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变·故——自行车变速器掌故

   2016-02-24 18:09

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2016年初最受人关注的公路车配件,无疑是SRAM Red eTap套件。尽管它并不是世界上第一套无线电子变速系统——MAVIC Mektronic才是——但eTap是第一套成熟到可以上市的无线电子变速系统。从某种意义上来说,这也是第一套进入零售市场的“纯电子变速系统”

为什么这么说?因为eTap真正实现了从“机械”到“电子”的跨越:此前公路车套件市场上的Shimano Di2与Campagnolo EPS系统,变速逻辑都与机械系统相同,你会用机械变速系统,你就会用电子变速系统。

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但eTap不一样,它的变速逻辑和SRAM的机械系统完全不同,也是任何机械变速系统都不能实现的。对于一个从SRAM机械变速转换到eTap系统的车手,也许这会带来一段适应期。但对于一个此前完全没有接触过公路车变速系统的车手而言,eTap的使用方法会比其他所有的变速系统都更容易记忆和掌握。一种更方便理解、更简单操作、更低失误率的变速逻辑被开发出来。意味着自行车和人的交互界面又发生了一次进化。

作为统治变速系统市场数十年的两大巨擘,Shimano和Campagnolo在电子变速系统上都延续了机械变速的变速逻辑。这套变速逻辑是怎样建立起的?未来又会往什么方向发展?回拨时针,溯流而上,去探究那些起源和演进,你会发现很多有意思的东西。

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前与后

从Cambio Corsa到Red eTap,公路车的变速系统在过去八十年里发生了翻天覆地的变化。

20世纪30年代,Campagnolo推出Cambio Corsa,这是最早期的实用拨杆式变速系统。它拥有一根“离合拨杆”和一根“换挡拨杆”,在变速操作时,车手必须停脚,把手伸到后上叉附近,先打开离合拨杆,再拨动换挡拨杆,向后倒转半圈曲柄,让后轮轴移动张紧链条,最后合上离合拨杆,才能继续骑行。当然,这时候还没有前拨。

40年代末期,最早的拨杆式前拨在Campagnolo的目录里出现了,同时期的后拨系统也获得改进,取消了离合拨杆,通过一根拨杆完成拨链和离合的动作。1952年的早期型Campagnolo Gran Sport系统上,出现了拉线式后拨链器,这种产品让离合式拨杆机构告别了历史舞台。很快,拉线式前拨也被推向市场。车手们终于可以不用把手伸到裆下甚至臀后进行变速动作,而是只需要拨动下管上的变速杆。

到这个时期,前拨和后拨的基本原理算是确定了——钢线牵拉拨链器正向移动,弹簧牵拉拨链器反向移动,通过变速杆收放钢线,拨链器就能在各个档位间切换。那之后,无论是平行四边形后拨框架,还是STI定位变速拨杆,都让变速系统更加高效、方便、易用。可是整个系统的核心,六十年来没有任何变化。无论是昙花一现的气压变速还是前卫独特的油压变速,都无法取代简洁而稳定的线拉变速系统。

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左与右

无论你骑车是去上班通勤、郊游腐败、训练比赛、还是耐力挑战。你总会不断地升档、降档、上大盘、切小盘。当你低下头看见你的变速手柄的时候,是否曾经想过一个问题:

为什么自行车的变速系统是左手切前拨,右手切后拨?

这并不是类似于仰望星空时从心底发出的“我是谁”式哲学思辨,而是确切的历史传承。

Campagnolo Gran Sport系统的早期型,配备的是拉线式后拨和拨杆式前拨。拉线式后拨的变速杆装在下管右侧,这样钢线从下管经过五通右侧再到右后下叉就是最短的路径,同时也方便绝大部分的右撇子车手操作。

不久之后,最早的拉线式前拨被推出市场,为了不和已经占据了车架右侧空间的后拨走线“打架”,第一代拉线式前拨甚至直接将拉线螺栓设置在左侧,这样钢线走车架左侧自然就是最短路径。到了1965年左右的初代Record套件上,尽管前拨拉线螺栓的位置已经和现在没有什么区别,但前拨变速线仍然从车架左侧通过。变速拨杆“左前右后”的设计从此定型。

Shimano在1991年推出了初代ST-7400双控手柄,Campagnolo的Record EC-02手变则是1992年才面世。从那以后的二十多年里,一代又一代的新产品在环法直播中亮相,随后出现在车店的玻璃柜里。手变从顶级赛事的宠儿逐渐成了两千块入门公路车的标配,虽然它们的外形设计有很大区别,擒纵机构亦大相径庭,但从变速逻辑这一点出发所能找到最大的不同,仅仅是它们的拨杆运动方向有所差异:Shimano设计了两支同方向运动的拨杆;Campagnolo的两个拨杆则是反方向的。

自那时起,有两条基本的变速逻辑从未改变:左手控制前拨、右手控制后拨;一个拨杆变大,另一个拨杆变小。更深层的规律是:每个控制杆都有它唯一的用途。从拨杆到拉线,梁变到手变,所有的机械变速系统都无法同时在不同的位置安装多个控制杆控制同一个拨链器,更不可能通过一个拨杆同时控制前后拨链器。

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新与旧

2008年,7970系统公开,这是第一款真正进入消费级市场的电子变速系统。Di2系统似乎一度让人看到了无限的可能。8年来我们看着Shimano在每一代系统上都有“小步快跑”式的改进:第一代7970的线和接头很粗笨;第二代的6770系统就改成了新的小口径电线;第三代的9070和6870系统则增加了内置电池并且升级了控制器……然而无论怎么改进,Shimano仍然不厌其烦地在每支手变上设置了一大一小两个按键。依照他们的解释,这是为了“让已经习惯机械变速的车手们不至于烧断脑回路”。

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针对Shimano Di2手变设计的抱怨总是隔三差五地冒出来。包括笔者在内,许多用户认为Di2的按钮手感过于模糊,触发点不明确,空行程过长,拨杆回弹太慢……最令人诟病的是,两个按钮之间区分度不够,一旦你的注意力没有集中在变速上,就有变错档的可能。这些问题就连顶级的9070也不能豁免,在低级别的6770和6870上更为明显。

尽管职业车手碍于赞助不能发表什么意见,他们的实际行动却说明了某种事实:在巴黎-鲁贝等石板路古典赛上,一些车手通过在大按键上贴上一个扎带头的办法来区分两个按键,法比安·坎切拉拉至今都是机械变速的拥趸。幸好,为了与时俱进,Shimano借鉴了MAVIC在1993年推出的ZMS 800变速系统的设计,推出了R600和R610卫星变速开关。

卫星变速开关的推出标志着,电子变速第一次做到了机械变速做不到的事。变速并不一定要去按手变上的拨杆,装在不同地方的开关也能控制同一个拨链器。R610可以一支装在左手,另一支装在右手,但它们都是用来控制后拨的。两种开关很快在主车群里蔓延开来,平路型选手车上几乎都有R610,爬坡手则偏爱R600,当然两个都装也不是什么稀奇事。车队机械师甚至脑洞大开地创造出了N种安装方法来应付车手的需求。

这是进步,但不是进化,

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破与立

我们来举个例子看一下现有的机械变速逻辑从思考到执行的全过程。


1、我现在处在下把位的低风阻姿势,脚感太重了,我要换轻档。

2、因为现在换小盘可能会踩空,我决定换大飞。

3、右手是变后拨的,所以我要去摸右侧手变上的拨杆。

4、我记得拨杆A是变小飞,拨杆B是换大飞,所以我要去按拨杆B。

5、我把右手手指向前伸出去摸拨杆,从手上的触感来看,这个是拨杆B没错。

6、按下拨杆B,好像开始拉线了。

7、嗯,听到咔哒一声,应该是变档成功了。

8、前拨传来异响,我觉得是链条太斜了,需要调整一下前拨半档

9、左手是变前拨的,所以我要去摸左侧手变上的拨杆。

10、我记得拨杆A是往大盘变,拨杆B是往小盘变,所以我要去按拨杆B。

11、我记得拨杆B有两段触发,如果按到底就会变到小盘,所以我要按轻一点,让它只触发半档。

12、我的手指伸过去摸到了拨杆,从手上的触感来看,这个是拨杆B没错。

13、小幅度按下拨杆B,听到咔哒一声,但是没有听到第二声,嗯很好。

14、异响消失了,脚感也减轻了,这样就好。

1是动机,14是结果,在这之间你需要作出这么多步的判断、动作、分析反馈信息、再动作,最后才能完成一次换挡。你也许经过了长期的条件反射,养成了习惯,但这个过程始终都是存在的,它会占用你的精力,分散你的注意力。

如果你使用的是电子变速系统,那么至少从8到13的这几步你就完全不需要考虑了——Di2和EPS系统都带自动前拨微调功能,eTap的前拨是Yaw的所以不需要调整——假设你用上了eTap,变速的整个过程就会变成:


1、我现在处在下把位的低风阻姿势,脚感太重了,我要换轻档。

2、因为现在换小盘可能会踩空,我决定换大飞。

3、我记得换大飞只要按左边的按钮

4、我把左手手指伸过去按下按钮,听到咔哒一声,变档成功了。

5、脚感减轻了,这样就好。

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Di2系统和eTap系统不同的是,Di2本身仍旧遵守机械系统的变速逻辑——每个开关都有唯一的用途——只是通过一些新的附加配件让用户可以简化一些操作。而eTap从根本上建立了新的变速逻辑,每个按钮都有不止一个功能,单独按左边开关变大飞,单独按右边开关变小飞,两个一起按会让前拨改变当前状态。这是只有在电子变速系统上才可能实现的设计。

尽管手变的设计还是墨守成规,但Shimano也推出了一些电子变速特有的功能。e-Tube软件经过多次升级,尽管还不能让一个按钮同时具备两个功能,但至少已经可以让多个按钮具备同一种功能了。他们也提供了完全打破旧有变速逻辑的选择,M9050系统的控制器搭载Synchronized同步模式,由电脑自动控制前后拨,按传动比切换齿片。同步变速直接取消了一层逻辑关系,如果说使用eTap时你还要记住“两个一起按”的功能,那么使用同步变速时连这都不需要想,只要知道“按一个变轻、按另一个变重”就可以。同步变速让变速动作更加趋向于直觉化,遗憾的是它目前并没有在公路车Di2系统上获得兼容。


今与明

当前公路车套件领域的三巨头里,Campagnolo是保守派,SRAM是革命派,在它们中间是Shimano这个维新派。

Campagnolo的机械变速和EPS系统从逻辑上完全一样。2015年对EPS系统的升级是把和7970差不多粗笨的线缆换成了接近现行Di2系统使用的小口径规格,又增加了座管电池,并且把充电接口放到了控制器上——这两个同样是Shimano做过的事。他们没有对变速逻辑作出任何改进,应当是正在观望。

Shimano的Di2和机械变速系统大部分一样,但提供了更多的增强配件和有限度的自定义配置能力,算是有所创新。至于Shimano未来的动作,可期的第一步应该是在不远的将来升级e-Tube软件,增加宏指令定义功能,让一个按键可以对应多个功能——比如按一下变大盘,再按一下变小盘。条件成熟之后,把序列变速加入公路车Di2系统。这样,习惯旧有变速逻辑的车手能够继续使用,而想要尝试新变速逻辑的车手可以自由更改他们的变速设定。至于硬件上面的修改,也许要等到下一代或更下一代产品,届时习惯旧有机械变速逻辑的车手们逐渐退役,而顶级甚至二级套件都可能不再提供机械版本。

SRAM的异军突起只是最近数年的事,虽然Double Tap很容易误操作,但是它已经是新变速逻辑的滥觞——一个拨杆在特定情况下下对应不同的功能。随后推出的Yaw系统则让车手不再需要浪费精力在半档调节上。仅此两项,SRAM就已经走出了与旧有两大门阀完全不同的一条新路。和自家机械变速逻辑又完全不同的SRAM Red eTap则完成了一次跨越,揭示了变速系统的未来景象:更简洁的界面,更直觉的判断,以及更容易的触发。eTap只是SRAM的第一代电子变速系统,仍然存在一些不尽人意之处:现在eTap的卫星变速开关仍然需要同时按下两个键才能切换前拨,不得不说这是个不高明的设计——当然它改进起来其实很简单。此外,同步变速实现并不难,多开关控制也没有技术障碍。笔者完全有理由相信未来它会更加完善

eTap敲响了耶路撒冷的钟,宣告了新时代的来临,变速的故事仍在书写,我们期待下一个篇章。

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