公路自行车：从贵族玩具到速度之魅的技术演进

公路自行车：从贵族玩具到速度之魅的技术演进

自行车，这一伴随我们走过两百年历程的交通方式，自诞生以来就不断地经历着创新与变革。从贵族专属的原始设计到现代高性能公路自行车，人类对速度与便捷的追求从未停止。本文将带你回顾那些在公路自行车历史中扮演重要角色的发明与创新。

从贵族玩具到大众交通工具

早期的自行车，大约在19世纪末期，对于普通人来说几乎是遥不可及的。那时，自行车被视为贵族的专属玩具，其设计也显得相当原始：巨大的前轮、直接安装在前轮上的踏板，以及通过惯性驱动的方式。这种自行车虽然能让骑手达到每小时40公里的速度，但其安全性却令人堪忧。

随后，为了解决这一问题，人们开始尝试设计更为安全的自行车。通过缩短两个车轮之间的距离，骑行者的脚能够触及地面，使得停车和上下车变得更为便捷。英国工程师亨利·J·劳森（Henry J. Lawson）在这一基础上进行了改进，他引入了踏板和链条传动系统，使得骑行更为省力。这一设计至今仍被广泛应用于各类自行车中。

技术革新推动舒适性提升

随着科技的进步，自行车也迎来了更多的创新。1887年，约翰·博伊德·邓洛普（John Boyd Dunlop）为他的儿子制作了一套充气轮胎，这不仅极大地提高了骑行的舒适性，也降低了因路面不平而导致的颠簸感。随后，邓洛普成立了轮胎公司，并研发出了防止爆胎的技术，如在橡胶中添加帆布层。然而，这些轮胎在损坏后无法拆卸更换。直到1891年，爱德华·米其林（Édouard Michelin）发明了一种可拆卸的轮胎，通过夹子固定在轮辋上，使得轮胎的维修和更换变得更为简便。

安全与便捷的双重追求

随着时间的推移，自行车的设计越来越完善，从最初的坚固橡皮筋轮胎，到充气轮胎，再到如今普遍采用的弯头和内胎组合，每一步的变革都见证了人类智慧和创新的力量。如今，当我们骑行在公路上，享受着速度与自由时，也应当铭记那些为自行车历史发展做出重大贡献的先驱们。

快拆系统，这一创新的理念最早由Tullio Campagnolo提出。在后拨链器系统普及之前，更换档位需要繁琐地拆下后轮再进行更换。那时，由于天气寒冷，Campagnolo的车手在比赛中经常遇到无法顺利拆开固定后轮的螺丝的问题，这不仅浪费了宝贵的时间，还给他们带来了巨大的挫败感。正是这样的困境，激发了1927年快拆杆的发明。快拆系统的出现，极大地简化了拆卸和更换车轮的过程，成为Campagnolo的Cambio Corsa拨链器系统中不可或缺的一部分。拨叉的拧紧和松动在链轮之间的链条移动中扮演着重要的角色。

而在1970年代，头盔的首次出现为骑行者提供了更高级别的保护。当时的骑手们主要使用皮革制成的头盔，虽然能在一定程度上防止剐蹭，但在摔车时却难以抵挡冲击力的伤害。随着自行车运动的普及，美国的MSR和Bell公司开始涉足现代自行车头盔的设计。他们借鉴了摩托车头盔和赛车头盔的设计经验，采用聚苯乙烯泡沫作为主要材料，同时用硬质聚碳酸酯塑料作为外壳。

1975年，BeLL Biker公司研制出了符合CPSC标准的自行车头盔，这是世界上第一个使用ABS塑料做外壳、内裹聚苯乙烯泡沫（EPS）材料的自行车头盔，它的出现为行业树立了新的标杆。随着后续技术的发展，头盔的重量得到了大幅度的减轻，PVC和聚碳酸酯等新材料的应用为头盔的轻量化提供了可能。在近十年的时间里，大多数自行车头盔都沿用了Biker的风格。

材料革命与系统创新

到了1990年代初期，Bell将头盔业务拆分了出来，头盔外壳制造技术也迎来了巨大的变革。新的制造技术让头盔的外观发生了巨大的改变，逐渐拥有了更多的通风口，不仅提高了佩戴的舒适性，也让头盔更加时尚和实用。流线型的头盔持续地被研发，并在许多头盔中得以应用。

尽管第一个无锁脚踏板的技术可以追溯到1895年查尔斯·汉森（Charles Hanson）的发明，但在1970年代，意大利的Cino Cinelli公司推出了M71锁紧式脚踏，这款脚踏需要手动拉动开关才能解锁。直到1984年，LOOK公司才借鉴了下坡滑雪的捆绑系统，设计出第一款自动锁脚踏。

1985年，伯纳德·希诺特（Bernard Hinault）骑着配备LOOK锁踏的公路车赢得了环法自行车赛冠军，这使得LOOK在公路车踏板领域崭露头角。尽管还有Time或Speedplay等公司提供其他设计，但至今在骑行踏板中，骑车人向下压以接合防滑钉，然后向外旋转脚跟以释放的原理仍然被广泛使用。

碳纤维车架作为新兴材料，它的出现也推动了公路自行车的发展。碳纤维不仅保留了碳材料的固有特性，还兼具纺织纤维的柔软可加工性。它的重量不到钢的1/4，但强度却非常出色。1999年，兰斯·阿姆斯特朗（Lance Armstrong）骑着Trek的OCLV碳纤维自行车赢得了环法自行车赛，这是第一个赢得巡回赛的碳纤维自行车。这一胜利证明了碳纤维的特性可以帮助选手获得更好的成绩，创造新的记录。

碳纤维具有重量轻、强度大的特点，能够实现特殊形状构造而又不牺牲其基本特性。这意味着在高端顶级自行车中，绝大多数部件，如车架、轮辋、曲柄、拨链器笼、车手把、座杆、坐垫导轨等，都可能是由碳纤维制成的。碳纤维自行车在专业领域已经超越了金属自行车。尽管钢、铝和合金在自行车市场上仍占有一席之地，但碳纤维已成为高端自行车的首选材料。

早在上世纪90年代，Charles Idoux便带领Mavic团队开发出名为Zap的电子变速系统。然而，SunTour的BEAST和Mavic的Zap电子变速在实际应用中遭遇诸多困难，未能取得成功。尽管面临重重困难，但Mavic的电子变速系统仍然取得了一定的成就。车手克里斯·伯德曼使用Mavic的电子变速系统赢得了1994年环法自行车赛，而Zap Mavic System也荣获了美国的“创新奖”。

电子变速系统的崛起

随着禧玛诺Di2电子变速系统的出现，这一局面发生了改变。Di2以其精细的操控、强大的功能、准确的换档速度和清晰的显示赢得了市场的认可。尽管当时有人对电子变速持怀疑态度，但SHIMANO Di2的诞生无疑为公路自行车的发展带来了重大创新。随后，各大厂商纷纷推出自己的电子变速系统，如Campagnolo的EPS和SRAM的eTap。尽管这些系统初期价格昂贵，但它们并未动摇业界对电子变速的信心。如今，在顶级自行车赛事中，机械变速套件已变得非常罕见，而购买配备机械变速的当代旗舰款自行车也变得越来越困难。

碟刹系统的应用与挑战

在自行车市场上，碟刹公路车已成为主流。虽然碟刹公路车在2011年才刚刚问世，但在品牌商与UCI的争议中，经过不断的修正和完善，终于在2014年后趋于稳定。碟刹公路车开始得到市场的认可，并于2015年被引入世巡赛中。然而，在几次重大摔车事故后，车手们公开质疑其安全性，导致碟刹公路车被暂停使用。经过近三年的努力和逐步的更新，碟刹公路车再次回到了赛场，并成为了现代自行车技术的重要组成部分。经过UCI在2018年7月1日的最终裁定，图片碟刹正式被批准用于比赛。这一变革为公路车领域带来了诸多影响，其中最显著的是快拆系统的升级。传统的100/130快拆系统被更为稳固的12mm、15mm贯穿轴系统所替代。随着碟刹框体的应用，公路车外胎规格也进行了相应的调整。原本25C的外胎规格已经扩大并兼容至28C，这不仅提供了更好的路感和抓地力，还解决了轮组品牌商长期面临的碳纤维轮组烧框问题。然而，这一变革也给轮组制造商带来了新的挑战，即如何在保证性能的同时，减轻轮组的重量。