翻山越岭不掉链——漫谈单盘正负齿

Pauline

                                                                                                   

单盘系统曾经仅仅用在重型山地车上，比如街车、FR和DH，也有一些喜欢简洁和轻量的XC车友自己改装1X系统，也就是只用单片牙盘的1X9或1X10变速。改装单盘系统，因为省去了左手指拨，变速更加简单，不过也随之而来不少问题——首先是没有了前拨，牙盘容易掉链，尤其是在颠簸的路段。其次是齿比不够，因此不适合坡度变化太大的地形。但这种情况被SRAM的1X系统彻底改变。

手握接力棒的SRAM

SRAM出品的 1X单盘系统，引领了单车技术的革新，在XC车上使用单盘的优势也逐渐地显现出来。尤其是在比赛中，职业选手很多都改用单盘系统，它的好处首先是简洁，单盘有着连续的齿比变化，相比双盘和三盘，切换飞轮的同时要切换牙盘才能获得连续的齿比变化。而齿比的连续性在高强度的比赛中非常重要，比赛是分秒必争的，减少变速时间就等于获得了领先优势。同时单盘系统在变速时也更加“直觉”，无需过多思考，提高了反应速度。其次是可靠性增强，减少了前变速和指拨，也就由此减少了这个部分的故障以及前拨卡链的情况。

其实在SRAM 1X系统之前，就有很多车手改装单盘系统，比如1X9或1X10变速。不过这种改装的齿比范围不够大，也没有1X系统的稳定性。这正是因为SRAM 1X系统用到的以正负齿为首的一些新技术在发挥着重要的作用。

操作简单、齿比够用的SRAM 1X，使单盘系统迅速被车友接受，并带动了正负齿牙盘的普及。Race Face、Wolf Tooth 以及 FIFTY-FIFTY、Gear King、Fourires、Deckas等国内外品牌快速跟进，也给了大家丰富的选择。

X-SYNC

X-SYNC就是SRAM 1X系统上声名远扬的正负齿技术。盘片使用特殊的正负齿形设计，使盘齿可以充分填充链条不同链节之间的空隙，进而让链条可以牢牢抓住盘片。正负齿的设计还能有效清除链条内侧的污垢，从而提升越野环境中的排泥性，进而让传动系统很大程度地减少泥水的困扰。

传统的前变速器除了推动链条实现变速功能，还有一项作用就是防止掉链。而SRAM 1X系统针对的首要问题，就是在没有前变速器和护链器的情况下，防止掉链。在SRAM 1X系统采用的一系列新技术之中，最为有效的当属X-SYNC——正负齿牙盘。

无论你使用的是9速、10速还是11速飞轮，不管后变速器有没有离合技术，只要换上正负齿牙盘，即便不能达到整套1X系统的效果，也确实能够大大减少掉链的几率。

牙盘掉链的“真凶”

那么，看似相貌平平无奇的正负齿牙盘到底是如何防止掉链的呢？凶手只有一个——chain line！

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链条的中心线是指链条挂在牙盘中盘时，链条中心与前拨所夹车架立管中心之间的水平距离。不同的前拨，要求有不同的链条中心线，如：47.5MM、50.0MM、52.5MM 。中轴越长，牙盘安装也就越靠外，链条中心线就越大，变速时如果前拨伸不了那么远，链条就会挂不上大盘。中轴越短，牙盘越靠里，中心线也就越小，变速时如果前拨退不到很近的位置，链条就会挂不上小盘。

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整件事还是要从传统传动系统的掉链原因说起。受后拨弹簧的张紧作用，正常情况下链条是不会轻易从牙盘上掉落的。导致掉链的原因是，链条在大角度倾斜时随着牙盘转动卡入两齿之间，被顶起而掉下牙盘，在颠簸路面上经常会出现这种情况。

近距离观察的话，当牙盘位置不变，后拨越往两侧大、小飞轮变档，链条向两侧的倾斜就越明显。而牙盘的位置偏移、较短的后下叉长度、更大的飞轮和更多的牙盘齿数等因素，也会进一步增加链条倾斜度。极端的例子就是三盘系统中，大盘带大飞和小盘带小飞。

其次是牙盘本身的影响。传统变速系统中的盘片较薄，无法有效填充链节中间的空隙，导致链条在牙盘齿片上有较大的横向活动范围，更加容易因松动而倾斜，一旦剧烈抖动就会被卡到牙盘内侧。如果没有前拨或者护链器的限位作用，在大力踩踏下就会导致掉链。

如果采用上面提到的大盘带大飞的极端情况，即便在平路上温柔骑行，也会因为链条过于倾斜而迅速掉链。

单盘系统的本质意义

既然不需要变速功能，那么解决问题的其中一个思路就是将牙盘的齿做成薄厚相间的形状，有针对性地把链节内部的空间填满，限制链条的横向活动。

此类设计最早出现在工程机械领域，早在 1979年就被美国GEHL机械公司注册了专利。20年后专利到期得以公开，被改良后引入运动自行车行业，则是SRAM的功劳。

▲1979年GEHL公司的宽窄齿专利申报图

▲SRAM的X-SYNC设计示意图
盘齿的抽象形状“+”和“-”就是其俗称“正负齿”的由来

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这就是X-SYNC

* 加厚的盘齿减小了牙盘上链条的倾斜度，又限制了它的横向抖动。

*  如果链条倾斜到极端角度，随后上牙盘的一节链条也不会完全偏离牙盘的平面，链条会卡在盘齿顶端，接着被拉扯嵌入盘齿，“强行归位”。而不会卡在两齿之间，大大减少了掉链的可能。

在比较激烈的骑行中，偶尔会在踩踏时听到“咔”的一声，正是牙盘齿强行插入倾斜的链条，使其回到正确的角度上。

▲用手把链条掰到极限的角度，厚实的盘齿发挥了限位功能

▲在极限角度，盘齿仍会顶住链板并引导其嵌入，不会卡在两齿之间

百花齐放的正负齿牙盘

同样是正负齿牙盘，但各厂商的盘齿造型各有不同。除了得到SRAM直接授权的少数厂牌，大部分配件厂商的正负齿产品都是在X-SYNC的基础上进行了一定的修改。一方面显然是对专利的规避，另一方面则体现了对加工工艺、重量、排泥性、传动效率以及生产成本的综合考量。


▲盘齿斜面的作用是引导链条嵌入，恰到好处的角度可以减小齿感和噪音

▲齿盘上的开槽对排泥有很大作用

▲厚齿的斜向开槽也有助于排泥和引导倾斜的链条

▲ROTOR的单盘则剑走偏锋，与1979年的“古典”设计十分相似

▲单盘系统的齿盘使用寿命较低，钢材在这方面有较大优势，SRAM已经推出了钢盘X-SYNC，与之相配套的入门级1X套件也于2016年面世

历史的轮回

单盘系统中只有唯一一片牙盘，所以其相对传统三盘系统可切换使用的三片牙盘来说，可以说使用频率大幅提高，从而导致盘片的服役寿命相对降低。而钢材在这方面有较大的优势，SRAM已经率先推出了钢盘X-SYNC，从铝合金回到钢，也是一种别样的轮回。


当然，为了更稳妥地骑乘，带有锁定机构的后变速器也是必不可少的。它能够有效防止链条纵向弹起并引导链条嵌入盘齿。即使如此，在极端情况下，链条还是会存在脱落的风险。如果是偏向激烈骑行的风格，最好再加上一个护链器，那基本上是无所顾虑了，就像驰骋在环法赛场上的“战车”，即便有最顶级的器材和最娴熟的技师，谁又敢轻视牙盘内侧那根小小的金属棒呢。

来源：骑行风尚杂志

文：天空

编辑：领骑小K