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改變騎乘方式的單車科技:四項值得認識的創新

四項與眾不同的自行車技術解析:空轉曲柄、密封式變速箱、自動充氣的胎壓系統,以及為膝關節彎曲角度受限的騎士所設計的自適應曲柄。

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前言

有些最有趣的自行車科技,重點並不在於騎得更快,而是在於免去那些你寧可不必做的事:清鏈條、調後變速器、停下來調整胎壓,或是想辦法配合一個再也無法像從前那樣彎曲的膝蓋。

以下四項產品各自從不同方向切入其中一個問題。兩項改變傳動系統的運作方式,一項改變輪胎在騎乘途中的表現,另一項則讓曲柄本身去配合騎士。它們目前都還不是主流,有幾項價格高昂,或需要特定車架。然而,每一項都是針對多數騎士某個時刻都曾問過的問題,所給出的截然不同答案。

這四項技術的共同點

它們的共同主軸是「減法」。變速箱把齒輪移入密封單元內,因此沒有外露的後變速器會被撞到或需要調整。曲柄端的空轉機構讓單車滑行時鏈條仍持續運行,因此變速不再依賴你的雙腿。輪轂式的胎壓系統用手把上的控制取代了路邊停車。每一個案例的目標都是更少中斷、更少保養。

取捨的模式也相當類似。密封與整合式系統前期成本較高,通常也更重,且往往需要專用車架、輪轂或安裝標準。系統越自成一體,就越難在家自行維修,如果你喜歡自己動手保養,這一點就很重要。

清晨時分,一輛滿載自行車露營裝備的單車靠在礫石路旁的混凝土牆上

Swing Crank 完全打破了這個模式。它不在於效率、重量或保養,而在於「能不能騎」,它是為那些膝蓋就是彎不到機構預設角度的騎士而存在。

HXR Easy Shift 曲柄:不踩踏也能變速

HXR Easy Shift 曲柄在德國製造、法國設計,2016 年問世,是一款讓你不必踩踏就能變速的登山車曲柄。在一般單車上,空轉機構位在後輪轂。當你停止轉動曲柄,飛輪也跟著停下,鏈條靜止,此時按變速器不會有任何反應,直到你重新開始踩踏。有時這種延遲變速剛好奏效,有時傳動系統在終於變速時會大聲抗議。

Easy Shift 把這個配置反轉過來。空轉機構移到前方的曲柄組,後輪轂則固定不動,就像場地車一樣。只要後輪還在轉動,鏈條就會持續繞行飛輪,因此變速指令能立即生效。

這在 enduro 與 downhill 登山車中最為重要,在攀岩車(trials bike)上也看得到。想像一下岩石區或急彎,你因為踏板會撞到地面而無法踩踏。有了 Easy Shift,你可以在雙腿不動的情況下,直接切到較重的檔位來衝出彎道。衝進下坡時突然發現前方有陡坡,你也能在持續滑行的同時退掉好幾個檔位,抵達坡底時已經處在正確的齒比。

HXR 並非第一個嘗試這種做法的品牌。空轉曲柄因為結構堅固,多年來在攀岩車上一直很受歡迎,Shimano 早在 1980 年代就推出過前空轉系統。它至今仍屬專門解法,而非通用升級,對大多數騎士而言,標準配置依然是合理的選擇。

Pinion 變速箱:藏於五通的密封齒輪

Pinion 是一家由前 Porsche 工程師創立的德國公司,產品正如其名:一箱齒輪。每一個齒比都密封在安裝於五通的單元內,並浸潤在油中。可以把它想成縮小版、為自行車打造、價格也等比放大的汽車變速箱。

外殼內有兩根平行軸,上頭搭載多組互相啮合的齒輪。多數 Pinion 單元採用倍率式配置,因此一顆 12 速變速箱可能由一個 4 速子單元搭配一個 3 速子單元組成。當你變速時,內部機構會把特定的齒輪配對鎖定到軸上,藉此改變齒比。

由於變速發生在箱體內部,鏈條或皮帶從不左右移動。它始終保持在前單齒盤與後單齒盤之間一條完美的直線上,理論上意味著更少故障、也少得多清潔工作。

五通位置密封式自行車變速箱的特寫,搭配皮帶傳動系統

實際效益相當可觀。保養極少,單元完全密封以隔絕汙泥、水和天候,唯一建議是每 10,000 km 換一次油。齒比範圍異常寬廣:18 速的 P line 標稱達 636%,相較之下主流 Shimano 與 SRAM 系統約為 500 至 520%。將重量集中可帶來低重心、更高的離地間隙,也沒有懸盪的後變速器;而且你可以原地變速,這在陡坡上失去動能、需要重新起步時格外實用。

缺點同樣明確。這些是動輒數千英鎊的高階產品,需要專門打造、能容納它們的車架,而且比後變速傳動系統更重。效率略低於乾淨且潤滑良好的鏈條,而一旦出問題,單元得送回 Pinion,而不是交給巷口的車店。以往這些變速箱是用平把上的握把式撥桿變速;近期 Pinion 推出了名為 Smart Shift 的電子版本,可搭配公路車式撥桿,例如 TRP Highwire,為彎把開啟了大門。搭配 Shimano 撥桿據稱可行,但屬非官方做法,可能需要自行調校。Pinion 單元也常與皮帶傳動搭配,打造超低保養的配置。

Gravaa Adaptable 胎壓系統:自動充氣的輪胎

Gravaa 系統是一套輪轂裝置,讓你在騎乘途中不必停車就能改變胎壓。它外型低調,幾乎能安裝在任何單車上。整組內容包含前後輪轂、從每個輪轂連到輪圈的軟管、一個可鎖上已拆除氣芯的一般 Presta 氣嘴的氣嘴轉接頭、用於手動指令的車手把控制介面,以及在你配有車錶時可用的無線連線。

加壓是透過輪轂內一組由致動器驅動的離合器運作。離合器將凸輪軸連上車軸,使凸輪軸停止轉動,接著車輪的旋轉便帶動一具微型幫浦,讓活塞上下往復。加壓後的空氣經由連接在其中一根輻條上的軟管送入輪胎。降壓則是靠輪轂內的氣閥快速洩氣,並在壓力降到足夠低時關閉。壓力感測器會持續監測輪胎,因此壓力應不至於降得比你預期的更低。

系統涉及電子元件,輪轂必須充電。Gravaa 宣稱單次充電可提供最多 40 小時的實際騎乘時間,不過這高度取決於地形以及你變換胎壓的頻率。

這套系統曾在礫石車賽最高層級賽事中登場,2024 年 Gravel 世界錦標賽的冠軍便使用了它。在該場比賽中,終點前 3 公里的一次破胎,讓無內胎礫石胎內的補胎液發揮了作用。補胎液需要一段時間才能凝固,在此之前可能洩掉不少空氣,因此一套能持續把空氣打入輪胎的系統,或許有助於讓輪子繼續轉動。終點前還是一段鋪裝路面,讓選手能特地為衝刺提高胎壓。我們無從得知破胎是否本來就會自行封住,也無法確定是否是較高的胎壓決定了結果,但在高風險的競賽中,它的吸引力不難理解。

有一點重要的但書:Gravaa 已宣布破產,據報導是因為在自行車產業的艱困時期銷量不足。一名公司發言人表示,已有數個業界單位表達興趣,可能接手資產並讓業務重新運作。這項技術本身依然聰明,自動充氣輪胎也不太可能就此永遠消失。

Hypath Engineering Swing Crank:為膝關節彎曲受限者打造的自適應曲柄

Swing Crank 是由英國 Hypath Engineering 製造的極小眾產品,卻有可能改變某些人的人生。它是一種專為自行車設計的骨科適配方案,針對膝關節活動範圍受限的騎士而打造。用該公司自己的說法,當你其中一個膝蓋彎不到應有的角度時,就使用 Swing Crank。

以往處於這種情況的騎士會嘗試極短的曲柄。踩踏時畫的圓小得多,膝蓋就不必彎得那麼深,但腿在行程底部也永遠無法完全伸直,這既沒有效率,長距離下來也令人疲憊。當只有一隻腳受影響時,這種妥協更難承受。

Swing Crank 走的是不同的路。機械連桿讓腿在行程底部能完全伸直,同時不必在頂部彎過舒適的極限。踏板的行進軌跡在底部與常規相同,保留了腿部伸展,但在頂部較低,減少了膝關節彎曲。

低角度拍攝的自行車曲柄,連桿正處於行程中段樞轉

系統有兩個主要部件協同運作。曲柄縮短器是一塊鎖在你現有曲柄上的底板,提供新的樞軸點。擺臂則以該縮短器為軸樞轉。多個螺紋孔位讓你調整擺臂對踩踏圓周的影響程度。

有一件事需要事先規劃:站姿寬度,也就是 Q factor。系統會把你的踏板推得離五通更遠,因此若想保持對稱,你也必須加大另一側的站姿寬度,可利用踏板延伸座、扣片位置、踏板墊片,或三者搭配。

購買前該確認什麼

相容性是這每一項產品的第一道關卡。Pinion 變速箱需要專為它設計的車架。Gravaa 系統使用自家輪轂,意味著得圍繞它來組輪或重編輪組。Easy Shift 改變了空轉機構在傳動系統中的位置,因此也不是能輕鬆直上的改裝。只有 Swing Crank 是鎖在你原本就有的零件上,但即便如此,它也會改變你的踩踏位置。

電子元件與充電也值得納入考量。Gravaa 輪轂需要定期充電,宣稱每次充電可提供 40 小時實際騎乘時間,而這個數字取決於你使用胎壓調整的頻率。

維修與備料值得誠實思考。密封變速箱一旦故障,得送回製造商,而非交給在地技師;而 Gravaa 已宣布破產,這套胎壓系統的長期支援仍是未知數。入手小眾硬體在這一點上總帶有風險。

重量與效率同樣重要。變速箱比起後變速系統更重,效率也略低於乾淨且潤滑良好的鏈條。如果你的優先考量是在平整路面上比賽日的速度,這個取捨很難說得通。

最後,就 Swing Crank 而言,除了購買之外,也要為 fitting 留點時間。站姿寬度、扣片位置與踏板間距彼此交互影響,而微小的調整會對長途騎乘的舒適度帶來很大的差別。

選購建議:讓科技對應你的騎乘方式

正確的選擇完全取決於你想解決的問題。如果你想要一套幾乎不必費心的傳動系統,用於通勤、旅行或自行車露營,密封式 Pinion 變速箱是最完整的答案,前提是你接受它的成本、重量與車架要求。如果你的騎乘以下坡或 enduro 為主,且經常身處根本無法踩踏的地形,Easy Shift 曲柄解決的是一個具體而真實的問題。

如果你騎的是混合路面,想隨著腳下地面變化調整胎壓,Gravaa 系統直接回應了這個需求,但要注意該公司的前景不明,入手前應先確認支援狀況。而如果限制你舒適騎乘的正是膝關節彎曲角度受限,Swing Crank 是這裡唯一能改變「什麼事可能做到」、而不只是「什麼事比較方便」的產品。

午後光線下,兩名自行車騎士從鋪裝車道騎上礫石路段

這些都不是衝動購物,也都不適合所有人。尤其是依賴車架的系統,值得在花錢之前先和車店談談,好了解什麼裝得上、什麼又得跟著改。

結語

把這四項串在一起的是同一種意願:重新打造自行車的熟悉部件,而不是改良它們。空轉機構換個位置、齒輪密封在油裡、靠你自己車輪的旋轉來打氣,以及會樞轉以配合騎士膝蓋的曲柄。其中一些想法會一直停留在小眾,而其中一項可能撐不過自家公司的困境。

這四項當中最有價值的,或許也是最不炫目的。能夠騎上單車,確實可能改變人生;而一件為騎士身體限制所設計的零件,提醒了我們創新不只在於速度。

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