在一百多年前，那个时候还没有Campagnolo、SRAM、Shimano，当时的自行车是怎么变速的呢？看完下面这些图纸，只有一个大写的“服”！

▲1895年，Loubeyre变速器

这套由法国人Jean Loubeyre在1895年2月申请专利的变速系统，通常被认为是第一套真正带有专利的自行车变速系统。这款名为Loubeyre La Polyceler的变速系统由连杆操作、V形稳链器，2速飞轮组成。变速原理十分简单，通过操控变速拨杆，使链条在飞轮底部横向移动，实现变速，而位于后下叉的V形稳链器则是依靠弹簧张力来撑紧链条，末端用两颗滑轮减少摩擦。这套122年前的变速系统看起来简单粗暴，而且不怎靠谱，但在当时绝对是自行车变速的前沿科技产品。

▲1896年，Gradient变速系统

▲Gradient变速系统示意图

Edmund Hodgkinson是英国伦敦的一位工程师，他在1896年申请了他的第一个“Gradient”变速器系统专利，该系统同样是两级变速，与Loubeyre变速器系统不同的是，Gradient将变速拨杆与稳链拨杆整合在位于上管的操控装置中，能够使链条更加稳定。同时该专利还描述了两种可能的构造以及完全不同的变速操作方式：变速之前需要向后回转曲柄。由于时隔久远，已经过去一百二十多年，我们无法找到实物亲自操作体验，只能根据简单的专利图纸来脑补变速过程。

▲1897年，Gradient变速系统，通过移动飞轮片位置来实现变速

在1897年和1899年，Edmund Hodgkinson再次申请了两个专利，极大地改进了他的基本设计。后来的两款设计均是三速系统，其中1987年的设计不可思议地将大飞轮片放在外侧，小飞轮片放在内侧，而这套外三速系统与二十世纪三十年代的TriVelox变速十分接近。

▲二十世纪三十年代的TriVelox变速

▲1899年，改进升级后的Gradient变速系统

这是Edmund Hodgkinson的第三个也是最后一个关于Gradient变速器的专利。 变速时需首先向后回转曲柄，类似于汽车的离合装置，然后拨动车架前段的拨杆，飞轮横向移动，向前踩踏，即完成变速。1904年，Edmund Hodgkinson将他的专利卖给位于法国第戎的Terrot自行车制造公司。

▲1899年，Protean变速系统

抓住19世纪的尾巴，还有一些有意思的变速专利设计，例如这款由英国发明家Charles Montague Linley设计的Protean变速系统，这套变速系统需要搭配专用的飞轮、牙盘以及月牙形链条，车手通过操控上管前部的拨杆来控制链条的移动，然而这套变速系统并没有被大范围推广，大家看看就好。

▲1905年的Terrot Modele H变速系统

1905年，买下Gradient变速专利后的Terrot自行车公司也加入了“花样变速军团”，设计制造了两款基于Gradient专利设计的变速器：1905年的Terrot Modele H和1910年的Terrot Modele HE。这两套系统都包含全新的导轮稳链装置，并且都通过飞轮的横向移动来进行换档，从而使链条倾斜角保持不变。

▲Terrot Modele H变速实物 图片来源：sterba-bike

▲1909年10月，由Terrot 公司设计申请的特殊齿形飞轮专利

▲1909年，经过精简升级的TERROT N° 1变速系统

Terrot在试验中发现，对飞轮齿形做出修改，能够提升变速效率，这可能是关于上下链齿有据可查的最早的专利，这一专利技术被应用于1909年的TERROT N° 1变速系统中。TERROT N° 1变速系统对于TERROT意义非凡，它标志着TERROT的变速思路正在发生变化，不再纠结于链条倾斜角的问题，通过移动链条而非飞轮来实现变速，并且优化了飞轮齿形，开始注重提升变速效率。

▲1910年，安装了Terrot Modele HE变速器的自行车

▲Terrot Modele HE变速器工作原理示意图

Terrot公司1910年申请专利的Terrot Modele HE变速器是1905年Terrot Modele H变速器的升级版，变速原理同样是横向移动飞轮片。与上一代变速不同的是，HE使用穿过轴心的非驱动侧上的肘节链来横向移动飞轮片。尽管在结构上有所改进，但通过移动飞轮来实现变速这一基本思路有太多限制，最后还是被遗忘在历史发展的长河中。

1911年，Terrot推出了这款V型齿飞轮，并且声称这种飞轮齿设计能够提升变速效率，然而消费者似乎并不买账，这一设计最终宣告失败。

▲1911年2月，法国人Societe Audouard et Cie为他的Audouard变速装置申请专利

同一时代，还有一些品牌也在变速系统上脑洞大开，上图中是法国人Societe Audouard et Cie设计的Audouard变速装置，其理念同样基于Gradient的飞轮横向移动，在该专利中，Societe Audouard et Cie描述了一个极具现代感的长臂双导轮稳链系统，车手通过一根变速杆控制连接在花鼓轴心两端的两条线缆，实现四级飞轮在塔基上的横向移动来完成变速。

▲1912年Henri-Michel Matocq为他设计的六速变速系统申请专利

Henri-Michel Matocq设计的这款Matocq变速系统看起来更加现代化，三片式链轮搭配两级飞轮，实现了六级变速的突破，同时在链轮片和飞轮片上，还增加了“pick up teeth”设计，能够让上下链更加稳定顺畅。曾经有人质疑Henri-Michel Matocq的设计抄袭了Terrot和Boizot，但后来还是不了了之，无论如何，这款变速器在一百多年前已经十分先进了。现在，回头看看自己车上的变速器，是不是幸福感爆棚？

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责任编辑：张大法师