM)

而且後花轂還為了種種原因選了OLD(Over Locknut Dimension, 花轂寬度) 為135mm的。

它要求的後下叉長度是更長的410mm。(資料來源：SRAM)

因為OLD變大了，如果不加長後下叉，小對小的時候就可能打到前大齒盤。(資料來源：SRAM)

而大對小時就可能打到曲柄，曲柄勾到鏈條，這個可嚴重了。當然把曲柄縮短後，可以改善這狀況。但是還有一個方法不但可以解決這個問題，還可以把後下叉角的限制（61/63~66度)也一併消除。(資料來源：SRAM)

那就是SRAM的x1系列，它原來是設計給跨界車（Cyclocross）和三鐵車用的，在650c上卻可以解決前變速器的惱人問題。(圖片來源：SRAM)

搭配10-42的飛輪組，可以調出相當大的力矩範圍。(圖片來源：SRAM)

但是還是要檢查一下鏈線有沒有問題：小飛輪看起來還不錯。

大飛輪看起來也沒什麼問題。

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	輪徑(mm)	曲柄長度(mm)	大盤齒數(大)	大盤齒數(小)	飛輪齒數(大)	飛輪齒數(小)	齒比(大對小)	GI	力距(大對小)	齒比(小對大)	GI	力距(小對大)	齒容數
700c	700	165	50	34	28	11	4.545	125.350	5.186	1.214	33.486	19.412	33
650c	650	155	50	34	28	11	4.545	116.396	5.246	1.214	31.094	19.638	33
650c/700c									1.012			1.012
Rival 1L	650	155	50	50	42	10	5.000	128.036	4.769	1.190	30.485	20.031	32
Rival 1L/700c									0.920			1.032
Rival 1S	650	155	40	40	32	11	3.636	93.117	6.558	1.250	32.009	19.077	21
Rival 1S/700c									1.265			0.983

Rival 1L這一列的力矩算起來，高速的狀況多了8%左右的極速，而上坡還可少出了3%力，變速動作也由兩支的組合簡化為後變的單一動作。不過這個組合真的比較適合爬山和off-road使用，畢竟變速的齒比變化不夠綿密，平路不太好騎。如果想要密一點的齒比變化，用11-32t的飛輪配40t的大盤，勉強可用，就平路、下坡會慢一點，上坡吃力一點，比較重的市售cyclocross車就有如Rival 1S這一列的配法。

這是適合10-42t飛輪的長後變。(圖片來源：SRAM)

配重的影響是大盤少80克，而飛輪多了80克左右。

純研究：發現一個特別的fitting方法

由於FB車友分享了某車友的特別的fitting方式，引發我的研究慾，所以用文中提到的有限的資訊作了一個假設圖，來推論他的幾何設定如上圖，設定條件唯然特別，但也簡單：踏板在三點鐘方位時，小腿垂直踏板。我假設車架角度已固定來畫示意圖，發現Ｂ點和一般設定的Ａ點比較起來，上昇量比後退量多蠻多的。以下純粹推理好玩，不涉及評論，就不再引用原文內容。

怕示意圖會失真太多，眼尖的車友已經在問如果不固定座管角而加上腳踏在下死點來fitting的結果是什麼？所以我先把兩項人身幾何輸入BikeCAD試算，鞋子尺寸抓約略值44號，把位設成2(變把)。

BikeCAD建議曲柄長177.5mm.

BikeCAD推算出來的人身幾何，我需要的是L1/L2和L3。

踏板中心到腳根的距離我就自己抓個大概，12cm.

畫出來的結果就很特別了, 髖骨位在64.8度, 和KOPS推出來的76.5度差很遠。 

扣掉8cm座厚，再扣2.5公分座管鉗位移，變成63.8度 。(原作有提到座高為72.8cm, 如果以它為第二個條件, 結果是座管角變成61.6度左右，這個角度就先按住，可能畫不出來)。

63.8度是什麼概念呢: 上管會變很長，後下叉要加長到440mm才放得下700c的輪子。

但是這個幾何是可以踩踏的，不過應該是我自己畫爽的，看原文中附圖不是這樣做的。

我一開始猜的做法呢：把座管角定在72度，往上昇高來達成小腿垂直踏板的條件。

但是資訊實在不足，就分析到此；只能說下死點不好拉（都踮腳尖了小腿還斷開，猜不透呀。。。但符合原作者反應大腿後側吃力），上死點壓縮變鬆，大家看個動畫吧。

自已畫一輛650c公路車 - (4)零件與檢討篇：零組件對車架幾何的影響

650c公路車需要的零件選擇的確是比較少，我畫車組車後對零組件的心得是：先找好零件後才做車架幾何的最後修改。

輪組：自己找輪圈、花轂請專家編。想要鋁圈加碟煞，這輪組目前在市面上是找不到。

甩把：沒有小手用的甩把，前伸空間也被它吃掉一大塊，很需要體積更小，作動遊隙也小的甩把給小手用，也許電子變速有機會縮小，油壓煞車可能達成小作動遊隙。目前沒這些選項就是了。

鋼管前叉重了點，但沒想像中那麼重，又可以客製所以需求，是個不錯的選擇。

前叉（Fork）：650c前叉難找，如果又要碟煞座，又要指定rack就更難；比較可能是訂製或調整頭管角來作出需要的Trail值。

前變速器（Front Derailleur）：短腿使座管挺直，小輪徑可能使BB上升，這兩個因素都會迼成後下叉夾角變大而超出變速器的規格範圍，如果不幸發生了，除非有大角度用的變速器（我沒看過），不然採用像SRAM的Rival 1單片大盤系統，去掉前變速器也是一個解決方法。

後下叉長度（Chainstay length)：在無前變速器的系統下，應該會有比較大的縮短空間，否則各家變速器都要求405mm長度才保證動作正常，縮短有作動不正常的風險。

座墊：SQ-lab的椅墊有提供臀型測量的服務，椅墊也要fitting後，它的功能才能發揮，這張就解除了長途騎乘後屁服會開花的問題。

UCI規定座墊和BB的相對關係，座管角度挺直了以後，如果能搭配短一點的座墊，除了安全（上管已經比較短了，還被座墊遮掉一大半就更短，沒空間上下車呀）、舒適點以外，也比較不會犯規。

曲柄和齒盤：市售通用大盤組的曲柄幾乎沒有比165mm短的，如果輪徑換650c，曲柄也換短後，想要保持踩踏力矩的話，就只剩大盤齒數可以調整了；在我畫的650c中，幸運地這個情形沒有發生，因為155mm的曲柄剛好把650c的力矩抵消；但如果是160mm/150mm或其它長度的曲柄，那就得換算一下了，情況會複雜一些，除了要用目標力矩算出大盤齒數以外，還要考慮算出來的齒數差是不是還落在後變速器的「齒容數」規格內？不是的話連後變速器也要換。

除了日本的sugino有提供很多的 曲柄長度/齒數/速別 等選擇很多以外(有海外直購過)，也可以考慮國內的瑞迪亞Ridea看看(聽說比Sugino便宜, 但沒機會試)。

也曾去泡寶淘到便宜的152mm的曲柄，還沒機會玩。有一種說法是長曲柄省力，短曲柄轉得快，我的看法是：曲柄長度是fitting的一部分，調力矩的話應該是變速系統的工作。就算是單速車也不應該選用太不合身的曲柄長度來妨礙踩踏廻轉的動作效率。

車架訂製：剛燒好的大巴銅焊接車架和前叉

最強彩度對比色是黑色和黃色。

網上有看過前人找雲豹訂製車架，可惜我失之交臂，還是買了成車，所以沒經驗。後來是請騎異燒製的   ，提供幾何圖後，管材選擇就全靠阿德師博提供建議，最後選色烤漆就完成了。

碟煞：夾鉗本來是設計在後三角內的，還可以省一根支撐，最後因為臨時換型號而塞不進去，改到後上叉上了。

這是二號車，做了幾個檢討後的修改：

１。依腿部幾何把座管角由75度修改為75.5度。

２。BB drop由255mm改為245mm以調整後下叉角符合前變規格。

３。同時也把頭管角拉由70度拉直為71度進來，增加過彎靈活度。

４。縮上管換取伸長龍頭10mm，加點操控力矩。上管長度是否會過短影響上下車還要評估。確認這10mm的龍頭長度是否值得改。

這個圖算是個檢討記錄而己，目前還沒有動工計劃。

畫650c車架的心得大概記錄至些，車架幾何的其他部分大概都是機械特性的選擇了，要設計出正確的效果想必需要很多我最欠缺的經驗，所以我就很識相地各處抄來用；這些心得記錄是以第一次畫車架幾何的業餘愛好者的方式和角度出發，在記錄的過程也頗有收獲，發現了一些之前沒注意到的問題而加以修正過；雖然是畫650c車架的心得記錄，卻發現了很多不限於650c的通用的幾何關係，也學習到了一些車架設計相關的規格、規範和工具使用，過程真的很有挑戰性；文中如有誤謬之處還請海涵並不吝指正。

(3) 上管篇