Alai

Trail Mix for Gravel Bikes

Ho scritto questo articolo per spiegare perché abbiamo dovuto sviluppare la nostra forcella a disco leggera Rodriguez.

OK, se sei qui è perché vuoi sapere di più sul design della bicicletta di molti designer professionisti. Progettare una bicicletta o una forcella che si adatti a pneumatici larghi e parafanghi sembra abbastanza facile, ma non lo è. Progettare per questi criteri, pur mantenendo le caratteristiche di maneggevolezza desiderate, la vestibilità confortevole e il mantenimento della sicurezza è qualcosa che lascia perplessa molta gente (anche nel nostro settore). La chiave di ogni buon progetto qui inizia con la forcella. Se riesci a capire questa relazione, apprezzerai l’approccio di Rodriguez a questi dettagli.

Mi trovo nella posizione di spiegare questa relazione quotidianamente. I clienti spesso desiderano una specifica forcella (o un’altra parte) che potrebbe non funzionare bene per l’uso previsto o per la misura della bicicletta. Che si tratti di un nuovo stile di capelli, di una dimensione di ruota o di un pezzo di bicicletta, la pubblicità ha un modo di creare un forte desiderio del consumatore per qualcosa di nuovo senza educare il consumatore sulle altre sfide affrontate nell’uso di quel design. Il mio obiettivo è quello di fornire queste informazioni in modo che i consumatori possano prendere una decisione informata. La relazione tra maneggevolezza, rake, trail, toe clearance e dimensioni delle ruote è un concetto difficile da spiegare, ma illustrerò le sfide affrontate dai progettisti di biciclette nel 2019.

Prima di tutto, ci sono alcuni termini che è necessario conoscere. Queste 5 cose giocano tutte insieme per determinare come la tua bici si comporterà e se avrai spazio per grandi pneumatici, parafanghi e piedi.

1. Diametro ruota/pneumatico – Nell’industria, lo chiamiamo dimensione della ruota, ma dovremmo chiamarlo diametro del pneumatico. Il diametro complessivo della ruota/pneumatico varia a seconda della larghezza del pneumatico installato. Questo influenza il design della bicicletta molto più di quanto si possa pensare.
2. Clearance Toe (Overlap) – Il tuo piede interferisce quando giri la ruota anteriore con il suo pneumatico installato. Ci sono diversi minimi per diverse misure di telaio. Questo numero aumenta di 10mm se si usano parafanghi sulla bici. Regola empirica – Più spazio per la punta è sempre meglio. Questo è misurato dal centro del perno del pedale all’esterno del pneumatico.
3. Trail – La distanza che l’asse segue l’intersezione dell’asse dello sterzo con il terreno. Un numero più grande rende la moto più lenta. Immaginando una maneggevolezza lenta è come un semi-camion, e una maneggevolezza veloce come una MGB. Alla maggior parte delle persone piace la maneggevolezza di una berlina di medie dimensioni. Per la maggior parte della guida su strada, 60mm è l’ideale (la nostra berlina di medie dimensioni).
4. Rake della forcella – Offset che pone le estremità della forcella davanti all’asse dello sterzo. Più rake renderà lo sterzo più veloce, ma non è l’unico fattore determinante.
5. Angolo del tubo sterzo – L’angolo che il telaio tiene la forcella in relazione al terreno (chiamato anche angolo di sterzo). Aumentando l’angolo di sterzo si avvicina la ruota al pilota, allentandolo la si allontana. L’angolo del tubo di sterzo da solo non determina la maneggevolezza di una bicicletta. Il numero di tracce è il fattore determinante.

Il problema
Da quando la gente ha chiesto pneumatici sempre più larghi con parafanghi (specialmente parafanghi metallici che non perdonano) i parametri di progettazione per il telaio e la forcella dovevano cambiare o la gente avrebbe avuto quantità pericolose di sovrapposizione della punta. Le forcelle del passato sono state generalmente progettate con 40-45 mm di rake. L’avancorsa ideale per la maggior parte delle corse su strada è di 60 mm. Questo è il numero a cui miriamo.

Tempo per alcune illustrazioni:
Per i nostri esempi, userò un telaio da 56cm con una lunghezza del tubo superiore appropriata per il manubrio drop (stradale). Per questa misura è richiesto un gioco minimo di 80mm, assumendo l’aggiunta di parafanghi in futuro come una possibilità. Supponiamo anche che questo cliente abbia in mente una specifica forcella in carbonio che vorrebbe usare.

Esempio 1a: mostra una combinazione pneumatico/ruota standard 700c x 28mm con 45mm di inclinazione della forcella e un angolo di testa di 70,5°. Questo è un set up molto comune sulle moderne bici 700c poiché le forcelle gravel in carbonio di produzione sono disponibili solo con un rake di 45~47mm. Il rake di 45 mm richiederebbe un angolo di testa più ripido di 70,5° per impostare l’avancorsa a 60 mm, ma in questo progetto, la distanza dalla punta richiede di sacrificare l’avancorsa per la sicurezza e allentare l’angolo di testa per spostare la ruota fuori. Più piccolo è il telaio, più sacrifici ci devono essere.

Problemi:

• Il numero di trail è 72,7 (non ideale di 60mm)
• Il toe clearance raggiunge appena il minimo accettabile di 80mm. Se il pilota vuole usare pneumatici più larghi di 28mm con i parafanghi, avrà una sovrapposizione della punta.

L’esempio 1b: mostra quella che dovrebbe essere una facile soluzione per i problemi affrontati. Aumentiamo semplicemente il rake della forcella a 55mm e viola! Il numero di avancorsa scende a un eccellente 61mm, e la sovrapposizione della punta diminuisce a un accettabile 90mm. Questo è il motivo per cui abbiamo sviluppato la nostra forcella leggera Phinney Ridge.

Nota che aumentando il rake della forcella si abbassa sempre il numero di trail e si velocizza la sterzata di una bicicletta. Inoltre sposterà la ruota in avanti, lontano dal pilota.

Problema:

Quasi tutte le forcelle leggere sul mercato hanno solo 45mm a 47mm di rake. Anche se hanno spazio per gomme larghe e parafanghi, la geometria non funziona per la maneggevolezza desiderata.

Ora al 2019

Nel 2019, una gomma da 28mm è considerata stretta (non avrei mai pensato di sentirlo). Quindi, esaminiamo cosa succede quando progettiamo la stessa bici per un pneumatico 700 x 38mm. Cosa dobbiamo fare per inserire questi pneumatici più larghi (e più alti) nel design della bici e mantenere la maneggevolezza, la distanza dalla punta e la vestibilità? Allungare il tubo orizzontale incasinerà il raggiungimento del manubrio da parte del ciclista, quindi non se ne parla. Tenete a mente: l’aumento del diametro delle gomme aumenterà sempre l’avancorsa su una bicicletta. L’industria non si è ancora messa al passo con questa tendenza e ha aumentato il rake sulle loro forcelle in carbonio. Poiché non possiamo cambiare l’inclinazione della forcella su una forcella in carbonio, per fare spazio alle gomme più grandi, un progettista deve allentare l’angolo di testa. Questo sposterà la ruota all’esterno per fare spazio alla punta, ma aumenterà anche l’avancorsa in modo sostanziale. La bicicletta sterzerà lentamente con un alto numero di tracce. Una soluzione migliore è quella di aumentare il rake della forcella e abbassare l’avancorsa, ma con le moderne forcelle leggere questo non è possibile. Questa è la ragione per cui abbiamo sentito il bisogno di progettare la nostra forcella leggera.

Diamo un’occhiata a ciò che un designer deve fare.

Esempio 2a: mostra una combinazione pneumatico/ruota 700c x 38mm con 45mm di rake nella forcella. Quello che i produttori fanno per far funzionare questo è “allentare” l’angolo di testa/sterzo. Questo allontanerà la ruota dalla bici e lascerà la stessa misura, ma renderà lo sterzo lento. Questo è molto comune sulle moto da ghiaia in molte linee. Senza la possibilità di aumentare il rake della forcella, l’unica opzione che hanno è questa su bici di queste dimensioni e più piccole. Più piccolo è il telaio, più lento deve essere l’angolo di testa.

Problemi:

• Numero di telaio aumentato a 83mm (maneggevolezza lenta)
• La distanza dal piede soddisfa la distanza minima accettabile di 80mm, ma a costo della maneggevolezza.

Esempio 2b: mostra lo stesso set up con la nostra forcella a disco leggera Phinney Ridge installata. L’inclinazione di 55mm ci permette di mantenere eccellenti caratteristiche di maneggevolezza, vestibilità e di avere ancora la distanza minima di 80mm. In effetti, non abbiamo dovuto cambiare nulla del design tranne che installare le gomme più larghe.

Problema:

Lo stesso problema di prima: L’industria non si è messa al passo con questa tendenza di pneumatici veramente larghi con parafanghi. Stanno ancora producendo e pubblicizzando forcelle da ‘gravel bike’ con un rake insufficiente per la distanza dalla punta e i requisiti di maneggevolezza.

Entrare la ruota più piccola

Così cosa facciamo per le bici più piccole di questa misura di telaio da 56cm (media)? Beh, per quasi 50 anni abbiamo sostenuto le ruote più piccole per i telai più piccoli. Fino a poco tempo fa, era un’impresa ardua, e molti nell’industria ci prendevano in giro e dicevano cose come “le ruote più piccole sono più lente”. L’accettazione del formato 650b (o 27,5″) rende finalmente cool la ruota più piccola. Ora non è un problema consigliare a qualcuno una ruota più piccola per una bici più performante. Esaminiamo la stessa bicicletta progettata per ruote da 650b con pneumatici da 38mm e vediamo come una ruota più piccola può migliorare la maneggevolezza e aumentare la distanza dalla punta, anche con un rake di 45mm nella forcella.

Esempio 3a: mostra una combinazione pneumatico/ruota 650b x 38mm con rake di 45mm nella forcella. Una ruota di diametro più piccolo abbasserà sempre il numero di tracce e aumenterà la distanza di convergenza. In questo caso la ruota più piccola ci permette anche di rendere l’angolo di testa un po’ più ripido, e di abbassare l’avancorsa pur mantenendo una distanza accettabile dalla punta. Questa combinazione funziona abbastanza bene a meno che il pilota non voglia usare pneumatici ancora più larghi (più alti).

Problemi:

• La larghezza massima sicura delle gomme con parafango è 38mm
• Nel 2019, molte persone vogliono la possibilità di correre fino a 54mm di pneumatici

Esempio 3b: mostra lo stesso set up con la nostra forcella a disco leggera Phinney Ridge installata. Ora possiamo lasciare l’angolo di testa a 70,5°. Come potete vedere, ci ritroviamo con un eccellente trail di 58.5mm, e molto più spazio per la punta. Questo ci permetterà di installare pneumatici ancora più grandi senza creare sovrapposizioni di punta.

Problema:

Anche con la ruota più piccola, la forcella deve avere 55mm di rake per la sterzata desiderata. Ancora una volta, l’industria è ancora bloccata nei 45~47mm di rake del passato e quindi la maggior parte delle forcelle leggere non servirà adeguatamente i bisogni dei clienti.

Ora per le gomme veramente larghe

Diciamo che il nostro cliente vuole usare questa bici come una bici da gravel con gomme da 2.125″ (54mm). Vogliono anche essere in grado di eseguire i parafanghi con queste gomme, quindi il nostro minimo di 80 mm di distanza dalla punta è ancora valido. Questo è abbastanza comune nel 2019. Ricorda, le gomme più larghe comportano una ruota di diametro maggiore, quindi la maneggevolezza e la distanza dalla punta devono essere prese in considerazione durante il processo di progettazione.

Questi numeri ti sembreranno familiari. Uno pneumatico 650b X 54mm ha quasi lo stesso diametro di uno pneumatico 700c x 38mm. Quindi devono essere fatti gli stessi compromessi.

Esempio 4a: mostra una combinazione pneumatico/ruota 650b x 54mm con 45mm di inclinazione della forcella. Le gomme più larghe risultano in un diametro della ruota grande quasi quanto quello delle gomme 700 x 38mm. L’angolo di testa deve essere allentato per ottenere la distanza minima di convergenza a scapito della traccia. Questa bici sterza molto più lentamente.

Problema:

• Alto numero di tracce con conseguente sterzata più lenta di quanto il cliente desideri

Esempio 4b: mostra lo stesso set up con la nostra forcella a disco leggera Phinney Ridge installata. Ora possiamo lasciare l’angolo di testa a 70,5°. Senza alcun cambiamento da parte delle gomme più strette, questa bici gestirà in modo reattivo, e fornirà un sacco di spazio per la punta.

Problema:

Si può vedere il tema qui. La mancanza di forcelle leggere con un’adeguata quantità di tracce significa che o usiamo la nostra nuova forcella, o la bicicletta maneggia come un semi-camion.

Un’altra cosa da considerare

Per il cliente che vuole pneumatici molto larghi e si adatta a un telaio da 56 cm o più piccolo, c’è un’altra dimensione di ruota che dovrebbe essere considerata. Usiamo sempre ruote da 26″ su bici come queste, e l’abbiamo sempre fatto. 26″ è la misura di ruota più comune sul pianeta, e una gravel bike che monta pneumatici molto larghi con parafanghi può essere progettata per ottenere prestazioni migliori con questa misura. Diamo solo una rapida occhiata al design qui sotto. Notate che 26″ x 54mm è effettivamente un diametro di ruota più grande di 650b x 38mm.

Esempio 5a: mostra una combinazione pneumatico/ruota 26″ x 54mm con una forcella in carbonio che ha 45mm di rake della forcella. L’angolo di testa deve essere allentato di un pelo per la distanza minima dalla punta, ma il numero di tracce è ancora abbastanza accettabile. Questa bici maneggia bene e il ciclista ha spazio per la punta. Per un telaio più piccolo, vorremmo più rake della forcella o la maneggevolezza ne soffrirà.

Problema:

• Per un telaio più piccolo, la maneggevolezza dovrebbe essere sacrificata per la distanza dalla punta
• Mentre la dimensione della ruota da 26″ è caduta in disgrazia tra alcuni nel settore, se le gomme continuano a diventare più larghe, prevedo un rapido ritorno.

Esempio 5b: mostra lo stesso set up con la nostra forcella a disco leggera Phinney Ridge installata. Notate i numeri perfetti per il trail e l’ampio spazio per la convergenza. Questa bici si maneggia magnificamente, e il cliente potrebbe anche correre con pneumatici più larghi se volesse. Questa misura funziona molto bene anche per le persone che guidano telai più piccoli di 56cm.

Problemi:

• Le forcelle con 55mm di rake che hanno attacchi per parafanghi e portapacchi, così come un sacco di pneumatici e parafanghi sono difficili da trovare.
• Mentre le dimensioni delle ruote da 26″ sono cadute in disgrazia tra alcuni nel settore, se le gomme continuano a diventare più larghe, prevedo un rapido ritorno.