齿比、增益比与发展距离是如何计算的
增益比是一项考虑了车轮尺寸和曲柄长度的自行车传动系统数据,使其可以在完全不同的自行车之间直接比较。 输入您的牙盘、飞轮、车轮直径和曲柄长度,即可求出增益比,同时还会得到更简单的齿比和更直观的发展距离。
需要考虑的关键因素
- 更高的增益比意味着更“高”的档位——每一次蹬踏行进的距离更远,但每一次蹬踏也更费力。 较低的增益比更容易蹬踏(适合爬坡),但每转一圈行进的距离更短;较高的增益比每转一圈行进的距离更远,但需要更大的力量才能转动,尤其是在起步或爬坡时。
- 多速传动系统有一系列增益比,而不只是一个。 一辆配有多个牙盘和飞轮的自行车,每种组合都有不同的增益比——请分别计算最低(最轻松,适合爬坡)和最高(最费力,适合下坡或冲刺)组合,以了解您自行车的完整可用范围。
- 曲柄长度对增益比的影响,和车轮尺寸或齿比一样大。 更长的曲柄在相同齿比下能提供更大的机械杠杆作用,这正是增益比(不同于普通齿比)在计算中纳入曲柄长度的原因——两辆齿比相同但曲柄长度不同的自行车,会有不同的增益比。
- 发展距离(Development)是与实际速度对比时更直观的数值。 由于发展距离直接以距离表示(自行车每转一圈蹬踏所行进的距离),在实际场景中往往比抽象的增益比数字更容易理解,尤其是在为特定路线或地形规划齿比时。
如何解读结果
增益比数值只有在与大致的蹬踏轻重区间对照时才有意义:
- 约低于3 —— 非常轻松、“转速快”的档位,适合陡坡或负载沉重的旅行自行车,蹬踏几乎不费力,但每一次蹬踏只能让车前进很短的距离。
- 约4至6 —— 大多数日常公路车、混合车和砾石车在平坦到略有起伏地形巡航时的常见齿比范围——每次蹬踏的行进距离足以维持合理的速度,又不至于过分费力。
- 约高于7 —— 用于平地快速骑行或冲刺的“重”档位,每次蹬踏能覆盖很远的距离,但转动起来需要真正的力量,尤其是从静止起步时。
这些区间只是大致的参考,并非严格界限——骑行者的力量、偏好的踏频以及地形,都会影响某个数值实际感觉起来是否舒适。
常见错误
- 在不同自行车之间比较普通齿比。 相同的齿比(牙盘齿数除以飞轮齿数)在配备大号公路车轮的自行车上,和在小轮径折叠车上,蹬踏感受完全不同,因为普通齿比本身完全忽略了车轮尺寸和曲柄长度——只要自行车本身不同,就应该始终比较增益比或发展距离,而不是普通齿比。
- 假设轮胎规格标签就等于实际滚动直径。 即使轮圈尺寸相同,轮胎宽度和胎纹高度也会改变车轮的实际滚动直径——同一轮圈上更宽、体积更大的轮胎每转一圈行进的距离会比窄轮胎更远,因此测量实际外径(见下方常见问题)比直接套用表格数值得到的增益比更准确。
- 忘记曲柄长度也会改变数值。 即使牙盘和飞轮完全相同,更换更长或更短的曲柄也会改变增益比——在比较两辆不同自行车配置的“相同齿比”时,骑行者有时会忽略这一因素。
公式
计算示例
值得了解
Sheldon Brown 自己给出的参考例子说明了为什么应该比较增益比而不是普通齿比:一辆公路车(170mm曲柄、680mm车轮直径)53齿牙盘配19齿飞轮的组合,增益比约为5.58;而一辆山地车(26英寸车轮、更短的曲柄)46齿牙盘配16齿飞轮的组合,增益比约为5.54——尽管齿比数字、车轮尺寸和曲柄长度完全不同,两者却几乎相同。这正是增益比的意义所在:两辆蹬踏“感觉”相同的自行车,一旦把车轮尺寸和曲柄长度考虑进去,它们的牙盘/飞轮数字可能相差很大。