A váz geometriája befolyásolhatja a kerékpár kezelhetőségét, de valóban megjósolható, hogy a kerékpár milyen jól fog vezetni csak a csőszögekkel?
Figyelmeztetés: a következő néhány bekezdésben ingadozást, bukást és rángást tapasztalhat. Ne ijedjen meg – ezek olyan kifejezések, amelyek segítenek jobban megérteni a kerékpárkezelés összetett témáját. Egyszerűen fogalmazva, a kezelhetőség a kerékpár irányának szabályozásához szükséges bemenet, a legnagyobb tényező pedig a kerékpár geometriája.
Egy évszázadba telt, míg közel kerültünk a dinamika teljes megértéséhez, de Arend Schwab adjunktus, a Delfti Műszaki Egyetem (Hollandia) egyike annak a fizikuscsoportnak, amely azt állítja, hogy végül 2011-ben megoldotta a problémát.
„Az egyenletünkben 27 paraméter van” – mondja a Cyclistnak. Ide tartoznak a csőszögek, a méretek, a villagereblye, az alsó konzol magassága és a súlypont. Csak egy elem módosítása, és a kezelés megváltozik.
Az évtizedek halmozott tapasztalata vezette a vázépítőket az országúti kerékpárok általános geometriájához, amely elfogadható egyensúlyt biztosít a súly, a kényelem, a hatékonyság és a kezelhetőség között.
Ez azt jelenti, hogy manapság a legtöbb kezelést a fejcső dőlésszögével és a villa eltolásával végzik, amit néha rake-nek is neveznek, mivel ezek határozzák meg a „nyomvonalat”.
A nyomvonal fogalmának megismeréséhez képzeljen el egy fénysugárt, amely átvilágít a fejcső közepén. Előbb érinti a talajt, mint ahol az első gumiabroncs érinti a talajt.
A két pont közötti távolság a nyomvonal, és ez az egyik fő tényező a kerékpárok kezelésében.
„A nyomvonal befolyásolja a kerékpár stabilitását” – mondja Richard Craddock, a bromsgrove-i Craddock Cycles vázépítője.
„Minden kerékpár stabilabb, minél gyorsabban mozog, de a nagyobb nyomvonal megkönnyíti az egyenes tartást. Hátránya, hogy a nagyobb nyomvonal nagyobb ingadozást jelent, amikor kiszáll a nyeregből, és több erőfeszítést igényel a motorostól a kormányzás, amikor kanyarról van szó.’
Ez az utolsó pont, amely energiával tölti fel Anders Annerstedt, a luxemburgi Rolo kerékpármárkát.
‘A hosszabb nyomvonalú kerékpárt nehezebb megtartani az ideális pályán egy kanyarban. Tehát egy hajtűnél két-három különböző bemenettel kell átkormányozni a kanyart.
'Erőteljesnek kell lennie, mert a geometria meg akarja tartani a kerékpárt a meglévő pályáján – mondja.
Kisebb nyomvonal esetén a versenyzőnek nem kell annyi energiát költenie a javítások elvégzésére, és ezt gyorsabban is megteheti – teszi hozzá Annerstedt.
A geometriáját úgy hangolja, hogy kiküszöbölje a túlzott „kerékkiesést” – alacsony sebességű instabilitást –, és minden vázépítő arra törekszik, hogy a nyomvonalat úgy állítsa be, hogy a kerékpár rendeltetésszerű használatának leginkább megfelelő kezelhetőséget biztosítsa.
Tehát egy túrakerékpárnak sok nyomvonala lehet, hogy stabil, kiszámítható utazást biztosítson, míg egy versenykerékpárnak kevés nyomvonala lehet a gyors, éles kanyarodás érdekében.
A keretépítőknek két fő módja van a nyomvonal beállításának: a fejcső szögének megváltoztatásával vagy a villa dőlésszögének (eltolásának) beállításával. A nyomvonal csökkentése érdekében meredekebbé teheti a fejcsövet, növelheti a villagereblyét, vagy mindkettőt.
A közúti kerékpárosok általában az 50-60 mm-es nyomtávú kerékpárok kezelését részesítik előnyben. A fej körülbelül 73°-os szöge körülbelül 45 mm-es villaeltolással általában ezt éri el.
Sok vázgyártó nem hiszi a pontos számadatokat, de ha a három változó közül kettőt ismer, a bikecad.ca weboldalon kiszámolhatja a harmadikat.
Egy extra bonyodalom a kis vázméreteknél, mert az első kerék közelebb van az alsó tartóhoz, ami azzal a kockázattal jár, hogy a lovas lábujjai lecsípják.
A hézag növeléséhez vagy a fejszöget kisebbre kell állítani, vagy növelni kell a villa eltolását, ezek bármelyike befolyásolja a kezelhetőséget, hacsak nem hajtanak végre más tervezési változtatásokat.
Súlyok és méretek
Sajnos a geometriai diagram ellenőrzése a nyomvonal értékeléséhez nem árul el mindent, amit a kezelésről tudnia kell, mert más tényezők is szerepet játszanak.
A vázépítők az alsó konzol magasságát és a tengelytávot említik a következő két legbefolyásosabb geometriai elemként a kezelhetőség szempontjából.
További változtatások hajthatók végre a kezelhetőségen a szár hosszának, a kormány szélességének, valamint a kerekek és a gumik típusának módosításával.
A nehezebb kerekek és gumiabroncsok például nagyobb tehetetlenséggel rendelkeznek, és több erőfeszítést igényelnek a rudak elfordítása.
A kerékpár kezelhetősége a váz és a villák merevségétől is függ, ami azt jelenti, hogy az anyagok és a csőformák is szerepet játszanak.
„Az anyagok megválasztása és használata lehetővé teszi a kerékpárgyártó számára, hogy meghatározott geometrián belül konkrétabb kerékpárkezelési jellemzőket érjen el” – mondja Tim Hartung, a Trek Bicycles tervezőmérnöke.
‘Ez az a pont, ahol a kompozit anyagoknak jelentős előnyük van az olyan izotróp anyagokkal szemben, mint az acél és az alumínium.’
Tetszik neki, hogy a karbon lehetővé teszi számára a merevség precíz szabályozását és hangolását az elrendezési minták, a csővastagságok és a keresztmetszeti formák révén.
A modern fejlesztések, mint például a tárcsafékek az országúti kerékpárokon, szintén hatással voltak a kerékpárok kezelési módjára, Hartung szerint: „Általában a kereszttengelyek sokkal vastagabbak [a szabványos gyorskioldóknál], általában 12 vagy 15 mm-esek.
'A vastagabb tengely erősebb és merevebb, valamint merevebb rendszerkapcsolatot hoz létre a váz és a kerék között. Olyan forgatókönyvet hozhat létre, amikor az első és a hátsó kerekek nincsenek szinkronban egymással.
'A hátsó kerék és a váz inkább ugyanabban a síkban marad egymással, ami rossz lehet, ha nagy sebességű kanyarodásban próbálunk állandó vonalat tartani.
'Előfordulhat, hogy olyan kerékpárt kap, amely nem rendelkezik elég „adással” vagy hajlítással a rendszerben ahhoz, hogy jó vonalat tartson a kanyarban, vagy hogy ennek megfelelően sikeresen ellenkormányozzon.
„Ez azt jelentheti, hogy a gumiabroncs hátul a talajjal érintkező felülete sérülhet. Vagy a végén lenyomja a féket, hogy beállítsa a vonalat egy nagy sebességű kanyarban az úton” – teszi hozzá Hartung.
„Ezek egyike sem kívánatos versenyhelyzetekben. Ne feledje, hogy ezt a részletezési szintet valójában csak az elit kerékpárosok veszik észre, és ennek a hatásnak egy része mérsékelhető a váz merevségi paramétereinek módosításával.’
A szerves elem
Nem számít, milyen geometriát és merevségi szintet tárcsáztak a kerékpáron, mindig lesz egy olyan változó, amelyet a vázépítő nem képes pontosan megjósolni: a motoros.
A testformák és a vezetési stílusok hatással lesznek a kezelhetőség dinamikájára, és Arend Schwabnak, a Delfti Műszaki Egyetem munkatársának határozott véleménye van arról, hogy a versenyző pozíciója hogyan viszonyul a kezelhetőséghez.
„A lovas póza vagy helyzete nem annyira fontos a kezelhetőség szempontjából, de az, ahogyan tartod a kormányt, nagyon fontos” – mondja.
‘A kormányszerkezet nagyon könnyű, és ha hozzáadjuk a karok és a felsőtest nagy tömegét, az befolyásolhatja a rendszert és annak reakcióit.’
Schwab azt javasolja, hogy elméletileg az lenne a legjobb a stabilitás érdekében, ha a rudakat egyenes karokkal a fejcsővel azonos szögben tartaná, mert akkor a karja és a felsőtest tömege minimális hatással van a kormányrendszerre.
A londoni székhelyű vázépítő, Tom Donhou hozzáteszi: „Igazán a megfelelő helyen szeretné tartani a súlypontot, különösen, ha nagy sebességgel halad. A sebesség ingadozása a súly elhelyezésétől függ, így a kerekek között megfelelő súlyelosztást kell elérnie.’
Egy vázépítő számára ijesztő feladat lehet az összes geometriai elem és a lovas fiziológiája közötti egyensúly megteremtése, különösen akkor, ha az ügyfelek rendkívül igényesek, ugyanakkor nem egyértelműek a kívánt kezelést illetően.
„Az emberek olyan szavakat használnak, mint érzékeny, reaktív, agilis, fürge, agresszív” – mondja Tom Rodi, az amerikai Parlee Cycles, a testreszabott építőmester.
„20 vagy 30 melléknév van, amit hallani fog. Néha valaki arról beszél, hogy egy kerékpár „ideges”. Lehet, hogy túl meredek a fejcsőnél, vagy túl merev a villa.
'Sok darabot érdemes megnézni. Itt van a fej, a felső és az alsó csövek csavarási merevsége, az egész villaszerelvény csavarodási érzékenysége és a függőleges megfelelés – ezeknek a dolgoknak az a képessége, hogy az út rendellenességei hatására meghajolnak.’
Az nyilvánvaló, hogy nincs egyszerű megoldás a kerékpár kezelhetőségének előrejelzésére. Ez olyasvalami, amit a keretépítők továbbra is trükköznek és finomítanak próbálgatással és tévedéssel, mint a tudomány segítségével.
És ha már megvan a kereted, a ráerősített részek is hatással lesznek, de leginkább az a mód, ahogyan átvágod a hajtűkanyart, csak rajtad múlik.
A kerékpár kezelésének módja nagyrészt a kezelő személyen múlik.
