在过去的几十年里,自行车传动系统经历了多次性能进化,最终形成了如今非常可靠、易于使用的形态,覆盖了全部价格区间的产品。此外,我们已经看到了正负齿的广泛采用,可以提高链条与盘片的结合力,同时后拨上的导板张力离合也在为链条运行的稳定性提供帮助(当然也有助于保持链条运转中的静音),当然还有 1x 系统与超宽齿比飞轮,特别是在有了超大爬坡飞之后,可能真的就可以像我老父亲说的那样 " 骑上房顶 " 了。
然后,出现了无线化、电子化,以及近期为 eMTB 引入的自动变速和滑行变速功能。这两年,我们看到了在机动车领域存在多年的变速箱技术出现在自行车领域,具体是变速机构和 eBike 电机设置在同一个密封的模块中,一个模块即可完成所有驱动工作。
虽然所有这些事情都令人欣喜,但也可以说,它们在某种程度上是循规蹈矩地向上发展。在传动系统方面,我们很少看到完全 " 离大谱 " 的东西。因此,在过去的几天里,随着 Haven Mercer 关于 " 自行车自动变速器系统 " 专利的公布,激起了笔者我的无限兴致。
▲这玩意,UCI 能让用吗?
在图中我们可以看到一个无级变速系统,也就是说传动比会在最大值和最小值之间自由变化,没有固定的档位,实际上也相当于是无限挡位。而且,这套变速系统不仅是全自动的,而且是完全机械化的。之后,我们从发明者本人那里得到了更多细节。
我们非常高兴地看到,Mercer 的无级变速系统并不是纸上谈兵。事实上,他已经制造了一套可以正常工作的、并且可以骑行的原型车。
而且,他把这套系统带到了山地自行车上。实际上他的目标是继续开发这套系统,并且使其足以适应越野骑行,而且他预计如果这套系统能够应对山地自行车的需求,那么它肯定也可以轻松应对公路自行车等其他方面的需求。这个想法十分合理。
这套系统如何工作的?
该系统的核心是牙盘片(目前暂时还没有更好来形容的词)和后飞轮片具有自动膨胀和收缩的能力,以适应不同的扭矩输入。两者都由许多围绕旋转中心分布的导轮组成,每个导轮都支撑在连杆上,连杆的位置由弹簧和在任何给定力矩中施加的扭矩决定。
在牙盘片上,这个结构会默认为将导轮完全伸展,这样当踏板上没有负载时,它们都处于离旋转中心最远的位置。在这种情况下,牙盘片的等效齿数处在范围内的最大值。
在我继续介绍分析之前,必须要强调的是,每个导轮都被安装在单向轴承上。在牙盘片上,导轮可以顺时针旋转,不能逆时针旋转。