【書摘】利用功率計量化你的踩踏效率

羅譽寅
發表於2016/08/22
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在只有大盤式跟花鼓式功率計的時代裡,雖然可以知道總共輸出了多少功率,為體能訓練這一塊帶來革命性的影響,但有關踩踏技術的層面大家仍只能「憑感覺」,技術好不好只有自己才知道。但隨著科技的進步,近年在市面上已推出好幾款分腿式功率計(例如Garmin Vector、ROTOR INpower等),這種設計的好處在於能夠針對單腳進行個別測量,現在的你不只可以知道功率輸出了多少,甚至連踩踏技術也能做出量化,量化的數據包括:
  • 踩踏平衡:左右腳輸出的力量是否平均?
  • 扭矩效率:腿部的重量是否還留在踏板上?
  • 踩踏順暢度:用力程度是否忽重忽輕、是否有過度上拉的情況?


下圖是一名自行車手踩動曲柄一圈的功率示意圖,X 軸是曲柄的角度,Y 軸是輸出功率的大小。從這張圖中可以觀察到兩個關於踩踏的重點:當曲柄在0 ∼ 180度之間,所產生的功率最大,特別是在90 度時(3點鐘方向),出現功率值的最高峰。另外,在過下死點之後(180 度之後),會出現「負功率」,代表此時所產生的功率完全無助於自行車前進,甚至會減少幫助前進的正功率。負功率的產生正是因為腿部的重量還留在踏板上,使它成為另一隻腳往下踩時的負荷之一。


                  ▲圖表5 ∙ 3 P+ 代表正功率,是踩踏到曲柄的力量(90度時的力矩最大)
   P- 代表負功率,即無助於前進的功率
                     扭矩效率=(正功率 + 負功率)/正功率 x 100%


圖表5 . 3 公式是 Garmin Vector 與 ROTOR INpower 兩款功率計計算扭矩效率(Torque Effectiveness)的方式。從公式可見,當後方腳所做成的負功率愈小(或等於零),扭矩效率就愈大:「這正是判斷技術好壞的關鍵」。當扭矩效率為100% 時,代表單腳轉動一圈時完全沒有產生任何負功率(7∼11點鐘方向沒有重量留在踏板上),所有的功率皆轉化成向前的動力。

扭矩效率跟踩踏的迴轉速大有關係。迴轉速愈高(> 90rpm),愈難達到較高的扭矩效率,因為後方腳會跟不上踏板,造成愈多負功率。但如果要刻意加快後方腳上提的速度,又容易造成上拉肌群的疲勞。基本上在平路或下坡的時候,由於慣性較高,負功率對前進的影響不多,所以扭矩效率只要不低於60%便足夠了。

迴轉速較低(< 80rpm),通常是在爬坡的時候,上拉技術優秀的選手其扭矩效率大多會處於90%以上,主要是因為踏板的移動速度較慢,後方腳相對容易跟上,甚至很可能會在7 ∼ 11點鐘方向產生些許的正功率。

扭矩效率在爬坡時是非常重要的數據。如果選手不善於上提的技術,在爬坡時只會更慢、更費力。假設現在有兩名體能相當、體重同樣是60公斤的選手,騎著相同的腳踏車同時進行爬坡:

● A選手輸出250W,擁有良好技術的他扭矩效率平均為95%
● B選手輸出300W,但扭矩效率平均只有70%

現在我們來分析誰會爬得比較快。如果單從功率高低的角度來看,B選手擁有絕對的優勢,因為在相同體重的情況下,他可以輸出300W,功率體重比高達5W/kg,而A選手只有250W,功率體重比只有4.2W/kg。但我們再來看看他們的扭矩效率,B選手的扭矩效率是70%,代表在300W 當中,只有210W 是有效用來驅動腳踏車前進,其餘的90W被浪費在克服後方腳的重量上。反觀A選手,扭矩效率為95%,所以他有高達238W 是用在前進上,比起B選手的210W 還高出28W,速度自然也會比較快。因此,A選手雖然功率輸出較B選手差,但擁有優異踩踏技術的他,把輸出的功率運用得淋漓盡致,所以還是比B選手更快攻頂。



▲圖表5 ∙ 4 Pioneer 功率計同樣支援各種踩踏技術數據,其中獨有的「踩踏效率」(Pedaling Efficiency)除了會考慮正、負功率的比例之外,更會每30 度測量踩踏的施力方向,因此會比本書所介紹的扭矩效率更低一些;職業選手的整體平均效率會落在50~60%之間,在爬坡或計時賽時則會提升至65~75%。配合專門的碼表除了能夠看到一般的功率資訊外,也能即時看到圖像化的踩踏角度和效率(如上圖),使用者也可以把騎乘紀錄上傳到Pioneer 自家的 Cyclo-Sphere 系統,進行更深入的資料分析。


資料來源:
《徹底看懂自行車功率訓練數據:透過功率計與WKO的監控和分析,提升騎乘實力》,臉譜出版。

延伸閱讀:
◎【書摘】自行車訓練的「功率」是什麼?
◎【書摘】功率訓練:什麼是功能性閾值功率FTP?



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