棘輪聲及棘輪保養探討

今天想跟各位談談關於單車上面傳動部位最重要的一個零件 - 棘輪 (FreeHub) , 很多人都知道騎車的時後只要腳不踩踏都會聽到 答答答 的聲音 , 這個聲音就是來自於棘輪 , 我們來看一下照片


這就是一個卡式花鼓的棘輪 , 如果是鎖牙式的棘輪與飛輪是合在一起的, 如果我們再將棘輪拆下, 就可能可以看到棘輪的結構 , 但不是所有的棘輪都可以拆的下來 , 也不是所有的棘輪都可以看到棘輪的內部結構



我找了一個可以看到棘輪發出聲音的結構照片 , A 就是所謂的棘爪 (Pawl) , B 就是棘爪結合的地方, 棘爪本身是活動的 , 當腳踩的時候,力量透過鍊條傳導到飛輪,帶動棘輪(FreeHub) 此時棘爪就會扣到 B 的位置帶動輪子 , 如果腳不踩時 , 棘輪不動,輪子轉動,剛好就是棘爪可以彈開的位置,此時棘爪 A 就會敲到 B 發出棘輪的答答聲 . 也就是說 , 棘爪是單向的 , 一個方向會咬住 B 帶動輪子, 另方向會彈開敲到 B 發出棘輪聲.

你也許會想問為何要這麼麻煩 , 為何不是踩就轉不踩就不轉,還要設計這樣的棘爪做什麼 ? 這並不難 , 如果沒有棘輪的結構 , 假設飛輪直接鎖在輪子上 , 此時腳踩時輪子往前轉動 , 這沒問題 , 但是如果不踩時呢 ? 此時輪子就會自轉然後透過飛輪又傳回曲柄 , 也就是不踩時 , 踏板還會自己轉 , 你的腳就都不能停了 , 要一直跟著走 , 一不小心還會打到腳呢....

接著我們進入一個重點問題 - 棘輪聲 . 很多人很喜歡很大聲的棘輪聲覺得高級輪組棘輪都很大聲 , 但有的人卻喜歡小聲的棘輪聲 , 單就棘輪聲來說 , 有幾個影響因素

1. 棘輪用油的特性及厚度以及用油的位置 :
如果說我們在上面所談到的 A 與 B 中間上一層油,此時會讓棘爪跟棘輪座敲擊多了一層緩衝 , 此時棘輪聲就會變小 , 如果我們用濃綢的油 , 棘輪聲小 , 如果我們用較稀的油 , 棘輪聲大 . 如果我們用較厚的油 , 棘輪聲小 , 較薄的油 , 棘輪聲大 . 如果我們上在棘爪上 , 棘輪聲小 . 不上在棘爪上 , 棘輪聲大.

2. 花鼓的形狀及結構
因為棘爪的敲擊聲會透過棘輪傳出來 , 最後傳到花鼓內的空間 , 這個空間就會把聲音放大 , 某些花鼓空間較大 , 聲音就會在中間共振 , 聲音就會改變 . 而某些花鼓的壁厚度較薄就會產生共振 , 聲音就會放大 , 相反的 , 花鼓的壁較厚 , 產生共振的聲音就會變小 .

3. 棘輪內部的縫隙大小及密封防塵效果的程度
如果棘輪內的縫隙小密封防塵較好 , 聲音就會小 , 如果棘輪內的縫隙大密封防塵較差, 聲音就會大.我們有時會發現如果用手左右搖動飛輪 , 一定會感受到一個縫隙 , 會發現飛輪會搖 . 其實不是飛輪會搖而是棘輪的縫隙較大 .

4. 飛輪的放大效果
在我實務上的觀察中 , 飛輪確實也影響到棘輪的聲音..所以聲音會傳給花鼓 , 也會傳給飛輪.

以上是棘輪聲音大小的探討 , 但你可能會發現 , 聲音大小真的是決定輪組轉動順暢的因素嗎?

我想 , 輪組並不是一種樂器 , 聲音的大小因素很多 , 但輪組的順暢度確實會受棘輪的設計及用油有很大的影響 , 但是聲音只是整體的一個表徵而已 , 而是不是說聲音都不重要嗎 ? 答案也是否定的. 聲音也是重要的 , 但是聲音的大小是跟自己的輪組的比 , 而不是去跟別的輪組比 .

當一組新的輪組出廠時 , 通常棘輪是保持在最佳的狀況 , 雖然原廠的棘輪用油不一定是用很好的油 , 但是因為他們可以把油上在很正確的位置跟厚度 , 然後在把棘輪封死 , 所以大部份的情形我們都可以用剛拿到輪組的聲音為標準 , 如果有一天聲音越來越小 , 或是雜音越來越大 , 就是代表棘輪需要保養了 , 第二個觀察的標準是輪子空轉的圈數 , 如果轉動的比原來越來越少圈 , 也是代表棘輪需要保養了

最後我們要討論到棘輪保養的問題 , 目前棘輪保養存在有一個特性 , 原廠不希望外面的人去保養 , 所以常會把棘輪部位鎖的很緊 , 或用特殊規格機構讓外面的人無法打開 , 這樣的特性從好的角度看 , 是安全考量 , 因為如果組裝不當 , 腳踏空轉會出人命的 , 但另一方面也是商業考量 , 壞掉就要整個輪組換新 . 在 shimano 體系的棘輪跟相關形式的棘輪產品中 , 都是說不需要保養的 , 但是這不太可能 , 我們很可能會騎一段時間過後灰塵就會進入棘輪內 , 讓棘輪變髒 , 此時就需要處理. 在國外我想他們大可直接更換一個棘輪 , 而不用換整個輪組 , 但是在台灣 , 要單換棘輪並不好找 , 不好找的原因其實也是商業考量吧...在這種情形之下 , 保養的重要性就增加了.

棘輪的保養有幾個重點觀念
1. 特殊機構的棘輪 , 如果不是用標準工具拆 , 請不要用土法敲開:
棘輪機構拆開除了鋼珠容易掉落遺失外 , 最重要的事 , 我們要會控制油量及知道正確的上油位置 , 以及知道正確的鎖回扭力 , 如果用土法敲開 , 裝回時無法控制扭力 , 可能會造成損壞或危險

2. 在您不具備完整的用油概念及方法時 , 不要把棘輪放到溶劑或水中清洗
3. 不要在棘輪內使用您不瞭解特性的油 :
很明確的說 , 一般我們常見的油都不能滴到棘輪內 , 例如: 恐龍牌的金屬保護油 , 因為棘輪內只有薄薄一層油脂 , 任何較稀的油很容易把原本的油帶走 , 造成潤滑不足的磨損.

棘輪的保養須要具備許多經驗 , 一般都不建議一般的人 DIY , 最保險的做法是送回原廠保養,有的車行也再做換油保養 , 但嚴格說 , 送回原廠是最好的方法 , 但是要看個案了 , 送回原廠來回的時間通常都很長.

棘輪的大小聲是評斷自己的棘輪是否需要保養的方法之一 , 但主要還是要聽雜音為主 , 不是只聽大小聲喔