文/克里斯托弗·米奇 譯/王志成

自行車創(chuàng)新發(fā)展探秘（一）

文/克里斯托弗·米奇 譯/王志成

從2015年8月德國緋德烈斯哈芬歐洲國際自行車貿易博覽會（GRDEIBT）、2015年9月美國拉斯維加斯自行車展（LVAS）、2015年10月巴西圣保羅國際兩輪車展覽會（SPBIAS）、2015年10月泰國曼谷國際自行車展（BIAST）以及2015年夏季美國鹽湖城戶外用品展（SLCOPE）和2015年5月巴西圣保羅戶外體育用品展（SPBOSE）傳出的信息：自行車是一種非常受人喜歡的運動之一，一直以來都受到很多人的關注，因為它的效果真的不是一般的好，雖然說現在交通很發(fā)達，但是自行車依然是其中不可忽視的一環(huán)，不僅環(huán)保，而且健身效果也是非常的好。

綜合以上展會的最新展品動態(tài)，隨著科技的進步，自行車的發(fā)展也是日新月異，各種各樣的新發(fā)明，讓人目不暇接，給人帶來舒適的感覺同時還能更深一步的貼近自然，享受自然，實在是一種很好的運動方式，那么你知道當今世界自行車產業(yè)及其產品都有哪些創(chuàng)新發(fā)展了嗎？

一、自行車動力的創(chuàng)新動態(tài)

自行車的動力系統(tǒng)由腳蹬、中軸、牙盤、曲柄、鏈條、飛輪、后軸、后輪等部件組成。人的腳的蹬力是靠腳蹬通過曲柄、鏈輪、鏈條、飛輪、后軸等部件傳動的，從而使自行車不斷前進。從2015年8月GRDEIBT博覽會上得知：在自行車動力的創(chuàng)新發(fā)展中，采用人力與機械力、電力、風力與空氣力的混合動力自行車方興未艾。

在“人力/機械力”方面，GRDEIBT博覽會展出了美國Drive公司最近推出的一種帶小型推進器的自行車，它是在車上安裝一個最大功率為0.5千瓦的小型發(fā)動機。該車的每小時行駛速度可達20公里。操作也很方便，騎車者只要借助安裝在車把上的控制桿就能進行。此外，這種新式自行車還帶有一個容量為1.5升的汽油箱，從而使自行車能借助推進器行駛130公里。該車盡管裝上了小型推進器和汽油箱，但它的外觀仍是自行車的式樣。

關于“人力/電力”的開發(fā)是近年來最令人矚目的。今年BIAST展覽會出現了日本三菱單車團隊發(fā)明出一款名為“Walking Bicycle”的步行自行車，用戶單靠步行動作便能造出單車速度，方便又快捷。該車擁有特制腳踏及傳動系統(tǒng)，用戶只需站在單車上，在腳踏上“步行”便可前進。為了應付上斜坡時所需的動力，步行單車配備一副電動馬達作輔助，可加速至時速24公里，速度比踏單車更快。該電動單車的馬達使用鋰電池推動，充電2小時便足夠行駛20公里。該車身小巧輕盈，整架單車全長僅1.2米、寬60厘米，絕對能夠在狹窄的街道穿梭。它的重量亦只有80磅（約36.5公斤），即使安放家中亦不嫌礙事。

另外，現在日本市場熱銷另一款電力輔助自行車，是松下公司推出名叫“維維充電WBE-EKW73”的新產品。和以往的電動自行車相比，為了最大程度解決困擾電動車的續(xù)航能力問題，該自行車搭載了一項新功能——一邊騎車一邊充電，即把踩踏腳踏板的能量轉換成電能，這個新功能叫做“回生充電功能”，在前輪放置了用于充電的驅動電機，然后利用小發(fā)電機向電池進行充電，充電時間約為5小時就可以充滿了?！熬S維充電WBE-EKW73”還有個最大優(yōu)勢，松下為該車出行設置了專門的“充電/動力自動調節(jié)”模式，即WBE-EKW73針對各種道路情況，都會進行自我調節(jié)。如在平地行走時自動運行“平地充電”的模式，長途旅行也有自己的專用模式，甚至上坡、下坡等等都有相應的模式與之對應。該車本體大小為1870×580mm，重量為30.2kg，有五種顏色可選。分別是黑色、綠色、巧克力色、紅色。電池方面則是號稱業(yè)界最大容量的16Ah鋰電池，160km的路程也不在話下。市場價格165000日元（約等于14190元人民幣）。

從GRDEIBT博覽會得知，現在東歐地區(qū)熱銷的一款名叫“野獸”（the Beast）的人力/電動自行車，由匈牙利廠商M55 Bikes設計，重33公斤，機身采用來自F1賽車的技術與包括鈦金屬、碳纖維材料打造。動力方面，這輛車自然如同“野獸”的本性，該車配備混合動力——可用踏板人力前行，而裝備于座位下方踏板之上的Tenergy電池組可為電動車帶來70公里左右的最高時速。不僅如此，電池組只需15分鐘便可充滿80%的電力，充滿一次電便可續(xù)航120公里。這輛M55人力/電動自行車還配備了摩托車零件，比如，使用了意大利Brembo公司剎車碟、來自德國進口的Rohloff自行車零件齒輪、由美國FOX頂級改裝廠提供的前后懸掛等，此外，電動車裝備了變速器、車燈和馬達的控制器。如果你熱衷環(huán)保或者喜歡欣賞周邊的美景，那么這輛“野獸”無論是你休閑或者作為代步工具都是不錯的選擇。

最近LVAS展覽會傳出的信息之一是：在混合動力概念方面別具一格的是三項全能自行車INgSOC，該車由英國設計師愛德華·金、本尼·塞莫和斯蒂芬·穆拉聯(lián)手研發(fā)，其簡單平滑的造型，與眾不同的風格和復古色的車身的確吸引了眾人的目光。INgSOC的整個結構由碳纖維聚合物增強復合材料（CFRP）組成，能夠在保證自行車強度的基礎上降低車身重量。它集合了不尋常的三種混合動力模式：一是電池供電，騎乘者可以選擇坐在后座讓車子自行驅動：二是電池輔助，也就是說靠騎乘者在踩踏時產生的電力來輔助驅動，三是完全靠人的雙腿來驅動了，如果騎乘者想要活動筋骨，讓身體動起來，也可以切換成完全腳蹬模式。特別值得一提的是，騎乘者腳踏的動力還可以幫助電池進行充電，為車燈和智能手機底座供電。掛載在座后方的可拆卸電池包驅動電機運行，供應自行車前后燈的能量，甚至用于iPhone的擴展槽。其人力充電器可收集騎乘者輸出的自身能量，為通信設備，娛樂、導航提供能量，能最大限度的提高效率。如果要調整騎乘時的舒適比例，騎乘者還可以使用車上的“騎行控制”系統(tǒng)。

但是在今年SLCOPE展覽會上，出現了加拿大多倫多Daymak公司獨具創(chuàng)意研發(fā)出世界首輛再生電動自行車，根據其賞心悅目的光滑造型，它取名為Shadow eBike（影子電動自行車），新款車上有一個USB接口、一個充電接口和一個LED電池電量顯示器、磁再生制動和一個還可作發(fā)電機用的車輪：ShadoweBike安裝了一臺250千瓦的電動機，還有和一個36伏10額定容量的鋰離子電池，能提供平均大約跑12至15英里路程的電動機功率。由于腳踏助力起作用，這個范圍可擴大到22至25英里。電池完全充滿電需要4-5個小時。車輪作為發(fā)電機也能通過USB接口作為充電設備，再生制動系統(tǒng)將電流發(fā)送回電池。

GRDEIBT博覽會另一方面的最新信息是：目前“人力/化學”火箭動力是開發(fā)自行車混合動力的最新領域。由法國Exotic Thermal Engineering公司研制的火箭動力自行車，造型上更加凸顯競技風格的法拉利 F4賽車。該車由自行車框架和驅動火箭30 Scuderia搭載著4.3升V8自然吸氣發(fā)動機組成，它采用過氧化氫燃料，通過將壓縮液態(tài)過氧化氫放置在一個包含催化劑的存儲罐中發(fā)生反應，催化劑分解導致過氧化氫分解為水蒸汽和氧氣，實現對自行車的動力驅動，在轉速為8500轉時可爆發(fā)出510馬力的最大功率。最近法國人Francois Gissy駕駛火箭動力自行車創(chuàng)出全新紀錄。他啟動時，首先以腳踏動力行駛3分鐘后，僅以6.7秒加速到263公里/小時，啟動后行駛速度為285公里/小時，比汽車還快，打破了此項運動的紀錄。

今年SPBIAS展覽會的熱門話題是：在混合動力自行車中最令人關注的是以水驅動的自行車，它由SIGNa Chemistry公司創(chuàng)新推出，充電一次最長能夠跑100公里。而傳統(tǒng)的電動自行車，充電一次后只可以運行大約50公里。SIGNa開發(fā)的新技術是一種使用鈉硅化物驅動自行車的動力電池，這種化合物與氣體非常相似，在和水混合時會產生可用來發(fā)電的氫氣，多余的能量能儲存在電池里以備日后使用，使得系統(tǒng)得以充分的可回收和再生?！皵U展器使用人性安全的活性金屬粉末生產電力，我們通過SIGNa集成化氫發(fā)電驅動自行車的技術，向人們展示了一種前所未有的電力解決方案，確保了沒有溫室氣體排放。”SIGNa Chemistry公司總裁兼首席執(zhí)行官Hichael Lefenfeld指出：“給SIGNa電動自行車換電池非常方便，這意味著旅途不會受到漫長充電時間的干擾。另外，SIGNa的技術可以直接與絕大多數型號的電動自行車兼容。”

SPBIAS展覽會展示的另一項自行車混合動力創(chuàng)新是“人力/風能”或“人力/氣動”的開發(fā)。最近在北歐出售的風能自行車，看起來很奇怪，而且似乎很不實用。但事實上并非如此，它是一種由風能提供輔助動力的自行車。該車由德國發(fā)明師古斯塔夫·溫科勒研制推出，如果騎行者在順風時，就可打開后座上的風帆包，不僅讓騎行者節(jié)省腳力，而且速度會加快許多。

SPBOSE展覽會帶來的重要信息是：英國發(fā)明家富頓和里德推出一款名叫XploreAir Paravelo的飛行自行車。這款的自行車借助電扇風力在空中的飛行速度可達每小時40公里，在路面上的速度可達每小時24公里，它的飛行高度可達1219米。該車由航空級鋁合金制成的普通兩輪折疊自行車和一個超輕拖車組成，它的強力風扇擁有一個由生物燃料提供動力的249cc發(fā)動機，以及一個折疊翼。在長途旅行期間，這個折疊翼同時也可當做帳篷。該車采用一個電啟動器發(fā)動機，促使風扇旋轉產生驚人推力飛離地面。這款自行車最長可飛行3小時。

更誘人的是GRDEIBT博覽會展出的氣動自行車，它是英國菲爾頓的歐洲航空防務與航天集團生產的。該自行車前進時空氣會進入車身上的一個進氣口，再經壓縮機壓入空心車架內，當壓力增大時靠近后輪的閥門打開，噴出空氣，轉動后輪上的汽動機，使自行車快速前進。

法國環(huán)保汽車公司MDI在GRDEIBT博覽會上宣稱，他們已發(fā)明一種在商業(yè)上可行、100%零污染的空氣自行車。該公司創(chuàng)辦人兼發(fā)明家內格里，以其設計飛機和一級方程式賽車發(fā)動機的經驗，發(fā)明出以腳踏與壓縮空氣發(fā)動機混合推動的空氣自行車。該車人力腳踏加氣時速為10公里，而以空氣推動最高時速達110公里，平均每加一次空氣可行駛200公里或10小時。車上有4個總容量90升的壓縮空氣缸，可儲90立方米的空氣。其特制的壓縮空氣發(fā)動機在構造原理上類似傳統(tǒng)的汽油發(fā)動機，最大的區(qū)別在于傳統(tǒng)發(fā)動機是通過汽油和空氣混合燃燒釋放的能量提供動力，空氣車則是通過氣體的壓縮和膨脹來驅動發(fā)動機。傳統(tǒng)的四沖程發(fā)動機把進氣、壓縮、爆炸和排氣沖程集中在一個氣缸完成，壓縮空氣發(fā)動機則把循環(huán)階段分開在壓縮缸、燃燒室和爆炸缸。具體工作原理是：壓縮缸吸入外面空氣，活塞上升，把空氣加壓至20帕（Bar）（地球表面的大氣壓力約1帕），溫度上升至400℃；空氣噴射器將儲存在壓縮空氣缸的壓縮空氣注入燃燒室，令氣壓急升；壓縮空氣膨脹推動爆炸缸活塞下口撲，使曲軸轉動，驅動發(fā)動機。由于空氣車使用的是壓縮空氣，為避免損害發(fā)動機，所有空氣都要先經過濾器過濾沙塵雜質，變成干凈空氣后才能注入發(fā)動機。所以駕駛人士在駕駛空氣車的同時，還能幫助清新城市內的廢氣。為減輕車身重量和使車輛速度更快，空氣車的車身和車架分別以強化玻璃纖維和鋁管制造。該車加氣過程非常簡單，駕駛者用腳踏行車約30-50分鐘，即可讓空氣壓縮機自動加滿氣。將來駕駛者也可以去指定的加氣站快速加氣，MDI已開發(fā)出一種快速充氣技術，使氣缸可在3分鐘內完成充氣，服務費約1.5歐元。

二、自行車傳動變速的創(chuàng)新動態(tài)

在自行車的牙盤、中軸、鏈條、飛輪傳動系統(tǒng)與變速指撥、前撥、后撥、變速線的變速系統(tǒng)中也呈現出不斷創(chuàng)新的發(fā)展態(tài)勢?；叵?x傳動系統(tǒng)站穩(wěn)腳跟也才是最近幾年的事情，如今越來越多的山地車開始使用更為簡單的1x傳動系統(tǒng)，這一切都得益于SRAM開創(chuàng)性的XX1套件，雖然與2x傳動系統(tǒng)的齒比范圍并不等同，但是1x的系統(tǒng)仍然提供了大部分常用齒比，并且大大降低了脫鏈的可能性，這使得選手在比賽中可以更加專注騎乘，無需考慮前撥設置。當然，重量輕、維護成本低也是1x傳動系統(tǒng)不容忽視的優(yōu)點。

GRDEIBT博覽會又一重要創(chuàng)新展品是著名的自行車廠商Specialized新發(fā)明的Nuseti內變速自行車，采用了16速行星齒輪，可以提供更高的變速范圍。跟上面提到的1x傳動系統(tǒng)不同，Nuseti 將鏈條與車的框架結合在一起，而且采用油壓的方式，避免人總要為更換、清潔鏈條而煩惱。

在今年的BIAST展覽會上，由日本禧瑪諾公司新研制的XTR Di2變速自行車，其前后變速器都內置了電子馬達，當車手需要換檔的時候，只需要輕輕一撥顯示器上的按鈕，就可以按照車手預先的設置進行自動變速調整，整個過程自動、暢滑，不必考慮齒輪比、鏈條長度的問題。這樣一來，車手不用擔心機械換擋會導致自行車癱瘓。

令人關注的是SPBOSE展覽會上，奧迪公司利用賽車的設計原則制造的名為“Wrther see”電動概念自行車，采用了一系列現代裝置，擁有自行車迷能夠想到的一切功能，時速可達到80公里。堪稱自行車家族的F1。其特點是，通過智能手機或者直接在Wrthersee上選擇不同的輔助模式，在一些模式下，用戶表演后輪平衡特技時的離地角度可以調整，滿足不同水平的騎行者的需要。另外一種模式下，電動控制系統(tǒng)負責補償前進或者后退動力，幫助騎行者保持平衡。騎行者可以通過轉移體重的方式影響自行車的速度，身體前傾提速，向后傾斜減速。如果只想用于訓練目的，用戶也可以選擇訓練模式。

最近SPBOSE展覽會展出了日本著名自行車廠商普利司通研制成一種新型的無級變速自行車，車上的無級變速器由偏心模動盤、單向轉動的離合器和行星齒輪所組成。它比目前使用的多級變速器輕巧得多，操作方便，轉換速度也非常平穩(wěn)，無突變感覺。

今年SLCOPE展覽會的熱門話題是有時候在超市會看到這樣的情景：悠閑的顧客趴在購物車把手上，用腳蹬地，讓購物車獲得動力往前滑行……美國自行車廠商Schwinn研制的彈跳動力自行車與這個原理類似，不同之處是彈跳動力自行車的牙盤與飛輪均為異形狀，其齒比范圍與傳動系統(tǒng)也不等同；特別是車架和前車輪間用彈簧連接，可以靈活的上下活動。你一下一下的蹬地，當開始向前滑動的時候，再壓下車把，再稍微松起一點，如此反復，它就會獲得速度越跑越快了。（未完待續(xù)）