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前几天在找资料的时候,无意间碰到了这么一个稀罕的变速装置,首先大家不要被视频上的那个笨拙的电脑蒙蔽,其实这套系统,是在2016年被设计开发的,不过也只能算是第一套电子的牙盘扩张类型的变速系统。为什么呢?后边我们一会就会看到,我们先来看看这套叫做wavetrans 变速装置。

自行车变速器是怎么变速的(关于自行车变速器)(1)

它的工作原理是通过改变牙盘的大小来改变齿比进行变速,牙盘部分被细分成6块,通过手柄上的调节按钮来进行控制,看起来似乎有了那么一点CVT的味道了。但是实际上,目前这套原型设备只有6个变速档位可以控制,还无法做到更加细分的程度,不过从工作原来来看,这似乎不是太难做到的事儿。

自行车变速器是怎么变速的(关于自行车变速器)(2)

目前控制牙盘伸缩的控制器是一个看起来像80年代的小型电脑的装置,这个我们在srm的同年代的功率牙盘上也见到过,不过相信这套东西使用手机控制或者更加小型化也只是时间上的问题。

自行车变速器是怎么变速的(关于自行车变速器)(3)

单从外观上来看,这套牙盘扩张的变速系统,似乎有点笨重,但是发明人说,单牙盘部分重量仅有500g,实际还是非常轻的。他说:与现有的前拨链器相比,这个扩张牙盘可以在上坡的链条高负载条件下进行变速,而不会担心出现故障和噪音。爬坡中调节前拨往往是不建议做的操作。

自行车变速器是怎么变速的(关于自行车变速器)(4)

看到这里我们在反过来看一下文章开头说到的,为什么这只能算是第一个电子变速的牙盘扩张式的变速装置呢?因为这个想法在历史上已经出现过很多次,基本思路虽然相同,但是外观上就相差很大了。当然这也是我查资料时看到的,当时就很震惊,因为一个个的这样的发明,竟然都是出现在100年前。

自行车变速器是怎么变速的(关于自行车变速器)(5)

1898年, JM Cleland申请的扩展牙盘的专利中,就有这样的思路,把牙盘分成四分,并在每个中间加入一个额外盘齿,通过中间菊花形的连杆装置,可以让牙盘打开并伸出四个盘钉,不过扩展后的牙盘就有点椭圆了。

1894年也有同样的牙盘扩展变速的专利装置出现,不过有没有投放市场就不知道了,至少我是没有找到相关图片的。除了这张专利申请的图纸。

自行车变速器是怎么变速的(关于自行车变速器)(6)

随后的还有1903年的Paradox牙盘扩大器以及mitchell的任意速度牙盘装置的变速系统,不过可惜年代久远,已经找不到图片了。但是还是可以从描述中了解到和刚才上边的扩大牙盘尺寸或者在扩大后增加盘齿的方法上都是一个思路。

上边列举的这些变速牙盘,其实和当年的外置后拨来对比的话,在当时的那个年代其实是更加可靠的,但是不知道因为什么原因,可能是加工难度又或者材料强度的问题吧,这之后的几十年内,这种牙盘扩张的变速器就消失了。直到20世纪70年代再次出现。

自行车变速器是怎么变速的(关于自行车变速器)(7)

自行车变速器是怎么变速的(关于自行车变速器)(8)

1974年-Hagen全速扩展牙盘,由6个较小的齿轮通过向外移动扩大直径来改变传动比,齿比范围可以达到285%,齿轮并没有固定的位置,属于无级变速范畴。但是在高档位时的链条的咬合点确实是太少了。

自行车变速器是怎么变速的(关于自行车变速器)(9)

1983年的deal drive就看起来要复杂太多了,可以调节踏板的弹簧力度来调节变速时机,内部有6个控制弹簧控制6片分开的齿片,并且带有锁死机构,可以让自动变速变为半自动形式,但是就如你所见,这套东西真的过于复杂和沉重,这绝对不是人们所需要的变速装置。

自行车变速器是怎么变速的(关于自行车变速器)(10)

自行车变速器是怎么变速的(关于自行车变速器)(11)

下边这个同样是1983年的一个扩展牙盘,在80年代初投入市场,提供了16个速别,可以达到3倍的齿比放大,外部材质是一种含有石墨的塑料,内部可变齿片为金属,通过调节6个齿片的间隙进行变速。

自行车变速器是怎么变速的(关于自行车变速器)(12)

从上边列举出来的发明可以看到这个想法在这一个多世纪里一直在被尝试,消失,再尝试,在消失中循环往复。

即使是开头提到的wavetrans也不是在今天唯一再次提出这个想法的,另一家创业公司也推出了类似的产品,VECTr 可变性扩展链轮。在2015年提交了专利申请,原型上使用了shimano alivio的牙盘腿。和上边看到的一样,四等分的盘片,提供了5个可调节档位,范围从24-44T,说真的,看过上边的介绍,这个发明设计实在也是看不出来有什么新意。

自行车变速器是怎么变速的(关于自行车变速器)(13)

说完了拓展牙盘,最后我们来看一下这个1987年的browning’的电子变速前拨,当年就有很多自行车杂志预测他不会取得成功,最后被三拓收购后开始量产,不过因为受时代所限,有很多问题没有解决就匆匆上市,导致大量产品被召回。当年的三拓也就是一次次从这样的设计,不验证,上市,召回的轮回中慢慢衰败的。这个我们以后再聊。

自行车变速器是怎么变速的(关于自行车变速器)(14)

自行车变速器是怎么变速的(关于自行车变速器)(15)

变速器早期的探索一直从行星齿轮的内变速花鼓,到外置变速器和可扩展牙盘,再到尝试性的电子变速,直到今天的电子变速的普及机械变速形式的定型,被探索了100多年的历史。在这和100多年中,当然还是有很多这种或者那种种的神奇方案的,但是篇幅有限,我们以后再聊。

自行车变速器是怎么变速的(关于自行车变速器)(16)

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