Bike: ระบบเกียร์จักรยาน

ระบบเกียร์จักรยาน

• ระบบเกียร์ เป็นคำกล่าวรวมเกี่ยวกับระบบขับเคลื่อน (Drive Train) ทั้งระบบ ซึ่งประกอบด้วย

• ชุดจานหน้า (Chainring)

• สับจานหน้า (Front Derailleur)

• ชุดเฟืองหลัง (Cog)

• ตีนผี (Rear Derailleur)

• โซ่ (Chain)

• ชุดเปลี่ยนเกียร์ (Shifter)

• เกียร์จักรยานถูกออกแบบมาด้วยเหตุผลคล้ายกับเกียร์รถยนต์ คือ เพื่อให้ผู้ถีบสามารถใช้รอบขา และแรงถีบได้อย่างเหมาะสมกับสภาพเส้นทาง ความเร็ว และสภาพของตัวผู้ถีบเอง
• การเลือกอัตราทดจากการเปลี่ยนตำแหน่งโซ่ในชุดจานหน้า ซึ่งมีตั้งแต่ 2-3 จาน ร่วมกับการเปลี่ยนตำแหน่งโซ่ในชุดเฟืองหลังซึ่งมีตั้งแต่ 7-9 เฟือง
• Campagnolo และ Ritchey ได้ทำชุดเฟืองหลัง10 เฟืองออกมา เพื่อใช้ในการแข่งขัน
• Shimanoได้ผลิตชุดขับเคลื่อนระบบนี้ตั้งแต่ชุดระดับกลาง คือ Deore จนถึงชุดระดับสูงอย่าง XTR 
• ชุดขับเคลื่อน 27 Speeds มาจากจานหน้า 3 x เฟืองหลัง 9 = 27

การเรียกตำแหน่งเกียร์

• จานหน้าใบเล็กสุด จะเรียกว่าจาน 1 จานกลางจะเรียกว่าจาน 2 จานใหญ่ที่สุดจะเรียกว่าจาน 3
• คล้ายกับเกียร์รถยนต์ ตัวเลขที่มากขึ้นหมายถึงความเร็วที่เพิ่มขึ้นมา (และออกแรงเพิ่มขึ้น)
• ชุดเฟืองหลังใหญ่สุดเรียกว่าเฟือง 1 แล้วไล่ไปจนถึงเฟืองเล็กที่สุดว่าเฟือง 9
• ถ้าเฟืองหลังยิ่งเล็กลงความเร็วก็จะเพิ่มขึ้น ซึ่งจะสลับกันกับชุดจานหน้า
• ตัวอย่างในการเรียกให้เข้าใจตรงกัน เช่น ตำแหน่งเกียร์ 3-7 หมายถึง จานหน้าอยู่ในตำแหน่งจาน 3 และเฟืองหลังอยู่ในตำแหน่งเฟือง 7

อัตราทด

• ชุดขับเคลื่อนยอดฮิตที่มีชุดใบจานหน้า 44-32-22 ( ใบใหญ่ 44 ฟัน ใบกลาง 32 ฟัน และใบเล็ก 22 ฟัน) กับชุดเฟืองหลังมีจำนวนฟันเรียงกันดังนี้ 11-12-14-16-18-21-24-28-32
• อัตราทด = จำนวนฟันจานหน้า / จำนวนฟันเฟืองหลัง
• เช่น เกียร์ 3-9 จะมีอัตราทดเท่ากับ 44 / 11 = 4 หมายความ าถ้าเราปั่นบันไดครบ 1 รอบ ล้อหลังจะหมุนไปได้ 4 รอบ

การเลือกใช้เกียร์

• หลักการใช้เกียร์ที่เหมาะสม คือ การใช้ความหนักเบาให้พอดีกับแรงและสุขภาพของคุณเอง
• การใช้ตำแหน่งเกียร์ที่เหมาะสมโดยคำนึงถึงอัตราทด และแนวโซ่
• การใช้เกียร์ที่หนักอัตราทดสูงๆ เช่น 3-9 อาจจะเหมาะสมสำหรับความเร็วสูงสุดช่วงสั้นๆ ในทางเรียบ หรือความเร็วในการลงเขา แต่ไม่เหมาะสำหรับการเดินทางไกลๆ เพราะหนักเกินไป และผลสุดท้ายจะลงเอยกับเข่าของคุณเอง สู้ใช้เกียร์ที่เบากว่าแต่ใช้รอบขาสูงกว่าไม่ได้
• เกียร์ที่เบาเกินไปก็ไม่มีประโยชน์ต่อการออกกำลังกาย
• น้ำหนักเกียร์ที่เหมาะสมจึงเป็นเรื่องที่คุณจะต้องเลือกใช้ตามความจำเป็น เช่นเดียวกันกับรถยนต์ที่ไม่มีใครใส่เกียร์ 5 ขึ้นดอยอินทนนท์ ไม่ว่าเครื่องยนต์จะทรงพลังแค่ไหน และถึงแม้ว่าจะขึ้นได้ผลเสียก้อคงตกกับเครื่องยนต์และระบบขับเคลื่อนเอง อันนี้จึงเป็นเรื่องของทางสายกลางที่คุณจะต้องหาเองเพราะแต่ละบุคคลมีความแตกต่างกัน
• จากตารางอัตราทด ไม่ได้มีอัตราทดหลากหลายถึง 27 Speeds บางอัตราทดก็จะเท่ากัน/ใกล้เคียงกัน รวมไปถึงข้อจำกัดในเรื่องของแนวโซ่ จนเราไม่อาจจะใช้ได้ครบทั้งหมด
• การใช้งานจริง เราจะใช้อย่างมากเพียง 15-16 อัตราทดเท่านั้น
• Chain Line หมายถึง ระยะห่างระหว่างจุดกึ่งกลางท่ออาน (Seat Tube) กับยอดใบจานกลาง หรือจุดกึ่งกลางระหว่างจานหน้าใบใหญ่สุดกับใบเล็กสุด
• Chain Line เป็นค่าอ้างอิงระยะห่างระหว่างชุดใบจานหน้ากับเฟรม
• ค่า Chain Line แปรผันตามความยาวของแกนกระโหลก
• ลักษณะของชุดขาจาน (Crank Set) และการสวมเข้ากับแกนกระโหลก โดยทั่วไปแล้วสำหรับเสือภูเขาส่วนใหญ่ มีค่า Chain Line อยู่ในช่วง 47.5-50.0 mm.
• แนวโซ่ หมายถึง การเล็งแนวของโซ่จากเฟืองหลังไปหาจานหน้าหรือจากจานหน้าไปหาเฟืองหลังโดยเทียบกับแนวของล้อ
• แนวโซ่ตรง หมายถึง แนวโซ่ขนานกับแนวล้อ
• แนวโซ่เบี่ยงเบน หมายถึง แนวโซ่เบี่ยงเบนจากแนวขนานกับแนวล้อ

โซ่เป็นจุดที่เปราะบางที่สุดของระบบเกียร์

• โซ่เป็นตัวถ่ายทอดแรงจากบันไดไปยังล้อหลัง โดยรับจากจานหน้าส่งต่อไปยังเฟืองหลัง
• จุดอ่อนของโซ่ คือ ข้อโซ่ ข้อโซ่อาจจะได้รับการออกแบบมาอย่างดีสำหรับการรับแรงกระทำในแนวยาวซึ่งจะมาในรูปของการดึง
• โซ่ไม่ได้ถูกออกแบบมาดีนักสำหรับการรับแรงบิด ทั้งการบิดเกลียวและการบิดด้านข้าง
• เมื่อโซ่ได้รับแรงบิด ข้อโซ่จะเป็นบริเวณที่ต้องเผชิญกับความเครียดและแรงเค้น
• เมื่อโลหะที่เป็นแผ่นประกับ (Outer Plate) ตรงบริเวณข้อโซ่ได้สะสมความเครียด และแรงเค้นจนถึงจุดที่เกิดอาการล้าตัวแล้ว แกนข้อโซ่ก็จะถูกบิดให้หลุดออกมา ก็จะเกิดอาการที่เรียกว่า "โซ่ขาด"
• การบิดของโซ่จะเกิดเกือบตลอดเวลาของการใช้งาน
• การบิดตัวด้านข้างจะเกิดขึ้นในขณะที่ใช้อัตราทดที่มีแนวโซ่เบี่ยงเบน ยิ่งเบี่ยงเบนมากก็จะบิดตัวมาก ซึ่งจะทำให้มีแรงต่อฟันของจานหน้าและเฟืองหลังที่เกี่ยวข้องด้วย
• การบิดเกลียวจะเกิดขึ้นในขณะที่มีการเปลี่ยนตำแหน่งจานหน้า แรงบิดเกลียวที่กระทำต่อโซ่ในขณะเปลี่ยนตำแหน่งจานหน้านี้จะเพิ่มขึ้นตามแรงที่เรากดบันได

การใช้ตำแหน่งเกียร์ที่เหมาะสมโดยคำนึงถึงอัตราทด และแนวโซ่

• การเลือกใช้ตำแหน่งเกียร์ที่เหมาะสมโดยพิจารณาจากแนวโซ่ จะช่วยยืดอายุการใช้งานในระยะยาวของระบบเกียร์ ไม่ว่าจะเป็นโซ่ ชุดจานหน้า หรือเฟืองหลัง
• ถ้าพิจารณาจากรูปจะเห็นได้ว่า ตำแหน่งเกียร์ 1-3, 2-5 และ 3-7 แนวโซ่แทบจะเป็นเส้นตรงเลยทีเดียว 

• กลุ่ม 1 และกลุ่ม 2 เป็นกลุ่มที่ใช้ได้ดีมาก เนื่องจากแนวโซ่ไม่ได้เบี่ยงเบนไปมาก และยังสามารถไล่อัตราทดต่อเนื่องกันได้อย่างเพียงพอสำหรับการใช้งาน

• เมื่อเราใช้เกียร์ 2-7 ทำความเร็วได้พอสมควรแล้ว และต้องการจะทำความเร็วเพิ่มขึ้นอีก เราอาจจะเลือกเปลี่ยนเกียร์เป็น 3-6 ซึ่งจะให้อัตราทดที่เพิ่มขึ้นและต่อเนื่องคล้ายกับอัตราทดในเกียร์ 2-8 แต่แนวโซ่ไม่เบี่ยงเบนไปมาก

• หรือการปั่นขึ้นเนินด้วยตำแหน่งเกียร์ 2-3 และเห็นว่าเนินนี้ยังอีกยาวทั้งมีแนวโน้มว่าคุณจะต้องใช้เกียร์ที่ต่ำกว่านี้อีกในการจะเอาชนะ แทนที่จะเปลี่ยนเป็นเกียร์ที่ต่ำกว่านี้ด้วยการใช้เกียร์ 2-2 แนะนำให้เปลี่ยนไปเกียร์ 1-5 แทนจะดีกว่า

• กลุ่ม 3 สามารถใช้ได้อยู่ แต่ก็ไม่เลวนักถ้าจะเปลี่ยนไปใช้เกียร์ในกลุ่ม2
• กลุ่ม 4  แนวโซ่จะเบี่ยงเบนไปพอสมควร ซึ่งจะบั่นทอนอายุการใช้งานในระยะยาว
• กลุ่ม 5 ไม่จำเป็นหรือไม่เผลอก็อย่าไปใช้เลย สึกหรอโดยใช่เหตุ
• กลุ่ม 6 คือ เกียร์ 3-1 และ1-9 เป็นเกียร์ต้องห้าม อย่าได้เผลอไปใช้

ทำไมเกียร์ 3-1 และ 1-9 เป็นเกียร์ต้องห้าม

• เกียร์ 3-1 หรือหน้าใหญ่สุด หลังใหญ่สุด นอกจากแนวโซ่จะเบี่ยงเบนไปอย่างมากแล้ว ตัวตีนผีเองจะถูกโซ่ดึงจนกางออกเกือบจะเป็นเส้นตรง ซึ่งถ้าความยาวของ
• โซ่สั้นเกินไปกว่าที่ควร ขาตีนผีอาจจะถูกบิดจนโก่งงอ บางรายฟันของเฟือง 1 คดงอจากแรงดึงของโซ่ได้
• เกียร์ 1-9 ถึงแม้จะไม่ถูกนำใช้งานเนื่องจากแนวโซ่ที่เบี่ยงเบนไปอย่างมากนั้น แต่เหมาะกับเป็นเกียร์สำหรับจอดเก็บ เพราะตำแหน่งจานหน้าเล็กสุด สปริงของตัวสับจานหน้าจะหย่อนที่สุด เช่นกันกับตำแหน่งเฟืองหลังที่เล็กสุด สปริงในตัวตีนผีจะหย่อนที่สุดเช่นกัน การเก็บเกียร์ในลักษณะนี้จะช่วยยืดอายุการใช้งานของสปริงในตัวสับจานหน้า และตีนผี

เทคนิคการเลือกใช้ตำแหน่งสับจานหน้าในสถานะการณ์ต่างๆ

• การเปลี่ยนตำแหน่งสับจานหน้าไม่ใช่สิ่งที่กระทำได้สะดวก รวดเร็วเหมือนอย่างการเปลี่ยนตำแหน่งเฟืองหลัง เพราะระยะห่างระหว่างใบจานหน้า รวมไปถึงความแตกต่างระหว่างจำนวนฟันของใบจานหน้าแต่ละใบ ผิดกับชุดเฟืองหลังที่จะอยู่ชิดกันกว่ารวมไปถึงจำนวนฟันที่ต่อเนื่องกันมากกว่า

• การพิจารณาเลือกใช้และการตัดสินเปลี่ยนตำแหน่งจานหน้าในแต่ละสถานการณ์อาจแตกต่างกันไปสำหรับหลายๆ คน แต่มีเหตุผลหลักที่คนส่วนใหญ่ยอมรับคือ

• สำหรับทางเรียบ

• ควรใช้จานหน้ากลางหรือจานใหญ่สุดแล้วแต่ระดับความเร็วที่คุณใช้ และแนวโซ่ที่จะเบี่ยงเบน

• การปั่นทางเรียบที่ความเร็วประมาณ 29-31 กม./ชม. แทนที่จะใช้ตำแหน่งเกียร์ 2-9 ซึ่งแนวโซ่จะเบี่ยงเบนไปมาก  ก็ควรเลือกใช้ตำแหน่งเกียร์ 3-7 ซึ่งแนวโซ่จะเป็นเส้นตรง

• สำหรับทางลงเขา

• ควรใช้จานหน้าใหญ่ที่สุด ทั้งนี้ไม่ได้หมายถึงระดับความเร็วที่คุณกำลังปั่นส่งเพื่อลงเขาเท่านั้น หรือแม้จะเพียงปล่อยไหลลงเขาก็ตาม

• หากมีการล้มเกิดขึ้นโซ่ที่มาอยู่ในตำแหน่งจาน 3 จะป้องกันขาจากความคมของยอดฟันใบจาน ซึ่งคมพอที่บาดขาไปถึงกล้ามเนื้อได้ 

• สำหรับกรณีขึ้นเขา

• หากมีแรงมากพอที่จะใช้จานกลางปั่นขึ้นเขา และการเปลี่ยนมาใช้จานเล็กจะทำให้เสียเวลา และแนวของโซ่ไม่เบี่ยงไปมากนักก็คงจะไม่เป็นไรมากเท่าไหร่

• การขึ้นเขาด้วยเกียร์ 1-4 จะดีกว่าการใช้เกียร์ 2-1 เพราะได้อัตราทดใกล้เคียงกันแถมแนวโซ่ยังไม่เบี่ยงด้วย

• โซ่ในระบบเกียร์ 27 Speeds จะบางกว่าโซ่ของระบบเกียร์ 24 Speeds หรือระบบเดิมประมาณ 0.6mm. และความแข็งแรงย่อมจะลดลงเป็นธรรมดา ซึ่งทำให้โซ่ของระบบใหม่ขาดง่ายกว่าระบบเดิม โอกาสโซ่ขาดอันเกิดจากการใช้งานที่ผิดวิธีย่อมเกิดขึ้นได้เสมอ
• โซ่ขาดในระหว่างขึ้นเขาเป็นเหตุการณ์ที่พบได้เรื่อยๆ ไม่ใช่ว่าข้อโซ่ทนแรงดึงไม่ไหว แต่ข้อโซ่ทนแรงบิดไม่ไหวต่างหาก
• โซ่จะบิดเกลียว และบิดตัวด้านข้างอย่างมากในขณะที่มีการเปลี่ยนตำแหน่งจานหน้า ถ้าบวกด้วยการออกแรงดึงโซ่อย่างหนัก เช่น ลดจานหน้าลงมาในขณะที่ขายังกดบันไดอย่างหนักเพื่อที่จะเอาชนะเนินสูงให้ได้ก็อาจจะทำให้ข้อโซ่บิดจนหลุดออกมาได้
• ขณะที่การเปลี่ยนตำแหน่งเฟืองหลังนั้นจะทำได้ง่ายกว่า โซ่จะบิดตัวน้อยกว่า เนื่องจากระยะห่างระหว่างเฟืองแต่ละแผ่นมีน้อยกว่าระยะห่างระหว่างใบจาน

วิธีที่ควรทำในระหว่างการขึ้นเขา

• พิจารณาจากรอบขาและแรงที่เรายังมีอยู่
• ถ้าเนินที่เห็นข้างหน้า หนักหนากว่าที่จะใช้จาน 2 ได้ตลอดเนิน ให้เปลี่ยนเป็นจาน 1 เมื่อยังมีแรงและรอบขาเหลืออยู่ โดยลดแรงกดที่บันไดลงก่อน  
• อย่าเปลี่ยนจานหน้าในขณะที่กำลังจะหมดแรงส่ง เพราะนั่นหมายถึงว่าคุณกำลังออกแรงย่ำบันไดอย่างหนัก โดยที่บันไดแทบจะไม่ขยับเลย ซึ่งนั่นหมายถึงว่าแรงตึงภายในโซ่จะสูงมากจนน่าเป็นห่วงที่จะทำให้ข้อโซ่อ้าได้
• จากนั้นมาเล่นรอบโดยการเปลี่ยนตำแหน่งเฟืองหลัง โดยใช้เฟืองที่เล็กลงก่อนเพื่อลดอาการหวือของขาจากการที่ลดจานหน้าลง แล้วจึงเลือกเปลี่ยนตำแหน่งเฟืองหลังไปตามสถานะการณ์
• แต่หลักการยังคงเหมือนเดิมคือ ให้เปลี่ยนเกียร์ในขณะที่ยังมีแรงหรือรอบขาเหลืออยู่ อย่าเปลี่ยนในขณะที่กำลังจะหมดแรงส่งด้วยเหตุผลที่เหมือนกับการสับจาน ถึงแม้ว่าจะไม่มีผลให้โซ่ขาดต่อหน้าต่อตา แต่จะบั่นทอนอายุการใช้งานลงอย่างคาดไม่ถึง (อาจจะเจอโซ่ขาดเอาดื้อๆขณะที่กำลังปั่น ทั้งๆ ที่ไม่ได้เปลี่ยนเกียร์) และต้องลดแรงกดที่บันไดในเวลาเปลี่ยนเกียร์เช่นกัน

ข้อสรุป

• เลือกใช้เกียร์ให้เหมาะสมกับสภาพเส้นทางและสภาพตัวเอง
• พยายามหลีกเลี่ยงการใช้เกียร์ที่หนักแรงโดยไม่จำเป็น เพราะจะเป็นอัตรายกับข้อเข่า
• เลือกอัตราทดที่ทำให้แนวโซ่ไม่เบี่ยงเบนมาก เพื่อยืดอายุการใช้งานของโซ่ และลดการสึกหรอของจานหน้าและเฟืองหลัง
• เกียร์ 1-9 และ 3-1 ไม่ใช่เกียร์สำหรับใช้งาน
• เกียร์1-9 มีไว้สำหรับเก็บรถ เพื่อพักสปริงสับจานและตีนผี
• การเปลี่ยนเกียร์ ไม่ว่าจะเปลี่ยนตำแหน่งจานหน้าหรือเฟืองหลัง ให้ลดแรงกดที่บันได
• ในขณะลงเขา เปลี่ยนจานหน้ามาไว้ที่จาน 3 เสมอ เพราะโซ่จะคลุมยอดฟันคมๆของจาน3 ไม่ให้มาเกี่ยวขาในเวลาที่ล้ม
• ในขณะขึ้นเขา ควรจะเปลี่ยนมาใช้จาน 1 ในช่วงที่ยังมีรอบขาเหลืออยู่ ทางที่ดีแล้วควรจะเปลี่ยนมาใช้จาน 1เสียแต่เนิ่น แล้วมาไล่เฟืองหลัง
• การเปลี่ยนตำแหน่งเฟืองหลังในขณะขึ้นเขา ทำได้ง่ายกว่าการเปลี่ยนตำแหน่งจานหน้า

Reference: http://photo.lannaphotoclub.com/index.php?topic=2223.0