内变速的原理

来源：自行车旅行网

导读：内变速系统相对自行车的其它部件较为复杂，自行车全自动变速器是采用离心和杠杆原理设计制造的，随骑行速度变化而自动变挡的新型变速器。其三速速比分别为 1：0.7 1：1 1：1.4 变速范围比较适合人们正常的骑行规律，并可根据人们的爱好调整变挡时间的早晚。

内变速器正剖解图
内变速器侧剖解图
内变速器结构中图
内变速器结构侧图

14速内变速器
这是后轴的内变速器！
   周转轮系与定轴轮系的区别在于轮系中各齿轮的几何轴线至少有一个不是固定的。
   周转轮系分为行星轮系和差动轮系两大类。这个内变速器是哪一类目前我不知道，只知道是周转轮系。
    周转轮系由中心轮、行星架和行星轮三种基本构件所组成。在周转轮系中，具有固定几何轴线的齿轮称为中心轮，外齿中心轮称为太阳轮，内齿中心轮称为内齿轮。几何轴线绕中心轴线回转的齿轮称为行星轮，行星轮的运动称为行星运动。支承行星轮并和行星轮一起绕固定轴线回转的构件称为行星架（又称系杆）。
   在周转轮系中，中心轮与行星轮的固定轴线必须共线，否则整个轮系将不能运动。

　　内变速系统相对自行车的其它部件较为复杂

　　自行车全自动变速器是采用离心和杠杆原理设计制造的，随骑行速度变化而自动变挡的新型变速器。其三速速比分别为 1：0.7 1：1 1：1.4 变速范围比较适合人们正常的骑行规律，并可根据人们的爱好调整变挡时间的早晚。

　　该产品规格尺寸是根据我国自行车行业标准设计制造的，适用于辐条13G，数量36根，现生产飞轮数有11T、13T、14T、16T、18T、20T，可调式全自动变速器，国家授权四项专利。

　　全自动变速器工作原理是根据自行车的车速变化随意改变传动比，达到省力和提速的目的，从根本上取代了手操作变速。三个挡位的变换区间为0—116（转/分），96--120（转/分），大于120（转/分）。

　　其变挡动力是靠自行车骑行状态所产生的离心力作为驱动力，而且是靠骑行速度的高低来控制速比的高低，并通过转矩的输入和机械原理相结合，对离心力所驱动运动加以限制，将挡位锁住，达到定挡定位目的，总结起来全自动变速器的性能和特点有如下几点：

　　1、不用手操纵（取消了拉线系统）换挡变速。

　　2、该产品为三个挡位，挡位的变换是随车速快慢自动完成，不需要手操纵。一挡0~14.5公里/小时；二挡12~16公里/小时；三挡大于15公里/小时。

　　3、变速早晚可调，根据用户的不同需求，可以自行调整螺栓，使变速区间适合自己的骑行频率。因为离心装置与弹簧组成一个系统，完成1~3挡的轴向变换。因压缩弹簧的预紧力越大，所需变速的离心力就越大，需要更高的车速提供所需离心力，反之亦然。所以调整螺栓改变弹簧预紧力大小，就可以改变变挡早晚。

　　4、老少皆宜，老年人骑车喜欢请一些的，可以骑低速区，早换挡；年轻人喜欢快一点，可以骑高速区，晚换挡，只要调整好弹簧预紧力，就可以轻松换挡。

　　5、随心所欲，想变则变，不想变则不变。当速度达到变速区间时，离心力已经能够实现变速，但只要骑行者不停止蹬踏动作就不会变挡的。

　　6、灵敏度高，由于该产品是靠机械传动，是采用车轮转动产生的离心力和杠杆原理来完成变速的，车速决定了离心力大小，而离心力大小又决定了花键的位置，因而变速准确，无任何后顾之忧。

　　7、结构紧凑，设计中尽量让每个零件尽量完成多种功能，免除零件多、环节多，提高了产品的可靠性。所以，比起手拉线变速装置，结构简单，动态性能好。

　　8、适应性广、维修方便，该产品是依据国家标准和行业标准设计的，所以零部件大量采用国家标准件和行业标准件，拆装方便，便于维护保养，更换易损件。

　　9、密封性好，采用了运动状态和静止状态两种密封结构，保障产品内部的清洁度，从而提供极少的维护就可以保持良好的性能

内变速自行车

我看几乎所有车友都喜欢外变速，甚至有的车友买的是内变速车硬是把它改成外变速。外变速有许多优点，做为赛车当然是外变速。如果做为休闲运动或者交通工具，内变速是个很好选择。我特别喜爱内变速。我买两台内变速车：一台是LA083D；另一台是PA684，都是内八速。内变速外形美观，变速准确平滑无声或者声音银很小，平时无须保养。内变速一般不用调正，如果须要调整仅是拉线的松紧一个因素，不像外变速，要调节四个因素，要想达到平滑准确变速，得有一定知识技术经验和耐心。我的内变速车没有调整过。内变速缺点是重，价格也贵些。至于有的"缺点"多是误解或者是早期的缺点。例如：有的说容易坏难维修，的确坏了很难维修，不像外变速维修拆换都比较容易，但问题是可靠性如何。汽车无一例外都是内变速，现代汽车很少听说内变速坏了，特别是变速齿轮坏了。现代制造技术保证它的可靠牲。自行车内变速原理与汽车是完全一样的，只是要做得更小更轻更精巧，它的可靠性是很高的，它的部件都是密封的，很少受外界影响，它的可靠牲要远高于外变速。可靠牲很高，难维修的缺点也就不是什么大缺点。还有人说还有一大缺点：运行中不能变速。这是早期的，现在不存在这个缺点，至少我买的内变速车没有这个缺点（禧玛诺），脚用力蹬时照样可以变速，汽车发动机工作时都可变速，何惧人力！还有一个问题，这也是我没有找到答案的问题，内变速和外变速谁者效率高，向车友请教。
有条件车友不妨试试内变速。有机会我也想弄一台外变速车，体验一下。我骑过外变速车，由于不习惯那种变速，只骑短时间就不再想骑，也许我骑长了，习惯了，也许更能体会到内变改外变车友的心情。

在维护良好的情况下，外变效率还是高一些。内变毕竟有齿轮传动损失，否则专业比赛都用内变了。

http://en.wikipedia.org/wiki/Hub_gear

优势：

1.零件大部分被封在内部，对保养要求低，所以适合通勤车；
2.运输时不易造成变速机构损伤；
3.可以在静止时候完成变速，反观外变需要链条的平行和纵向移动才能完成变速，在静止时无法切换档位；
4.变速时比外边更平顺；
5.链条没有横向移动，所以可以被包裹起来，适合通勤，相对暴露的链条，可以保持润滑和清洁更长久；
6.辐条容易做成左右对称，重量分担更平均，特别适合载重较多的通勤车和旅行车；
7.一变到底，无重复档位，例如内14可以达到超过5倍的变速比。而常见的24速山地车变速系统需要三段互相重叠的变速档位来达到相同的变速范围，变速操作也更麻烦。

劣势：

1.具有宽变速范围的内边非常昂贵；
2.一部分，特别是高速比范围的，比外变系统效率低，尽管后者在脏或者磨损以后效率降低。一个简单的三速内变在最佳工作状态下可能达到或者超过外变的效率。因为不需要导轮以及链条能够保持平直；
3.比外边系统重，而且重量集中在后部；
4.一旦损坏，修理更加困难，而且需要重编后轮；
5.对于常见的内3，内5速，每档的变化很大。Sturmey-Archer曾经生产过速比紧密的内三和内四速花鼓，但是60年代以后就停产了。

内变现在最好的是Rohloff的内14，变速范围超过500%，效率也很高

我仅对休闲，或者上班代步要选泽自行车时，条件允许情况下可选内变速车，也想消除对内变速了解较少车友误解。虽然我没有想全面论述内外变速器的优劣，但Funder车友的系统论述对我很有启发，更会对内外变速了解不多有所帮助，谢谢。
我再补充点。内变速可以实现自动变速，像汽车自动变速一样，外变速很难实现自动变速。SHIMANO新出的内八变速可以实现自动和手动变速。内变速的磨损要比外变小很多，内变速器几乎在密封中得到充分润滑，甚至可以做到全密封，像汽车变速器一样完全浸没在润滑油中，外变很难。大家都知道润滑对运动机构的重要性。外变无法做到充分润滑，磨损肯定比内变大得多。内变体积小巧，特别是可以按装在小轮车。外变有按在十六英寸车上，在十四英寸车上就很难。
至于内变可在静止中完成变速是否是它的优点还可商讨。变速对静止状态无意义，如果说做好变速的准备，对外变也不大公平，在静止状态外变也会做好准备，可能得跳几次，稍幔了点。

外变尽管专业级价格很变，但是外变是变速中的初级形式，内变是现时的高级形式。车床最早是从皮带变速器开始的，这就是外变，随着技述发展己经由齿轮的变速器取代，只有简单的机器还用皮带变速，例如小的钻床等。汽车发展史我没有研究，我相信最早汽车可能是用皮带变速。外变速最大优点是简单易实现，价格低。在现代汽车机器中，某些中还在用。外变的优点在自行车中在现在技术情况下内度无法取代。
内变价高些，但内三速现在二百到三百多些，我记将在早期很难得到，都是从外国进口废纲铁中拆下的，技术发展了，它的应用多了。大行内变速车价也不是太高，内三速二K多些，内八速三级四级车是四K到五K多些，四级到五级外变也在三K到九K多，甚至更高些，我这是说大行的折叠车。