来源：bikeradar 作者：Benedict Pfender
或许你曾在街头看到某些骑行者以极高或极低的踏频骑行，但速度变化却不大。若他们正确运用变速系统，骑行过程会更加轻松愉快。
本文将为你揭秘自行车变速系统的奥秘，并提供如何有效使用变速系统的全面指南。
自行车的变速系统究竟是什么？
变速系统是自行车技术中的一项伟大发明，它使得骑行变得更加高效，特别是在上坡时能够帮助我们更轻松地应对各种地形。其工作原理是将踏板上的力量传递给车轮，优化输出效率，以保持最佳的踏频。通过调整变速系统，能够在不同的地形和条件下保持高效的骑行。
自行车的变速系统有多种形式，其中最常见的是拨链式变速系统。
拨链式变速系统
如今，大多数自行车都配备了拨链式变速系统，它以其简洁、高效的特点广受欢迎。系统通过后拨链器调整链条在飞轮上的位置，使链条在不同大小的飞轮之间移动，实现换挡。前拨链器则用于在牙盘之间切换，牙盘是曲柄组的一部分。
前拨链器的作用在于扩展变速范围，使得骑行者可以在平坦高速的道路和陡峭坡道之间快速切换档位。而当骑行在变化不大的路面时，后拨链器上的微调则能够帮助你更精确地选择档位。
常见的变速系统通常包含1到3个牙盘和最多12个飞轮齿轮（例如Campagnolo Ekar和Rotor的13速飞轮），提供多种变速选择。
花鼓内变速系统
对于那些注重耐用性和低维护的骑行者而言，花鼓内变速系统是一个受欢迎的选择。这种系统的维护周期在3000至5000公里之间，非常适合那些不愿频繁维护自行车的用户。
与暴露在外的拨链式变速器不同，花鼓内变速系统将所有变速部件封装在后轮的花鼓内，这样骑行者就不必担心组件受损，尤其在恶劣天气条件下也能保持良好的功能。
市场上常见的花鼓内变速系统品牌包括Shimano、SRAM、Sturmey-Archer和Rohloff。它们的档位范围从3档到14档不等，适应各种地形需求。
这种系统的缺点在于重量较大，因为花鼓内装有变速箱和多个金属部件。花鼓内变速系统在轮胎爆胎后维修也相对困难。
变速箱自行车是什么？
花鼓内变速系统虽然有效，但增加了自行车的一端重量，这可能影响操控性。如果能将变速箱直接集成在车架中，并通过曲柄驱动变速系统，将变速箱的重量集中于车架中央，则可以改善骑行的重心平衡。
近年来，小型电子电机变速箱单元的出现引起了广泛关注。这种设计在自行车领域仍属小众，但它代表了变速技术的未来。电子变速系统与花鼓内变速系统和皮带传动系统一起使用，其中皮带传动相比链条更少需要维护，同时更为干净。
由于皮带传动的设计是一个连续的环，车架需要兼容皮带，这要求车架的后部三角形必须可拆卸，以便皮带可以顺利穿入。
电子变速系统
在过去，大多数自行车使用金属线驱动的变速系统（鲍登线）。而现在，电子变速系统逐渐取代了传统的金属线驱动，它通过电子控制电机来完成换挡。电子变速系统的主要优点在于其一致性，无论在任何条件下，都能准确完成换挡，并消除因金属线老化导致的变形。
电子变速系统也有其缺点，如需要定期充电以及相对较高的价格，尽管价格已经有所下降。Shimano、Campagnolo和SRAM都提供电子变速套件，其中SRAM的AXS生态系统和Campagnolo Super Record Wireless实现了无线操控，而Shimano的Di2生态系统则是半无线设计。
单速/固齿/死飞自行车
选择单速自行车是一种简约风格的选择，这也是自行车最初的设计形式。单速自行车仅配备一个固定的飞轮或带有棘轮的花鼓，使得后轮可以旋转而脚踏不随之移动。
固齿自行车更为基础，没有变速系统，齿轮和花鼓之间是硬链接，飞轮或花鼓中间没有棘轮结构，因此脚踏在车子移动时也会一起转动。
这种设计的主要优点是结构简单，维护方便且成本低，因此逐渐成为一种流行选择。它在处理坡道时可能会带来困难，并且在下坡时操控也不太理想。
如何使用自行车上的变速系统？
市场上有多种变速杆设计，它们的操作方式虽有不同，但总体上都相当直观。
通常，前部和后部的变速杆分开设置，前变速杆位于车把的左侧，后变速杆则在右侧。
直把/山地车变速杆
直把设计在电助力车、通勤车和山地车中常见，有几种常用的变速杆设计：
指拨式变速杆
指拨式变速杆是最常见的设计形式，车把下方通常有两个控制杆，一个用于升档，另一个用于降档。根据具体设计，一次操作可能会改变一个或多个档位。Shimano还提供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
转把式变速杆允许非常迅速地一次性切换多个档位。它集成在握把中，通过旋转操作实现变速，类似于摩托车上的油门控制。
拇指式变速杆
拇指式变速杆虽显得有些复古，但在车把顶部的控制杆仍然偶尔出现，通过顺时针或逆时针的转动来控制变速系统。
现代电子变速系统则通过简单的按钮点击来实现换挡，操作更加便捷。
公路车变速杆
在公路车中，弯把设计旨在提高骑行速度而非舒适性。为了适配弯把，变速杆设计也有所不同，常见的有手变和梁变。
变速系统如何工作？
齿径/Gear inches
变速系统通过将曲柄处的动力输入转换为后轮的动力输出。在不同的档位下，相同的踏频会在后轮产生不同的速度。齿径（Gear inches）用来描述每次完整踏板旋转时自行车前进的距离（以英寸计）。
你可以使用各种计算器和公式来计算齿径，依据车轮尺寸、轮胎尺寸以及盘片/
飞轮尺寸来进行计算。齿径的值可以帮助你了解变速系统的难度，通常20英寸的齿径表示简单变速系统，70英寸则为中等难度，而100英寸以上的齿径则较为困难。
档位范围
档位范围表示系统提供的总变化范围的百分比，例如300%的范围表示3:1的比率。在最高档位下，每个踩踏行程所推动的距离是最低档位的三倍。对于外置传动系统，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齿片决定。例如，11-28t的飞轮表示最小齿为11，最大齿为28。
公路车的曲柄组有多种形式，通常包括标准盘、压缩盘、超压缩盘和三片盘版本。虽然三片盘曾经是最常用的类型，但如今在公路车上使用较少，因为旅行车对变速范围的需求更广泛。
现在，带有两个盘片的曲柄组更为常见，标准盘为53/39t，压缩和超压缩为52/36t或50/34t。标准盘适合高速骑行，而压缩和超压缩盘则为更广泛的变速范围提供了选择。