从Positron到SIS：禧玛诺定位变速系统的荆棘之路

前言：

今天的车手仅需轻触拨杆，就能精准切换档位，却鲜少有人意识到这项技术背后有长达二十年的技术博弈。在齿轮定位系统尚未普及的1970年代，日本工程师长野正司带领的团队正埋首于一项颠覆传统变速逻辑的革新——这项名为Positron的工程实验，最终将重塑整个自行车工业的权力版图。

书接前文：

一、机械交响曲的前奏：双线操控时代的困境（1967-1974）

【后拨上具有两个变速线固定位，后拨本身没有今天的归位弹簧，移动全靠两根变速线，通过分度指拨来控制变速器的移动精度。】

1967年诞生的“W"系列变速器揭开了禧玛诺索引系统的序章。这套采用双“鲍登线”（可以理解为早期的变速线，对比今天的变速线更粗，表面也更粗糙。）的机械装置堪称工业设计的矛盾体：变速手柄内置分度装置，分别控制两条独立钢缆，一条负责将后拨推向更大飞轮片，另一条则执行回拉动作。其精妙之处在于彻底摒弃了传统变速器的弹簧复位机构，但笨重的操作手感和频繁的线缆维护让这项技术始终停留在专业领域。

【1975年shimano产品手册上的产品合集，最右侧的后拨就是第一代Positron后拨，后拨内带有分度索引机构，变速档杆则是一个类似汽车变速箱的东西。】

【Positron初代的换挡拨杆被设计成变速箱的造型，最早是应用于儿童自行车，因为当时变速器使用需要一定经验，而索引变速降低了变速难度，他们认为孩子是最需要种低难度的变速体验的群体。】

真正的转折发生在1974年。当长野正司将金属滚珠与定位凹槽植入后拨结构，Positron系统首次实现了"数字式"换挡体验。每次变速时清脆的"咔嗒"声不仅成为防误操作的听觉反馈，更暗合了当时汽车工业的操控美学——这也是该系列产品最初定位于儿童运动车的关键营销策略。初代Positron换挡拨杆的周围的机构被一个“盒子”覆盖，看起来就像是微型化的汽车变速箱。这种感觉对儿童很有吸引力，因为换挡的感觉和汽车是一样的，咔哒声也大受欢迎。

【初代Positron后拨顶部的索引机构，内部有钢珠用于定位后拨的档位】

【初代Positron的专利图纸的一部分，可以看到钢珠是如何在其中进行索引定位的】

但是，随着人们了解到POSITRON采用了众多先进技术，能够耐受欧洲等严酷气候时，该产品不仅受到用户青睐，还受到了经销商和自行车整车厂的青睐。

【初代Positron上的双变速线控制机构】

二、刚性电缆的狂想曲：技术理想主义的代价（1975-1981）

【Positron II代（DG200）】

【上图是官方对PPS技术的解释，机器翻译，但是基本不影响理解】

1976年问世的Positron II代将技术激进主义推向顶峰。1976 年发布的 POSITRON II 采用了Positive Pre-select System (PPS)（直译为正预选系统），通过在自行车静止时提前换档，骑手可以在换档后开始踩踏板。

【从左到右：PPS预选系统（Pre-Select Mechanism）；硬质钢丝推、拉变速机制（Push-Pull Mechanism）；自由牙盘系统（Front Freewheeling Mechanism）】

这使得骑手在低速档和上坡时开始踩踏板变得更容易、更安全。（和后来的FFSYSTEM类似的牙盘带有飞轮系统）。

【硬质推、拉变速线的官方介绍，机翻，基本不影响理解】

此外，Positron II抛弃了双线系统，转而采用单根刚性电缆（一根实心的更硬的实心钢线）。这种直径2.3mm的实心钢丝既能承受推力又可传递拉力，配合不可压缩的特制线管，理论上可彻底消除传统线缆的弹性形变。

【后拨上的索引机构：一个钢柱和固定的齿牙，但是实际使用效果并不理想】

改装自Skylark的后拨链器增设了带弹簧滚珠、轨道的定位机构，与五速Uniglide飞轮的特殊齿形形成精密配合。

【针对变速系统优化的Uniglide飞轮和链条系统，优化的链条外导板的形状和飞轮齿形，进一步提升变速的精度和速度】

但是缺点也随之而来：硬质钢线一个是成本高，另一个是由于钢线柔韧性很差，用户很难布线，防水性能差易生锈也让精准定位成为实验室里的数据。

【齿牙定位和飞轮之间的精度虽然高，但是当放到不同工厂的产品上时，就是另外的情况了】

这套系统在实验室展现出惊人精度：特殊设计的齿牙凸起与飞轮凹槽可实现0.3秒内的精准啮合。但当英国制造商试图降低成本，采用第三方链条搭配非标车架时，灾难性的失调问题全面爆发。Raleigh等厂商生产的车架后叉偏差常达1厘米，直接导致变速精度崩溃。更具讽刺意味的是，被寄予厚望的钢琴线在潮湿气候中迅速锈蚀，其刚性特质反而放大了车架形变的影响。

【红圈里链接在尾钩上的导板，就是Positron III代和其他后拨最大的不同了】

1978年，神秘的Positron III悄悄发布，同样使用鲍登线，后拨无弹簧，无索引机构设计。不同的是在四边形边上增加了一个额外的杠杆，可以通过链条本身的张力把后拨移动到更高的档位。

【这个角度上后拨多出来的这个导板就更明显了。】

因为存世量极少，我也只能大胆猜测一下，可能变速线只能让后拨向一个方向移动，另一个方向只要释放变速线，就会被链条拉扯带动连杆进行变速。这倒是让我想起来Mavic ZMS的电子变速，后拨接收变速信号，机械结构借助链条旋转带动导轮，反过来让后拨进行变速。

这次大胆尝试，也有意外收获。新型的链条外形，飞轮的齿形设计，抗压缩的变速线外管等，都成为了日后SIS不可或缺的重要组成部分。

三、妥协中的进化：系统整合的觉醒（1982-1983）

【shimano New Positron型号：PV11】

1982年的PV11型号（shimano New Positron）标志着禧玛诺战略思维的转变。工程师们不再执着于单一技术突破，转而寻求系统层面的协同优化：传统“鲍登线”回归取代硬质钢线，飞轮间距进行标准化，而且PV11也是shimano采用倾斜平行四边形的首款后拨。

【shimano初代的卡式飞轮和塔基诞生，内部结构一直到今年前MS塔基出现前都没有变过】

【不同速别的飞轮间隙等信息】

最具革命性的是卡式飞轮系统的引入——通过将飞轮片预装在专用塔基上，齿片间距精度首次突破±0.1mm。

【FF SYSTEM属于Positron系统中的一个分支，属于在探索定位变速中期的一种全新尝试，今天这种带有飞轮的牙盘最常使用在双人自行车上】

这种封闭生态的代价是残酷的技术霸权。同年，shimano发布的FF SYSTEM 系统的Positron FH后拨必须搭配专用链条、飞轮甚至带有前置飞轮（牙盘盘片可以独立转动，类似于塔基内的离合机构）的曲柄组，第三方配件完全无法兼容。

【当年关于FFS和PPS系统的宣传海报介绍】

PS：FF STSTEM是牙盘系统的名称，搭配前文提到PPS系统（正预选系统），就可以实现任何时候都可以变速，无论是踩踏还是骑行中停脚，都可以进行变速。即使是停车后，也可以预先变速，然后在骑行时变速就会达到预先设置的档位。

【SunTour Accushift指拨】

【1987年SunTour产品手册上对Accushift的几种模式和兼容性介绍】

尽管在德国和日本市场获得成功，但欧美消费者对"禧玛诺帝国"的排斥情绪日益强烈。此时SunTour凭借其Accushift系统的开放架构悄然崛起，其导轮自动回位设计虽提升了变速速度，却也暴露出容错率低的致命缺陷。

【中文机翻，基本可以理解SunTour定位指拨的几种模式】

PS：SunTour把这一设计成为超变速功能：即每次指拨移动相同角度时，后拨导轮会超过飞轮中心线1mm，变速完成后，后拨自动回到中心线。由于导轮和后拨没有多余的间隙来纠正位置，因此容错率较低。对比shimano后来的Centeron导轮就能明白，shimano后拨上导轮有左右游隙，用于自动对齐。

四、凤凰涅槃：SIS系统的终极形态（1984-1987）

【这是实在是稀有，图片比较少，这个官方的扫描图，相对比较清晰】

转机出现在1983年的NP11后拨（shimano New Positron II代）。

【今天这一技术依然存在于后拨上】

双伺服缩放机构的发明堪称机械艺术的巅峰——当变速手柄触发定位时，后拨平行四边形会先执行快速粗调，随后导轮臂进行微米级精调。

【shimano上导轮具有一定的左右游隙，最早也是服务于Positron的，用于自适应链条和后拨的位置，shimano把这种自适应机制统称为centeron mechanism】

这种"双重缓冲"机制不仅吸收了车架形变带来的误差，更创造了至今仍在沿用的"半档"调节功能。

【内容为机翻，上图是shimano对于7400的SIS定位变速的介绍。】

【上一期关于DA发展史的文章中有关于它的详细介绍，我本来以为这才是shimano使用倾斜平行四边形的第一款后拨，实际是比它还要早两年的PV11】

1984年Dura-Ace 7400的发布正式宣告SIS时代来临，其浮动式导轮设计使链条张力始终保持最优状态。

【由上至下，shimano用SIS巩固了在变速器世界的地位，并一路高歌猛进】

市场反馈验证了系统化思维的成功。到1987年，从顶级Dura-Ace到入门级Light Action全系完成索引化改造，山地车领域的全面渗透更巩固了禧玛诺的统治地位。

【1987年，支持SIS的产品线介绍，基本涵盖所有中高端产品】

值得玩味的是，最终奠定胜局的并非某项突破性技术，而是对过往失败的理性总结：Uniglide链条的异形链节、不可压缩线管的结构改良、甚至是Positron II失败的封闭生态策略——这些碎片在系统化整合中焕发出惊人能量。

五、技术霸权的阴影：开放与封闭的永恒辩证

【SunTour顶级绝唱，superbe系列，岁是巅峰设计，可为时已晚】

在索引变速的发展史中，SunTour Accushift的陨落提供了深刻启示。其导轮瞬时偏转技术虽能实现更快的换挡速度，但依赖精密加工的飞轮齿形和绝对笔直的车架后叉，这在量产自行车上几乎是不可能实现的理想条件。

【初代Deore上也有使用到PositronIII上的链接导臂，用于修正定位变速中的精度误差问题，关于初代Deore的详细接受，会在这几天做一个详细讲解，重点是这都是Positron发展道路上的技术储备。】

反观禧玛诺，通过控制整个传动系统的生产标准，用相对保守的技术方案换取了更大的容错空间。（其实我们在一些非常便宜的车上，即使飞轮扭动，尾钩不正，除非很严重，不然也不会对后拨变速器有明显影响。）

这种"专制式创新"的影响延续至今。当我们审视现代Shimano的Micro Spline塔基或Shadow后拨技术，仍能清晰看见Positron时代的技术基因：对封闭系统的偏执、对制造精度的苛求、以及将用户体验置于技术纯洁性之上的实用主义哲学。或许正如当年参与NP11研发的工程师所言："完美的变速系统不在于某个零件的卓越，而在于所有缺陷的相互妥协。"

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前期提要：