在特定条件下（通常指平路40km/h巡航，75kg骑手，除非另有说明），不同配件、衣物、头盔、轮组等相对于其对比基准可能节省的功率。

请注意，以下表格中的数值是基于典型情况和公开测试数据估算的潜力节省范围，实际节省的功率会因具体产品型号、品牌、骑行姿态、风速、风向、环境条件以及对比基准的具体情况而有显著差异。这些节省效果之间并非简单的线性叠加。

各项升级潜能功率节省汇总表 (@40km/h)

重要说明：

• 叠加效应： 虽然每一项升级都能带来功率节省，但这些节省效果在叠加时并非简单的线性相加。例如，一个极度气动的车架配合极度气动的轮组，其总节省量可能会略小于两者单独测试节省量之和，因为系统之间存在复杂的相互作用。但总体趋势是，越多的气动优化部件组合在一起，整体效益越好。
• 对比基准的重要性： 节省的功率总是相对于一个“基准”而言。如果您的现有装备已经非常好，那么升级带来的边际效益可能会减小。相反，如果从非常基础的装备升级，提升会非常明显。
• 骑手姿势： 骑手本身的姿势是最大的风阻来源（约占70-80%）。优化骑行姿态（例如，更低趴、手臂更窄）所带来的功率节省潜力，往往远超任何单一器材的升级。
• 真实世界条件： 上述数值多基于理想化的风洞测试或实验室条件。实际道路上的风向、风速多变，路面状况也不同，这些都会影响实际的功率节省效果。
• “续航”的广义理解： 虽然这里主要讨论的是维持特定速度所需的功率，但更舒适的装备（如某些碳纤维特性、合适的座垫、减震的轮胎系统）也能减少疲劳，从而在广义上提升长距离骑行的“续航”能力，但这与直接的空气动力学功率节省是不同的维度。

希望这个表格能帮您更好地理解各项升级可能带来的性能提升！

轮胎

好的，我们来对比一下马牌 UltraSport III (US3) 和马牌 Grand Prix 5000 (GP5000) 这两款轮胎在滚动阻力系数 (Crr) 和由此产生的功率消耗上的差异。

重要前提：

• 数据来源： 滚动阻力系数 (Crr) 的数据主要参考自独立测试网站 BicycleRollingResistance.com (BRR)。这些数据是在标准化的实验室条件下测得的，使用特定的轮胎尺寸、胎压和内胎类型。
• 测试条件影响： 轮胎的滚动阻力受多种因素影响，包括轮胎尺寸、具体型号（如GP5000有开口版、真空胎TL、S TR等）、胎压、内胎类型（丁基胶、乳胶、TPU或真空胎系统）、轮圈内宽以及测试路面/滚筒表面。因此，这里提供的数据是基于特定测试条件下的对比。
• 功率计算假设：
  • 总质量 (骑手+自行车+装备): 85公斤 (这是一个常用的参考值)
  • 速度: 40公里/小时 (约 11.11 米/秒)
  • 重力加速度 (g): 9.81 米/秒²
  • 功率计算公式 (一对轮胎): P_rr=C_rrcdottext总质量(kg)cdotgtext(m/s2)cdottext速度(m/s)
  • 这里的 Crr 值是单条轮胎的系数，我们用它来计算一对轮胎的总滚动阻力功率。

数据查找与分析：

根据 BicycleRollingResistance.com 的数据（请注意，具体数值可能因测试批次、轮胎版本和胎压而略有不同，以下为典型参考值）：

• Continental Grand Prix 5000 (标准开口版, 25mm, 配丁基内胎, 在100 psi / 6.9 bar胎压下):
  • 典型 Crr: 约 0.0032 - 0.0035
  • GP5000 S TR (新款真空胎) 的 Crr 可能会更低一些。
• Continental UltraSport III (标准开口版, 25mm, 配丁基内胎, 在100 psi / 6.9 bar胎压下):
  • 典型 Crr: 约 0.0055 - 0.0060 (US3 是一款更偏向训练和耐用性的轮胎，其滚阻通常显著高于GP5000系列)

计算功率消耗 (一对轮胎，总重85kg，速度40km/h):

• GP5000 (假设 Crr = 0.0033):
  • P_GP5000=0.0033cdot85textkgcdot9.81textm/s2cdot(40/3.6textm/s)
  • P_GP5000=0.0033cdot85cdot9.81cdot11.111...
  • P_GP5000approxtextbf30.58瓦特
• UltraSport III (假设 Crr = 0.0058):
  • P_US3=0.0058cdot85textkgcdot9.81textm/s2cdot(40/3.6textm/s)
  • P_US3=0.0058cdot85cdot9.81cdot11.111...
  • P_US3approxtextbf53.75瓦特

功率差异：

• P_差异=P_US3−P_GP5000
• P_差异approx53.75text瓦−30.58text瓦approxtextbf23.17瓦特

对比表格：

下面是将这些信息整理成的表格。

• https://www.google.com/search?q=Crr%E5%80%BC%E4%B8%BA%E5%9F%BA%E4%BA%8EBicycleRollingResistance.com测试数据的典型参考值，测试条件为25mm轮胎，100 psi (6.9 bar)胎压，使用标准丁基内胎。实际Crr会因具体型号、尺寸、胎压、内胎或真空设置及路况而有所不同。

结论：

从表格中可以清晰地看到，在相同的条件下（总重85kg，速度40km/h），使用马牌Grand Prix 5000轮胎相对于UltraSport III轮胎，一对轮胎大约可以节省约 23 瓦特的功率消耗。这是一个非常显著的差异，尤其是在追求速度和效率的骑行中。

GP5000系列轮胎以其卓越的低滚动阻力而著称，是市面上滚阻最低的轮胎之一。而UltraSport III则更侧重于耐用性和成本效益，因此在滚动阻力方面的表现会逊色不少。这种功率差异意味着，使用GP5000轮胎，骑手可以用更少的力气达到同样的速度，或者在同样的功率输出下骑得更快。

轮组

将轮组从30mm框高的铝合金轮组升级到50mm框高的碳纤维轮组之所以能够减少所需的功率（尤其是在平路高速巡航时），主要得益于几个方面的改进，但其中最大的影响因素是空气动力学性能的提升。

以下是详细的解释：

1. 空气动力学 (Aerodynamics) - 最大的影响因素

   • 轮圈深度和形状： 这是最核心的差异。50mm框高的轮圈比30mm框高的轮圈能更有效地“切割”空气。当轮组高速旋转并向前运动时，更深的轮圈可以：
     • 减少空气阻力 (Drag Reduction)： 轮圈前缘破开空气，更深的轮廓有助于引导气流更平顺地流过后半部分，减少在轮圈后方形成的湍流和负压区，这些是产生空气阻力的主要原因。30mm的轮圈相对较浅，气流可能会更快地从轮圈表面分离，产生更大的阻力。
     • “帆效应” (Sailing Effect) - 在特定侧风条件下： 设计良好的深框轮组在一定的偏航角（侧风角度）下，甚至可以产生类似帆船的效果，侧向力的一部分可以转化为向前的推力，进一步降低净空气阻力。虽然30mm的轮圈也可能产生微弱的帆效应，但50mm轮圈由于侧面积更大，这种效应通常更明显（当然，过大的侧风也可能导致操控问题）。
   • 碳纤维的塑形优势： 碳纤维材料比铝合金更容易被塑造成复杂且精密的空气动力学外形（例如更优化的U型或V型截面、更平滑的过渡）。铝合金轮圈在达到较高框高时，要保持轻量化并同时实现复杂的空气动力学外形，其工艺难度和成本会显著增加，效果也往往不如碳纤维。
   • 辐条和花鼓的整合： 虽然这个问题主要关注轮圈，但通常50mm碳纤维轮组会搭配气动优化的扁辐条和更符合空气动力学的花鼓设计，这些都是整个轮组系统气动性能的一部分。而30mm铝合金轮组，尤其是中低端产品，可能在这方面优化较少。

   功率节省的量级（来自空气动力学）： 在40km/h的速度下，从典型的30mm铝合金轮组升级到设计良好的50mm碳纤维轮组，仅仅空气动力学的改善就可以节省大约5到15瓦的功率，甚至在某些对比中（例如对比非常基础的30mm铝轮）可能会更多。这是在平路高速巡航时最显著的功率节省来源。

2. 重量 (Weight)

   • 碳纤维的轻量化潜力： 碳纤维的比强度和比模量非常高，这意味着在达到同等甚至更高强度和刚性的前提下，碳纤维轮圈可以做得比铝合金轮圈更轻。因此，一个50mm框高的碳纤维轮圈，其重量可能与一个30mm框高的铝合金轮圈相当，甚至更轻，尤其是在对比中高端产品时。
   • 对平路巡航功率的影响： 在平路稳定速度巡航时，轮组重量对克服空气阻力和滚动阻力所需的持续功率输出影响非常小。重量的主要影响体现在：
     • 加速： 更轻的轮组（尤其是转动部分的重量减轻）可以降低转动惯量，使得加速更快、响应更灵敏。
     • 爬坡： 在爬坡时，需要克服重力做功，此时每一克重量都很重要。
   • 因此，虽然50mm碳轮可能比30mm铝轮更轻（或重量相近），但在平路稳定巡航时，这部分对持续功率的节省贡献远小于空气动力学的贡献。

3. 刚性 (Stiffness)

   • 碳纤维的刚性优势： 碳纤维轮圈通常可以做得比铝合金轮圈具有更高的侧向刚性和驱动刚性。这意味着在踩踏发力或摇车时，轮组的形变更小。
   • 对功率传递的影响： 理论上，更高的刚性可以带来更直接的动力传递，减少因轮组形变而损失的微量能量。然而，正如之前讨论过的，对于设计合理的轮组，这种因形变直接损失的功率通常非常非常小（可能远小于1-2瓦）。
   • 主要影响骑行感受： 刚性更多地影响骑行的操控精准度、发力时的直接感和信心。在平路稳定巡航时，其对所需总功率的直接减少效应不明显。

总结：最大的影响因素

在平路40km/h的巡航情况下，碳纤维50mm轮组对比30mm铝合金轮组之所以能减少所需的功率，最大的影响因素是其优越的空气动力学性能。

• 更深的轮圈截面显著降低了空气阻力。
• 碳纤维材料使得轮圈可以被制造成更优化的空气动力学外形。

虽然重量减轻（尤其是在加速和爬坡时）和刚性提升（改善操控和发力直接感）也是碳纤维轮组的优势，但在平路稳定高速巡航的情境下，对持续功率需求的直接降低贡献，远不如空气动力学改进来得显著。

衣服

这个问题是关于骑行服对空气动力学性能的影响，特别是连体骑行服（skinsuit）相对于分体骑行服（即普通的骑行上衣加背带短裤）在之前讨论的条件下（例如40公里/小时，75公斤骑手，气动轮组和好轮胎）能节省多少功率。

核心观点：

在高速骑行时，骑手本身是最大的风阻来源（通常占总风阻的70-80%）。因此，优化身体周围的气流可以带来显著的性能提升。连体骑行服正是为此目的而设计的。

连体服 vs. 分体服的空气动力学差异：

1. 面料和剪裁：
   • 连体服： 通常采用更光滑、更贴合身体的空气动力学面料。剪裁上追求极致的贴合度，减少面料褶皱和迎风面积。接缝的位置和处理也经过优化，以减少空气扰流。
   • 分体服： 普通的骑行上衣和背带短裤，即使是高质量的，也更容易产生面料褶皱，尤其是在肩部、腋下、腰部（上衣和裤子结合处）等地方。面料本身的气动性能可能不如专业连体服。
2. 一体化设计：
   • 连体服： 将上衣和裤子合二为一，消除了两者之间的接缝和可能产生的“降落伞效应”（即上衣下摆被风吹起灌入空气）。这使得身体轮廓更加平滑。
   • 分体服： 上衣和裤子是分离的，即使上衣很贴身，在骑行姿态下，腰部和背部也可能出现不平整，增加风阻。
3. 细节优化：
   • 连体服： 很多高端连体服会在手臂、腿部等关键区域使用特殊纹理的面料（例如高尔夫球表面的凹坑设计或条纹设计），以主动管理气流，延迟空气分离，从而减小风阻。袖口和裤腿通常采用激光切割或硅胶防滑条，确保平整贴合。
   • 分体服： 这类细节优化较少。

功率节省估算：

根据多方研究、风洞测试和实际经验（参考搜索结果中的信息）：

• 在40公里/小时的速度下，从一套合身但非气动优化的分体骑行服（例如，普通的俱乐部版骑行服，可能有些许宽松）换到一件高质量、剪裁极佳的连体骑行服，通常可以节省大约 10 到 30 瓦的功率。 (Source 1.1, 1.5, 2.1, 2.3)
• 具体节省量受以下因素影响：
  • 分体服的合身程度和气动性： 如果原来的分体服非常宽松、面料褶皱很多，那么换上连体服的收益会非常大（可能接近或超过30瓦）。如果原来的分体服已经非常贴身且采用了一些气动设计（例如一些“aero jersey”），那么收益会相对较小（可能在10-15瓦左右）。
  • 连体服的品质和设计： 不同品牌和型号的连体服，其空气动力学性能也有差异。顶级连体服经过大量风洞测试和研发，能提供更大的优势。
  • 骑手的体型和姿势： 连体服与骑手身体的贴合度至关重要。
  • 速度： 速度越高，空气阻力越大，连体服带来的绝对功率节省也越多。在35公里/小时，节省的瓦数会比40公里/小时少一些；在45公里/小时，则会更多。
• 一些来源给出的具体数据或范围：
  • Velotec提到，在40公里/小时以上，节省30瓦是非常正常的情况。(Source 1.1)
  • Rouleur在测试Le Col x McLaren Project Aero连体服时，在40公里/小时的下把位姿势下节省了20瓦，在最气动的姿势下节省了19.4瓦（对比普通骑行服）。(Source 1.5)
  • SILCA提到，从俱乐部版骑行服换到像Castelli Body Paint 4.x这样的超快连体服，在25英里/小时（约40公里/小时）时可以节省15瓦，如果速度达到30英里/小时（约48公里/小时），节省的功率可能翻倍。(Source 2.3)
  • myWindsock提到，GCN的Ollie Bridgewood在尝试一小时记录时，使用NoPinz连体服节省了高达20瓦的功率。他们还指出，由于合身的连体服带来的阻力降低10%是很常见的。(Source 2.1)

结论：

在之前讨论的条件下（假设骑手之前穿着的是一套比较合身但非顶级气动优化的分体骑行服），换上一件高质量、剪裁合体的连体骑行服，在40公里/小时的速度下，预计可以节省大约 15 到 25 瓦的功率。

• 如果原来的分体服比较宽松，或者连体服是顶级的气动优化产品，节省的瓦数可能接近甚至超过30瓦。
• 如果原来的分体服已经很贴身，或者连体服并非顶级气动设计，节省的瓦数可能在10瓦左右。

这个节省量与升级一套中端气动轮组，或者从普通车架升级到气动车架的部分效益相当，突显了服装在空气动力学中的重要性。对于追求极致性能的竞技骑手来说，连体骑行服是一项非常有效的投资。

头盔

好的，我们继续讨论在之前设定的条件下（例如75公斤骑手，以40公里/小时的速度在平路无风环境下骑行，已经考虑了气动车架、轮组、轮胎和连体服等因素），佩戴气动头盔（aero road helmet）相对于普通通风型公路头盔（standard well-ventilated road helmet）所能节省的功率。

核心观点：

头部是身体迎风的最高点之一，并且形状相对固定，因此头盔的空气动力学设计对减少整体风阻有显著影响。气动头盔的设计目标是让空气更平顺地流过头部和肩部，减少空气阻力。

气动头盔 vs. 普通公路头盔的空气动力学差异：

1. 外形设计：
   • 气动头盔： 通常具有更平滑、更圆润的外形，尽量减少突出的通风孔和棱角。有些采用“泪滴形”或截尾泪滴形设计，以优化空气在头盔后部的流动，减少涡流。通风孔的数量和尺寸通常较少或较小，或者设计有巧妙的内部通风结构，以在保持一定通风性的同时最大化气动效益。
   • 普通公路头盔： 主要设计目标是最大化通风散热性能，因此通常有较多、较大的通风孔，外形上可能不那么注重气流的平顺性。
2. 表面处理和细节：
   • 一些气动头盔可能会采用特殊的表面纹理或覆盖件（例如可拆卸的通风口盖板）来进一步优化特定条件下的气动性能。

功率节省估算：

根据各种风洞测试、CFD分析和实际经验（参考相关搜索结果）：

• 在40公里/小时的速度下，从一个通风良好但非气动优化的普通公路头盔换到一个设计良好的气动公路头盔，通常可以节省大约 5 到 15 瓦的功率。 (Source 1.1, 1.2, 1.5, 2.1, 2.2)
• 具体节省量受以下因素影响：
  • 普通头盔的气动性能： 如果对比的普通头盔本身通风孔非常多且外形复杂（风阻较大），那么换上气动头盔的收益会更明显（可能接近15瓦）。如果普通头盔本身也带有一些半气动的设计（例如，一些现代的“全能型”头盔试图在通风和气动之间取得平衡），那么收益会相对较小（可能在5-8瓦左右）。
  • 气动头盔的设计和类型： 市场上有不同类型的气动头盔。有些是极致气动的TT头盔（通常有长长的尾部，对头部姿态要求高），有些是更适合公路大组赛的“气动公路头盔”（通常尾部较短或无明显尾部，对头部姿态的容错性更好）。这里我们主要讨论后者。即使在气动公路头盔中，不同型号的气动性能也有差异。
  • 骑手的头部姿态和体型： 头盔与骑手头部的贴合度、骑行时头部保持的角度（抬头、低头、转头）都会影响气动头盔的实际表现。一些气动头盔在特定的头部姿态下表现最佳。
  • 速度： 与其他气动装备一样，速度越高，绝对功率节省越多。
• 一些来源给出的具体数据或范围：
  • Specialized声称其Evade系列气动头盔相对于传统公路头盔可以节省相当可观的功率（例如，Evade II据称在40公里/小时下比Prevail II快20秒，这可以换算成功率节省）。
  • Cycling Weekly提到，气动头盔通常能在40公里的计时赛中节省30-60秒，这对应大约10-20瓦的功率节省，具体取决于对比的头盔和速度。(Source 1.1)
  • BikeRadar在对比Giro Vanquish（气动盔）和Giro Synthe（半气动盔）时，在40公里/小时下，Vanquish能节省约5瓦。(Source 1.2)
  • Hambini Performance Engineering提到，一个好的气动头盔对比一个通风头盔，在40公里/小时下可以节省高达10-15瓦。(Source 1.5)
  • EF Pro Cycling的测试表明，其头盔在40公里/小时下比“标准”头盔快12瓦，在55公里/小时下快29瓦。(Source 2.2)
  • NoPinz指出，在40公里/小时下，普通通风头盔和气动头盔之间的差异可能在5到20瓦之间，具体取决于两者的设计。(Source 2.1)

结论：

在之前讨论的条件下（40公里/小时），从一个普通的、以通风为主的公路头盔换到一个设计良好的气动公路头盔，预计可以节省大约 8 到 12 瓦的功率。

• 这是一个比较中肯的范围。如果原来的头盔非常不气动，或者选用的气动头盔是顶级产品，节省的功率可能达到15瓦甚至更高。
• 如果原来的头盔已经具备一定的气动特性，或者气动头盔的设计更偏向“全能”，节省的功率可能在5瓦左右。

相对于升级轮组或车架，更换气动头盔通常被认为是性价比非常高的气动升级之一，因为它能以相对较低的成本带来可观的性能提升。而且，与服装和姿势一样，它直接作用于骑手这个最大的风阻源。

车架

好的，如果明确“普通铝合金车架”是普通圆管设计，那么它与现代“破风车型”在空气动力学上的差异会更加显著。圆管是已知的空气动力学效率最低的管型之一。

在这种情况下，我们可以更精确（或者说，更有信心地给出较高值）地估算功率节省。

前提条件保持不变：

• 平路无风
• 75kg体重的骑手
• 采用同样的气动姿势 (例如，手握刹变把位)
• 速度为40公里/小时

分析差异点：

1. 车架管型 (Tube Shape)：
   • 普通圆管铝合金车架： 圆管在迎风时会产生较大的空气扰动和负压区，导致较高的风阻。
   • 破风车型： 使用经过CFD（计算流体动力学）和风洞优化的翼型管（airfoil shapes）或截尾翼型管（Kammtail profiles），这些管型能让空气更平顺地流过，显著减少空气阻力。
2. 整合度 (Integration)：
   • 普通圆管铝合金车架： 通常线管外露，各部件连接处（如头管与前叉、五通区域、座管夹等）没有特别的气动整合考虑。
   • 破风车型： 通常采用全内走线，座管夹为隐藏式或整合式，前叉与车架过渡平滑，有些甚至会考虑水壶和水壶架的气动效应。
3. 座舱 (Cockpit)：
   • 普通圆管铝合金车架： 几乎标配传统的圆管弯把和标准把立，线管外露。
   • 破风车型： 即使不是一体式气动把组，也常会配备气动扁平上把的弯把，并且把立设计也会考虑到气动性。高端破风车则多为整合气动把组。

功率节省估算（对比纯圆管铝架）：

• 车架本身 (Frame & Fork)： 仅车架和前叉从纯圆管设计升级到优秀的气动优化设计，在40公里/小时的速度下，节省的功率可以达到 20 - 35 瓦 是一个合理的范围。一些研究和品牌宣传中，对比非常基础的圆管设计，顶级气动车架的节省量甚至可能接近或超过30瓦。
• 座舱 (Cockpit)： 从传统的圆管弯把、标准把立、外走线，升级到气动弯把、气动把立、全内走线（或一体式气动把组），这部分可以额外节省大约 5 - 15 瓦。

综合估算功率区别：

综合以上两点，一个现代“破风车型”对比一个“普通圆管设计铝合金车型”，在上述条件下：

• 总的功率节省估算范围：大约在 25 - 50 瓦之间。

这个范围比之前估算的（对比“普通铝合金车型”，未特指纯圆管）要更高一些，因为“纯圆管”设计在空气动力学上处于劣势的起点。

举例说明所需功率：

• 假设“普通圆管铝合金车型”在40公里/小时需要约 273 瓦 (基于之前的典型参数估算，如果因圆管车架 CdA 略高，这个基准值可能还会稍高一点，比如280-290瓦)。
  • 如果以 280 瓦 作为纯圆管铝架的基准：
    • 破风车型可能只需要：
      • 280 W - 25 W = 255 瓦 (节省下限)
      • 280 W - 50 W = 230 瓦 (节省上限)

结论：

在75kg体重、相同气动姿势、40公里/小时、平路无风的条件下，从“普通圆管设计铝合金车型”换到“破风车型”，骑手大约可以少输出 25 到 50 瓦的功率来维持相同的速度。

• 一个更具代表性的中间值可能在 30 - 40 瓦左右。

这个节省量是非常可观的，对于长时间骑行或者竞技比赛来说，可以转化为更快的速度、更持久的耐力，或者在集团骑行中更轻松地跟风。

再次强调，这仍然是基于普遍数据和理论的估算。实际的差异会因具体的车型设计、组件搭配（尤其是轮组，尽管我们这里主要讨论车架和座舱）以及测试条件的细微差别而有所不同。但“纯圆管”这个明确的限定条件，使得我们可以更有把握地认为其与破风车的差距会处在上述估算范围的较高区间。