SRAM新后拨专利 这会成为新的山地车标准?

   2018-12-10 12:50

随着飞轮片数和齿数都不断增加,后变速器(后拨)所需要承受的力也翻倍增长。于此同时,我们还要求它更加精确。实际上,飞轮片越多,每两片之间的间距就越小,后拨移动和定位就要更精准,偏差要更小;车架还有另一个不确定因素,就是后拨挂钩(吊耳)。每个品牌、每款型号的挂钩都不一样,那么设计一个独立于车架的变速系统就变得更加复杂。鉴于这些原因,SRAM尝试着一些新方法,把后拨直接整合到车架尾勾上,来强化变速性能。

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从上图可以看出,此设计是用一个大的基座(20)替换掉传动设计的B张力底座,而且左右夹住了车架。它和桶轴螺母融为一体,取代了车架尾勾和后拨挂钩。其实就是桶轴杆直接旋进去,这样可以确保轴杆,花鼓,飞轮和后拨的位置都能完美校准。

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此专利中提到的另一个问题是“虚变(ghost shifting)”,特别是山地车,后轮受到较大的快速冲击引起的震动会让后拨大幅晃动,引起瞬间无操作的自行变速。这是因为后拨平行四边形框有斜向的倾角,容易受到垂直方向力的影响。如果你仔细看这个设计,它的平行四边形结构完全和地面平行,垂直力就无法产生影响。

这和目前Eagle的后拨很相似,它也是水平移动,使用偏移导轮来应对飞轮的变化。但在这图里,平行四边形框完全和地面平行,一点没有向下倾斜,当然这也可能只是图画成这样。

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如图所示,基座(20)同时也是车架尾勾,这表示SRAM需要车架厂商的配合才行。然后Shimano还得出一个兼容的后拨设计。设计里提到了这个基座(20),又称为“B底座”,可以用金属或塑料制作。

该设计的几个不同版本标明了不同的桶轴系统如果安装到底座和车架上,全部都是用一个比较大的螺钉 (60/61/62) 旋到一个螺母(66) 或者直接旋入基座里,然后桶轴杆再旋进这个螺钉中。这样一来,只要更换安装螺钉,它就能适用在任何桶轴规格上。他们还提到一个准浮动设计,可以适应车架公差,同时保证基座能完全对准轴杆。

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这样设计的好处:

· 后拨和飞轮完美校准

· 更牢固的后拨,更精确的变速

· 安装和调试更简单

这会成为新的山地车标准?新的特色?

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这专利还用了很多篇幅描述了15mm桶轴的优点。目前所有后轮桶轴直径都是12mm。这设计可以通过更换安装螺钉来适应不同直径的轴杆。理论上,15mm桶轴会更强,对于电助力山地车特别好。不过,它也提到可以改变轴杆壁厚,从1mm的“SL”超轻版本,到2mm电助力版本,这样同一款花鼓可以用在任何车上,用更强的轴杆来应对额外的负荷即可。

他们还提到在基座里可以放置电池,既可以保护电池,又看起来很简洁;还说要取消限位螺丝。要这样,后拨得有一个部件接触到最大飞轮片,防止后拨向里(花鼓)过多移动,还要有一个限位块接触基座,防止向外动太多。

要注意的是:专利并不表示任何这些设计都会投产,SRAM说部分或全部设计都可能会单独用于其他方面。举例来说,他们可能只用基座上的一侧支架,而不是两侧一起夹住车架;或者平行四边形框会向下而不是完全水平,等等。而且我们在公路eTap 12速套件样品里没有看到这些新设计,也许它们会出现在新的山地车零件上? 也许吧。

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其实后拨直接装到轴杆并不是一个全新的概念,2003年Shimano 第一代Saint和Hone就有类似的设计。当时后轮桶轴还未普及,大多车架仍是快拆尾勾。Shimano把后拨的安装座加长加粗,用10mm直径钢轴杆,直接贯穿花鼓和车架,旋入后拨固定。不需要改变车架,就可以达到类似SRAM新专利的效果。这个设计概念十分前卫,但却是昙花一现,后来第二代Saint后拨就回归到了传统挂钩安装的设计。

液压阻尼后拨离合器

1111.gif后拨还有一个功能就是要在颠簸地面上拉紧链条。离合后拨的出现让这个任务变的很简单,但也带来些问题。比如,往较大飞轮变速就需要更大的力扳动指拨,因为拉动变速线就意味着要对抗离合器的力道。把离合功能减弱的话,变速是轻松了,但链条也送了,反之亦然。(如果你不相信的话,可以把Shimano后拨离合开关先关掉变速,然后再打开变速,应该就能感觉到区别了)

到目前为止,只有两种选择:要么变速轻,链条松;要么变速重,链条紧。于是SRAM提出一个解决办法:液压阻尼后拨离合器。

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D=阻尼方向(链条更松)和T=拉力方向(链条更紧)

传统后拨离合器使用物理摩擦力来防止掉链。结果不管什么速度,摩擦力始终都存在,这项专利从物理摩擦改用控制液体流动来改变力道。简单来说,就是采用液压阀来控制后拨腿向松链条方向移动的速度,但不限制回弹的速度。

功能上,它的作用和机械离合比既相似又不同。相似的是它可以防止由大冲击引发的后拨快速移动而造成的链条瞬时松弛;不同的是,它可以调整到对慢速移动(比如变速)不起作用。

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图片看起来很复杂,但概念其实很简单:一个提升阀(188)限制单方向的液体流动(进入回流仓182),但允许全部回流到另一个(阻尼仓184)。一个小阀门弹簧(195)让提升阀堵住叶片(180)上的泄流孔(194)。一个标准的回位弹簧(204)保持整个系统密闭。也许没什么必要,但如果你能打开这个系统,你就可以通过改变液体黏度来调整力度。但文件上的字眼看起来这个系统应该是永久密封,并非设计可以打开。

看起来和避震器阻尼一样,通过调节避震油在阀门之间的来回流速来控制其压缩和回弹的速度。通常高端避震都有高低速压缩阻尼的调节,甚至高低速回弹的调节,而这里仅仅只需要拷贝一点点的功能。

为何要用液压后拨离合?

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它的好处不止是更好的变速手感。对电子变速来说,每一次变速的力道小了,电池就会更耐用;专利还说液压比机械的离合器更轻巧,性能更能保持一致;最后,液压更加容易生产和安装,可以改进生产效率,也有可能降低(一点点)生产成本。

有一个令人担心的问题是液体会膨胀。很少的一点液体,在阀门两边快速来回流动,可能一次要工作几个小时,这就有可能会发热并膨胀。所以会有一个修补仓来存放膨胀的液体,而且这个仓会加压,就像后避震的IFP,可以防止液体里产生气泡;如果碰到液体或压力减少,还能确保离合器继续正常工作。

专利还提到不管能否变速,这都可以整合到任何拉链器中。和很多专利一样,还有大量看起来和这个技术毫无关系的内容,比如:

 (0051) 虽然没有展示,有一个控制单元可以安装在车把68来驱动马达模块94和操控后拨80进行换挡和飞轮选择。这个控制单元,可以安装在自行车50的任何位置,或与不同的自行车零件分发,建立通信连接路经来传送必要的信号和电力。控制单元也可以放在自行车50以外的位置,比如车手的手腕或衣服口袋里。通信连接包括了电线,也许无线,也许两者结合。举例来说,控制单元也可能整合到后拨80里来传输零件之间的控制信号。控制单元包含了一个处理器,记忆卡,一个或多个通信接口。

元芳,你怎么看?

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最后一点:我们在本赛季XC世界杯上拍到的eTap Eagle 谍照里,无线山地后拨并没有使用第一个直接安装的设计。但它们看起来和上面画的电子液压阻尼离合后拨一模一样。而且我们看到比赛上用的样品后拨,似乎使用了3D打印的盖子遮住了新的液压离合装置,嗯......

编译:Gao Yiyang

编辑:HCY

图片:资料图库

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