变速器 (自行车)

变速器是一种用于改变传动比（英语：gear ratio）的机械装置，是常用于自行车上的一种变速传动系统。它由链条、飞轮、拨链器（英语：derailleur）和相应控制装置组成，其中控制装置可切换与链条啮合的链轮；有时组成还包括牙盘。^[1]

禧玛诺XT变速器的后拨链器

一辆现代竞速自行车的传动系统，前后（牙盘及飞轮）各有一个拨链器

现代前后拨链变速器一般配有两个拨链器：前拨链器安装于牙盘（脚踏板链轮组）处，后拨链器安装于飞轮（后链轮组）处。用户可透过调节变速手柄，牵动拉线（英语：Bowden cable）以控制拨链器来回移动。

中文语境的“变速器”一般特指拨链变速器（英语：derailleur gears）。广义的变速器还包括轮毂齿轮变速器（英语：hub gear）等。

历史

各种变速器系统于19世纪晚期被设计并制造出来。其中一个例子是装在小灵犬安全自行车（Whippet safety bicycle）上的“Protean”双速变速器。^[2]法国的一位自行车旅游者、笔名为“Vélocio”的作家和自行车运动推广者保罗·德维维（Paul de Vivie）在1905年发明一种双速后变速器，用于挑战阿尔卑斯山。^[3]早期有些设计采用杆将链条移动到不同齿轮上。1928年，自行车赛冠军奥斯卡·艾格（Oscar Egg）创立的公司推出Osgear^[4]，这与Vittoria Margarita的变速装置都采用了装有踏板的后下叉，以及装在下管的单杆链条张紧器。 然而，这些系统和后来康帕纽罗所推出以杆操纵的Cambio Corsa变速系统^[5]最终都被平行四边形变速器所取代。

1937年，环法自行车赛引入了变速器系统，使得车手无需拆卸车轮即可换档。骑手在此之前须下车才能将车轮从下坡模式切换到上坡模式^[6]，到了1938年Simplex引进导线移位变速器之后，变速器才成为普及的公路赛车设备。

1949年，康帕纽罗推出了Gran Sport，这是对当时已经存在但在商业上不太成功的平行四边形后变速器的改良。^[7]

1964年，Suntour发明了倾斜平行四边形后变速器，该变速器可使骑师轮（Jockey Wheel）与不同尺寸的链轮保持更为固定的距离，从而更容易换档。专利到期之后，其他制造商随即采用了这种设计，至少在高档车型上是如此，^[8] 而“倾斜平行四边形”仍然是目前的后变速器模式。

在1990年代之前有许多制造商生产变速器，包括Simplex、Huret、Galli、Mavic、Gipiemme、Zeus、Suntour和禧玛诺。然而，禧玛诺在1985年成功引入并推广了定位式变速，这需要一个由换档杆、拨链器、链轮、链环、链条、换档导线和换档外壳组成的相容系统^[9] 。

1990年代以后的主要创新为将摩擦式变速转换为定位式变速，以及逐步增加齿轮数。在摩擦式变速中，一个杠杆直接控制拨链器的连续可变位置。要换挡时，骑手首先移动控制杆，使链条跳到下一个链轮上，然后稍稍调整控制杆，使链条在该链轮上居中。定位式变速器有一个制动或棘轮机构，在每次按压或拉动特定距离后，会停止变速杆，从而停止导线和拨链器。定位式变速器在导线拉伸和元件损坏或更换时需要重新校准。在公路自行车上，2000年出现了10档后飞轮变速器，2009年出现了11档飞轮变速器，目前大多数山地自行车都有装其中一套变速器。随着行业不断推进后齿轮的数量，许多现代高端山地自行车已经开始完全使用单链环传动系统，如速联的Eagle groupsets（1×12）和Rotor最近的1×13传动系统。^[10]大多数公路自行车有两个链环，旅行自行车通常有三个。

电子换档系统使脚踏车驾驶能够使用电子开关换档，而不是使用传统的控制杆。这些开关通过电线或无线电连接到电池组和驱动变速器的小型马达上。虽然价格昂贵，但电子系统可为赛车手在换挡时节省时间。^[11]

如今，变速器的三大主要制造商是禧玛诺（日本）、速联（美国）和康帕纽罗（意大利），其中康帕纽罗只生产公路和越野设备。