ครบเครื่องการดูแลสุขภาพ ไลฟ์สไตล์ การป้องกันโรค การเงินเพื่อสุขภาพ สำหรับวัยทำงาน

รู้ไว้ใช่ว่า เกียร์จักรยานทำงานอย่างไร

รู้ไว้ใช่ว่า-เกียร์จักรยานทำงานอย่างไร

ไม่ว่าจะเป็นจักรยานชนิดใด หากมีจานคู่และเกียร์ สับจานกับตีนผีและก้านเปลี่ยนเกียร์หรือชิฟเตอร์ จะทำให้จักรยานประเภทนั้นๆ มีสมรรถนะของการปั่นใช้งานออกกำลังมีประสิทธิภาพที่ดีขึ้น

จักรยานสมัยใหม่ เช่น เสือหมอบ เสือภูเขา จักรยานพับหรือทัวส์ริ่ง ที่ติดตั้งชุดเกียร์วิ่งโดยอาศัยแรงถีบกดที่ถูกส่งผ่านจากก้านจาน ตัวใบจาน โซ่ไปยังเฟืองขับที่ล้อด้านหลัง เกียร์ที่ติดตั้งมาให้สามารถปรับระดับได้ว่าต้องการให้ล้อหลังหมุนกินระยะเท่าใดต่อการออกแรงถีบลงไปบนบันไดจำนวนหนึ่งรอบ สำหรับเกียร์ต่ำในจักรยานนั้นจะใช้แรงถีบน้อยกว่าเกียร์สูง แต่ได้ระยะทางสั้นกว่าต่อการถีบหนึ่งรอบ เกียร์ต่ำจึงเหมาะกับการปั่นขึ้นสะพานหรือปั่นขึ้นเขาที่มีความลาดชันหรือตอนปล่อยตัวออกจากเส้นสตาร์ต ส่วนเกียร์สูงนั้นมีเอาไว้ใช้ทำความเร็วสูงบนทางราบ โดยเฉพาะการทำความเร็วแบบต่อเนื่องบนรถจักรยานทางเรียบแบบเสือหมอบ

 

Shifter

ทำหน้าที่ในการเปลี่ยนตำแหน่งเกียร์ จะประกอบด้วยตัวเปลี่ยนตำแหน่งจานหน้าซึ่งจะอยู่ด้านซ้ายมือ และตัวเปลี่ยนตำแหน่งเกียร์หลังซึ่งจะอยู่ด้านขวามือของแฮนด์

 

สายเกียร์และปลอกสาย (Shift cable and shift-cable casing)

สายเกียร์ทำมาจากลวดเส้นเล็กๆ นำมาควั่นเป็นเกลียวคล้ายกับสายลวดสลิง สายเกียร์จะแบ่งออกเป็น 2 พวกใหญ่ๆ ได้แก่ Plain cable เป็นสายโลหะธรรมดาไม่มีอะไรเคลือบอยู่ จึงมีโอกาสสกปรกหรือเป็นสนิมได้ ถ้าหากไม่ได้รับการดูแลที่ดีพอ Coated cable เป็นสายโลหะเคลือบผิวด้วยสารสังเคราะห์ ได้แก่ teflon มีผลช่วยลดความเสียดทานระหว่างตัวสายกับปลอกสายทำให้การเปลี่ยนตำแหน่งเกียร์ราบรื่นขึ้น และยังช่วยลดโอกาสการเกิดสนิมของสายเกียร์ได้ สายเกียร์จะสอดร้อยไปในปลอกสายแล้วเดินไปตามตัวถังจักรยาน การเดินสายเกียร์จะมีอยู่ด้วยกัน 2 ลักษณะ คือเดินไปตามท่อบน (top tube) จะใช้กับสับจานชนิดดึงบนส่วนสายที่ดึงตีนผี จะเดินไปตามตะเกียบอาน (seat stay) การเดินสายโดยวิธีนี้มีข้อได้เปรียบในเรื่องของการดึงสับจานเพราะแนวของสายเกียร์จะค่อยๆ โค้งไปตามปลอกสายจากท่อบนลงมาที่ท่ออาน ทำให้ไม่ต้องออกแรงในการดึงสับจานมากนัก เดินไปตามท่อล่าง (down tube) จะใช้กับสับจานชนิดดึงล่าง ส่วนสายที่ดึงตีนผีจะเดินไปตามตะเกียบโซ่ (chain stay) วิธีเดินสายไปตามท่อล่างเป็นที่นิยมกันในหมู่เสือหมอบและเสือภูเขาบางยี่ห้อ การเดินสายวิธีนี้จะใช้ปลอกสายน้อยกว่าวิธีการเดินตามท่อบน แต่มีข้อเสียที่สายเกียร์จะมีโอกาสสัมผัสกับสิ่งสกปรกหรือโคลนทำให้เกิดสนิมได้ง่าย และสายเกียร์ที่ดึงสับจานก็จะต้องมีการวกอ้อมกะโหลกขึ้นไปโดยอาศัยร่องพลาสติกเป็นตัว guide ทำให้การเปลี่ยนตำแหน่งจานหน้าจะค่อนข้างกินแรงกว่าวิธีเดินตามท่อบน

 

สับจานหน้า (Front deraillure)

สับจานจะเป็นตัวเปลี่ยนตำแหน่งของโซ่บนจานหน้า โดยอาศัยการดึงของสายเกียร์เพื่อผลักโซ่จากจานเล็กขึ้นไปจานใหญ่กว่า และอาศัยการดีดกลับของสปริงในการดันโซ่จากใบจานใหญ่ลงไปใบจานที่เล็กกว่า

 

ตีนผี (Rear derailleur)

ตีนผีจะทำหน้าที่เปลี่ยนตำแหน่งเกียร์หลัง โดยอาศัยการดึงของสายเกียร์ในการเปลี่ยนเกียร์จากเฟืองตัวเล็กขึ้นไปสู่เฟืองตัวใหญ่ และอาศัยแรงดีดกลับของสปริงในตีนผีในการเปลี่ยนเกียร์จากเฟืองตัวใหญ่ลงไปสู่เฟืองตัวเล็ก (ในตีนผีรุ่น reverse หรือ RapidRise ของ Shimano XTR จะทำงานตรงกันข้ามกับตีนผีทั่วไป)

 

ชุดใบจานหน้า (chain rings)

ใบจานหน้าในปัจจุบันจะแบ่งเป็น 3 กลุ่ม คือ ใบจานหน้าของระบบเฟืองหลัง 7 สปีดใบจานหน้าของระบบเฟืองหลัง 8 สปีดใบจานหน้าของระบบเฟืองหลัง 9 สปีด ในแต่ละกลุ่มไม่ควรจะนำมาใช้แทนกัน เนื่องจากมีลักษณะปลีกย่อยที่แตกต่างกันออกไปตามชนิดของโซ่ที่ใช้ หากใช้ผิดระบบจะมีผลต่อความราบรื่นของการทำงาน รวมไปถึงอายุการใช้งานของโซ่

 

ชุดเฟืองหลัง (cog set)

ชุดเฟืองหลังโดยทั่วไปจะมีอยู่ตั้งแต่ 7, 8 และ 9 ชั้น เฟืองแต่ละชุดจะมีความแตกต่างกันและไม่อาจนำมาใช้ทดแทนกันได้เลย (ยกเว้นจะเปลี่ยนอุปกรณ์ในระบบที่เกี่ยวข้องทั้งหมด) ชุดเฟือง 7 ชั้น ซึ่งปัจจุบันจะมีใช้ในระบบเกียร์รุ่นล่างสุดและกำลังเสื่อมความนิยมลง เพราะระบบเกียร์ที่ถูกผลิตออกสู่ตลาดในปัจจุบันเป็นชุด 8 และ 9 ชั้นเป็นส่วนใหญ่ ระยะห่างระหว่างเฟืองใบใหญ่สุดกับเฟืองใบเล็กสุดของระบบเฟือง 7 ชั้นจะมีระยะน้อยกว่าของระบบ 8 และ 9 ชั้น ทำให้ต้องใช้กับดุมหลัง (free wheel hub) เฉพาะรุ่นที่ทำมาเฉพาะเฟือง 7 ชั้นเท่านั้น ชุดเฟือง 8 ชั้น เป็นระบบที่ยังได้รับความนิยมอยู่ และยังถูกผลิตออกมาจำหน่ายในรุ่นล่างถึงรุ่นกลาง ชุดเฟือง 9 ชั้น เป็นระบบที่ทาง Shimano เริ่มผลิตออกมาจำหน่ายในปี ค.ศ.1999 หลังจากประสบความสำเร็จกับจักรยานถนนมาก่อน ชุดเฟือง 9 ชั้นจะมีระยะห่างระหว่างเฟืองใหญ่สุดกับเฟืองเล็กสุดเท่ากันกับชุดเฟือง 8 ชั้น จึงทำให้สามารถใช้ดุมหลังร่วมกันได้ แต่เนื่องจากระยะห่างดังกล่าวเท่ากันจึงทำให้เฟือง 9 ชั้นต้องมีระยะช่องไฟระหว่างเฟืองแคบกว่า และเฟืองมีความหนาน้อยกว่าระบบเฟือง 8 ชั้น จึงทำให้ต้องใช้โซ่ที่มีความบางกว่า

 

โซ่ (chain)

โซ่ถูกออกแบบมา โดยขึ้นกับลักษณะของชุดเฟืองและใบจาน โดยทั่วไปแล้วโซ่ของระบบเฟือง 7 กับ 8 ชั้นนั้นพอจะใช้ทดแทนกันได้แต่กรณีสำหรับโซ่ของเฟือง 9 ชั้นจะแปลกแยกออกไปเนื่องจากความแตกต่างของความหนาและระยะช่องไฟของเฟืองหลังทำให้โซ่
ของระบบเฟือง 9 ชั้น มีความบางกว่าของระบบ 8 ชั้น ประมาณ 0.6 mm

เกียร์จักรยานนั้นถูกออกแบบมาให้มีการทำงานคล้ายกับเกียร์รถยนต์ เพื่อให้นักปั่นสามารถใช้รอบขาและแรงถีบได้อย่างเหมาะสมกับสภาพเส้นทาง ความเร็ว และสภาพของตัวผู้ถีบเอง โดยจะเลือกอัตราทดจากการเปลี่ยนตำแหน่งโซ่ในชุดจานหน้าซึ่งจะมีตั้งแต่ 2 – 3 จาน ร่วมกับการเปลี่ยนตำแหน่งโซ่ในชุดเฟืองหลังซึ่งมีตั้งแต่ 7 – 9 เฟือง ปัจจุบันมีบางบริษัทที่ผลิตชุดขับเคลื่อนของจักรยานเแข่งได้ทำชุดเฟืองหลัง 10 เฟืองออกมาได้สักระยะหนึ่งแล้วและเริ่มเป็นที่แพร่หลายเนื่องจากใช้ในการแข่งขันได้เป็นอย่างดี เกียร์จักรยานมีทั้งแบบภายนอกและภายในรวมไปถึงเกียร์ที่ทำงานด้วยไฟฟ้า การปรับเปลี่ยนใบจานหน้าขนาดต่างๆ รวมถึงชุดเฟืองหลังทำให้นักปั่นสามารถเลือกปรับเกียร์หรืออัตราทดได้อย่างหลากหลายซึ่งมีประโยชน์มากสำหรับการปั่นจักรยานในการแข่งขันทางไกลที่มีสภาพเส้นทางแตกต่างกันมีทั้งทางตรง โค้งและทางขึ้นลงเขา เกียร์ในรถจักรยานโดยเฉพาะรถเสือหมอบและเสือภูเขาจึงถูกออกแบบมาให้ทดกำลังท่ามกลางการปั่นในสถานการณ์ต่างๆ น้ำหนักเกียร์ที่เหมาะสมจึงเป็นเรื่องที่นักปั่นทุกคนจะต้องเลือกใช้ตามความจำเป็นและความถนัด เช่นเดียวกันกับเกียร์ของรถยนต์ที่ไม่สามารถใส่เกียร์สูงขับขึ้นทางลาดชันได้ การเลือกตำแหน่งของเกียร์จึงเป็นเรื่องของกำลังและความถนัดคุ้นเคยที่นักปั่นจะต้องหาเองเนื่องจากแต่ละบุคคลก็จะมีสไตล์ของการปั่นที่มีความแตกต่างกันไป

เกียร์จักรยานมีทั้งแบบภายนอกและภายในรวมไปถึงเกียร์ที่ทำงานด้วยไฟฟ้า การปรับเปลี่ยนใบจานหน้าขนาดต่างๆ รวมถึงชุดเฟืองหลังทำให้นักปั่นสามารถเลือกปรับเกียร์หรืออัตราทดได้อย่างหลากหลายซึ่งมีประโยชน์มากสำหรับการปั่นจักรยานในการแข่งขันทางไกลที่มีสภาพเส้นทางแตกต่างกัน มีทั้งทางตรง โค้งและทางขึ้นลงเขา เกียร์ในรถจักรยานโดยเฉพาะรถเสือหมอบและเสือภูเขาจึงถูกออกแบบมาให้ทดกำลังท่ามกลางการปั่นในสถานการณ์ต่างๆ น้ำหนักเกียร์ที่เหมาะสมจึงเป็นเรื่องที่นักปั่นทุกคนจะต้องเลือกใช้ตามความจำเป็นและความถนัด เช่นเดียวกันกับเกียร์ของรถยนต์ที่ไม่สามารถใส่เกียร์สูงขับขึ้นทางลาดชันได้ การเลือกตำแหน่งของเกียร์จึงเป็นเรื่องของกำลังและความถนัดคุ้นเคยที่นักปั่นจะต้องหาเองเนื่องจากแต่ละบุคคลก็จะมีสไตล์ของการปั่นที่มีความแตกต่างกันไป

โซ่ของจักรยานรับหน้าที่ส่งถ่ายพลังงานที่เกิดจากการถีบบันไดถ่ายเทไปยังจานและลงไปที่โซ่ แล้วจึงไปยังเฟืองล้อหลัง ห่วงลูกโซ่แต่ละห่วงจะล็อกเข้ากับฟันของใบจานกับชุดขับเคลื่อนที่เป็นเฟืองต่างขนาดในบริเวณกลางดุมล้อหลัง หากอุปกรณ์อยู่ในสภาพที่สมบูรณ์ ทั้งจาน ใบจาน สับจาน ตีนผี โซ่และเฟืองรวมถึงดุมล้อและยาง นักปั่นจะสามารถส่งกำลังไปยังล้อขับเคลื่อนหลังได้ 90% แต่หากจานเกิดสนิมหรือขาดการหล่อลื่นที่ดีพอในบริเวณจุดที่เคลื่อนไหวจะทำให้นักปั่นสูญเสียแรงปั่นโดยใช่เหตุ ประสิทธิภาพการเคลื่อนที่ก็จะลดลงตามไปด้วยจากอุปกรณ์ที่ไม่สมบูรณ์

สำหรับฟันของใบจานทั้งจานหน้าและหลังในแต่ละวงจรการปั่นกำหนดถึงระดับของเกียร์ หากใบจานหน้ามีฟัน 54 ซี่ และชุดเฟืองหลังมีขนาด 27 ซี่ หมายความว่าล้อหลังจะหมุน 2 รอบต่อการปั่นหนึ่งรอบ

เมื่อนักปั่นออกแรงถีบบันได ก้านจานที่ยึดติดกับใบจานจะหมุนดึงให้สายโซ่เคลื่อนที่ โดยใบจานใหญ่จะมีจำนวนเยอะกว่าใบจานเล็กเมื่อทำการเปลี่ยนเกียร์ สายเกียร์จะทำการดึงตัวสับจานหน้าซึ่งจะผลักให้สายโซ่เลื่อนไปยังจานใบใหญ่หรือเกียร์สูงไปยังจานใบเล็กหรือเกียร์ต่ำหรือสลับกันแล้วแต่สภาพของเส้นทางและการเลือกใช้งานของนักปั่นเอง

เมื่อเกียร์ด้านหน้าเปลี่ยนมาคล้องอีกเฟือง ตีนผีหรือที่เรียกกันว่าตัวสับเฟืองหลังจะทำการปรับสายโซ่ให้คล้องกับวรจรเฟืองหลังที่ตรงกับเกียร์แบบอัตโนมัติ สายโซ่ของจักรยานจึงไม่ควรที่จะปรับให้ตึงหรือหย่อนมากจนเกินไป

กลุ่มของชุดขับเคลื่อนถูกแยกออกเป็นประเภทใหญ่ๆ ตามการใช้งาน ได้ 3 ประเภท คือ เสือภูเขา (MTB) เสือหมอบ (Road bike) และกลุ่มที่ออกแบบเป็นพิเศษเฉพาะงาน

 

ขอขอบคุณข้อมูลจาก : อาคม รวมสุวรรณ.(2010).รู้ไว้ใช่ว่า เกียร์จักรยานทำงานอย่างไร.1 มีนาคม 2558.
แหล่งที่มา : http://www.thairath.co.th/content/498303
ภาพประกอบจาก : http://www.thairath.co.th