協力報導：CHC財團法人自行車暨健康科技工業研究發展中心
SRAM
頂成 Ceramicspeed
我們說創新的研發以及設計，都要先有一個目標，就拿最近又重新搬上檯面火熱的話題「加大導輪」來說，到底這項產品的設計開發首要的目的是什麼？
增加鏈條的穩定度？增加鏈條的收納與拘束？減少能量的耗損？改善傳動系統的順暢等？除了變速器廠商的設計之外，為何其他零組件廠商又會推出改裝品來使用，這些問題驅使我們進行這次的報導，加大導輪對於騎乘的效率影響為何。
11t-15t加大導輪 ©Fouriers
約莫幾年前，台灣市場也曾出現過類似的產品，將導輪從原本的11t加大到12t、13t、15t等等，但是改裝話題過後似乎就鮮少看到車友們開始討論起這個話題，也就是說改裝加大導輪並不是現在才有的產品，在2015年的EURO BIKE當中陶瓷培林廠商Ceramicspeed推出了兩顆17t的加大導輪改裝部品，運用他們原本高精度、高順暢度的陶瓷培林應用在導輪上面，演示過程中的順暢度簡直是順暢無比。現在這項產品也開始銷售，到底加大導輪可以帶給我們什麼好處，又或者會影響什麼，讓我們繼續看下去。
加大導輪 ©ceramicspeed
齒輪大小
齒輪玩具相信很多人都玩過，或者就拿自行車傳動的齒輪比來看好了，當飛輪齒數越來越大從11t換檔到28t所得到的感覺是什麼？就是驅動力量越來越輕，使用小小的力量即可推動飛輪，相信這是很容易理解的。
換個方式說，當齒輪加大，也就是齒輪中心到齒的距離r加大，又假設鏈條張力固定。
扭力＝張力 X 距離r
這裡也可以看得出來當齒輪加大時，所得到的扭力就越大，驅動不受力的導輪就相對的輕易許多；用槓桿的說法就是力距變長、扭力變大，但相對的力距行程也會變長。
角度減少
鏈條從飛輪、變速導輪、張力導輪的角度來看，鏈條的方向以及進入加大導輪的外角就越小，齒輪越大、外角越接近90度，角度越是垂直所獲得的扭力也就越大，當然效率就越高。以自行車界最明顯的例子就是迴轉踩踏，當你踩到三點鐘方向時，最有效率的踩踏方向就是垂直向下，對於圓周運動來說最有效率的運動方向就是跟向心力方向垂直。
另一個關於鏈條的角度就是鏈條被曲折的量變少，相對的摩擦的面積也會變少、阻力變小。並且我們還是可以從長腿後變速器裡面看到，鏈條進入導輪的外角較度也會比較小。
滾動減少
好，前面說到了齒輪加大，代表著齒輪的週長也變長了，在等距離的條件下，小齒輪需要轉比較多圈、大齒輪轉比較少圈，這也意味著滾動時的能量損耗也比較少。
鏈條張力
最後談到鏈條張力的問題，導輪齒數增加，原有的鏈條長度如果不增加的話，勢必鏈條所受到的張力就會變高，意思就是在同樣齒數與鏈條長度的變速行程當中增加了齒數，鏈條所受的張力勢必就會增加，為了要平衡這個鏈條長度，後變速器導輪片的彈簧就會相對拉伸。
所以改裝加大導輪勢必就會增加鏈條的長度，並且在後變速器導輪片彈簧的張力設定也會等比例的降低。這麼做有什麼好處？就是使用更低張力的導輪護片即可將鏈條張力固定在一定的位置上，這也是改裝加大導輪產品中會做到的設計。
假設在鏈條長度不更改、彈簧力量不更改的情況下，鏈條張力也會持續對飛輪、變速導輪、張力導輪、大齒盤施加相對的張力力量，同時也增加了這些元件的轉軸部位的摩擦力，如同你把一個橡皮筋鬆弛的放在手指上，可以輕易的轉動它，一旦你拉撐橡皮筋之後就不再容易轉動了，當然，自行車這些元件上面都有培林，並不會因為張力增加而轉不動，這就是微妙差異的地方了。
以上四點，我們都看到了加大了導輪對於傳動系統中的好處，但這中間讀者們發現了什麼問題還沒有提到嗎？是的，就是每一個滾動的環節「BB」、「棘輪座」、「變速導輪」、「張力導輪」、「鏈條」等，在整個傳動系統當中，林林總總有這麼多東西存在，對於每個滾動的部位的摩擦力來說，單就改裝「一顆」17t導輪會有什麼大影響？
而且整個自然騎乘的過程，還是有很多需要去考量的因素，接下來單車時代「空想科學實驗室-加大導輪誰對誰錯？」專題，繼續為各位讀者帶來原廠設計以及改裝設計的看法，又或者像是文章開頭我們說到的「目的」為何。自然騎乘過程以及產品泛用性來說，為什麼SRAM在1x系統中要開發出X-Sync以及Cage Lock技術以因應未來的騎乘趨勢。而公路車以及登山越野車的需求又不太一樣，這些改裝產品都能夠適用嗎？一起探討原廠設計中為什麼不採用改裝品的設計。
延伸閱讀
