腳踏車/維護和修理/飛輪和飛輪套



概述
飛輪 是後輪 上的棘輪裝置,使它能夠在不踩踏的情況下滾動,例如,在山坡上自由行駛時。當車輪的速度快於驅動力的速度時,它會工作,在這種情況下,驅動力的速度是指踏板和鏈條的速度。該術語也用於描述腳踏車部件,它將棘輪和齒輪組組合在一個螺紋元件中,這是最常用的含義。安裝齒輪組的另一種方式是使用飛輪套,這是一堆滑入花鍵輪轂的齒輪。無論腳踏車後輪轂上使用的是飛輪 還是飛輪套,始終存在棘輪;在飛輪元件 的情況下,棘輪與齒輪一起擰開,而飛輪套 只是一個齒輪堆,棘輪位於車輪的棘輪花鼓 內。齒距(此處指齒輪中心到中心間距)是換擋的主要考慮因素,除了有限的飛輪選擇外,對於變速器而言,安裝飛輪還是飛輪套並不重要,只要齒輪之間的間距正確即可。
沒有 變速裝置的腳踏車存在,被稱為固定齒輪 腳踏車或固定車。它們有一個鏈輪和一個後齒輪。雖然此類腳踏車在技術上沒有被阻止使用棘輪裝置,但它們通常沒有棘輪裝置,因此騎車人的腿在腳踏車移動時將被迫旋轉。一些新手騎手可能會覺得這種體驗很令人不安。
飛輪安裝的螺紋輪轂與飛輪套安裝的花鍵棘輪花鼓明顯不同,一種型別的齒輪組不能安裝到另一種型別上。當要從飛輪升級到飛輪套時,最方便的做法是將後輪更換為已經安裝了棘輪花鼓和飛輪套的後輪。在相鄰的照片中可以清楚地看到棘輪花鼓和螺紋輪轂的示例。
飛輪和飛輪套都存在各種齒輪組合,而且由於鏈條都是半英寸間距的,所以齒輪可以完全由它們的齒數來定義。例如,一個 11T 齒輪有 11 個齒,一個齒輪組,其範圍為 11T-30T,可能會有 7 個齒輪,最小的有 11 個齒,最大的有 30 個齒。由於齒輪組已經使用很長時間了,因此最實用的齒輪組已透過程式碼字母進行識別,例如,上面的齒輪組被指定為'am'。
對於那些需要超過七個後齒輪的人來說,帶有飛輪套的腳踏車是最好的選擇。這是因為腳踏車很少使用超過七個齒輪的飛輪。即使使用七速飛輪或飛輪套,也可以透過簡單地使用更多的前鏈輪獲得更多的齒輪。例如,三個前鏈輪和七個後飛輪的組合提供了 21 個齒輪組合 (3 X 7),並且享有七速後換擋的更寬的工作公差。
本頁面解釋瞭如何拆卸和安裝飛輪套和飛輪,並提供了有關該主題的更多資訊的連結。對索引式換擋原理進行了介紹,並藉助表格對齒輪換擋標準的複雜性進行了說明。
後輪的輪轂有一個延伸部分,該延伸部分是螺紋或花鍵的,分別適合飛輪或飛輪套。延伸部分的長度不同,具體取決於要安裝的齒輪數量,但為了保持合理的鏈條對齊並減少輪轂上的應力,對可以考慮的延伸部分有一個限制。因此,當一堆齒輪的數量超過例如 7 個時,齒和墊片需要更薄。這樣,齒輪之間的間距或齒距就可以減小。(有關齒距的摘要,請參見下面的下拉框中的表格)。更窄的齒距也需要更窄的鏈條。
雖然飛輪套齒輪和大多數飛輪齒輪可以單獨更換,但這樣做有利於飛輪套。飛輪齒輪需要兩個鏈條扳手才能從飛輪組中拆卸下來,前提是飛輪本身已經脫離了輪轂,一個用於擰開齒輪,另一個用於防止飛輪旋轉;無論如何,現在很難找到用於飛輪的單個更換齒輪。飛輪很少超過 7 速,而飛輪套則可以達到 11 速。飛輪套齒輪更容易拆卸,供應充足,並且為改裝提供了最大範圍。
齒輪間距(此處指齒輪間距)、齒輪厚度和墊片厚度在不同型別的腳踏車中差異很大(有關詳細資訊,請參見 Sheldon Brown 的間距速查表),不僅對於不同尺寸的齒輪組而言,而且對於相同尺寸的齒輪組的不同製造商而言也是如此。因此,使用的變速器和變速器也差異很大。當變速器的不同變速比、變速器的線纜拉力長度和齒輪組的間距(齒輪間距)一起考慮時,很明顯任意選擇的傳動元件幾乎永遠無法很好地協同工作。
在下面的下拉框中可以找到各種製造商的齒輪間距和混合傳動齒輪預期結果的示例。有關這些說明所依據的完整描述,請參見 CTC 關於後輪變速。為了緩解這種情況,下一部分將介紹一些關於更常見的基礎知識。
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| 為了避免大多數相容性問題,請堅持使用同一製造商的元件來組裝齒輪組、變速器、變速器和鏈條。即使如此,由於一些製造商為多種變速比生產產品,因此最好確保變速器和變速器組合在一起能夠產生預期的齒輪間距。上述下拉框中的表格解釋了索引原理,而根據齒輪組計算變速器容量的方法將在本頁的其他地方介紹。 | |
| 一般規則 |

一致性
[edit | edit source]儘管複雜性是普遍規律,而不是例外,但在製造商品中仍然存在一些一致性。例如,生產適用於其他驅動系統的元件的製造商,以及在最流行的品牌名稱上標準化飛輪槽紋模式的趨勢,以及 7 速齒輪組的標準化間距(齒輪間距)。
例如,某些 SRAM 變速器,例如標記為 MRX 的 GripShift 型別,適合禧瑪諾系統,因為這些變速器適合所謂的2 : 1系列禧瑪諾變速器;事實上,它們的變速比並不完全是2,而是1.7。(變速比是驅動比率的倒數,而驅動比率本身是輸入變化量與輸出變化量的比率,因此,此處,一段線纜拉力會導致橫向移動,其移動距離超過線纜拉力距離的 1.7 倍)。同一 SRAM 製造商的其他變速器適合1:1系列變速器;(具有精確的 1.1 變速比),因此它們與禧瑪諾變速器不匹配。多年來,傳動齒輪的相容性問題一直受到高度關注,儘管存在複雜性,但人們發現,如果仔細選擇,某些混合系統可以正常工作。(請參見上述部分下拉框中的示例)。
禧瑪諾飛輪的飛輪槽紋模式適合其他品牌的飛輪,並且在其自身產品中,對於幾乎所有型別的飛輪都是相同的。除了少數例外情況外,SRAM 製造商一直使用與禧瑪諾相同的齒輪間距(齒輪間間距)和槽紋模式,因此它們的產品可以互換使用(可能除了齒輪斜坡功能外)。用於拆卸禧瑪諾飛輪鎖緊環的工具可以解鎖所有現代飛輪,此外還可以解鎖 SRAM、SunRace、SunTour、Chris King 和其他各種品牌的飛輪鎖緊環。飛輪拆卸也有類似的情況,禧瑪諾飛輪工具可以解鎖其自身產品以及 Sachs、Aris 和 Sun Race 飛輪。據瞭解,卡美洛飛輪拆卸工具僅用於其自身的鎖緊環,雖然有些人說禧瑪諾工具是“近乎適合的”(有風險?)。禧瑪諾的槽紋裝配標準最接近非正式的行業標準。
7 速齒輪間距幾乎總是 5 毫米,因此專為 7 速設計的變速器/變速器組合可以用於所有 7 速齒輪組(受任何車架安裝約束的限制)。考慮本頁其他地方提到的混合變速和間距,將更加突出地表明這種幸運情況是多麼罕見。主要考慮因素是變速器的線纜拉力適合變速器的變速比,以便它們組合起來可以實現必要的 5 毫米變速。實現必要變速的方式無關緊要。例如,禧瑪諾 7 速變速器拉動線纜 2.9 毫米,而變速器的變速比為 1.7。所得乘積(2.9 毫米 x 1.7 = 4.93 毫米)約為 5 毫米,因此該組合效果良好。另一個變速器和變速器組合,例如 SRAM,也使用 4.5 毫米的線纜拉力和 1.1 的變速器變速比,產生了必要的 5 毫米變速器變速。(4.5 毫米 x 1.1 = 4.95 毫米 ≈ 5 毫米)。對於較大的齒輪組的間距,跨製造商之間幾乎沒有一致性,因此混合這些較大的齒輪組的元件需要更加小心。有關更多關於混合傳動系統元件的資訊,請參見 CTC 關於後輪變速。
現代腳踏車的飛輪螺紋是相同的。無論腳踏車是在世界上的哪個地方製造的,飛輪安裝螺紋的標準(ISO)都是直徑 1.375 英寸,每英寸 24 牙。這意味著任何現代飛輪都可能適合標準螺紋花鼓。對於舊款腳踏車來說,情況並非如此,有關這些腳踏車的詳細資訊,請參見 Sheldon Brown 的飛輪。腳踏車中使用了許多其他 ISO 標準;請參見 Sheldon Brown 的腳踏車 ISO 標準。





拆卸和更換飛輪所需的工具因製造商而異。最常用的工具包括一個鎖緊環拆卸器(見圖),形狀適合使用的鎖緊環,以及一個鏈鞭(見圖),它是一種與齒輪齧合的工具,可以防止齒輪在鎖緊環被擰開時轉動。(鏈鞭僅用於拆卸飛輪)。由於鎖緊環拆卸器只是一個工具端,因此需要一個延長臂或一個長的可調節扳手來提供必要的扭矩。一個描述了各種製造商不同拆卸工具的外部頁面,以及其他實用建議,在Park Tool 的《飛輪和齒輪拆卸》中提供。
拆卸飛輪所需的工具與拆卸飛輪的工具外觀相似,但拆卸工具可能並不總是可以互換的。由於飛輪在正常騎行過程中會自緊,因此拆卸飛輪的難度可能比拆卸飛輪鎖緊環的難度更大。
拆卸使用過的飛輪和齒輪需要相當大的力量,在力的作用下,工具可能會滑脫,從而損壞工具或其接收器。出於這個原因,一些技師會修改以下簡單步驟,透過使用重新組裝的快拆車輪軸來固定工具的位置。這樣做時,要省略軸簧,並將軸蓋擰緊到拆卸工具上以消除鬆動。工具的轉動次數不得超過一圈,而且必須在拆卸飛輪或齒輪之前將其移除。
- 適用於使用產品的飛輪鎖緊環或飛輪拆卸工具。
- 可調節扳手,長度約一英尺,或類似槓桿的專用工具。
- 鏈鞭,僅用於拆卸飛輪。
- 扭矩扳手,範圍包括 30 磅英尺:主要用於更換飛輪鎖緊環(可選)。
- 帶有牢固虎鉗的工作臺(可選)。
無論最終施加的力來自哪個角度,這些說明都是假設車輪的齒輪朝向你。
- 從腳踏車上拆卸後輪。
- 鬆開並從車輪上拆卸軸元件。
- 將正確的鎖緊環拆卸工具對準鎖緊環。一些拆卸工具有自己的導向杆,可以穿過輪轂的中心。
- 將鏈鞭安裝在齒輪上,以順時針方向拉動齒輪,防止它們在拆卸過程中逆時針轉動。
- 用扳手或槓桿臂逆時針轉動拆卸工具,同時用鏈鞭牢牢地抓住齒輪,以釋放鎖緊環。鬆開需要相當大的力,因此更長的槓桿臂或管子延長器可能會有所幫助。通常會聽到鎖緊環最初鬆開時的咔嗒聲。請注意,扭矩扳手絕不應用於這種重型工作。
- 然後可以拆卸齒輪組。在拆分齒輪組之前,請注意零件的排列和順序,以便重新組裝。考慮將它們串在一起,因為齒輪組內的墊片厚度可能不同。最小的齒輪將被注意到具有內建墊片,也許還有調整墊。
對於那些安裝有合適虎鉗的工作臺的人來說,可以按照通常的方式將工具安裝到飛輪中,並且如果可能,可以使用軸和軸蓋(無彈簧)將其固定到位。完成這些操作後,並將車輪平放,齒輪組朝下,用虎鉗夾緊拆卸工具的平面。抓住鏈鞭上的齒輪,並用它逆時針(從車輪頂部向下看)轉動齒輪,以釋放鎖緊環。不要轉動車輪來進行釋放,而要使用鏈鞭,讓車輪隨齒輪轉動。
有關飛輪拆卸的更多詳細資訊,請參閱Park Tool 的《飛輪和齒輪拆卸》。一個清晰地展示了典型飛輪解鎖的影片,可在FR-5 鎖緊環影片中找到。
更換飛輪不需要使用鏈鞭,並且該過程本質上只是拆卸的逆過程。步驟如下:
無論最終施加的力來自哪個角度,這些說明都是假設車輪的齒輪朝向你。
- 清潔飛輪,用油擦拭齒輪組的齒輪。在鎖緊環及其接收器上塗抹潤滑脂。
- 將飛輪齒輪安裝到飛輪轂花鍵上,確保方向正確。雖然製造商試圖確保只存在一種工作排列方式,但毫無疑問會有例外。此外,請注意飛輪墊片是否按正確順序安裝,因為它們並不總是相同的。
- 將鎖緊環鬆散地擰到位。
- 用扳手順時針轉動鎖緊環上的工具(不需要鏈鞭),以達到製造商推薦的扭矩。如果沒有資料,目標扭矩約為 360 英寸磅(40 牛米)(30 磅英尺)。
無論最終施加的力來自哪個角度,這些說明都是假設車輪的齒輪朝向你。
- 從腳踏車上拆卸後輪。
- 鬆開並從車輪上拆卸軸元件。
- 將正確的拆卸工具安裝到輪轂的凹槽中。一些拆卸工具有自己的導向杆,可以穿過輪轂的中心。
- 用扳手或槓桿臂逆時針轉動拆卸工具,以鬆開飛輪。鬆開需要相當大的力,因此更長的槓桿臂或管子延長器可能會有所幫助。如果可以的話,請考慮使用工作臺和虎鉗。請注意,扭矩扳手絕不應用於這種重型工作。
- 然後可以將飛輪組作為整體拆卸。
如果要使用工作臺虎鉗,請首先將拆卸工具安裝在車輪上,並且如果可能,可以使用軸和軸蓋(無彈簧)將其固定到位。將車輪放置在齒輪朝下,工具的平面位於虎鉗中。逆時針轉動車輪(從車輪頂部向下看),以鬆開飛輪。充氣的輪胎提供最佳的抓地力。
無論最終施加的力來自哪個角度,這些說明都是假設車輪的齒輪朝向你。
- 從車輪上鬆開軸元件。
- 清潔飛輪,用油擦拭齒輪,並在飛輪的螺紋和輪轂的螺紋上塗抹潤滑脂。
- 將飛輪安裝到輪轂螺紋上,直到用手擰緊。用扳手和工具順時針方向進一步擰緊飛輪,以獲得製造商推薦的扭矩。如果沒有資料,目標扭矩約為 240 英寸磅(27 牛米)(20 磅英尺)。無論如何,飛輪都會在使用中擰緊;上述數字是為了避免在交付時產生不確定性。
使用虎鉗來安裝飛輪幾乎沒有優勢,但對於那些打算這樣做的人來說,可以在Park Tool 的《飛輪和齒輪拆卸》中找到一種方法。
本節介紹與腳踏車傳動比相關的基本計算。
在所有索引變速(與摩擦變速相反)中,存在一個基本關係來描述變速器籠在齒輪組或鏈環上橫向移動的距離。橫向移動的距離等於變速器拉線和變速器變速比的乘積。在實踐中,移動的距離必須等於齒輪(或鏈環)的中心間距。大多數現代後變速是索引式的,而一些前變速是索引式的(例如,禧瑪諾)。有關此類資料的選集,請參閱變速尺寸。
Transverse Distance of Derailleur Cage = Shifter Cable Pull x Derailleur Shift Ratio For example: For a seven-speed rear cogset, a Shimano rear derailleur, and a SRAM MRX twist 7-speed shifter; we have; Transverse Distance of Derailleur Cage = 1.7 ratio x 2.9mm cable pull = 4.93mm Approximately 5mm This suits all seven speed center to center spacings since they are all set at 5mm centers.
在規劃後變速器或更換現有鏈環或齒輪組時,需要檢查變速器所需的總容量。總容量是指變速器在整個齒輪組合範圍內吸收鬆弛的能力。由於齒輪組合受鏈環和後齒輪組範圍的影響,因此在計算中都表示出來。後變速器所需的容量變為
Minimum Required Capacity = (Largest cog - Smallest cog) + (Largest chainring - Smallest chainring) For example: For a cogset 11T - 30T with only one chainring of 38T; we have; Minimum Required Capacity = (30T - 11T) + (38T - 38T) = 19T The 'total capacity' spec for the derailleur must be at least 19T. Another example: For a cogset 11T - 28T and chain rings 20, 30, and 42; we have; Minimum Required Capacity = (28T - 11T) + (42T - 20T) = 39T The 'total capacity' spec for the derailleur must be at least 39T.
變速器規格表中的其他注意事項包括前鏈環齒數差以及最小和最大的後齒輪尺寸。後一項要求確保當變速器在其內建梯度上遍歷齒輪時,由“b 高度”調整設定的籠間隙保持合理的一致性。還應注意變速器適用的齒輪數量,以及變速器是否與其變速比相容。
齒輪英寸計算用於規劃腳踏車傳動系統設計的人員,並且在考慮新腳踏車時很有用。它們允許使用表格佈局,其中可以研究與相鄰鏈環相關的齒輪的重疊和便利性,並允許購買者預測目標騎行是否具有與他們現有腳踏車類似的最佳點或感覺。將齒輪英寸數乘以常數pi(約為 3)即可得到踏板轉動一圈行駛的距離。對前後鏈輪和後飛輪的每種齒輪組合進行計算。任何一種組合的公式如下
Gear Inches = Outside Inch-Diameter of driven Bicycle Wheel X (Size front chain ring / Size rear sprocket) For example: For an 11T rear sprocket and a 38T chain ring, with a 26 inch rear wheel diameter, we have: Gear Inches = 26 X (38T / 11T) = 89.8 and the distance covered in one turn of pedals is: Distance (inches) = ''gear-inches X pi'' = 89.8 x 3.142 = 282.2 inches = 23.5 feet for one turn of the pedals.
通常製作一個齒輪英寸表,然後可能再製作一個表,顯示相鄰齒輪之間齒輪英寸的變化。這使人們能夠了解使用相鄰齒輪所需的相對力量。可以在Sheldon Brown 的齒輪中找到一個節省工作量線上計算器。下面顯示了一個典型的齒輪英寸表,儘管在這個例子中並不完全明顯,但為了方便安排,每列的頂部數字通常在它右側下一列的中間找到。
| 齒輪英寸 | 20T 鏈環 | 30T 鏈環 | 38T 鏈環 |
|---|---|---|---|
| 11T 齒輪 | 47 | 71 | 90 |
| 13T 齒輪 | 40 | 60 | 76 |
| 15T 齒輪 | 35 | 52 | 66 |
| 18T 齒輪 | 29 | 43 | 55 |
| 21T 齒輪 | 25 | 37 | 47 |
| 24T 齒輪 | 22 | 33 | 41 |
| 30T 齒輪 | 17 | 26 | 33 |
- 變速尺寸 : 一個專門介紹變速尺寸的頁面
- Park Tool 維修幫助
- Sheldon Brown 的飛輪和花鼓
- Sheldon Brown 的齒輪: 使用輪徑的齒輪英寸計算器;有關輪周,請參見下文。
- Sheldon Brown 的間距速查表: 提供許多齒輪組的詳細資訊,包括螺距、齒厚和墊片厚度,以及整體花鼓使用情況。
- 後變速(混合系統),作者:CTC - 英國國家腳踏車組織。
- 傳動系統 101,作者:腳踏車網站
- SRAM 服務頁面連結,作者:SRAM
- SRAM 技術手冊 2010,作者:SRAM
- SHIMANO 技術文件連結,作者:禧瑪諾
- Campagnolo 技術文件,作者:Campagnolo
- Campagnolo 齒輪英寸計算器,作者:Campagnolo: 使用輪周。
