（五）超前与滞后的魔幻交织：shimano自行车碟刹的百年技术轮回#shimano历史

前情提要：

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蒸汽与钢铁的初次邂逅：碟刹的工业基因（1898-1950）

碟刹的诞生远比自行车更早。1898年，美国工程师Elmer Ambrose Cleveland在一辆电动汽车的前轮安装了首套机械制动盘系统，这是人类历史上最早的碟刹雏形。

【早期的碟刹原型设计图，纯机械，通过多连杆四边形结构施加制动力，shimano第一款自行车碟刹的灵感大概也是来自于此？】

【Frederick William Lanchester和他的碟刹专利】1902年，英国工程师Frederick William Lanchester为汽车申请了碟刹专利，并应用于自家生产的Lanchester汽车。然而，铸铁材质的碟片在潮湿环境下极易生锈，噪音如同“两片砂纸互相打磨”，这项技术很快被更可靠的鼓刹取代。

【这是一辆1927年的FW Lanchester原型车，注意看前轮，碟刹盘片清晰可见。】

【上图1】

【1910年左右出现在摩托车上的一种“碟刹”设计，上图1的被称为假轮毂，刹车直接作用于它，下图的这个就很碟刹了，有点今天电动车上反装碟刹的感觉。】

真正的转折发生在军事领域。二战期间，飞机和坦克需要应对极端制动负荷，碟刹的散热优势被重新发掘。无论是飞机，汽车，还是今天要聊的自行车，它们都是同宗同源。

油压革命的青涩序章：一场早产的技术狂欢（1970年代）

1960到1970年间，日本休闲运动盛行，shimano趁势发布了一款油压圈刹，算得上是早期对油压刹车的第一次探索。

【第一款单手柄控制前后刹车的油压圏刹，手柄可以看到使用的是封闭油路的设计】

【1971年，Schwinn的线拉碟刹Manta-Rays，后来的Schwinn和shimano有很多变速器都是代工贴标关系，打Schwinn Logo，实际和shimano的产品一模一样】

1971年，当美国青少年沉迷于Schwinn的线拉碟刹Manta-Rays时，Shimano正悄悄布局更激进的技术。

【1971年，shimano的首款机械碟刹发布，右上角5大特点，就是后来碟刹被山地车全面采纳的全部优点了，不过在当时，更多还是为了迎合市场需求】

【来令片当时使用的是玻璃纤维为主的复合材料，连杆结构借鉴了汽车上的早期设计，这也很符合当年发布的原因。】

【其实直到八九十年代，碟刹的碟片和卡钳安装标准都没有被统一，当时这个刹车的碟片是使用的螺牙进行安装，卡钳的固定方式也和一些支撑有异曲同工之处。】

1971年，shimano历史上的首款机械碟刹发布，不过很快就销声匿迹，其当时纯粹是为了迎合青少年对跑车和摩托的喜爱，而增加了这款碟刹制动器，不过恰恰是这一举动，打开了shimano对碟刹制动器的探索大门。

【1973年产品手册上的碟刹介绍，左侧是B700机械碟刹，B900为油压刹车】

【看看当年碟片的厚重感就能想象其重量有多可观了】

随后的1973年，其产品手册上出现了B700机械碟刹和B900油压碟刹两款产品。B900采用封闭式油路，制动力比传统刹车提升50%，但重量非常重，含碟片要到3公斤左右，并且还只是后刹车的重量，按照当时的情况，由于安装规格并不统一，碟刹只被安装在后轮，维护还需用到专用工具。

【1974年产品手册上B910（右侧），B700（左侧）】

随后1974年产品目录的B910应该是B900的改进型。经销商抱怨：“装一套刹车的时间够修十辆普通自行车了！”

【1975年shimano推出的BC-300（左）和BC200（右）内容为机器翻译，基本反映了这两款产品的特点。左下是碟刹专用花鼓，可以看到碟片安装方式为螺纹结构】

1975年，Shimano推出改进型号BC-200（油压，原型是1971年的B900，从图上可以看到应该是改成了，碟片也进行了优化）和BC-300（线拉，原型是1971年的B700，但是进行了大改。）。

【BC-300具有来令片间隙自动调整功能，随着来令片越磨越薄，间隙也随之调整，但是由于时间久远，已经难以查到其具体工作原理了】

【自增力碟刹制动器，内容为机器翻译，但是可以看明白类似于实现来令片自适应的功能】

BC-300的来令片自动调节功能成为亮点——通过棘轮结构补偿磨损，自动保持碟片和来令片的间隙减。可惜，这些设计生不逢时。

【上图是一辆1971年的普利司通Kabuki Skyway公路旅行车，在加拿大被命名为Medallist MK II，是首批使用碟刹的旅行车，前轮圏刹，后轮碟刹也是以后很长一段时间的碟刹车辆搭配。】

70年代的公路车文化追求极致轻量化，一套碟刹的重量足以让车手拒绝参赛。更尴尬的是，当年日本《自行车月刊》测试BC-200时吐槽：“刹车噪音能让鸽子从屋顶吓飞。”

泥浆中的技术觉醒：山地车改写游戏规则（1980年代）

【1981年，Specialized的Stumpjumper开启山地车量产时代】

1981年，Specialized的Stumpjumper开启山地车量产时代，泥泞赛道上的V刹彻底暴露短板——泥沙侵入刹车块后，制动距离甚至超过20米。一名犹他州车手回忆：“下山时不是在刹车，而是在用脚刨地。”

【80年代的加州可以称得上是现代山地车的发源地】

这一痛点催生了民间改装潮。1984年，加州一群车友将摩托车碟刹嫁接到山地车上，用角铁焊接卡钳座，自制钢制碟片。尽管这套系统重达5公斤，但测试者反馈：“泥浆里刹车力居然比干燥路面还稳定！”

【很难想象这是一个1987年的产品，即使今天来看设计也是非常的现代化，不知道是不是我的配图没有找对，但是我确实找了很久都是这个，有懂的可以帮忙说明一下。】

市场嗅到商机，1987年意大利品牌Formula推出首款山地油碟，采用封闭油路。当时还没有型号，它就叫Formula，采用起重机液压管和手工切割碟片，但是无论是在当时还是现在，这款刹车都是一个划时代的产品，即使今天来看，依然不过时。

【这是一个shimano早期针对BMX的碟刹系统，年份不太确定，可能归类于shimano DX系列，但是从70年代初推出碟刹后，一直到80年代末，shimano都没有再发布过碟刹产品，而今天我们所熟悉hope，玛古拉，汉斯等都已经开始在碟刹领域崭露头角。】

Shimano的沉默与伏笔：整个80年代，Shimano专注拓展DEORE XT变速系统，仅在1986年推出实验性碟刹花鼓，采用六钉固定设计——这一标准至今仍是行业主流。

从实验室到山巅的生死竞速：材料与工艺的突围（1990年代）

1991年，英国Hope制造了首款6钉盘片的机械碟刹，不过和今天的6钉结构有所区别，而是借鉴了摩托车上的设计。

【1991年的hope的Mark1机械刹车，盘片固定方式是六钉结构，后期又改为了3钉和5钉固定方式】 1994年到1995年间，hope推出了首款油压碟刹，采用了概念的双盘系统，量产版本依然为单盘，有3钉和5钉的碟片固定方式。

【上图是双碟片的碟刹原型产品】 1996年，hope凭借C2油碟震惊业界。

【1996年Magura的第一款山地车油压碟刹系统：Gustav M】 同年，Magura也发布了首款自行车上的油压碟刹Gustav M。凭借卓越的制动能力，该型号一直延续到2011年才完全停产。

【1996年的hope C2油压刹车】 同时，材料和工艺的升级也让维护便利性和手感大幅提升。不锈钢碟片耐高温，刹车的模块化设计让维修只需更换单个部件，速降车手称其为“救命神器”。

【shimano M755是shimano失去的20年后的首款油压刹车，采用了4活塞结构，虽然是第一款，但是技术和外观设计已经很成熟。】 而直到1999年Shimano才再次在DEORE XT产品系列下加入首款油压刹车产品M755，而不是放在其顶级系列的XTR中，显然这其中有试水的意思。

【2002年M555作为M755的简化版，加入到了专业入门级别的Deore中，四活塞也成了2活塞】 特别是2002年又在Deore系列中发布了M555油压刹车，其设计理念和M755一脉相承，只是从工艺材料上加以区分，四活塞也简配到了双活塞结构。

【shimano M755的四活塞卡钳，大小活塞的搭配和刚刚发布的XTR M9200上的大小活塞卡钳的设计思路是否一样呢？】 虽然是第一款产品，但以今天的眼光来看已经很成熟了：金属油管，开放油路，矿物刹车油，四活塞卡钳。从中既可以看到从其他品牌借鉴的影子，又包含了其早年对碟刹系统的技术储备。

【2003年，XTR M960系列发布，看来碟刹的研发和试水已经成熟，最后才在顶级套件上发布】

转机出现在2003年。Shimano在XTR M960系列中引入油压碟刹，首次采用了独家的中锁固定方式，碟片通过铆钉连接铝座与钢制动面，热膨胀导致异响的问题大幅改善。

公路车坛的沉默与轰鸣：传统与革明的角力场（2000-2010）

【M580油压刹车，这款有用过，双控虽然好玩，但是使用手感真的是很一般，配合反拉后拨，变速精度和速度也不如传统后拨来的快速和准确，需要经常调试。】

【STI手变的巨大成功，让shimano想把手变这一概念引入到山地车，但是握把方式和大相径庭的骑行风格，让这一设计饱受诟病。】2004年，Shimano在DEORE LX M580上首次搭载入门级油碟，铝合金卡钳与树脂来令片降低成本，XTR的双控手柄，类似于公路车的STI手柄。虽然饱受诟病，也推出了独立的刹车手柄，但是当下放到M580时，市场反响依然热烈。

【这一代的外观真的非常经典，放在当年可以说是超神的存在，即使今天也依然好不落伍，并且影响了很多产品的外观设计。】 真正颠覆行业的是2010年的XTR M980ICE TECHNOLOGIES三层碟片（不锈钢-铝-不锈钢）将工作温度降低30%，一位车队技师形容：“连续下坡后摸碟片，居然只是微热。”

【梅花C59碟刹公路车上的混搭艺术。可以看到规格统一之前，碟刹是6钉的，卡钳不是平装的，轮组是快拆的】

公路车领域则充满争议。2012年，Colnago联合Formula推出公路油碟C59 Disc，在没有完整碟刹组件的情况下，通过formula的卡钳和shimano手变改装，完整了这款最早的碟刹公路车。（当然，这只是在风口上最早的碟刹公路车，实际更为宽泛一些，早在1970年代就有了碟刹公路车的设计。）职业车手抱怨碟片边缘“像圆锯般危险”。

【2018年6月6日，自行车品牌商陆续收到一封来自UCI器材委员会的官方邮件。信中指出，UCI器材委员会通过于2018年5月31日在日内瓦举行的年度会议，与世界体育用品联合会（WFSGI）共同决议推行允许碟刹在公路车赛事中使用的提案，建议自2018年7月1日起实施。在于6月21至23日举行的下一次会议中，UCI器材委员会预计这项修改规定的提案将获得UCI管理委员会的正式通过。】

UCI因此于2016年暂停碟刹测试，但Shimano通过技术改进推动解禁：联合推动140mm碟片，平装夹器以及桶轴标准化，解决换轮效率与安全性问题。2018年，UCI最终批准碟刹全面使用，要求碟片边缘倒角处理，避免割伤风险。

全民碟刹时代的隐形战争：系统化技术霸权形成（2010至今）

【Servo-Wave杠杆比率调节技术，从圏刹一直延续到了油压碟刹】

【2019年，shimano推出了GRX砾石专用套件】

2019年，Shimano推出砾石专用GRX系列，其油压碟刹搭载Servo-Wave杠杆比调节技术。这项技术最早可追溯至1990年的机械刹车线滚轮设计，通过动态调节杠杆比实现“两段式制动”：初始行程快速拉紧来令片，减少空行程；后续行程增强杠杆作用力，制动力提升20%。在泥泞或轮组偏摆时，该技术可自动增大来令片间隙，避免摩擦异响，同时简化拆装维护流程。

PS：Servo-Wave的技术传承与创新

【搭载了Servo-Wave技术的Deore XT STI双控手柄】

演变历程：Servo-Wave从机械时代的线控滚轮（1990年），发展为2008年首次整合至Deore XT油压系统的滑动主缸结构，通过枢轴位移改变机械优势。

应用范围：XTR、Saint、Deore XT、SLX等系列均沿用该技术，成为Shimano高性能刹车的标志性特征。

碟刹之外的探索

【1978年产品手册上的Radiax刹车，内容为机翻】

【对其他刹车性能和新型刹车的探索一直没有停止过。】
Shimano虽主导碟刹技术，但 从 未停止对其他制动形式的 探索 。 1978年就曾 推出Radiax brake刹车，这是一种鼓式刹车，带有V型制动机构，并且带有巨大的散热片和散热鳍。1978年的BC-300，是1977年的BC300的改进版，外形上略有差异。

结语：被遗忘的“先驱者”与当代启示

【1971年，shimano的首款机械碟刹】

如今，碟刹已成为运动自行车的标配，但鲜有人记得，这项“高端技术”的首次商业化尝试，竟是为满足一群孩子的“赛车梦”。Shimano的1971年碟刹虽未成功，却为后来的技术迭代埋下伏笔——正如单车基械匠所言：“每一个‘生不逢时’的创新，都可能在未来某个转角，成为改变行业的基石。”

【1973年普利司通在自行车上对直边车圈和真空胎的探索和尝试，第二张为机翻中文内容】

“老物件的笨拙背后，藏着一群工程师改变行业的野心。”或许，这就是技术演进的隐喻：每一次“超前失败”，都在为未来的成功埋下伏笔。

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