蹬自行车时腿速若达到 3500 转 / 分，理论输出可以抗衡多大排量的摩托车？

今年7月入了自己的第一辆爱车：轻骑铃木GT125，单缸125cc，四档3500转就能轻松上45 km/h了。回到学校骑上自行车，发现双腿就好像发动机里面的活塞连杆，自行车脚踏和中轴就像曲轴，便联想到了这个问题。
设定一个体格正常，身体健康的成年男性骑著正常的自行车（车和人都不会坏），腿速达到了每分钟3500转（日常巡航转速），粗略估计其扭矩（单位N/m）、功率（单位kW）输出能够达到多少cc排量的同3500转速下摩托车发动机（直列双缸）的水平？相对应的车款有吗？有哪些？
假设自行车是悬空状态，且不考虑变速传动系统，以类比发动机空挡状态；发动机冲程数/气门数/配气机构/缸径/行程不予考虑，按日常水平粗略估计；发动机处于空挡状态，同不考虑变速传动系统。
比较以下两点：
1.人腿在3500转转速下的输出，可以与同在3500转下的多大排量的发动机抗衡？

2.人腿在3500转转速下的输出，取近似值，刚好超过了多大排量发动机的峰值输出？（如GT125在6500 rpm时达到最大扭矩/功率，分别为7.2 kW 和9.6 N/m.）
换个问法就是：
人单腿蹬一下脚踏所做的功，相当于多少cc的单缸发动机做的一次功？
（注：对于考虑了变速传动系统的回答，请大家作为相关参考）

1、关于人的输出功率。

根据我多年骑车的经验，人，仅指正常普通人，不含运动员、天赋异禀的怪兽，稳定长时间输出功率大约是200瓦特上下，峰值功率不会超过一千瓦。

这个是经验数据，千瓦这个概念不好理解，我们换个好理解的单位：马力。

1公制马力是在1秒钟内完成75千克力·米的功。即：1公制马力=75千克力·米/秒=735瓦特。差不多跟一匹马正常表现差不多，拉车的一般马也就这个能耐，不然也不会叫horsepower。

马是一种大牲口。

不要跟大牲口比输出功率。

2、关于转速。

任何体型大于蜂鸟的动物都不大可能在宏观上提供3500RPM的转速。

肌肉的问题倒还在其次，主要问题在于关节，你的膝关节很快就会达到一个很奇葩的温度从而彻底烧毁。

我们知道，体积越大，相对体积的表面积越小，因为体积是正比于尺寸的三次方，表面积只正比于尺寸的二次方。而表面积与散热效率直接相关，因此，你个头比蜂鸟大，热量就散发不出去了。

您的膝关节在3500转的转速下，很快就会变成烤脆骨、烤鸡胫骨、烤掌中宝一类的东西，撒点辣椒面、孜然啥的会很好吃的。

3、强行满足题主要求。

我不管我不管，我就是要3500转！

好的，我们为题主安装上碳纤维肌肉、钛合金膝盖骨，并且在膝盖骨附近安装液氮制冷设备，肌肉内部使用液冷。大概效果就会是这样的：

人家别的魔鬼筋肉人都是骑哈莉.戴维森，你骑个挑战者700，这个就比较掉份了。

你忍受著屈辱，强行将扭矩保持在正常骑自行车的范围，我们正常人踏频算90，你3500，那么稳定输出功率会飙升到8千瓦左右，差强人意，但是还是不够惊人。最烂的哈雷都比你强，别说哈雷了，嘉陵125都比你给力。

与题主不相伯仲的只有东方红拖拉机。

速度还是比较快的，8千瓦驱动一辆挑战者700我估计能跑出200公里/小时的速度，换成公路车会更惊人。就是不晓得自行车会不会散架。

值得注意的是，按照我国定义，采用机械驱动、速度大于100码、功率8千瓦的东西，无论如何都要算机动车了，需要上牌照。

那么，题主的背上需要列印激光码，名为「发动机号」。

（函数算功率部分读图有误，现已修改）

顺便提一句，大家如果好奇的话，也不要用共享单车冲刺，据我观察，共享单车最多冲到30几，主要是共享单车的零件强度普遍承受不住...别问我骑坏过几辆

————————————————————

题主，你太小看自行车的转动比了...

发动机的所谓转动都是体积小而高速的，因为即做不到体积大而高速，又没必要做成体积大而低速的。而自行车的齿轮就是典型的大而低速，因为人腿既不能踩踏的过快，又不能在一个非常小的幅度内踩踏，所以齿轮转动比显著的高于其他机械。

当讨论转速的时候，功率、风阻都是不纳入计算的，因为转速带动车轮转动，车轮转动直接决定速度。

换句话来说，功率达不到，转速就上不去，转速一旦达到，就是100%的直接决定速度，不存在任何形式的损耗。

因为比起其他机械，自行车哪怕是最小的齿轮比也是非常大的，所以如果你要说腿蹬车的转速已经达到了3500转...好吧我们来算算看

————————————————————

我们先看一下自行车轮大致的数据，我骑的是公路自行车

公路自行车较小导轮周长0.5m左右，较大导轮周长0.7m左右

公路自行车的飞轮共11或12个，半径从0.02m左右到0.05m左右不等

公路自行车的车轮半径为0.34m左右

在骑车的过程中，脚踏每踩一圈，导轮就转一圈，而飞轮和导轮因为被链条连接在一起，所以旋转的总周长是和导轮相同的。而飞轮比导轮小很多，所以导轮每转一圈，飞轮就会转很多圈，与飞轮的轴心固定的后车轮也就会跟著转很多圈。所以实际上导轮越大速度越大，飞轮越小速度越大

其实发动机转动也是同理，然而发动机的转动幅度小，相当于一个很小的导轮，所以靠高转速弥补低转动比

这就是常见的自行车的结构了，圆圈从小到大依次为飞轮，导轮，车后轮

所以，自行车的速度也就是后轮的运动速度，其公式为：

速度 = 导轮周长??转动频率?飞轮半径??后轮半径

这个公式是经过整理后的，感兴趣的可以自己去验证一下

————————————————————

而当我们带入3500这个转速，也就是大大超过正常人的60-100这个数据后...

（60转速就是1分钟60转，1Hz，3500转大约58Hz）

首先是最小齿比（小导轮+最大飞轮）

速度 = 0.5 m??58Hz?0.05m??0.34m

= 198米每秒

=714km/h

摩托车，啥摩托车，现在摩托车长翅膀了？

当然，这是最小齿比，一般我骑自行车时的常用齿比是2-4档，也就是0.7m周长的导轮配0.027m左右半径的飞轮，这时候的速度是

0.7m??58Hz?0.027m??0.34m

= 511米每秒

= 1840km/h

这时的我，速度已经超过1.5马赫！！

我骑的不是公路自行车，是公路枭龙

但是，我并不满足于过时的战斗机，所以我把齿比调整到了最大档！

0.7m??58Hz?0.019m??0.34m

= 726米每秒

= 2615km/h

好吧，和超高音速还是有一定的距离

不过已经超过2.0马赫了，我们让灯塔国的f22往后稍稍

摩托车？刚刚朝我轰油门的摩托车呢？？

答主涉嫌故意制造音爆伤害他人，现已被警方控制

————————————————————

热心市民看到新闻后，决定研究答主的踩踏功率。如果要达到这个速度，需要的功率是多少呢？这时候是需要考虑风阻的，风阻使人踩不动。高速运动的物体受空气阻力的影响是相当大的，这里就不详细计算了，列一张图，表示了自行车速度与功率的关系，功率似乎与速度的三次方成正比

根据这张图给出的数据可以列出二次函数表达式，代入数据速度=2615km/h后

求得功率= 3638093瓦

也就是3600千瓦，近4500马力

对了，再加上我人+整车不过75kg，我此时的功率重量比约为：每吨6万马力，四万八千千瓦......

f22战斗机的功率重量比（换算）约为5万千瓦每吨

切...五代战机不过如此！

当然，这还没算我突破音障所需要的额外功率

至于这个相当于多少排量的摩托车？你去看看你的排气管，再去看看战斗机的排气管。。

对了，人家战斗机的尾喷都是会喷火的，你会喷火不？

————————————————————

当然，这是已被警方控制的答主的水平，不能代表大部分人类。普通人踩踏功率100瓦上下，有意骑的快一点可以达到200瓦上下，职业运动员能做到350瓦巡航，瞬间加速接近2千瓦

汽车的功率大致在几十上百千瓦之间，大排量汽车更高。

运动摩托车虽然速度普遍比汽车快，但是重量轻很多，一般最高功率也就在100kw左右，较为普遍的是小几十千瓦

所以题主的最后一个问题，普通人踩一脚自行车相当于多少排量的摩托车？

我对摩托车行情不是特别了解，不知道现在还能不能买到排量个位数的...

（完）

（危险动作，请勿模仿）

3500每分钟等于58.33转每秒，脚踏板末端到轴承中心的距离0.25米最高点到最低点（假设脚在上下运动一个来回的周期内为匀速）的时间是1/58.33/2=0.00857秒，速度为0.5/0.00857=58.343米每秒。在最低点脚在竖直方向速度换向，现假设换向时间为一个周期的一半则t=0.00857/2，加速度为58.343×2/t=27231m^2/s，f=ma=10*27231/1000=272.3T，假设人腿的质量为10kg。一个血肉之躯承受272.3顿的重量，即便是金刚狼在世，这也是生命中无法承受之重。

我们假设齿比是1:1（比如34t牙盘搭34t飞轮，玩公路的应该知道这是很小很小，大多数人都不会配备的齿比）。

踏频70rpm时时速8.9km/h，那么3500rpm时时速是8.9*50=445km/h。

如果按照一般共享单车齿比2:1计算，那3500rpm时时速还要翻个倍，题主自行计算哈。

至于能干翻多大排量的发动机？目前好像没有哪台摩托车能飙到这个速度吧…

不多说了我去为高铁破风了

在你速度出来之前。你考虑下另外一个问题。

摩擦。。。。。

两腿每分钟3500圈，也就是说，你的OO每分钟每边各被摩擦3500次。

马拉松比赛，42.195公里，步距大约一米，也就是一共4万多步，两个咪咪不带乳贴被衣服磨4万次就变成下图这样。人家是3-5个小时磨4万次。

而你的蛋蛋每分钟就被从两边一共磨7000次。如果说马拉松是拿砂纸磨的话，你这就是德国车床车的。不出10分钟你就得从男子组转去女子组。。。。

修改一下…之前没踏频表所以说少了…各位大佬放过我吧…已经修改答案了

~~~~~~

不需要这么高转速…我50/12齿比…踏频80转每分钟左右就已经超过45公里每小时了…你太小看人的腿和自行车的速度了…

顺便说一句…正常情况下平路冲刺我能超过50公里每小时…下面上个图说明我不吹牛…

我是玩公路车的～业余爱好也经常参加比赛平时也是不骑不爽现在的FTP也就280w这样踏频85 心率保持140左右

我们先别说人体吧按照现在的器材来算碳纤维曲柄加上普通顶级dura ace 的牙盘 53t 飞轮使用现在主流的11t 飞轮轮组700c加外胎算2.2m每圈 ……算了不算了现在的自行车没有一辆可以3500转输出的车架允许了曲柄不允许曲柄允许了碟片不允许碟片允许了链条不允许链条允许了辐条不允许辐条允许了轮圈不允许轮圈允许了轮胎不允许轮胎允许了花鼓不允许反正就是不可能超越了人体极限现在的器材极限。

附老婆照片一张没换碳刀训练铝轮的重量

没想到这个还上热榜了，看了一下最高赞的答的什么玩意，知乎贴吧化就算了，最怕一本正经胡说八道还一堆追捧的，真要娱乐至死吗？…

回到这个问题，发动机的功率和传动比率（自行车叫齿比，摩托车叫档位）没有关系，传动比率只是为了让发动机受到的扭矩处于可工作的状态。那些说齿比怎么怎么的可以直接pass了。

那么功率怎么算呢？功率=踩踏一圈所做的功*踏频（踩踏频率，习惯按一分钟踩踏几圈算，实际就是转速，计算时注意换算单位）。

题主也知道人的踩踏频率不可能达到3500转每分的，因此问题的最后题主就想抛弃转速，单纯比较人踩踏一圈所做的功和发动机输出轴转一圈所做的功哪个大，人相当于什么样的摩托车发动机。那些纠结人踩踏不了那么快之类的也可以pass了。

接下来我们考虑如何计算摩托车和自行车输出轴转一圈各做了多少功：摩托车发动机因为设计定型时都有完善的功率测试，可以照搬官方发布的性能指标。因为我不是玩摩托的，随便找了一个本田125cc的摩托车发动机：

没有查到平均功率和平均转速，将就一下，在最大转速7500+375=7875转每分的情况下输出了6600w,那每圈做的功是6600*60/7875=50.3焦。

至于骑车的人，我们就要搬出神器功率计了：

这玩意的用处是时刻检测你施加于踏板上的力，还能感知曲柄所处的位置与转动速度，分分钟把你的输出功率算出来并显示于码表上。

（时间紧迫，原本想贴出几个顶级自行车手的功率输出图的，先用简单的数据放结论吧，有空再补）

按90踏频200瓦功率这种业余爱好者平均输出水平算，自行车手每圈所做的功是200*60/90=133.3焦。

可以看出，人每圈踩踏比摩托车做的功多多了，无奈频率实在是太低，从这个角度看人更像是柴油机，扭矩大，转速慢。侧面告诉了我们转速对于发动机有多重要-_-！

------------原答案--------------

今年刚入了功率计，按90踏频200瓦功率这种业余爱好者平均水平算，拉到3500转就是（3500/90）*200=7778瓦，大概就是一辆125cc四冲程摩托车的顶级功率，或150cc摩托车的一般功率。

当然，环法的职业车手都是100踏频350瓦功率起，那就要另算了，不过大概就是这个样子。

附车子照，我真是认真骑车的

一般自行车的踏频几十到一百多，速度三十左右，或者加个几十码

然后3500等于是翻35倍

就算慢一点的25码，25*35=875码，也就是每小时 875公里。不知道地球上有没有这么快的车子。这还只是慢一点。当然这是理论上的，实际上没有任何人能做到3500转每分钟的踏频，空转也做不到。

一秒钟50多圈，这尼玛

附加一句，地球上有一种火箭车，速度很快。应该有一千多码。

我曾经骑普通自行车达到最快的速度是时速57左右，这个速度车已经飘到马上要摔了！那还是顺风＋下坡＋猛蹬，骑自行车估计转数最快也没有超过一秒钟4圈，一分钟就是240圈，这已经很快了，真的已经很快了，我半职业田径运动员的水平啊喂！其实这个问题不够严谨，各种自行车轮毂前轴后轴大小都不一样！我只以我曾经的捷安特山地自行车为例！

就是下面图一中的那个自行车

我认为骑自行车腿速是不可能达到题主所说的那个转速的！如果能达到的话，按这个比例算的话，240转时速57，2400转就是时速570了，川崎H2R都达不到这个时速呀，那就是光速了，一定是最快的

补一下，刚买这辆自行车的时候2个小时骑了50公里，这是有数的！

看了下其他同学的回答，我才知道原来还有踏频这个东东，孤陋寡闻了，对自行车没有研究，一直以为自行车就是跨上去蹬就行，原来还有各种改装！

下面是我的摩托！巧了，每次都是在这里

这个问题没有考虑到载荷跟传动比啊。你不可能在任何载荷下都稳定输出3500转吧，不然给你个无敌巨大的传动比，比如踏板蹬一圈，后轮转十万圈，那达到光速也不难了啊，还有啥摩托车比得上你啊……

我不太懂科学计算，大概估计：一个普通人蹬车的功率不会超过一辆48cc的车。48cc的车上五六迈挺容易的吧，而那是普通人的极限了。要是人的腿能达到3500转，像你的125cc摩托车四五十迈时那样，大约是普通人蹬车90转/分钟的40倍，也就是125cc摩托车的40倍——5000cc排量的摩托车3500时差不多的功率，摩托车最高转速一般都是12000转的样子，也可能15000转，也就是3500转的三到四倍，也就是说大概是一辆1200cc摩托车的的最大功率。所以人腿的一次做功差不多相当于公升级的摩托车做功一次吧。而1200cc的摩托车大概是这个样子