最佳节奏是什么?


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我听说有人应该以90rpm的速度转动踏板。但是,我的速度特别慢,尤其是在站立时,我想了解这个数字(或其他任何数字)背后的观点。所以:

自行车手的最佳节奏是多少?为什么?是否取决于地形?是否取决于骑手是坐着还是站着?偏离建议的数量过多可能会有什么后果?

可能重复“我应该追求什么节奏”,但是我没有找到“为什么”,除了“它会打磨你的膝盖”。但是,我发现以缓慢的节奏直立地骑自行车,没有比背着背包走上山更苛刻。


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最佳节奏是您最自在的感觉。
巴恩2012年

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不,像“最优”这样的词意味着可以对某些参数进行测量(例如能源效率),并且可以针对控制变量(节奏)优化该参数。这不是主观的。但是,每个自行车手可能都不同。
卡兹(Kaz)2012年

1
@Kaz,不幸的是你很正确。我当时在考虑(骑手和自行车的)健康状况,但未能(以关于激发目标答案的)最佳方式提出我的问题。从那以后,大多数人都以为我在问赛车,因为这是可用的数据。
沃拉克(Vorac)

1
因此,我接受R. Chung的帖子回答我写的问题,并赞成Daniel R Hicks的答案回答我想问的问题。
Vorac

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@Vorac,感谢您澄清您的问题。我添加了对脚踏圈速和膝盖拉伤的一些讨论。
R. Chung

Answers:


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“最佳”节奏取决于您要优化的内容,因此您的问题没有简单的答案。

自由选择的节奏与目标节奏

Hansen等人的最新评论总结了有关影响节奏选择的因素的最新知识。他们特别得出结论:“ [在高强度自行车运动中,接近最大有氧功率输出时,骑车人会选择对性能也有利的节能经济节奏。相反,在低速自行车过程中选择相对较高的节奏中等强度是不经济的,并且可能在长时间骑行时损害性能。” 第一句话意味着有经验的自行车手可以自由选择产生良好表现的节奏,而不必由别人来决定该节奏是什么。最后一句话表示,对您施加不适当的节奏可能会损害性能。

节奏与力量

记录功率和节奏的自行车功率计的相对较新的发展,已经帮助提供了有关该问题的其他数据。根据定义,骑车人的功率输出=踏频*曲柄转矩*转换常数(转换常数取决于您用于测量功率,踏频和转矩的单位;如果以瓦特为单位测量功率,则以弧度/秒和曲柄为单位扭矩以牛顿米为单位,转换常数为1)。如果您正在大功率比赛中,或者在与孩子一起骑自行车时以低功率悠闲地骑行,或者与朋友一起在充满活力的旅程中,您肯定会选择不同的功率级别;从数据中可以清楚地看出,即使是经验丰富的骑手,也会选择节奏和曲柄扭矩的不同组合来匹配更高或更低的功率。

踏频和骑乘类型

但是,即使我们排除了悠闲骑行而只专注于比赛(高功率),步速和曲柄扭矩也会根据比赛类型而有所不同。以下是同一位(国内职业)车手在三种不同类型的比赛中的节奏-曲柄扭矩图:公路比赛,标准比赛和计时赛。扭矩以牛顿米为单位,而踏频以rpm为单位。细的红色虚线表示产生300、500和700瓦特的踏频和转矩的组合。如您所见,三种不同类型的比赛要求节奏和曲柄扭矩的不同组合。此处显示的计时赛是在相对稳定的功率水平下进行的,但是公路比赛和标准比赛的变化更大。对于那些比赛,骑车人通过增加达到更高的功率节奏和曲柄扭矩。这是公路赛车的一种很常见的模式,它有助于解释为什么观察者经常说赛车手以高节奏踩踏板:赛车手也以高功率和高曲柄扭矩踩踏板,但是唯一可见的线索是高节奏。这就是Hansen等人引用的句子的基础。上图:用于产生高功率的节奏在低功率下似乎既不经济也不增强性能。仅仅因为您看到X转速的环法自行车骑士踏板并不意味着您应该以X rpm的速度踩踏板(除非您还产生了环法自行车赛的功率水平)。同样,仅仅因为您看到环法自行车赛车手花了很少的时间在Y rpm上,并不意味着您应该避免以Y rpm踩踏板。您的需求,能力和目标会有所不同。

同一骑手进行三个不同种族的脚踏圈速扭矩

踏频和地形

您的问题还询问节奏是否随地形而变化。这是正在执行一组上坡间隔的骑手的步频和扭矩的曲线图。左上方的面板显示了他整个行程的节奏和扭矩。右上方的面板显示了他的乘车高度图;可以看出,该游乐设施从他的房屋略微滚动到山坡上,他爬了四下,然后他在起伏的路上回到了家。右上方的面板用红色标记了他的骑行的攀爬部分。底部的两个面板显示了乘车对应的黑色和红色部分的节奏和扭矩。和以前一样,细虚线(这次是蓝色)显示“等功率线轮廓”。显然,他在攀爬区上使用的踏频和扭矩组合与下降和滚动区上的使用不同。

在平坦和丘陵上的踏频和扭矩

为了强调这一点,这是一张图,显示了ProTour车手古斯塔夫·拉尔森(Gustav Larsson)在2009年加州巡回赛的第三阶段期间的节奏与估算的道路坡度。如您所见,即使不包括惯性滑行,他的节奏也从20 rpm到120 rpm不等,并且随着道路坡度的变陡,他的节奏也降低了。

在带有梯度的ProTour比赛中的节奏

踏频和曲柄扭矩

您是否对节奏和曲柄扭矩之间的关系感到好奇?这是一个图,显示了另一个骑手在“纯”山坡上的攀爬。左上方的面板显示了节奏和力量之间的关系;右上方显示了曲柄扭矩和功率之间的关系;底部的两个面板显示了踏频和曲柄扭矩之间的关系,一个带有等功率轮廓,一个没有等功率轮廓。底部面板更清楚地表明,踏频和曲柄转矩之间通常存在反比关系,但是上面板显示,在这种情况下,曲柄转矩比踏频更大地决定了功率输出。

爬坡过程中的力量,节奏和扭矩

脚踏圈速和膝盖拉伤

一些骑手声称,慢节奏(低于60 rpm)会伤害膝盖。但是,缓慢的节奏本身不能伤害膝盖。当您坐在办公桌旁阅读这些单词时,您的“节奏”几乎可以肯定接近于零,但是膝盖上的力也很低。提出这些主张的车手将低节奏和高力度混为一谈。从提供的曲线图中可以清楚地看出,使膝盖承受较小力的最简单方法之一就是以较低的力量骑行。在低功率下以60 rpm的速度骑行可以用较小的踏板力完成;在大功率下以90 rpm的速度骑行必须用大踏板力完成。因此,功率输出水平(也称为“工作量”)是了解关节应变的关键。在1980年代中期,埃里克森(M. Ericson)发表了一系列研究,研究骑自行车时髋,膝,踝,脚和腿部肌肉的力量,包括这个。他得出的重要结论是:“研究的四个参数(工作负荷,踩踏速度,鞍座高度,踏板脚的位置)是改变关节负荷和肌肉活动的最重要调整因素。通常,在不改变关节负荷的情况下,增加的踩踏速度会增加大多数研究肌肉的肌肉活动。鞍座高度的增加降低了最大屈曲膝关节负荷力矩,但并未显着改变屈曲臀部或背屈踝关节负荷力矩。通常,不同的鞍座高度不会改变大多数被调查肌肉的肌肉活动。”

学步和培训师

一些骑手会使用他们的室内教练,并观察到他们的“首选”节奏(也许是特定水平的力量或心率)为X rpm,然后尝试以该rpm进行户外运动。正如我们在上面看到的,自由选择的节奏随地形,功率以及阻力随速度缩放的方式而变化。在这里重要的是,教练员的阻力也随速度而变化。在下面,您可以看到两种不同类型的教练机上同一个骑手的绘图,但两者都使用相同的齿轮比:带有流体阻力单元的教练机和滚轮。每个点以一秒的间隔显示节奏和曲柄转矩。如您所见,这两种训练器的阻力曲线非常不同,随着转速的增加,滚轮变得更加“平坦”。为了获得相同的力量,骑手似乎选择了更高的节奏(和更低的曲柄扭矩)。为了获得相同的功率水平(例如175瓦),骑手自由选择的步调随阻力类型而变化。将室内教练的节奏“转移”到户外时,既忽略了户外的变化,又忽略了教练的变化。

教练机和滚子的踏频和曲柄扭矩

“ ...但是..但是小时记录创下了很高的节奏!”

是的,在过去50年中,大多数UCI小时记录都是以大约100 rpm至107 rpm的节奏进行设置的(Obree除外,他的记录设置为93和95 rpm)。但是,小时记录是用固定齿轮自行车在赛道上设定的,更重要的是,所有记录都设定为大功率和高曲柄扭矩。在下面,您可以根据Bassett等人的数据,查看许多最近一小时记录的节奏和曲柄扭矩; 该图显示,对于最近在海平面设置的记录,平均功率范围在370到460瓦之间,曲柄扭矩在36到43 Nm之间。人们不会告诉新手骑手以40 Nm的恒定曲柄扭矩踩踏板,但是许多人建议新手以接近100 rpm的速度骑行。使用在赛车场上的固定档位上实现的世界纪录设置事件的节奏作为更一般骑行的指南,与在赛车场上的固定档位上实现相同的世界纪录设置事件的曲柄扭矩作为指导一样有意义。作为一般骑行的指南。

节奏和曲柄扭矩,用于小时记录

结论

从所有这些得出的结论是,节奏随骑行者和骑手而变化。从这个意义上讲,问问“最佳节奏”是什么呢?如果没有适当的上下文,则询问最佳节奏就如同询问最佳功率或最佳曲柄转矩一样。


4
R. Chung,您应该考虑在该帖子的标题中添加索引。我正在养成链接的习惯:)
Vorac

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这是我访问过的SE网站上遇到的任何问题的最佳答案之一。
HeyOverThere 2013年

1
总的来说,这是一个了不起的答案。但是,我认为“膝盖拉伤”部分设置了一个稻草人。我认为没有人真正相信低节奏会损坏您的膝盖:这是“对于任何给定的功率输出,低节奏会给您的膝盖造成的伤害要大于高节奏。” 这是因为,正如您继续解释的那样,踏板力会损坏您的膝盖,而较低的节奏需要较高的力才能获得相同的力量。(而且,正如您所说,如果您以低节奏输出低功率,那么小的踏板力就不会伤害您。)
David Richerby

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首先,除非您渴望成为职业赛车手(或者至少是一个竞争激烈的业余赛车手),否则请忽略“必须至少转90 rpm”之类的建议。

其次,即使您确实有这样的愿望,但从一开始就试图达到高节奏就不会做得很好-这是您必须缓慢发展的事情。

关于爬坡,在爬坡时稍微放慢节奏是很自然的。但是,许多业余爱好者(甚至是一些认为自己很受追随者的人)犯的错误是,试图以太困难,节奏太低的方式迫使他们爬上山坡。

我发现在大多数非竞争情况下都行之有效的规则是,踏板的速度永远不要比呼吸慢,并且将节奏设为呼吸频率的两倍左右。这样一来,您就可以放轻松节奏来进行休闲骑行,并为大多数情况下直至完整比赛条件提供良好的指导。

至于什么节奏是“理想的”,我已经看过大约15年前完成的研究表明,对于大多数平地上的体形自行车手来说,大约85的节奏是最佳的-这可以优化中等强度骑行的整体力量和耐力(尽管我不记得什么是“持续时间”)。但是在这项研究中,有些骑手的成绩好于90或100,有些则好于80。

关于膝盖,骑行时可能会损坏膝盖而不会立即感到疼痛(尽管您可能会在12-24小时后注意到膝盖不适)。我猜想很多固定骑手在未来5到10年内都会抱怨膝盖问题。


2
仅仅因为放慢脚步,并不意味着那些不必一定是业余爱好者。:)
Kaz 2012年

@Kaz-我同意-只是排名。
Daniel R Hicks 2012年

2

钟国s的绝妙答案没有什么要补充的,但是这里有一些证据表明为什么在更高的功率输出上需要更高的节奏。

从本质上讲,以较低的节奏产生高功率需要更大程度地吸收快速弹力纤维,这已被发现可以更快地消耗腿中的糖原存储。随着糖原水平的降低,肌肉收缩的力量减弱,需要更多的肌肉募集,因此需要更多的氧气消耗,此外,在长时间骑行的后期,糖原的可用量也会减少。

相反,更高的节奏会吸收更多的慢肌纤维,这与更高的脂肪氧化水平和更少的糖原消耗有关。

更复杂的是,这项研究还表明,虽然节奏较慢(60-70rpm)倾向于将耗氧量降至最低,而节奏较高(80-90rpm)则将神经肌肉疲劳降至最低。因此,实际上,最佳踏频将基于功率输出,骑行时间,骑手健康/疲劳等因素的综合考虑!


您说缓慢移动踏板会使用快速弹动的纤维,而快速移动踏板会使用缓慢的弹力,这似乎违反直觉。错别字?
David Richerby

2
确实确实违反直觉,但这不是错别字-缓慢移动踏板需要更大的力量,因此需要吸收快拔纤维。慢速拉伸纤维在100rpm下收缩没有问题,只要所需的力不太大即可。
John M

但是慢速抽动光纤在恢复时速度较慢。
Daniel R Hicks
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