自行車變速系統

可以改變自行車的騎行速度

自行車變速系統的作用就是通過改變鏈條和不同的前、后大小的齒輪盤的配合來改變車速快慢。前齒盤的大小和后齒盤的大小決定了自行車旋動腳蹬時的力度。前齒盤越大,后齒盤越小時,腳蹬時越感到費力。前齒盤越小,后齒盤越大時,腳蹬時越感到輕鬆。根據不同車手的能力,即可通過調整前、后齒盤的大小調整自行車的車速,或是應對不同的路段、路況。

段數


變速自行車段數有18, 21, 24, 27 30,段數多的通常比較貴,也更能適合多種路況。
一般自行車變速所謂的幾段變速是指‘前大盤齒片個數 x 后飛輪齒片個數’,登山車通常是前3大盤,后飛輪六、七、八、九、十速,乘起來就是18、21、24、27、30段變速。公路車比較特別,它只有14,16,18,20,22段變速

齒比


自行車變速系統
自行車變速系統
“齒比 = 前大盤齒數 / 后飛輪齒數”,基本上自行車齒輪加鏈 條的傳動系統的作用是“將車手踩踏的能量(馬力)轉換成輪胎的扭力”。
“速度”由最大齒比(前大盤最大齒片對應后飛輪最小齒片)決定,在同樣踩踏迴轉數時,齒比越大,速度越快。例如一般27速登山車最大齒比為“前44T,后11T,齒比 = 4”,車手踩一圈輪子會轉4圈,速度最快但輪圈扭力最小,相對的車手踩踏的力道要最大,才能維持使車子前進所需的扭力。
“爬坡”時用最小齒比(前大盤最小齒片對應后飛輪最大齒片),爬坡的時候,車手不但要維持車子前進,同時還要上升高度,這個時候需要增加扭力,在維持同樣踩踏迴轉數的前提下,降低齒比有提高輪胎扭力,例如一般27速登山車最小齒比為“前22T,后34T,齒比 = 0.65”,車手踩一圈輪子才轉0.65圈,所以車手的體力都轉成扭力來舉升車子供爬坡了。
要注意路面濕滑時,高扭力會導致輪胎打滑,就是扭力大於地面的摩擦力時,無法前進,另外高扭力爬坡時還可能會翹孤輪。

齒數落差


除了齒比外,另一個值得探討的是齒數的落差。常聽到的“齒比綿密”就是指齒數落差小。齒數落差意味著換檔時,車手出力與輪胎扭力間變化的差距大小,差距太大時,可能突然變太重或變太輕,導致迴轉數不定。對車手來說,突然太重要突然用力,突然太輕會有踩空的感覺,這兩種情形會有傷害膝蓋、影響操控的可能。

零件等級


有趣的是由於段數多的零件配備通常比較貴,所以製造廠通常也順便在零組件材質或品質上提升,訴求“傳動更有效”、“運轉更順暢”、“更耐用”及“更美觀”來使消費者更心甘情願的付出代價。
市售的自行車變速系統,大盤就是一、二、三盤三種,飛輪就複雜了,從入門的五、六速到進階的七、八速及專業的九、十速,段數多通常意味著可以有更高的最高齒比、更低的最低齒比以及更小的齒數落差,所以可應付的路況自然就更多。在零件機構上,八速飛輪升級至九速十速可通用原來的花鼓,七速以下的飛輪要升級就得多換掉花鼓。而在自行車上,花鼓是跟輪組一起的,換花鼓相當於要換輪組的意思了。

變速器的作用


自行車的變速器,前3齒盤、后9齒盤的組合可變速為27。在此以山地車 為例說明。
旋動腳蹬時,前齒盤旋轉,通過鏈條把力量轉遞到后齒盤,車輪就前進。前齒盤的大小(齒數)和后齒盤的大小(齒數)決定旋動腳蹬時的力度。
前齒盤越大,后齒盤越小,腳蹬時感到費力(自行車前進的距離變長)。
前齒盤越小,后齒盤越大,腳蹬時感到輕鬆(自行車前進的距離變短)。
自行車的騎行是起跑、停止、上坡、下坡、迎風、順風等情況下前進。不管是任何條件下都能保持一定的速度(自行車快速前進,或者是慢速前進,都能保持一定的踩蹬步速和力矩,就要變速器。
你假若不要加大自已的力度,只加大齒輪比來快速騎行,那是不可能的事。實際騎行過程中很快發現這一點的。加大齒輪比(高力矩、低旋動)來騎行時,達不到最適當的騎行(放出最適當的能量的力矩和旋轉的組合)。這將會增加膝蓋的負擔和成為引起各種障礙的原因。(注意:騎行中最好勻速前進,忽快忽慢是對膝蓋的折磨。時間短的不怎麼在意,時間長了就會出現各種問題了)