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新手入门：自行车变速系统使用指南
你或许在街上看到有人骑车时超高踏频猛蹬，又或者超低踏频猛踩，但车子的速度却变化不大。如果这些人正确使用他们的装备，骑行会变得更轻松一些。
以下是有关什么是自行车变速系统以及如何在自行车上使用变速系统的终极指南。
自行车上的变速系统是什么？
变速系统是非常棒的发明之一，它使我们能够骑得更快，更轻松地爬山，并从骑行中获得更多乐趣。它将人踩在踏板上的力转换输出至车轮，在这一过程中，肌肉产生的力量一般来说是恒定的，所以需要最佳踏频才能达到最高的输出效率。根据地形和条件改变变速系统让输出效率保持在最佳范围内，可以让你更有效的骑行。
自行车有几种不同的变速系统，迄今为止最常见的是拨链式变速系统。
拨链式变速系统
当今市场上的大多数自行车都配备有变速器，如今对变速系统大多已经进化到很简单、轻便且高效的拨链式变速系统。
通过后拨链器在飞轮（一组安装在后轮上的齿轮）上带动链条上下移动，迫使链条上到更大的飞轮或掉落至更小的飞轮，从而起到换挡效果。一般来说，这辆车还会有一个前拨链器，用于移动牙盘之间的链条，牙盘是曲柄组的一部分。
前拨所能带动的变动可以让变速系统有更大地变速范围，可以更快地在高速平坦路面和爬坡路面切换，而当你在起伏变化不那么大的路面骑行时，飞轮上的移动可以让你更精确地选择档位。
一般常见的变速系统有一到三个牙盘和最多12个飞轮齿轮（Campagnolo Ekar和Rotor存在有13速的飞轮），为你提供了多种选择范围。
什么是花鼓内变速系统？
对于通勤和那些想要坚固易维护的人来说，花鼓内变速系统是一种常见的选择。一般来说，花鼓内变速系统的保养周期为3000至5000公里，非常适合不太需要维护的人士。
拨链式变速器相对而言更加暴露并且更容易受到损坏，花鼓内变速可以将变速系统都包裹在后轮内，让你骑行过程更加从容，不必担心损伤，尤其是在冬天，可以有效免受自然灾害的影响。
一般来说花鼓内变速系统有多种品牌和型号可供选择，最常见的是Shimano、SRAM、Sturmey-Archer和Rohloff。内变速系统的档位从3到14档不等，无论你所在的地形如何，都可以选择。
就缺点而言，主要是重量问题，花鼓内装有一个小型变速箱，变速箱又包含许多金属部件，从而大大增加了重量。同时，花鼓内变速系统一旦爆胎维修起来也很困难。
自行车有变速箱吗？什么是变速箱自行车？
花鼓内变速系统的部分问题在于它增加了自行车一端的重量，这很可能重心不平衡操导致影响操控。但如果能将变速箱直接集成在车架中，让重量位于自行车和人车系统的中央，曲柄直接驱动变速系统，力量输出在变速箱中转换，然后通过链条传输到后轮。
所以近年来最令人兴奋的发明和发展之一是小型化电子电机变速箱单元，不过总的来说，这种变速箱设计在在自行车领域仍然是一个小众市场。变速箱和花鼓内变速系统以及皮带传动一起使用，皮带传动比链条所需的维护更少，同时一般不使用润滑油，意味着它们也比链条干净得多。
提到皮带传动，由于皮带是一个连续的环，不像链条可以从中间断开，因此车架必须兼容皮带，需要可后三角可拆卸，方便皮带穿入。
什么是电子套件？
在之前，自行车上的多变速都是有金属线驱动的，这种线在工业上还有个专业名称：鲍登线。而如今，电子变速已经开始逐渐成为主流，并且开始从竞赛转向更加普及。电子变速系统由电子控制电机代替金属线进行换档，主要好处是变速的一致性，一般来说电子传统系统可以在所有条件下准确换挡，有效地消除随着时间推移金属线发生的形变。当然，缺点是电池需要充电和目前来说昂贵的价格，好在价格正在慢慢下降。
Shimano、Campagnolo和SRAM都提供电子变速套件。SRAM的AXS生态系统和Campagnolo Super Record Wireless都实现了无线操控，取消了手变和变速器之间的有线连接。Shimano的Di2生态系统是半无线的，手变和变速器之间是无线的，但有一根电线将前拨链器和后拨链器连接到电池。
什么是单速/固齿/死飞自行车？
当然，你可以选择只有一个档位的车子，这是自行车的起源。
单速自行车没有变速系统，只有一个单速飞轮或带有棘轮的花鼓，可以让后轮旋转的同时不带动脚踏移动。
固齿则更加初级，完全没有变速系统，齿轮和花鼓为硬链接，飞轮或花鼓中间也没有棘轮结构，车子在移动过程中脚踏也会发生转动。
这种结构的主要优点是结构简单，便于维护、制作成本低，现在也逐渐成为一种风尚。不过在有坡度的场合使用就相对比较麻烦，可能无法攻克很陡的上坡，在下坡时也不好操控。
如何使用自行车上的变速系统？
市场上有许多不同设计的变速杆，它们的操作方式可能略有不同，但总的来说设计都们都相当直观。
一般来说前部和后部的变速杆是分开的，分别位于车把的左侧和右侧。
如何使用直把/山地车变速杆
直把在电助力、通勤车以及山地车上很常见，有几种常见的变速杆形式：
指拨式变速杆
指拨式是最常见最普遍的设计，在车把下方有两个控制杆，可以用拇指或食指操控：一个用于升档，一个用于降档。根据设计的不同，可能可以一次更换多个档位，也可以不更换。Shimano也有一些将变速杆和刹车杆集成到一个单元中的设计。
转把式变速杆
使用指拨式变换挡时，通常一次只能换一个档位，但使用转把式变速器时，可以非常快速地一次性切换多个档位。变速杆与握把集成在一起，可以通过扭转来升档或降档，十分类似于摩托车上的油门。
拇指式变速杆
虽然有点老派，但拇指式变速杆仍然时不时地出现。位于车把顶部的控制杆可以顺时针或逆时针移动，通过转动来控制变速系统的移动。
现代电子变速则很简单，通过点击按钮即可实现换挡。
公路车变速杆
在公路车领域，弯把对出现旨在提高骑行速度而不是全面的舒适性，为了适配弯把，与山地车类似，变速杆有几种不同的设计可供选择，目前比较常见的款式是手变，再往前有梁变。
变速系统如何工作？
齿径/Gear inches
变速系统将曲柄处的动力输入转换为后轮处动力输出，根据不同的档位，相同踏频会在后轮处有不同的速度。每个踩踏形成中移动多远的距离通常以齿径（Gear inches）来描述，即曲柄每次完整旋转时自行车将向前滚动多少距离（英寸）。
有一系列计算器和公式可以根据车轮尺寸、轮胎尺寸和盘片/飞轮尺寸来计算此值。齿径可以让你很好地了解变速系统的难易程度，20英寸左右的范围为简单变速系统，70英寸为中等变速系统，100英寸以上则变得相当困难。
档位范围
档位范围通常为描述系统提供的总变化范围的百分比，即300%的范围将提供3:1的比率。在最高档位踩踏板时，每个踩踏行程所向前移动的距离是最低档位的三倍。对于外置的传动系统，可以通过最大盘片和最小盘片的比率乘以飞轮上最大和最小齿的比率来计算档位范围。
飞轮规格通常由最小和最大的齿片来确定。比如11-28t飞轮将表示具有最小11齿和最大28齿的飞轮。
公路车的曲柄组有多种形式，一般包括标准盘，压缩盘、超压缩盘和三片盘版本。三片版本有三个牙盘片，虽然这曾经是最广泛使用的牙盘类型，但如今主要用于旅行车，在公路车上使用较少，因为旅行车需要更广的变速范围。
如今更常见的是带有两个盘片的曲柄组，标准盘为53/39t，压缩和超压缩为52/36t或50/34t。标准盘在高速骑行侠更有优势，而压缩盘有更大的适用范围，适合大多数情况下的高速骑行和爬陡坡，如果坡更多，可能就需要更大的范围，这个时候就会使用超压缩曲柄组。
山地曲柄组往往使用更小的盘片来应对陡峭和越野地形。现在，大多数山地车和许多砾石车在前面都配备了单个牙盘，与后面超大范围的飞轮相匹配，这种设计称为1X。
要计算出变速数量，只需将前面的牙盘数量乘以后面的飞轮上盘片数量即可。变速数量的用词可能有点不当，根据不同的牙盘/飞轮组合，可能会有重复或者某些组合是不可取的，会有一些设定会让链条处于极端角度导致故障。
对于花鼓内变速和变速箱，制造商通常会指定范围。例如，14速Rohloff花鼓的范围为526%，而Pinion P1.12变速箱的范围为600%。
我为什么要使用它？
变速系统的出现就是为了骑行更加高效。想象一下想以非常快的速度爬坡，必须非常用力的踩踏，如果使用较低的档位，那么用在踏板上的力会变小，踏频升高。每种情况下输入的功大致相同，根据热力学定理，所做的功等于力乘以距离，因此如果想把输入的力减半，踏频则需要翻倍。而且双腿或者膝盖承受的力量是有限的，到了某个临界点时最好换挡来减少力量输出来增加踏频，相对较轻的力量即相对快的踏频可以有效减缓膝盖磨损。当然，踏频快到一定程度会导致效率低下，甚至会失去平衡，这个时候再换挡则没有意义。
不过你很快会找到适合自己的方式，在力量和踏频之间取得平衡，既能有平稳的踩踏，力量输出则比较到位。一般来说，理想的踏频在70至100rpm。
我应该什么时候换档？
换档的关键是预期。尝试预测速度将如何变化以及可能需要如何换档。当到达急弯时，预计需要减速并换至较低档位，以便更轻松地加速出弯。如果在上山或顶风骑行，感知到骑行会比较艰难，这时将档位降低时有意义的。同样，如果需要在红绿灯处停车，请换入更轻松的档位，以便在绿灯亮起时更轻松地出发。
使用变速系统的一大禁忌是，外置式变速系统处于静止状态时不应换档，因为其设计原理，请确保在平稳踩踏时再进行换挡并找到合适的档位。
另一件要避免的事情防止链条交叉，如果有多个盘片档位，最好避免采用小-小或大-大牙盘-飞轮组合。链条所处极端角度可能会导致传动系统磨损和断裂。
相反，花鼓变速系统或变速箱通常可以在静止时进行换档。反而它们常对负载下的换档非常敏感，因此在换档时稍微减缓踩踏力道会有所帮助。
如何清洁传动系统
保持变速系统良好运行的关键是确保它们保持清洁和良好维护。清洁自行车可以让车子保持最佳状态，并且能在清洁的时候发现问题做到未雨绸缪。
我们前文已经已经介绍过，花变速系统往往维护成本较低，不过也需要关注拉线的张力，它会随着时间的推移而逐渐拉伸。从长远角度看，这样的维护产生的效果十分拔群，良好的维护对于整个系统的各子零件都很友好。
定期对链条进行脱脂和润滑也很重要。最后，我们建议使用专用的链条检查器定期检查链条是否磨损，更换链条比因链条故障导致更换自行车上其他零件要便宜得多。
掌握了这些基础知识后，就可以开始使用你的战车，飞快的上山了！
责任编辑：Ting
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