從Positron到SIS：禧瑪諾定位變速系統的荊棘之路

前言：

今天的車手僅需輕觸撥桿，就能精準切換檔位，卻鮮少有人意識到這項技術背后有長達二十年的技術博弈。在齒輪定位系統尚未普及的1970年代，日本工程師長野正司帶領的團隊正埋首于一項顛覆傳統變速邏輯的革新——這項名為Positron的工程實驗，最終將重塑整個自行車工業的權力版圖。

書接前文：

一、機械交響曲的前奏：雙線操控時代的困境（1967-1974）

【后撥上具有兩個變速線固定位，后撥本身沒有今天的歸位彈簧，移動全靠兩根變速線，通過分度指撥來控制變速器的移動精度。】

1967年誕生的“W"系列變速器揭開了禧瑪諾索引系統的序章。這套采用雙“鮑登線”（可以理解為早期的變速線，對比今天的變速線更粗，表面也更粗糙。）的機械裝置堪稱工業設計的矛盾體：變速手柄內置分度裝置，分別控制兩條獨立鋼纜，一條負責將后撥推向更大飛輪片，另一條則執行回拉動作。其精妙之處在于徹底摒棄了傳統變速器的彈簧復位機構，但笨重的操作手感和頻繁的線纜維護讓這項技術始終停留在專業領域。

【1975年shimano產品手冊上的產品合集，最右側的后撥就是第一代Positron后撥，后撥內帶有分度索引機構，變速檔桿則是一個類似汽車變速箱的東西。】

【Positron初代的換擋撥桿被設計成變速箱的造型，最早是應用于兒童自行車，因為當時變速器使用需要一定經驗，而索引變速降低了變速難度，他們認為孩子是最需要種低難度的變速體驗的群體。】

真正的轉折發生在1974年。當長野正司將金屬滾珠與定位凹槽植入后撥結構，Positron系統首次實現了"數字式"換擋體驗。每次變速時清脆的"咔嗒"聲不僅成為防誤操作的聽覺反饋，更暗合了當時汽車工業的操控美學——這也是該系列產品最初定位于兒童運動車的關鍵營銷策略。初代Positron換擋撥桿的周圍的機構被一個“盒子”覆蓋，看起來就像是微型化的汽車變速箱。這種感覺對兒童很有吸引力，因為換擋的感覺和汽車是一樣的，咔噠聲也大受歡迎。

【初代Positron后撥頂部的索引機構，內部有鋼珠用于定位后撥的檔位】

【初代Positron的專利圖紙的一部分，可以看到鋼珠是如何在其中進行索引定位的】

但是，隨著人們了解到POSITRON采用了眾多先進技術，能夠耐受歐洲等嚴酷氣候時，該產品不僅受到用戶青睞，還受到了經銷商和自行車整車廠的青睞。

【初代Positron上的雙變速線控制機構】

二、剛性電纜的狂想曲：技術理想主義的代價（1975-1981）

【Positron II代（DG200）】

【上圖是官方對PPS技術的解釋，機器翻譯，但是基本不影響理解】

1976年問世的Positron II代將技術激進主義推向頂峰。1976 年發布的 POSITRON II 采用了Positive Pre-select System (PPS)（直譯為正預選系統），通過在自行車靜止時提前換檔，騎手可以在換檔后開始踩踏板。

【從左到右：PPS預選系統（Pre-Select Mechanism）；硬質鋼絲推、拉變速機制（Push-Pull Mechanism）；自由牙盤系統（Front Freewheeling Mechanism）】

這使得騎手在低速檔和上坡時開始踩踏板變得更容易、更安全。（和后來的FFSYSTEM類似的牙盤帶有飛輪系統）。

【硬質推、拉變速線的官方介紹，機翻，基本不影響理解】

此外，Positron II拋棄了雙線系統，轉而采用單根剛性電纜（一根實心的更硬的實心鋼線）。這種直徑2.3mm的實心鋼絲既能承受推力又可傳遞拉力，配合不可壓縮的特制線管，理論上可徹底消除傳統線纜的彈性形變。

【后撥上的索引機構：一個鋼柱和固定的齒牙，但是實際使用效果并不理想】

改裝自Skylark的后撥鏈器增設了帶彈簧滾珠、軌道的定位機構，與五速Uniglide飛輪的特殊齒形形成精密配合。

【針對變速系統優化的Uniglide飛輪和鏈條系統，優化的鏈條外導板的形狀和飛輪齒形，進一步提升變速的精度和速度】

但是缺點也隨之而來：硬質鋼線一個是成本高，另一個是由于鋼線柔韌性很差，用戶很難布線，防水性能差易生銹也讓精準定位成為實驗室里的數據。

【齒牙定位和飛輪之間的精度雖然高，但是當放到不同工廠的產品上時，就是另外的情況了】

這套系統在實驗室展現出驚人精度：特殊設計的齒牙凸起與飛輪凹槽可實現0.3秒內的精準嚙合。但當英國制造商試圖降低成本，采用第三方鏈條搭配非標車架時，災難性的失調問題全面爆發。Raleigh等廠商生產的車架后叉偏差常達1厘米，直接導致變速精度崩潰。更具諷刺意味的是，被寄予厚望的鋼琴線在潮濕氣候中迅速銹蝕，其剛性特質反而放大了車架形變的影響。

【紅圈里鏈接在尾鉤上的導板，就是Positron III代和其他后撥最大的不同了】

1978年，神秘的Positron III悄悄發布，同樣使用鮑登線，后撥無彈簧，無索引機構設計。不同的是在四邊形邊上增加了一個額外的杠桿，可以通過鏈條本身的張力把后撥移動到更高的檔位。

【這個角度上后撥多出來的這個導板就更明顯了。】

因為存世量極少，我也只能大膽猜測一下，可能變速線只能讓后撥向一個方向移動，另一個方向只要釋放變速線，就會被鏈條拉扯帶動連桿進行變速。這倒是讓我想起來Mavic ZMS的電子變速，后撥接收變速信號，機械結構借助鏈條旋轉帶動導輪，反過來讓后撥進行變速。

這次大膽嘗試，也有意外收獲。新型的鏈條外形，飛輪的齒形設計，抗壓縮的變速線外管等，都成為了日后SIS不可或缺的重要組成部分。

三、妥協中的進化：系統整合的覺醒（1982-1983）

【shimano New Positron型號：PV11】

1982年的PV11型號（shimano New Positron）標志著禧瑪諾戰略思維的轉變。工程師們不再執著于單一技術突破，轉而尋求系統層面的協同優化：傳統“鮑登線”回歸取代硬質鋼線，飛輪間距進行標準化，而且PV11也是shimano采用傾斜平行四邊形的首款后撥。

【shimano初代的卡式飛輪和塔基誕生，內部結構一直到今年前MS塔基出現前都沒有變過】

【不同速別的飛輪間隙等信息】

最具革命性的是卡式飛輪系統的引入——通過將飛輪片預裝在專用塔基上，齒片間距精度首次突破±0.1mm。

【FF SYSTEM屬于Positron系統中的一個分支，屬于在探索定位變速中期的一種全新嘗試，今天這種帶有飛輪的牙盤最常使用在雙人自行車上】

這種封閉生態的代價是殘酷的技術霸權。同年，shimano發布的FF SYSTEM 系統的Positron FH后撥必須搭配專用鏈條、飛輪甚至帶有前置飛輪（牙盤盤片可以獨立轉動，類似于塔基內的離合機構）的曲柄組，第三方配件完全無法兼容。

【當年關于FFS和PPS系統的宣傳海報介紹】

PS：FF STSTEM是牙盤系統的名稱，搭配前文提到PPS系統（正預選系統），就可以實現任何時候都可以變速，無論是踩踏還是騎行中停腳，都可以進行變速。即使是停車后，也可以預先變速，然后在騎行時變速就會達到預先設置的檔位。

【SunTour Accushift指撥】

【1987年SunTour產品手冊上對Accushift的幾種模式和兼容性介紹】

盡管在德國和日本市場獲得成功，但歐美消費者對"禧瑪諾帝國"的排斥情緒日益強烈。此時SunTour憑借其Accushift系統的開放架構悄然崛起，其導輪自動回位設計雖提升了變速速度，卻也暴露出容錯率低的致命缺陷。

【中文機翻，基本可以理解SunTour定位指撥的幾種模式】

PS：SunTour把這一設計成為超變速功能：即每次指撥移動相同角度時，后撥導輪會超過飛輪中心線1mm，變速完成后，后撥自動回到中心線。由于導輪和后撥沒有多余的間隙來糾正位置，因此容錯率較低。對比shimano后來的Centeron導輪就能明白，shimano后撥上導輪有左右游隙，用于自動對齊。

四、鳳凰涅槃：SIS系統的終極形態（1984-1987）

【這是實在是稀有，圖片比較少，這個官方的掃描圖，相對比較清晰】

轉機出現在1983年的NP11后撥（shimano New Positron II代）。

【今天這一技術依然存在于后撥上】

雙伺服縮放機構的發明堪稱機械藝術的巔峰——當變速手柄觸發定位時，后撥平行四邊形會先執行快速粗調，隨后導輪臂進行微米級精調。

【shimano上導輪具有一定的左右游隙，最早也是服務于Positron的，用于自適應鏈條和后撥的位置，shimano把這種自適應機制統稱為centeron mechanism】

這種"雙重緩沖"機制不僅吸收了車架形變帶來的誤差，更創造了至今仍在沿用的"半檔"調節功能。

【內容為機翻，上圖是shimano對于7400的SIS定位變速的介紹。】

【上一期關于DA發展史的文章中有關于它的詳細介紹，我本來以為這才是shimano使用傾斜平行四邊形的第一款后撥，實際是比它還要早兩年的PV11】

1984年Dura-Ace 7400的發布正式宣告SIS時代來臨，其浮動式導輪設計使鏈條張力始終保持最優狀態。

【由上至下，shimano用SIS鞏固了在變速器世界的地位，并一路高歌猛進】

市場反饋驗證了系統化思維的成功。到1987年，從頂級Dura-Ace到入門級Light Action全系完成索引化改造，山地車領域的全面滲透更鞏固了禧瑪諾的統治地位。

【1987年，支持SIS的產品線介紹，基本涵蓋所有中高端產品】

值得玩味的是，最終奠定勝局的并非某項突破性技術，而是對過往失敗的理性總結：Uniglide鏈條的異形鏈節、不可壓縮線管的結構改良、甚至是Positron II失敗的封閉生態策略——這些碎片在系統化整合中煥發出驚人能量。

五、技術霸權的陰影：開放與封閉的永恒辯證

【SunTour頂級絕唱，superbe系列，歲是巔峰設計，可為時已晚】

在索引變速的發展史中，SunTour Accushift的隕落提供了深刻啟示。其導輪瞬時偏轉技術雖能實現更快的換擋速度，但依賴精密加工的飛輪齒形和絕對筆直的車架后叉，這在量產自行車上幾乎是不可能實現的理想條件。

【初代Deore上也有使用到PositronIII上的鏈接導臂，用于修正定位變速中的精度誤差問題，關于初代Deore的詳細接受，會在這幾天做一個詳細講解，重點是這都是Positron發展道路上的技術儲備。】

反觀禧瑪諾，通過控制整個傳動系統的生產標準，用相對保守的技術方案換取了更大的容錯空間。（其實我們在一些非常便宜的車上，即使飛輪扭動，尾鉤不正，除非很嚴重，不然也不會對后撥變速器有明顯影響。）

這種"專制式創新"的影響延續至今。當我們審視現代Shimano的Micro Spline塔基或Shadow后撥技術，仍能清晰看見Positron時代的技術基因：對封閉系統的偏執、對制造精度的苛求、以及將用戶體驗置于技術純潔性之上的實用主義哲學。或許正如當年參與NP11研發的工程師所言："完美的變速系統不在于某個零件的卓越，而在于所有缺陷的相互妥協。"

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前期提要：