SRAM X01 Eagle AXS后变速器特写
(照片/ Ishii司)

变速器解释:自行车换挡进化

虽然很多死忠骑在单速自行车上,但对大多数自行车手来说,齿轮是让骑行变得有趣的甜蜜灵丹妙药。

如今,人们很容易认为骑自行车的人可以轻松地通过齿轮骑行是理所当然的。变速器是使自行车换档成为可能的机构。他们移动链条从齿轮到齿轮在后方或在前面的链环之间,并管理所需的链条松弛。

SRAM红色eTap AXS后变速器特写
SRAM Red eTap AXS变速器是市场上最新和最高科技的选择,提供无线换挡;(图片/存储器)

同样,现代传动系统的齿轮传动比也很容易被忽视或忽视。这些使得几乎所有人都可以乘坐几十年前几乎不可能的游乐设施。

自第一辆自行车问世以来,发明家和制造商一直在缓慢地修改和调整设计,以完善自行车的变速器和更大的传动系统。

有些人可能会说,汽车行业现在已经接近变速器和传动系统的性能和能力的巅峰。然而,其他人则认为一个美丽的新世界即将来临。

早期自行车:不需要变速器

说早期的自行车是死亡陷阱可能有些夸张;他们有点危险。19世纪初最早的自行车没有传动系统,甚至没有踏板。

快进到19世纪晚期,最常见的自行车都有一个巨大的前轮,可以把骑手抬到离地面足够远的地方,在摔倒时折断大量的骨头。这些自行车,被称为“便士-farthings”,是踏板驱动的,但踏板是固定在前轮上的。他们不需要链条或传动系统。

Penny Farthing自行车没有变速器被骑
(图片/Imfoto via Shutterstock)

当时的小排量自行车和其他类似的大轮子自行车所注意到的危险导致了“安全自行车”的发明。这些自行车让骑行者在一定程度上有信心地跳上去。如果他们摔倒,至少他们不会看到他们的头和地面之间有10英尺或更多的缺口。

安全自行车包括相同大小的车轮和单速传动系统,这构成了现代自行车力学的基础。

《自行车上的齿轮》的开头

一旦骑手们完全踩上自行车(而不是像孩子们骑着摇摇晃晃的自行车一样骑在自行车上跑步),对更多齿轮的需求很快就变得明显起来。早期的尝试包括在车轮两侧有不同大小的齿轮。车轮可以翻转,给乘客提供更多或更少的动力。

同样,轮毂为车手提供了两个齿轮选项,这些齿轮集成在外壳内。然而,这两种选择都具有挑战性,特别是在飞行中。他们也只提供了几个齿轮,所以这些好处可能不值得所有额外的时间来进行转换。

Shimano内部换挡轮毂特写
轮毂齿轮是早期的选择,让车手能够换挡;(照片/ Shimano)

《运动健身》在美国,现代变速器的基础是在让·卢贝尔(Jean Loubeyre)的专利中奠定的。1895年,这位法国人发明了名为“Polyceler”的双速系统。

你可以在这里看到设计图desraeligear.co.uk.一个桨横向推动链条在后轮上的两个速度,而一个弹簧“膨胀器”管理所需的链条松弛。

Derailleurs Go Racing

尽管有这些选择,还有许多其他的选择都是由图里奥·坎帕诺洛等人提出的,但直到1937年环法自行车赛才首次允许使用变速器。

在那之后,许多制造商开始修补不同的系统,让骑手在骑行时换挡。其中一种选择是让车手把手伸向后轮,用一个移动链条的杆驱动系统手动换档。这种行为是极其危险的,因为一个错误的举动可能会导致失去手指和可怕的碰撞。

1938年,Simplex公司推出了第一台电缆驱动的变速器,可以将变速杆安装在下管上。骑手们仍然需要伸手才能换档,但它会在旋转的辐条附近晃动手指。

换挡是凭感觉完成的,这意味着车手手动将换挡杆放在他们感觉正确的档位上。在20世纪40年代,“双平行四边形”风格的变速器开始发挥作用,至今仍在使用。

在Shimano SIS索引变速器系统广告旅游车手赛车的背景
(照片/ Shimano)

1984年,Shimano推出了Shimano指数系统(SIS)。顾名思义,当链条正确地定位在选择的后链轮上时,变速杆将点击进入位置-不再感觉周围的理想杠杆位置。

Shimano在将棘轮换挡杠杆集成到制动杠杆时引发了另一场地震变化在80年代末的山地车上。这禧玛诺全面集成(STI)允许骑手保持他们的手在握把,而骑自行车通过齿轮,这是第一次。1990年,该品牌将同样的STI逻辑应用于公路自行车制动杠杆。

现代的变速器

自从换挡技术发展到车把,世界各地的制造商都将他们的产品组合引入了我们今天看到的变速器,公司一直在改进这些系统的基本设计,以使效率最大化。

SRAM XX1轴传动系统特写
现代传动系统,如SRAM XX1 Eagle提供宽齿轮比和无线换挡;(图片/存储器)

在整个自行车项目中,变速器现在有很大的范围,让以前的产品相形见绌。例如,SRAM的Eagle组集具有12速卡带,范围为10吨至52吨。亚博国际平台棋牌类似的宽齿轮传动比也被发现在公路和砾石自行车。

为了让变速器在齿轮之间更顺畅地滑动,公司开始在卡带齿轮上集成斜坡齿等功能,以帮助链条更容易地固定到位。亚博国际平台棋牌他们还努力将齿轮移得更近,以容纳更多的齿轮。

齿轮传动范围也需要管理更长的链条和更多的链条松弛。后变速器必须纳入设计,可以“包裹”比以前的近比后齿轮组更多的链条。

但这还不够。直到最近几年,SRAM、Shimano、Campagnolo和其他公司最常见的脱轨系统都依赖于电缆来上下移动卡带中的脱轨器。

电子转移

在过去的几年里,电子换挡已经在工作中很长一段时间了,但它更多的是一个噱头,而不是一个可行的工具。

Shimano Dura-Ace Di2组特写
Shimano的Dura-Ace Di2传动系统是另一个具有无线变速的顶级传动系统的例子;(照片/ Shimano)

这种情况后来发生了改变。所有主要的动力传动系统制造商现在都提供流行的无线或部分无线选项,无需电缆,而是采用远程无线接口。这节省了重量,并创造了时髦,可靠的转移,不容易受到电缆拉伸。电缆拉伸需要调整变速器,并可能导致误换。

其中最常见的是SRAM AXS和Shimano Di2系统。

变速器的弱点和未来展望

虽然变速器已经成为自行车上最精致、最高效的设备之一,但它们也不是没有缺点。

变速器安装在自行车后面的车架上。它们处于最有利的位置,可以受到小径碎片的撞击,或者在摔倒时承受主要的伤害。大多数连接通过变速器衣架,设计断开时,他们采取了巨大的打击,以保护变速器本身。不过,这往往不足以防止重大损失。

其他问题包括当前自行车车架和车轮设计带来的限制。长期存在的架构阻碍了盒式磁带所能容纳的齿轮数量。

小齿轮变速箱切割距离特写
Pinion提供变速箱传动系统,将变速器替换为内部集成的齿轮系统;(照片/齿轮)

一些制造商修补了内部变速箱传动系统这样就把变速器从方程中完全去掉了。这些系统不是在暴露在外的设备上运行,那样会折断并被扔到车轮上,而是嵌入在自行车的车架或盒子里,以保护它们不受赛道和自然因素的影响。这些特性使得亚博国际平台棋牌很少需要维修,同时允许在各种条件下甚至在有动力的情况下进行可靠的换挡。

虽然变速箱已经出现,但变速器仍然是所有自行车的主要换挡部件,从最低端的赛车到专业的世界巡回赛设置。

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马克威尔逊
通过

一年多来,马克一直在写关于自行车、攀岩、户外活动和装备的文章。在此之前,他在德克萨斯州的主要日报担任了十多年的记者,报道犯罪、公共安全和地方政府。在这段时间里,马克把所有空闲的时间都用来开辟单道和砾石,或者和朋友和家人一起在德克萨斯州、科罗拉多州和墨西哥登山。马克住在德克萨斯州,他总是在寻找新的小径、峭壁和装备来帮助他在户外行走。作为一个新爸爸,他对学习如何与儿子分享他对户外的热爱特别感兴趣。