Του Στόγιαν Γκόσεβιτς,

Μία προσπάθεια ανάλυσης και κατανόησης του θέματος και πως μεταφράζονται οι παράγοντες σε αίσθηση στην πράξη.

(DISCLAIMER: Σε αντίθεση με την καθομιλουμένη, με τον όρο ανάρτηση εννοείται το σύνολο ελατηρίου-αμορτισέρ-συνδεσμολογίας και όχι μόνον η μονάδα που φέρει το ελαστικό μέσον και το αμορτισέρ. Εύλογα συμπεραίνουμε πως με το ίδιο rear shock έχουμε διαφορετική συνολική συμπεριφορά όταν τοποθετηθεί σε διαφορετικές συνδεσμολογίες, και άρα έχουμε διαφορετικές αναρτήσεις.)

Οι απαιτήσεις

Το θέμα οπίσθιας ανάρτησης σε ποδήλατο είναι πολύπλοκο και έχει τεχνικό ενδιαφέρον, καθώς η επίτευξη ενός επιθυμητού παράγοντα έχει αρνητικές επιπτώσεις σε έναν άλλον και είναι όλοι αλληλένδετοι! Ας δούμε με απλά λόγια ποια είναι τα 5 σημαντικότερα ζητούμενα και πως απαντά σε αυτά το Pro10 της Propain θεωρητικά, και εάν τελικά συμφωνούν με την αίσθηση που έχω από το προσωπικό μου ποδήλατο, τo Τwoface.

1. Anti squat

Τι είναι;

Η αντίσταση του ποδηλάτου να «κάθεται» το πίσω μέρος όταν κάνουμε πετάλι, δηλαδή όταν θέλουμε να επιταχύνουμε (π.χ. πετάλι καθιστοί στην ανηφόρα).

Γιατί υπάρχει / τι ζητάμε;

Ζητάμε από ένα σύστημα ανάρτησης να έχει υψηλό anti-squat, ώστε όλη η ενέργεια που δαπανάμε πεταλάροντας να μας σπρώχνει μόνο μπροστά και καθόλου πάνω-κάτω. Ένα ποδήλατο με χαμηλό anti-squat δαπανά μέρος της ενέργειάς μας στο να συμπιέζει το πίσω ελατήριο/αμορτισέρ. Επιπλέον, η φύση του πεταλαρίσματος έχει αυξομειώσεις στην δύναμη που ασκούμε και άρα στην επιτάχυνση, έτσι το χαμηλό anti-squat έχει ως αποτέλεσμα το pedal bob, μία παλινδρόμηση του πίσω μέρους (κάτω-πάνω).

Πως το μετράμε / εκφράζουμε;

Το anti-squat εκφράζεται σε ποσοστιαίες μονάδες, π.χ. 100% έχει θεωρητικά μηδέν απώλειες (υψηλό anti-squat), 0% έχει μέγιστες απώλειες και τιμές άνω του 100% έχουν θεωρητικά επίσης απώλειες, αλλά στο να ανασηκώνουν το πίσω μέρος!

Propain Twoface anti-squat

Το αριστερό γράφημα είναι με συνδυασμό γραναζιών 32/32, μία μέση σχέση ανάβασης, και το δεξί 32/14, μία μέση σχέση κατάβασης. Η ανάλυση έχει περιοριστεί σε αυτές τις δύο περιπτώσεις ως τις πιο αντιπροσωπευτικές και μας δείχνουν την γενική συμπεριφορά με ακρίβεια.

Παρατηρούμε πως στην ανάβαση με 25% sag που χρησιμοποιώ, περίπου 35mm διαδρομής, το ποδήλατο έχει 87% anti-squat δηλαδή πρέπει να υπάρχει ένα ελάχιστο κούνημα του rear shock, πράγμα που επιβεβαιώνεται στην πράξη. Το ιδιαίτερο χαρακτηριστικό του συστήματος pro10 είναι πως το anti-squat αυξάνεται όσο βυθίζεται η πίσω ανάρτηση, πράγμα σπάνιο. Στην πράξη σημαίνει πως όταν βρίσκεσαι σε ένα μονοπάτι καταβαίνοντας και ξαφνικά έχει μία απότομη ανηφόρα την οποία περνάς με ορθοπέταλο και βρίσκεσαι σίγουρα στο μέσον τη διαδρομής της ανάρτησης (60-70 στο γράφημα), εκεί το ποδήλατο εκτοξεύεται μπροστά χωρίς bobbing (95%+ anti-squat). Αυτό το έχω παρατηρήσει, αλλά εσφαλμένα στο review το ερμήνευσα ως εξαιρετική πρόσφυση. Τελικά είναι πως oι σχεδιαστές έχουν δώσει έμφαση στο υψηλό anti-squat σε αυτή την περιοχή.

2. Chain growth & Pedal kickback

Τι είναι;

Το φαινόμενο της «επιμήκυνσης» της αλυσίδας, όπου νιώθουμε τα πετάλια να τραβιούνται προς τα πίσω και να χρειάζεται περισσότερη δύναμη για να πεταλάρουμε, ή να μας παίρνει τα πόδια πίσω αν είμαστε όρθιοι σε κατάβαση, καθώς συμπιέζεται η πίσω ανάρτηση. Αυτό συμβαίνει διότι όταν ανεβαίνει ο πίσω τροχός κατά την συμπίεση της ανάρτησης η απόσταση του άξονα του σε σχέση με την μεσαία τριβή μεγαλώνει (εφόσον η περιστροφή του πίσω άξονα δεν είναι ομόκεντρη της μεσαίας τριβής, που είναι και το σύνηθες). Μεγαλώνει λοιπόν η απόσταση αλλά η αλυσίδα είναι σταθερού μήκους. Την διαφορά την παραλαμβάνει στο κάτω μέρος της αλυσίδας  ο εκτροχιαστής, αλλά για το πάνω υποχωρούν αναγκαστικά προς τα πίσω τα πετάλια.

Γιατί υπάρχει / τι ζητάμε;

Είναι επιθυμητό το pedal kickback καθώς συνεισφέρει στο, επίσης επιθυμητό όπως είδαμε, anti-squat. Εξίσου σημαντικό όμως για να έχουμε anti-squat είναι και η θέση του σημείου περιστροφής του πίσω άξονα, που ορίζεται πιο πάνω από την μεσαία τριβή. Άρα το pedal kickback είναι αναπόφευκτο αν θέλουμε anti-squat. Ένα πίσω σύστημα όπου περιστρέφεται ο πίσω άξονας ομόκεντρα με την μεσαία τριβή, θα έχει μεν μηδενικό pedal kickback αλλά υπερβολικό pedal bob και πολύ χαμηλό anti-squat, χάνοντας έτσι τεράστιο ποσοστό της ενέργειάς μας. Αυτό που πρέπει να αποφασιστεί είναι πόσο pedal kickback θα επιτρέπει το σύστημα και σε ποιο σημείο της διαδρομής.

Πως το μετράμε / εκφράζουμε;

Το chain growth σε εκατοστά, μοιρασμένα σε πάνω μέρος και κάτω.  Το pedal kickback, που είναι το αποτέλεσμα του chain growth, είναι πιο σύνθετο να εκφραστεί. Μετράται σε μοίρες περιστροφής του βραχίονα (μέση μέγιστη τιμή 15-16 μοίρες), αλλά υπάρχουν δύο μετρήσεις που μας αφορούν. Η μία σε σχέση με το εμπρός πλαίσιο του ποδηλάτου και η άλλη σε σχέση με το οριζόντιο επίπεδο, που εξαρτάται και από την εμπρός ανάρτηση. Άρα στην πράξη, η πρώτη μέτρηση έχει σχέση με αυτό που νιώθουμε πεταλάροντας και η άλλη στην κατάβαση όταν είμαστε όρθιοι στα πετάλια. Για να γίνουν τα πράγματα ακόμη πιο σύνθετα, διαφορετικό chain growth και pedal kickback έχουμε με κάθε συνδυασμό γραναζιών! Γενικά οι κοντοί συνδυασμοί όπως στις ανηφόρες (π.χ 32 δόντια μπροστά, 36 πίσω) δημιουργούν μεγάλο pedal kickback ενώ το αντίθετο (π.χ. 32 μπροστά, 12 πίσω), μικρό. Μην ξεχαστείτε στο μεγάλο πίσω γρανάζι στην κατάβαση!

Propain Twoface pedal kickback

Τα γραφήματα αφορούν το pedal kickback σε σχέση με το εμπρός πλαίσιο, όπου έχουμε τις μεγαλύτερες τιμές. Παρατηρούμε πως με κοντή σχέση οι τιμές είναι πολύ μεγαλύτερες, αλλά στην πράξη (ανάβαση) δεν βρισκόμαστε σχεδόν ποτέ σε περιοχή άνω του 50% της διαδρομής, άρα δεν θα νιώσουμε ποτέ πάνω από 5 μοίρες καθιστοί, όπως επίσης όρθιοι, με μακριά σχέση (δεξί γράφημα, κατάβαση). Το χαμηλό αυτό pedal kickback σε όλες τις περιπτώσεις επιβεβαιώνεται και οδηγώντας το Twoface.

3. Axle Path

Τι είναι;

Είναι το σχήμα που διαγράφει η διαδρομή του πίσω άξονα (και άρα του πίσω τροχού) σε σχέση με τον κάθετο άξονα. Είναι το αποτέλεσμα του σχεδιασμού της συνδεσμολογίας του συστήματος ανάρτησης.

Γιατί υπάρχει / τι ζητάμε;

Πρέπει να έχει τέτοιο σχήμα ώστε ο τροχός να έχει την μέγιστη ενδοτικότητα, δηλαδή να υποχωρεί γρήγορα και εύκολα στα εμπόδια. Αυτό επιτυγχάνεται εάν ο τροχός πάει προς τα πίσω και πάνω αρχικά και σταδιακά μόνο προς τα πάνω διαγράφοντας μία καμπύλη, κεκλιμένη προς τα πίσω. Για να εφαρμοστεί αυτό αυστηρά, θα πρέπει ο άξονας περιστροφής του πίσω άξονα να βρίσκεται πολύ πιο ψηλά από την μεσαία τριβή. Όμως έτσι θα έχουμε κολοσσιαίο pedal kickback, πράγμα ανεπιθύμητο, ιδίως στην κατάβαση όπου το βάρος του αναβάτη όντας όρθιος πάνω στα πετάλια εμποδίζει την ανάρτηση να κάνει την  δουλειά της, και τον ίδιο να μείνει σταθερός επάνω στο ποδήλατο. Έτσι στα περισσότερα ποδήλατα βρίσκουμε ένα axle path σχεδόν κάθετο, αρχικά με μία μικρή κλίση προς τα πίσω που γρήγορα στρέφεται προς τα επάνω και μπροστά.

Πως το μετράμε / εκφράζουμε;

Πέραν του σχήματος που διαμορφώνει η εκάστοτε συνδεσμολογία που σχεδόν πάντοτε είναι καμπύλη, μας ενδιαφέρει το axle steepness, δηλαδή την γωνία της εφαπτομένης της καμπύλης σε σχέση με το κάθετο επίπεδο, σε κάθε στάδιο της διαδρομής της ανάρτησης.

Propain Twoface Axle path

 Η μπλε γραμμή αφορά τον πίσω τροχό και η πράσινη τον εμπρός (το πιρούνι). Παρατηρούμε πως αρχικά (0-40% της διαδρομής) ο πίσω τροχός πηγαίνει προς τα επάνω και πίσω, προσφέροντας πολύ καλή ενδοτικότητα στα γρήγορα και μικρά χτυπήματα, που επιβεβαιώνεται στην πράξη, και στη συνέχεια πάνω και μπροστά, σε μία – επιτυχημένη με βάση την αίσθηση – προσπάθεια ελαχιστοποίησης του pedal kickback στα μεγαλύτερα χτυπήματα, π.χ. μετά από stepdown. Στο δεξί γράφημα βλέπουμε το axle path steepness  εκφρασμένο σε μοίρες σε σχέση με τον κάθετο άξονα (90 μοίρες), που μας δίνει μία εικόνα της ενδοτικότητας – όσο πιο κοντά ή κάτω από 90 μοίρες τόση λιγότερη ενδοτικότητα. Εδώ, μετά το 50% της διαδρομής μειώνεται δραματικά η ενδοτικότητα, προς όφελος του pedal kickback όπως είδαμε, και θα νιώσει κανείς «κοπάνημα» αν μετά από μεγάλο χτύπημα ακολουθήσει άλλο ένα πριν προλάβει να εκταθεί πλήρως ο πίσω τροχός (εδώ αρχίζει η συζήτηση του ρόλου του damper και πως αυτό συνδυάζεται με το σύστημα, αλλά αυτό είναι άλλο κεφάλαιο!)

4. Leverage ratio

Τι είναι;

Η σχέση μοχλισμού μεταξύ τροχού και rear shock, δηλαδή η σχέση των διαδρομών τους. Αυτό μας δείχνει πώς μεταβάλλεται η αντίσταση που καταλήγει στον τροχό από το ελατήριο (ή δοχείο αέρα) καθώς αυτό συμπιέζεται και αποσυμπιέζεται, σε κάθε σημείο της διαδρομής.

Γιατί υπάρχει / τι ζητάμε;

Το leverage ratio είναι αυτό που χαρακτηρίζει ένα ποδήλατο όσον αφορά την συμπεριφορά του, ιδίως στην κατάβαση. Παίζοντας με αυτήν την σχέση μπορεί ο σχεδιαστής να διαμορφώσει την συμπεριφορά της πίσω ανάρτησης από προοδευτική σε μη, ή το αντίθετο, μόνο προοδευτική ή γραμμική. Προοδευτική εννοούμε μία συμπεριφορά όπου όσο αυξάνεται η διαδρομή (όσο συμπιέζεται το ελατήριο δηλαδή) αισθανόμαστε να «σκληραίνει» η ανάρτηση, με αυξανόμενο ρυθμό. Αυτό επιτυγχάνεται με ένα leverage ratio που μειώνεται όσο ανεβαίνει ο πίσω τροχός. Εάν θέλουμε να μαλακώνει η ανάρτηση όσο συμπιέζεται, μπορεί να σχεδιαστεί και το ακριβώς αντίθετο, να αυξάνεται το leverage ratio. Μία γραμμική συμπεριφορά είναι όπως η ανάρτηση μπροστά, καθώς το πιρούνι είναι απευθείας συνδεδεμένο με τον τροχό και δεν μεσολαβούν σύνδεσμοι κτλ. Μπορεί ωστόσο να έχει μία τέτοια συμπεριφορά και η πίσω ανάρτηση, εάν σχεδιαστεί με σχεδόν σταθερό leverage ratio. Η συνολική συμπεριφορά εξαρτάται και από την φύση του ελαστικού μέσου, αν είναι ελατήριο (γραμμικό) ή δοχείο αέρα (προοδευτικό).

Πως το μετράμε / εκφράζουμε;

Εκφράζεται ως μία σχέση ή λόγο, π.χ. 3:1, για κάθε σημείο της διαδρομής του πίσω άξονα. Για παράδειγμα, ένα ποδήλατο με 150mm. διαδρομή πίσω ανάρτησης και με μονάδα ελατηρίου/αμορτισέρ (rear shock) με διαδρομή (stroke) 50mm., έχει μέσο leverage ratio 3:1, αλλά μπορεί στην αρχή της διαδρομής να είναι 3.5:1, να μειώνεται σταδιακά και να καταλήγει στο 2.5:1. Αυτό το παράδειγμα έχει ως αποτέλεσμα μία προοδευτική συμπεριφορά.

Propain Twoface leverage ratio

Το γράφημα μας δείχνει ένα διαρκώς μειωμένο leverage ratio, που συνεπάγεται μία προοδευτική συμπεριφορά. Εάν όμως παρατηρήσουμε τις τιμές βλέπουμε πως η μεταβολή είναι μικρή, από 2.9 καταλήγει στο 2.7, δηλαδή μία χαμηλή προοδευτικότητα της τάξεως του 7%. Πιο κοντά σε γραμμική είναι τελικά η γεωμετρία, και η πραγματική προοδευτικότητα που υπάρχει στην πράξη βασίζεται στην χρήση του air shock, και της εγγενούς αλλά απότομης προοδευτικής συμπεριφοράς του αέρα ως ελαστικό μέσον. Έτσι εξηγείται και ο πολύ ομαλός τρόπος με τον οποίο -σπάνια- τερματίζει η πίσω ανάρτηση, αλλά σχετικά γρήγορα και εύκολα αναλώνει το 50-60% της διαδρομής της.

5. Brake Anti-rise

Τι είναι;

Η αντίσταση του συστήματος να ανασηκώνει (rise) το πίσω μέρος του ποδηλάτου όταν πατηθεί το πίσω φρένο και να διατηρεί έτσι την γεωμετρία του το ποδήλατο (να μην «βουτάει» δηλαδή). Αφορά την συμπεριφορά του πίσω μέρους κατά την κατάβαση όταν είναι πατημένο το πίσω φρένο.

Γιατί υπάρχει / τι ζητάμε;

Όταν κατεβαίνουμε ένα μονοπάτι το περίεργο είναι πως, για το πίσω μέρος μόνον, επιθυμητό είναι το brake rise, και όχι anti-rise. Παραπλανητική η ορολογία. Δηλαδή θέλουμε να έχει την τάση να ανασηκώνεται ελαφρά ο πίσω τροχός και να αποσυμπιέζεται το shock. Αποφορτίζεται έτσι η πίσω ανάρτηση και διατηρεί την ικανότητα ταυτόχρονα με το φρενάρισμα να απορροφάει και τις ανωμαλίες. Αυτό όμως κάνει το ποδήλατο να «βουτάει» προς τα εμπρός, πράγμα ανεπιθύμητο αφού βρίσκεται ήδη λόγω κλίσης το ποδήλατο φορτισμένο μπροστά. Έτσι, πρέπει να βρεθεί μία χρυσή τομή μεταξύ των δύο άκρων. Υψηλό brake anti-rise συνεπάγεται διατήρηση ή και βελτίωση της γεωμετρίας (με το πίσω μέρος να «κάθεται», που βοηθάει σε μεγάλες κλίσεις) αλλά «κλειδώνει» έτσι η πίσω ανάρτηση. Χαμηλό anti-rise χαλάει λίγο τη γεωμετρία αλλά διατηρεί πιο ενεργή την πίσω ανάρτηση. Στην πράξη, η επίδραση του πίσω μέρους στην αλλαγή γεωμετρίας κατά το φρενάρισμα στην κατάβαση είναι πολύ μικρή, άρα καλύτερο είναι το χαμηλό anti-rise και να παραμένει ενεργή η ανάρτηση.

Πως το μετράμε / εκφράζουμε;

Όπως με το anti-squat έτσι και το anti-rise εκφράζεται σε ποσοστιαίες μονάδες, με το 100% να σημαίνει πως μένει ουδέτερο, χαμηλότερο του 100% σημαίνει πως έχει την τάση να ανασηκώνεται το πίσω μέρος και να «βουτάει» μπροστά το ποδήλατο, και άνω του 100% είναι ουσιαστικά brake squat δηλαδή να «κάθεται» το πίσω μέρος.

Propain Twoface anti-rise

To Twoface έχει το χαρακτηριστικό, όπως φαίνεται, να μειώνεται το anti-rise όσο συμπιέζεται η πίσω ανάρτηση. Από το sagpoint (25%) και μετά διαρκώς μειώνεται κάτω από 100% πράγμα που επιβεβαιώνεται και στην  πράξη κατά το φρενάρισμα, ειδικά στα brake bumps, η ανάρτηση παραμένει ενεργή. Σε αυτή τη φάση συνήθως βρίσκεται σε κατάσταση 50% και άνω της διαδρομής το πίσω μέρος, οπότε είναι σχεδόν πάντα σε ζώνη χαμηλού anti-rise. Πάντως, δεδομένου πόσο καλά συμπεριφέρεται κατά το φρενάρισμα, πίστευα πως οι τιμές θα ήταν πιο κοντά στο 70%, φαίνεται όμως πως  μόλις πέσει από το 95% είναι ήδη αρκετό.

Συμπεράσματα

Όταν ξεκίνησα την δημιουργία μοντέλου και την ανάλυση του συστήματος pro10 του Propain Twoface στο πρόγραμμα linkage, δεν περίμενα η θεωρητική ανάλυση να συμφωνεί με τέτοια συνέπεια με την πραγματικότητα και την αίσθηση που έχω στο συγκεκριμένο ποδήλατο. Επιβεβαιώνονται περίτρανα επίσης οι επιλογές της Propain να δώσουν έμφαση στην κατάβαση.

Όπως είδαμε (χωρίς βέβαια να το εξαντλήσουμε) η σχεδίαση ενός συστήματος πίσω ανάρτησης σε ποδήλατο είναι άκρως σύνθετη και εν τέλει πρόκειται για έναν τεράστιο συμβιβασμό μεταξύ παραμέτρων. Ο σχεδιαστής επιλέγει τον χαρακτήρα που επιθυμεί να δώσει στο ποδήλατο, μεγιστοποιώντας όλες τις παραμέτρους κάτω από αυτό το πρίσμα. Δεν υπάρχει η απάντηση στο ερώτημα πιο είναι το καλύτερο σύστημα ανάρτησης, αλλά πιο μπορεί να έχει τις λιγότερες «εκπτώσεις» αφού έχει παρθεί η απόφαση στο που θα δοθεί η έμφαση. Για να μην το αφήσω όμως τελείως ανοιχτό, πιστεύω πως μία συνδεσμολογία με floating pivot point (VPP, DWlink, Horst link) έχει μεγαλύτερες πιθανότητες να αγγίξει το τέλειο παρά ένα single pivot…αλλά μπορεί να χάνει σε ακαμψία…άντε πάλι απ΄την αρχή…just ride!

Ευχαριστούμε πολύ τον Στόγιαν Γκόσεβιτς, για την ανάλυση που έκανε για το προσωπικό του ποδήλατο και ας είναι η αφορμή να κατανοήσετε την συμπεριφορά του δικού σας ποδηλάτου βάση των σχεδιασμού της πίσω ανάρτησης του.

• Tags: anti rise, anti squat, axle Path, Brake Anti-rise, Chain growth, leverage ratio, Pedal kickback, σχεδιασμός πίσω ανάρτησης ποδηλάτου