下图为我的座驾，20寸折叠自行车，变速档位2×9档。有人问我这么小的自行车骑行起来可以吗？我的回答是：这款车既体积小巧又功能强大，日常通勤、外出游玩完全胜任。
本文通过对自行车各组成部件的介绍，阐明其中所运用到的物理化学数学知识。外加一些自行车保养和安全行车小常识。
我的座驾 大行sp18
自行车诞生200余年来，早已融入人们的生活当中。可以说人们对它是那样熟悉，很多情况都认为是理所应当。今天我从物理学化学数学的角度来解释一些理所应当的现象：
自行车也是一类车辆，从功能上讲也具备运动、承重的属性。那我们就从组成自行车的各部分结构说起。
- 车轮
自行车的运动、承重结构部件。有前后两轮，由内向外依次由车轮轴、花鼓、辐条、车圈、内胎、外胎组成，相互之间位置固定，构成半径不一的同心圆结构。
后车轮和飞轮连接，飞轮向前转动则带动整个后轮向前转动，当飞轮静止不动或者向后转动的时候不影响后轮继续向前运动。
前后轮共同承担整车重量，其中由于前轮负责转向，要求更加灵活，故后轮承重占比较多。这也就是后轮磨损更为严重的原因。
- 驱动变速装置
自行车的运动结构部件，将人提供的动力转化为自行车动力的装置。包括中轴、曲柄、脚踏板、牙盘、前拨、链条、飞轮、后拨。其中前四项固定在中轴上，牙盘有同轴不同大小多层，飞轮有同轴不同齿数多级。
人的双脚依次踩踏脚踏板，带动牙盘旋转。牙盘通过链条带动飞轮一同旋转。由于是链条连接，牙盘和飞轮的线速度相同。而飞轮和后轮为同心圆结构，故二者角速度一样。由此得出结论牙盘越大，飞轮越小，则脚踏板每蹬一圈后轮转动的圈数越多，反之越少。给人的主观感受是，道路条件一致，相同的踏频，前者更高效，后者更省力。
以上是变速器的作用依据。实际实用中，在起步和爬坡过程中，我们需要更加省力的方式，这个时候控制前后指拨让牙盘处于更小圈，或者飞轮处于更大齿数。当我们的骑行速度逐渐加大，两腿有踩空的感觉时，控制指拨让牙盘处于大圈，飞轮处于小齿数，则更有利于功率的高效输出。
- 承重连接装置
包括车架、竖管、车把、前叉、坐管、车座、后上叉、后下叉。自行车之所以称之为车，这些部件赋予了自行车承重的能力。
车架多为三角形和由三角形衍生出来的其他组合形状。这里运用到数学中三角形的稳定性，可以用三角形全等的理论证明，当若干长度和角度组合确定时，那么这个三角形也就是固定不变了。
车把、竖管、前叉一方面通过转轴连接车架，一方面连接前轮和骑手。根据轮轴原理，骑手控制车把带动前叉和前轮转向。
坐管和车座连接车架，同时为骑手提供舒适的乘坐条件。
后上叉和后下叉固定在车架上，属于车架的一部分，同时和后轮连接，是另一个三角形稳定结构。
- 刹车装置
分为V刹和碟刹。
V刹是位于车圈外围的刹车块，通过闸线的拉动，拉紧刹车块，刹车块夹紧车圈来阻碍车轮运动，达到刹车的目的。
碟刹是和车轮同轴的碟形金属片，通过闸线的拉动，压实碟形金属片，从而阻碍车轮运动，达到刹车的目的。
- 附件
包括反光板、车铃、闪光灯、脚撑、码表、水壶架、车锁、后货架……
一台完整的自行车务必具备安全性，同时还要兼具功能性与实用性。上述设备也起到了不同程度的作用。
- 其他
爱车需要定期清洁保养。自行车车体覆盖有完整的喷漆涂层。这是隔绝金属车身与外界空气、水的屏障，一旦破损或经日晒雨淋、高温低温而老化，得不到保护的车体内部金属材料将会受到腐蚀。
运动部件中链条需要定期除杂上油，减少磨损，以增加自行车使用寿命。
刹车线需要定期调整。刹车时需要前后同时同力度进行，否则会出现向前栽倒或者后轮抱死摆尾的情况。
车轮打气，由于气体热胀冷缩，冬天往往胎压高一点，夏天胎压低一点。
车座、车把高度调节，使骑行过程中骑手体重分摊到车座、车把和脚踏板上，不给会阴部、手腕、脊椎带来过大负担。
回到开头的问题，我的20寸自行车到底能不能胜任公路骑行。
这里可以简单计算一下。按照人类肌肉张力的特性，骑行时的踏频有适合的区间，任何人都不可能无限制加速下去。就是说踏频有一个上限，通常不会超过150rpm。而在这个踏频之下选择了最大的牙盘和最少齿数的飞轮，可以达到的速度来到了60km/h，这可以满足绝大部分人了。同时小牙盘大飞轮组合对于城市公路的坡度也完全可以应付。再加上不输大车的前后轴距，可以说此车的骑行体验的极佳的。此外，车轮直径小，可以折叠，快速拆装，方便省地是同大尺寸自行车相比的一大优势。
最后提个问题：自行车是省力装置还是费力装置呢？
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