(1)单车演变历史里的『齿轮比』

谢：林副校长，今天的话题，是运动医学讲座系列；如何掌握适量运动的第3讲，利用「齿轮比及RPM回转数」来达成适量运动的目的。你对变速系统最为了解，所以特地请您来谈谈。

林：要谈齿轮比，应该从单车的演变历史谈起。大家都知道，所谓的第一台自行车，大家公认，是在1790年间，法国伯爵所创造的(图1)，用脚踢地而行。1870年演变成前轮驱动，日本称达摩式自行车，而我们则直称「大小轮」)(图2)，前轮直径有2公尺之大。行车速度极快，可是非常的不安全。试想自2公尺的高处摔下来会怎么样？于是在1885年，有所谓「安全自行车」前后轮一样大(图3)，用脚踩动大齿盘，以链条驱动后飞轮的现代雏型车就出现了。对！自行车：就是一部驱动演变的历史。从「脚踢地而行」，演变成「踩前轮」的驱动，再演变成「链条驱动后飞轮」的方式。

谢：哦！开始引导进入今天的主题。

林：先从自行车的演变来说明「齿轮比」是什么？法国伯爵所乘坐的，是用脚踢地的，没有齿轮比。演变成大小轮时，直接踩动前轮，也没有齿轮比。当前后轮一样大的安全自行车，用脚踩动前面的大齿盘，以链条驱动齿轮的现代雏型车，就出现了齿轮比的优势来。譬如说：前面大齿盘48T，带动后面的齿轮16T，就是1:3的齿轮比，当踩动前面大齿盘FRONT WHEEL转动一圈时，后面的齿轮就要转动3圈的意思。说简单一点；利用齿轮比来倍增、加快行车速度。前轮驱动的大小轮，轮径2公尺x 圆周率3.1416=圆周6.28公尺，当您奋力踩一圈时，哇！大小轮的古典车，就要前进6.28公尺！可是如果您骑有齿轮比的单车，700 x 23C的车轮直径是0.7公尺x 圆周率3.1416= 2.2公尺X (齿轮比4.4= 前53/后12) = 9.68 公尺！利用齿轮比，就可以有更佳的效果，快又安全。

谢：好快！不过踩起来会很重！

林：我想请校长，就20几年前担任自由车协会常务理事期间，训练自由车选手的经验，来说明齿轮比的应用，会更清楚些。

谢：一位年轻的国手，除了它本身的努力及先天的条件之外，通常他们的外围及背后都有许多无名的支持者，才能出头。当年几位年轻的国手，不敢说是我们训练出来的，不过曾住在"我家" 集中特训过的选手；有在洛城奥运一举成名，现任元智大学讲师的李福祥先生。在哥斯达黎加国际邀请赛里一摔成名，现任自由车协会总干事的李开志先生。自由车比赛工作室的黄金宏先生以及曾是一世之雄的李诗宾先生、邓锦基先生、黄志煌先生、蔡超常先生、吴泽民先生…. 等等选手。

(2) 齿轮比与自由车选手夺标的关系

林：的确，应用齿轮比与自由车的场地选手能否夺标有直接并且绝对的关系。这一点，请校长说明选手应如何运用齿轮比来夺标。

谢：自由车运动是一种体力、毅力与智慧并重的战争。举个例子来说明；如何应用齿轮比来夺标，就是一种智能战之一。一千公尺的个人计时赛TIME TRIAL (图4)，在全长一千公尺的跑道上，一个人奋力前进，以时间最短的人为夺标。当年全盛时期的李福祥选手，他在1983年，美国科罗拉多举行世界杯赛里，所创下当年全国1000公尺计时赛记录：1分07秒798。全长一千公尺，除以车轮的圆周，(1000公尺÷2.2M =454.5转)就会得到车轮要转454.5次，也就是不管您的快慢，您的轮子一定要转454.5次，才能跑完全长1000公尺。所以，加快回转RPM或加重齿轮比，才有创造佳绩的可能。

通常，基本体能的「间歇训练」之外，训练快速回转提高RPM再逐渐加重齿轮比，就是自由车选手训练的不二法门。我不想在此着墨太多，花太多时间在介绍选手是怎么训练的。不过，我们愿意再一次提醒单车的爱好者，「训练快速回转，提高RPM，才是首要的自我训练。」训练快速回转，对于膝盖不但没有负担，更有减肥精肉的功能，尤其是提高心肺功能的唯一途径。

(3) 提高心肺功能的最佳见证

林：最近您不是在新竹功学社KHS单车总经销大富国(TEL：03-5317245)所举办的12寮(峨嵋湖、大埔水库)往复48km的活动担任总领队：其中一位被尊称「老仙」年龄68岁的猛将吕玉珍先生。据说他在3年前开始骑车，没有想到却骑出『健康』，把跟随30多年的<灰龟>摔掉。

谢：对对。「他就是骑单车，提高心肺功能的最佳见证。」

(4) 提高脚踏板回转数RPM的功用

林：我们再谈谈，提高脚踏板回转数RPM的功用；上次曾听到校长您自己说，在平路上最快一分钟约可以持续70回转一阵子。以校长的现况，和李福祥国手当年的记录比较看看，就可以了解回转数训练的意义：

当年李选手他所选择的齿轮比，是前48t÷后14t=3.428，算是相当重的(一般都选48t÷16t=3或46t÷16=2.288)。

1) 李福祥选手：

48t÷14t=3.428(齿轮比)×2.2公尺(700C的圆周)=踩一圈前进7.54公尺。

1,000公尺÷7.54公尺=132.6转(1000公尺所需轮圈转数)。

132.6转÷1分07秒798=1秒可把踏板转1.956次。

1.956次 ×60秒=117.36转(每分钟的pitch)。

2) 校长如果能踏动48t÷14t=3.428(齿轮比)，而pitch又可以维持每分钟70转的话…

48t÷14t=3.428(齿轮比)×2.2公尺(700C的圆周)=踩一圈前进7.54公尺。

7.54公尺 ×70转=527.8公尺(1分钟可进)÷60秒=1.887公尺(每秒可进)。

1,000公尺÷1.887=113.67秒(1分53秒67)。

3) 李选手、校长虚拟成绩与RPM的比较

姓名
成绩
RPM(脚踩动的回转数)

李福祥
1分07秒798(科罗拉多所创)
117.36转

校长
1分53秒67(计算可能的成绩)
70转

从李选手、校长虚拟成绩与RPM的比较，可以知道RPM的回转数是多么的重要。如果，有人用和李选手相同的齿轮比48t÷14t=3.428，RPM可以踩出比117.36转快的话，那您准赢。

(5) 齿轮比(Gear Ratio)

谢：今天的主题，是齿轮比及RPM的利用。虽然现今不比20年前的风气，当年很讲究每一部车的齿轮比，而今天只关心「几速」，自有其时代演变的意义。可是身为单车的爱好者，不可不知齿轮比是怎么一回事！譬如：外形相似的单车，为什么别人可以赴高山如平地，除了他比我们有更多训练之外，大部份的秘密就是他的单车的齿轮比，可以比我们轻或快。

26”的登山车
前44t32t22t，后11t~32t(27速)
前48t38t28t，后14t~28t(18速)

爬坡最轻 单纯比22t÷32t=0.6875
行进比0.6875x26”圆周2.07M=1.423M
28t÷28t=1
1X26”圆周2.07M=2.07M

平路最快 单纯比44t÷11t=4
行进比4x26”圆周2.07M=8.28M
48t÷14t=3.4285
3.4285X26”圆周2.07M=7.097M

　　

齿轮比有二种：

(1)「单纯化」的齿轮比；前大齿盘44T与后飞轮11T之比，44T ÷11T＝4，当您踩动脚踏1圈时，后轮要绕4圈的意义。

(2)「行进比」的齿轮比；除了单纯化的齿轮比44T ÷11T＝4之外，又加上26"车轮的圆周2.07公尺，就是当您踩动脚踏1圈时，后轮要绕4圈，即为2.07公尺 ×4圈＝可以行进8.28公尺的意义。

(6)RPM的电子教练

林：刚才我们谈到如何提高脚踏板回转数RPM的功用。可是在单车界里，一般比较少听到RPM应如何去利用，怎么设定才最适当？

谢：哦，在上篇的「心跳管理」曾提出心跳表是我们贴身的「电子教练」。而RPM的管理，同样也需要另一位电子教练。通常在单车的进阶码表，另有RPM显示的功能。例如：SHIMANO码表的供货商，名世公司(Echowell)的CHO-F2，的确是性能很高，物美价廉的好东西。我们只要一个附有RPM功能的码表，它就自动变成您的电子教练，随时随地，只要踩动踏板，它就会很迅速的提供目前的RPM，让您决定是否加快、减速或维持。

(7)训练过程中，提高RPM；长途，则维持最高经济效益的RPM !

谢：(1)如果，目的在训练自己，不彷尽量提高RPM。目标可设定在90转/每分钟。(2)如果，您是在长途骑乘就应该维持最高经济效益的RPM，何谓最高经济效益？就像汽车行车一样，在高速公路上维持60~80Km的时候，是最省油、最高经济效益的运转。

单车经过无数的人体试验(踩力、速度及耗氧之间的关系)。得知如下结论：

a) 年轻人的最高经济效益RPM： 50-70转/每分钟。

b) 中高年的最高经济效益RPM： 60-70转/每分钟。

c) 而实际上在骑乘过程中，往往认为最高经济效益之RPM为70~80转/每分钟，此为一种错觉，不可不知。(就像汽车在高速公路上行驶，错觉为100Km是最省油、最高经济效益一样)。

d) 为维持平路与爬坡的最高经济效益之RPM，就会使用重轻不同的齿轮比。所以，相同脚踏回转RPM，爬坡的时速慢，而平路快。

e) 如果 您没有进阶码表可供RPM显示的话 可以使用KHS-7功能的入门电子码表，在平路维持20km的时速，您的RPM就约在60~70转/每分钟。

f) RPM的训练，勿忘记；正确的乘车姿势(座垫高低、前后等)及拉脚的动作(踩下而往后拉勾)。

g) 能与「心跳表」并行使用是最好的选择。

环法比赛三度冠军的美国选手：蓝斯 阿姆斯特朗。他透露他的平时艰苦训练过程。心跳在180跳，而RPM在110回转数。他的耐力及爬坡力，就是这样训练出来的。

林：哇！想不到，校长懂得那么多！

谢：其实我只是多怀疑、多问、多闻、多看以及多骑车而已。

谢谢林副校长接受对谈，下次再找话题请益。