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蒸汽與鋼鐵的初次邂逅：碟剎的工業(yè)基因（1898-1950）

碟剎的誕生遠(yuǎn)比自行車更早。1898年，美國(guó)工程師Elmer Ambrose Cleveland在一輛電動(dòng)汽車的前輪安裝了首套機(jī)械制動(dòng)盤系統(tǒng)，這是人類歷史上最早的碟剎雛形。

【早期的碟剎原型設(shè)計(jì)圖，純機(jī)械，通過(guò)多連桿四邊形結(jié)構(gòu)施加制動(dòng)力，shimano第一款自行車碟剎的靈感大概也是來(lái)自于此？】

【Frederick William Lanchester和他的碟剎專利】1902年，英國(guó)工程師Frederick William Lanchester為汽車申請(qǐng)了碟剎專利，并應(yīng)用于自家生產(chǎn)的Lanchester汽車。然而，鑄鐵材質(zhì)的碟片在潮濕環(huán)境下極易生銹，噪音如同“兩片砂紙互相打磨”，這項(xiàng)技術(shù)很快被更可靠的鼓剎取代。

【這是一輛1927年的FW Lanchester原型車，注意看前輪，碟剎盤片清晰可見?！?/b>

【上圖1】

【1910年左右出現(xiàn)在摩托車上的一種“碟剎”設(shè)計(jì)，上圖1的被稱為假輪轂，剎車直接作用于它，下圖的這個(gè)就很碟剎了，有點(diǎn)今天電動(dòng)車上反裝碟剎的感覺?！?/p>

真正的轉(zhuǎn)折發(fā)生在軍事領(lǐng)域。二戰(zhàn)期間，飛機(jī)和坦克需要應(yīng)對(duì)極端制動(dòng)負(fù)荷，碟剎的散熱優(yōu)勢(shì)被重新發(fā)掘。無(wú)論是飛機(jī)，汽車，還是今天要聊的自行車，它們都是同宗同源。

油壓革命的青澀序章：一場(chǎng)早產(chǎn)的技術(shù)狂歡（1970年代）

1960到1970年間，日本休閑運(yùn)動(dòng)盛行，shimano趁勢(shì)發(fā)布了一款油壓圈剎，算得上是早期對(duì)油壓剎車的第一次探索。

【第一款單手柄控制前后剎車的油壓圏剎，手柄可以看到使用的是封閉油路的設(shè)計(jì)】

【1971年，Schwinn的線拉碟剎Manta-Rays，后來(lái)的Schwinn和shimano有很多變速器都是代工貼標(biāo)關(guān)系，打Schwinn Logo，實(shí)際和shimano的產(chǎn)品一模一樣】

1971年，當(dāng)美國(guó)青少年沉迷于Schwinn的線拉碟剎Manta-Rays時(shí)，Shimano正悄悄布局更激進(jìn)的技術(shù)。

【1971年，shimano的首款機(jī)械碟剎發(fā)布，右上角5大特點(diǎn)，就是后來(lái)碟剎被山地車全面采納的全部?jī)?yōu)點(diǎn)了，不過(guò)在當(dāng)時(shí)，更多還是為了迎合市場(chǎng)需求】

【來(lái)令片當(dāng)時(shí)使用的是玻璃纖維為主的復(fù)合材料，連桿結(jié)構(gòu)借鑒了汽車上的早期設(shè)計(jì)，這也很符合當(dāng)年發(fā)布的原因。】

【其實(shí)直到八九十年代，碟剎的碟片和卡鉗安裝標(biāo)準(zhǔn)都沒有被統(tǒng)一，當(dāng)時(shí)這個(gè)剎車的碟片是使用的螺牙進(jìn)行安裝，卡鉗的固定方式也和一些支撐有異曲同工之處?！?/p>

1971年，shimano歷史上的首款機(jī)械碟剎發(fā)布，不過(guò)很快就銷聲匿跡，其當(dāng)時(shí)純粹是為了迎合青少年對(duì)跑車和摩托的喜愛，而增加了這款碟剎制動(dòng)器，不過(guò)恰恰是這一舉動(dòng)，打開了shimano對(duì)碟剎制動(dòng)器的探索大門。

【1973年產(chǎn)品手冊(cè)上的碟剎介紹，左側(cè)是B700機(jī)械碟剎，B900為油壓剎車】

【看看當(dāng)年碟片的厚重感就能想象其重量有多可觀了】

隨后的1973年，其產(chǎn)品手冊(cè)上出現(xiàn)了B700機(jī)械碟剎和B900油壓碟剎兩款產(chǎn)品。B900采用封閉式油路，制動(dòng)力比傳統(tǒng)剎車提升50%，但重量非常重，含碟片要到3公斤左右，并且還只是后剎車的重量，按照當(dāng)時(shí)的情況，由于安裝規(guī)格并不統(tǒng)一，碟剎只被安裝在后輪，維護(hù)還需用到專用工具。

【1974年產(chǎn)品手冊(cè)上B910（右側(cè)），B700（左側(cè)）】

隨后1974年產(chǎn)品目錄的B910應(yīng)該是B900的改進(jìn)型。經(jīng)銷商抱怨：“裝一套剎車的時(shí)間夠修十輛普通自行車了！”

【1975年shimano推出的BC-300（左）和BC200（右）內(nèi)容為機(jī)器翻譯，基本反映了這兩款產(chǎn)品的特點(diǎn)。左下是碟剎專用花鼓，可以看到碟片安裝方式為螺紋結(jié)構(gòu)】

1975年，Shimano推出改進(jìn)型號(hào)BC-200（油壓，原型是1971年的B900，從圖上可以看到應(yīng)該是改成了，碟片也進(jìn)行了優(yōu)化）和BC-300（線拉，原型是1971年的B700，但是進(jìn)行了大改。）。

【BC-300具有來(lái)令片間隙自動(dòng)調(diào)整功能，隨著來(lái)令片越磨越薄，間隙也隨之調(diào)整，但是由于時(shí)間久遠(yuǎn)，已經(jīng)難以查到其具體工作原理了】

【自增力碟剎制動(dòng)器，內(nèi)容為機(jī)器翻譯，但是可以看明白類似于實(shí)現(xiàn)來(lái)令片自適應(yīng)的功能】

BC-300的來(lái)令片自動(dòng)調(diào)節(jié)功能成為亮點(diǎn)——通過(guò)棘輪結(jié)構(gòu)補(bǔ)償磨損，自動(dòng)保持碟片和來(lái)令片的間隙減?？上В@些設(shè)計(jì)生不逢時(shí)。

【上圖是一輛1971年的普利司通Kabuki Skyway公路旅行車，在加拿大被命名為Medallist MK II，是首批使用碟剎的旅行車，前輪圏剎，后輪碟剎也是以后很長(zhǎng)一段時(shí)間的碟剎車輛搭配?！?/p>

70年代的公路車文化追求極致輕量化，一套碟剎的重量足以讓車手拒絕參賽。更尷尬的是，當(dāng)年日本《自行車月刊》測(cè)試BC-200時(shí)吐槽：“剎車噪音能讓鴿子從屋頂嚇飛?！?/p>

泥漿中的技術(shù)覺醒：山地車改寫游戲規(guī)則（1980年代）

【1981年，Specialized的Stumpjumper開啟山地車量產(chǎn)時(shí)代】

1981年，Specialized的Stumpjumper開啟山地車量產(chǎn)時(shí)代，泥濘賽道上的V剎徹底暴露短板——泥沙侵入剎車塊后，制動(dòng)距離甚至超過(guò)20米。一名猶他州車手回憶：“下山時(shí)不是在剎車，而是在用腳刨地。”

【80年代的加州可以稱得上是現(xiàn)代山地車的發(fā)源地】

這一痛點(diǎn)催生了民間改裝潮。1984年，加州一群車友將摩托車碟剎嫁接到山地車上，用角鐵焊接卡鉗座，自制鋼制碟片。盡管這套系統(tǒng)重達(dá)5公斤，但測(cè)試者反饋：“泥漿里剎車力居然比干燥路面還穩(wěn)定！”

【很難想象這是一個(gè)1987年的產(chǎn)品，即使今天來(lái)看設(shè)計(jì)也是非常的現(xiàn)代化，不知道是不是我的配圖沒有找對(duì)，但是我確實(shí)找了很久都是這個(gè)，有懂的可以幫忙說(shuō)明一下?！?/p>

市場(chǎng)嗅到商機(jī)，1987年意大利品牌Formula推出首款山地油碟，采用封閉油路。當(dāng)時(shí)還沒有型號(hào)，它就叫Formula，采用起重機(jī)液壓管和手工切割碟片，但是無(wú)論是在當(dāng)時(shí)還是現(xiàn)在，這款剎車都是一個(gè)劃時(shí)代的產(chǎn)品，即使今天來(lái)看，依然不過(guò)時(shí)。

【這是一個(gè)shimano早期針對(duì)BMX的碟剎系統(tǒng)，年份不太確定，可能歸類于shimano DX系列，但是從70年代初推出碟剎后，一直到80年代末，shimano都沒有再發(fā)布過(guò)碟剎產(chǎn)品，而今天我們所熟悉hope，瑪古拉，漢斯等都已經(jīng)開始在碟剎領(lǐng)域嶄露頭角。】

Shimano的沉默與伏筆：整個(gè)80年代，Shimano專注拓展DEORE XT變速系統(tǒng)，僅在1986年推出實(shí)驗(yàn)性碟剎花鼓，采用六釘固定設(shè)計(jì)——這一標(biāo)準(zhǔn)至今仍是行業(yè)主流。

從實(shí)驗(yàn)室到山巔的生死競(jìng)速：材料與工藝的突圍（1990年代）

1991年，英國(guó)Hope制造了首款6釘盤片的機(jī)械碟剎，不過(guò)和今天的6釘結(jié)構(gòu)有所區(qū)別，而是借鑒了摩托車上的設(shè)計(jì)。

【1991年的hope的Mark1機(jī)械剎車，盤片固定方式是六釘結(jié)構(gòu)，后期又改為了3釘和5釘固定方式】 1994年到1995年間，hope推出了首款油壓碟剎，采用了概念的雙盤系統(tǒng)，量產(chǎn)版本依然為單盤，有3釘和5釘?shù)牡潭ǚ绞健?/p>

【上圖是雙碟片的碟剎原型產(chǎn)品】 1996年，hope憑借C2油碟震驚業(yè)界。

【1996年Magura的第一款山地車油壓碟剎系統(tǒng)：Gustav M】 同年，Magura也發(fā)布了首款自行車上的油壓碟剎Gustav M。憑借卓越的制動(dòng)能力，該型號(hào)一直延續(xù)到2011年才完全停產(chǎn)。

【1996年的hope C2油壓剎車】 同時(shí)，材料和工藝的升級(jí)也讓維護(hù)便利性和手感大幅提升。不銹鋼碟片耐高溫，剎車的模塊化設(shè)計(jì)讓維修只需更換單個(gè)部件，速降車手稱其為“救命神器”。

【shimano M755是shimano失去的20年后的首款油壓剎車，采用了4活塞結(jié)構(gòu)，雖然是第一款，但是技術(shù)和外觀設(shè)計(jì)已經(jīng)很成熟?！?而直到1999年Shimano才再次在DEORE XT產(chǎn)品系列下加入首款油壓剎車產(chǎn)品M755，而不是放在其頂級(jí)系列的XTR中，顯然這其中有試水的意思。

【2002年M555作為M755的簡(jiǎn)化版，加入到了專業(yè)入門級(jí)別的Deore中，四活塞也成了2活塞】 特別是2002年又在Deore系列中發(fā)布了M555油壓剎車，其設(shè)計(jì)理念和M755一脈相承，只是從工藝材料上加以區(qū)分，四活塞也簡(jiǎn)配到了雙活塞結(jié)構(gòu)。

【shimano M755的四活塞卡鉗，大小活塞的搭配和剛剛發(fā)布的XTR M9200上的大小活塞卡鉗的設(shè)計(jì)思路是否一樣呢？】 雖然是第一款產(chǎn)品，但以今天的眼光來(lái)看已經(jīng)很成熟了：金屬油管，開放油路，礦物剎車油，四活塞卡鉗。從中既可以看到從其他品牌借鑒的影子，又包含了其早年對(duì)碟剎系統(tǒng)的技術(shù)儲(chǔ)備。

【2003年，XTR M960系列發(fā)布，看來(lái)碟剎的研發(fā)和試水已經(jīng)成熟，最后才在頂級(jí)套件上發(fā)布】

轉(zhuǎn)機(jī)出現(xiàn)在2003年。Shimano在XTR M960系列中引入油壓碟剎，首次采用了獨(dú)家的中鎖固定方式，碟片通過(guò)鉚釘連接鋁座與鋼制動(dòng)面，熱膨脹導(dǎo)致異響的問(wèn)題大幅改善。

公路車壇的沉默與轟鳴：傳統(tǒng)與革明的角力場(chǎng)（2000-2010）

【M580油壓剎車，這款有用過(guò)，雙控雖然好玩，但是使用手感真的是很一般，配合反拉后撥，變速精度和速度也不如傳統(tǒng)后撥來(lái)的快速和準(zhǔn)確，需要經(jīng)常調(diào)試?！?/b>

【STI手變的巨大成功，讓shimano想把手變這一概念引入到山地車，但是握把方式和大相徑庭的騎行風(fēng)格，讓這一設(shè)計(jì)飽受詬病?！?/b>2004年，Shimano在DEORE LX M580上首次搭載入門級(jí)油碟，鋁合金卡鉗與樹脂來(lái)令片降低成本，XTR的雙控手柄，類似于公路車的STI手柄。雖然飽受詬病，也推出了獨(dú)立的剎車手柄，但是當(dāng)下放到M580時(shí)，市場(chǎng)反響依然熱烈。

【這一代的外觀真的非常經(jīng)典，放在當(dāng)年可以說(shuō)是超神的存在，即使今天也依然好不落伍，并且影響了很多產(chǎn)品的外觀設(shè)計(jì)。】 真正顛覆行業(yè)的是2010年的XTR M980ICE TECHNOLOGIES三層碟片（不銹鋼-鋁-不銹鋼）將工作溫度降低30%，一位車隊(duì)技師形容：“連續(xù)下坡后摸碟片，居然只是微熱。”

【梅花C59碟剎公路車上的混搭藝術(shù)。可以看到規(guī)格統(tǒng)一之前，碟剎是6釘?shù)模ㄣQ不是平裝的，輪組是快拆的】

公路車領(lǐng)域則充滿爭(zhēng)議。2012年，Colnago聯(lián)合Formula推出公路油碟C59 Disc，在沒有完整碟剎組件的情況下，通過(guò)formula的卡鉗和shimano手變改裝，完整了這款最早的碟剎公路車。（當(dāng)然，這只是在風(fēng)口上最早的碟剎公路車，實(shí)際更為寬泛一些，早在1970年代就有了碟剎公路車的設(shè)計(jì)。）職業(yè)車手抱怨碟片邊緣“像圓鋸般危險(xiǎn)”。

【2018年6月6日，自行車品牌商陸續(xù)收到一封來(lái)自UCI器材委員會(huì)的官方郵件。信中指出，UCI器材委員會(huì)通過(guò)于2018年5月31日在日內(nèi)瓦舉行的年度會(huì)議，與世界體育用品聯(lián)合會(huì)（WFSGI）共同決議推行允許碟剎在公路車賽事中使用的提案，建議自2018年7月1日起實(shí)施。在于6月21至23日舉行的下一次會(huì)議中，UCI器材委員會(huì)預(yù)計(jì)這項(xiàng)修改規(guī)定的提案將獲得UCI管理委員會(huì)的正式通過(guò)?！?/p>

UCI因此于2016年暫停碟剎測(cè)試，但Shimano通過(guò)技術(shù)改進(jìn)推動(dòng)解禁：聯(lián)合推動(dòng)140mm碟片，平裝夾器以及桶軸標(biāo)準(zhǔn)化，解決換輪效率與安全性問(wèn)題。2018年，UCI最終批準(zhǔn)碟剎全面使用，要求碟片邊緣倒角處理，避免割傷風(fēng)險(xiǎn)。

全民碟剎時(shí)代的隱形戰(zhàn)爭(zhēng)：系統(tǒng)化技術(shù)霸權(quán)形成（2010至今）

【Servo-Wave杠桿比率調(diào)節(jié)技術(shù)，從圏剎一直延續(xù)到了油壓碟剎】

【2019年，shimano推出了GRX礫石專用套件】

2019年，Shimano推出礫石專用GRX系列，其油壓碟剎搭載Servo-Wave杠桿比調(diào)節(jié)技術(shù)。這項(xiàng)技術(shù)最早可追溯至1990年的機(jī)械剎車線滾輪設(shè)計(jì)，通過(guò)動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)杠桿比實(shí)現(xiàn)“兩段式制動(dòng)”：初始行程快速拉緊來(lái)令片，減少空行程；后續(xù)行程增強(qiáng)杠桿作用力，制動(dòng)力提升20%。在泥濘或輪組偏擺時(shí)，該技術(shù)可自動(dòng)增大來(lái)令片間隙，避免摩擦異響，同時(shí)簡(jiǎn)化拆裝維護(hù)流程。

PS：Servo-Wave的技術(shù)傳承與創(chuàng)新

【搭載了Servo-Wave技術(shù)的Deore XT STI雙控手柄】

演變歷程：Servo-Wave從機(jī)械時(shí)代的線控滾輪（1990年），發(fā)展為2008年首次整合至Deore XT油壓系統(tǒng)的滑動(dòng)主缸結(jié)構(gòu)，通過(guò)樞軸位移改變機(jī)械優(yōu)勢(shì)。

應(yīng)用范圍：XTR、Saint、Deore XT、SLX等系列均沿用該技術(shù)，成為Shimano高性能剎車的標(biāo)志性特征。

碟剎之外的探索

【1978年產(chǎn)品手冊(cè)上的Radiax剎車，內(nèi)容為機(jī)翻】

【對(duì)其他剎車性能和新型剎車的探索一直沒有停止過(guò)?！?br/>Shimano雖主導(dǎo)碟剎技術(shù)，但 從 未停止對(duì)其他制動(dòng)形式的 探索 。 1978年就曾 推出Radiax brake剎車，這是一種鼓式剎車，帶有V型制動(dòng)機(jī)構(gòu)，并且?guī)в芯薮蟮纳崞蜕狯挕?978年的BC-300，是1977年的BC300的改進(jìn)版，外形上略有差異。

結(jié)語(yǔ)：被遺忘的“先驅(qū)者”與當(dāng)代啟示

【1971年，shimano的首款機(jī)械碟剎】

如今，碟剎已成為運(yùn)動(dòng)自行車的標(biāo)配，但鮮有人記得，這項(xiàng)“高端技術(shù)”的首次商業(yè)化嘗試，竟是為滿足一群孩子的“賽車夢(mèng)”。Shimano的1971年碟剎雖未成功，卻為后來(lái)的技術(shù)迭代埋下伏筆——正如單車基械匠所言：“每一個(gè)‘生不逢時(shí)’的創(chuàng)新，都可能在未來(lái)某個(gè)轉(zhuǎn)角，成為改變行業(yè)的基石?！?/p>

【1973年普利司通在自行車上對(duì)直邊車圈和真空胎的探索和嘗試，第二張為機(jī)翻中文內(nèi)容】

“老物件的笨拙背后，藏著一群工程師改變行業(yè)的野心?！被蛟S，這就是技術(shù)演進(jìn)的隱喻：每一次“超前失敗”，都在為未來(lái)的成功埋下伏筆。

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