La maggior parte delle sospensioni moderne include lo smorzamento idraulico, ma volevamo saperne di più sul funzionamento delle sospensioni non ammortizzate, per comprenderne meglio vantaggi e limiti. Quindi, con il contributo di alcuni ingegneri chiave, ci siamo tuffati nelle sospensioni non ammortizzate, a partire da questa settimana nella parte anteriore della bici, concentrandoci principalmente sulle forcelle a balestra in carbonio di Lauf.
Come e perché funzionano le sospensioni non ammortizzate?
La stragrande maggioranza dei componenti delle sospensioni nelle biciclette moderne di solito condivide un componente comune: un fluido di sospensione controllabile per smorzare le vibrazioni e gli impatti. Senza alcuno smorzamento, un input di sospensione oscillerebbe in modo incontrollabile su e giù, indefinitamente in un mondo teorico privo di attrito. Ma l’aggiunta di un circuito di smorzamento idraulico a un sistema che spesso include la regolazione dell’ammortizzatore ad aria crea molta complessità. Abbiamo già discusso di come ciò influisca sul più comune design del pistone flottante interno, di come porti regolarmente alla cavitazione e al degrado delle prestazioni e di come le forcelle cerchino di mantenere separati aria e olio.
Ma con le sospensioni che si riversano in altre discipline oltre alla tradizionale mountain bike, ad esempio gravel e alt-road, ci sono stati diversi sforzi per semplificare il design delle sospensioni. Soprattutto nelle applicazioni con viaggi più brevi e quando il risparmio di peso è fondamentale, diversi progetti di sospensioni hanno omesso del tutto lo smorzamento idraulico. Quindi come lavorano? Abbiamo parlato con i designer dietro la forcella Lauf Grit SL e la bici gravel True Grit che abbiamo appena recensito.
Il capo progettista di Lauf Gudberg Björnsson e il CEO/ingegnere Benedikt Skúlason ci ricordano che in generale le sospensioni non ammortizzate in realtà non funzionano bene. “La chiave per comprendere la sospensione della bicicletta non smorzata … è rendersi conto che il sistema di sospensione in realtà non è non smorzato.” Le forcelle a balestra di Lauf non hanno uno smorzamento attivo. Ma come dicono loro, il ciclista e le gomme forniscono lo smorzamento, e in alcuni tipi di terreno e di guida “questo smorzamento intrinseco di una bicicletta + ciclista è più che sufficiente”. Quando si parla di bici che non sono soggette a impatti intensi e ripetuti, lo smorzamento meccanico non è realmente necessario. L’aggiunta di smorzamento attivo potrebbe aggiungere più peso, complessità e potenzialmente essere uno spreco di energia della trasmissione o un limite alla reattività delle sospensioni.
In che modo le sospensioni non ammortizzate assorbono gli urti e avvantaggiano il ciclista su …
Impatti più grandi e più lenti?
per gentile concessione di Fatback, Bergur Benediktsson
Senza lo smorzamento attivo dell’input della sospensione, le molle a balestra più semplici come sulle forcelle Lauf mirano principalmente a distribuire gli impatti di picco su un periodo di tempo più lungo. Che si tratti di un grande calo o di un dosso, la sospensione non ammortizzata assorbe la forza in ingresso e trasmette la stessa forza totale al ciclista a un’intensità minore per una durata maggiore.
“Ad esempio, se colpisci un ostacolo a bassa velocità… avresti un brusco picco di carico se eseguissi una configurazione rigida, tuttavia con una forcella Grit quel picco di carico si distribuisce su un intervallo di tempo più lungo. L’energia dell’impatto va nella bici + ciclista, ma il ciclista avrà molto più tempo per affrontare l’impatto. Un grande vantaggio è che un forte impatto che altrimenti potrebbe farti perdere l’equilibrio, può essere gestito senza perdere il controllo o lo slancio.
Impatti più piccoli e più veloci?
A velocità più elevate e con impatti ripetitivi minori, le sospensioni non ammortizzate possono spesso funzionare in modo ancora più efficiente, per rimuovere completamente quei picchi di impatto minori. “Quando guidi più velocemente su ostacoli più piccoli [the rider] avrà superato l’ostacolo prima che la sospensione rimbalzi sotto di te. Essenzialmente ciò che accade è che la combinazione ciclista + bici più massiccia rimane in una posizione costante mentre la ruota sotto di te è libera di muoversi su e giù. Una forcella rigida rimbalzerebbe su e giù e trasmetterebbe ogni impatto al ciclista, ma qualcosa come una forcella Lauf con molla a balestra può mantenere meglio la ruota a contatto con il terreno per aderenza/controllo.
Parlando anche con Benedikt, dicono che è qui che la loro sospensione non ammortizzata “brilla davvero”. A causa del loro design con molla a balestra in carbonio rispetto a un cursore telescopico con guarnizioni, le loro forcelle “non hanno attrito, quindi agiscono più velocemente di qualsiasi altra forcella che conosciamo e l’energia che entra nel sistema durante il colpo non viene persa tramite lo smorzamento . Su una forcella smorzata finirai più vicino al suolo dopo il colpo, poiché la forcella non rimbalzerebbe completamente poiché lo smorzamento ruberebbe parte dell’energia che vi è stata contenuta.
OK, quindi le sospensioni non ammortizzate funzionano solo per viaggi brevi?
courtesy Specialized, foto di Alex Quesada
Per quanto riguarda le forcelle (ma applicabili anche ad altri elementi come i componenti del cockpit o i telai) l’allungamento della corsa comporta anche una diminuzione della rigidità della molla: nessuno vuole una bici da DH con sospensioni rigide come una bici da XC, anche se ha 200 mm di escursione.
Lauf afferma che aumentando la corsa non ammortizzata e abbassando la rigidità della molla per colpi più grandi, “alla fine lo smorzamento intrinseco del sistema (principalmente il ciclista) non è sufficiente”. Troppa energia viene immagazzinata dal grande impatto, quindi rilasciata per essere gestita dal ciclista. Diventa solo un intenso “pogo-stick”.
L’altro problema è che con una corsa più lunga e una rigidità della molla più morbida, inizi a sovrapporre il rimbalzo alla frequenza della pedalata. Ciò porta quindi a “rimbalzare sulla tua bici, cosa che alcuni potrebbero considerare divertente, ma probabilmente non quello che descriveremmo come un buon sistema di sospensione”. Per questi due motivi, le sospensioni non ammortizzate non si allontaneranno mai troppo dalle applicazioni di tipo stradale, gravel, cross e cross-country per viaggi più brevi.
Quindi, perché scegliere non smorzato piuttosto che attivamente smorzato, in primo luogo?
Il nostro primo pensiero è stato che un sistema non smorzato tende ad essere più leggero. E più leggero è sempre meglio, weenies di peso giusto? Ma è sempre più semplice, quindi una soluzione non ammortizzata richiederà meno manutenzione meccanica e probabilmente dovrebbe essere più robusta: meno lavoro sulla bici e più tempo di guida.
Ma nel caso del design della molla a balestra di Lauf, il rapido rimbalzo non smorzato sembra in realtà fornire anche una risposta più rapida delle sospensioni a piccoli impatti che si ripetono rapidamente. E dicono che “riduce la perdita di energia associata a questi [fast, smaller] colpi e con pedal bob su una piattaforma smorzata. Quindi, non dovrai più scegliere se vuoi una forcella aperta per assorbire l’impatto occasionale e il ronzio continuo, o bloccata per ridurre al minimo la perdita dovuta al bob. In teoria una forcella non smorzata è una buona via di mezzo per applicazioni di viaggio più brevi come strade sconnesse, ghiaia o corse campestri meno aggressive. Questa sembra anche essere l’idea alla base del sistema IsoSpeed anteriore del tubo di sterzo flessibile di Trek e del tubo di sterzo telescopico di Specialized Future Shock, entrambi forniscono sospensioni non smorzate all’estremità anteriore sopra, piuttosto che sotto il tubo sterzo del telaio.
Come si impostano o si regolano le sospensioni non ammortizzate in base alle dimensioni/peso del ciclista?
Proprio come si regola un ammortizzatore elicoidale per diversi pesi del ciclista o stile di guida, anche le forcelle non smorzate (o altre sospensioni) possono essere regolate.
Lauf afferma che nella loro domanda di viaggio breve è molto meno importante di quanto pensiamo. Dicono che la capacità di regolare minuziosamente la “pressione dei pneumatici desiderata gioca un ruolo più importante rispetto ai sistemi di viaggio più lunghi”, consentendo essenzialmente ai ciclisti di mettere a punto la prima elasticità della sensazione di sospensione della bici completa e lasciando che la sospensione della forcella non smorzata la sostenga. Mentre a prima vista questa sembra una spiegazione losca per me personalmente, passare il tempo a guidare la loro nuovissima forcella gravel (e il suo telaio di accompagnamento), in particolare con pneumatici gravel di grande volume, sembra sostenere l’importanza della regolazione della pressione dei pneumatici nella sensazione di sospensione eccessiva .
Benedikt spiega anche che nella loro esperienza, i ciclisti più leggeri generalmente preferiscono un relativamente più rigido, “priorità alle caratteristiche di sprint efficienti”, mentre i ciclisti più pesanti preferiscono un movimento delle sospensioni più attivo. Guardando i numeri reali, dice anche che la gamma standard di motociclisti “è molto più simile tra loro di quanto potremmo pensare”.
“Potresti guardare un ragazzo di 60 kg (132 libbre) e vederlo come uno scalatore di peso piuma e un ragazzo di 90 kg (198 libbre) come un ciclista più pesante (tra i ciclisti in forma). Tuttavia, se supponiamo che un determinato sistema di sospensione sia stato progettato per essere ottimale per un ciclista di 75 kg, allora notiamo che i ciclisti di 60/90 kg sono solo il 20% più leggeri/pesanti rispetto a quelli di 75 kg. Se supponiamo che i ciclisti più leggeri desiderino una sensazione leggermente più solida e i ciclisti più pesanti desiderino una sensazione più morbida, dove ci porta? Posso confermare che i test che abbiamo effettuato con i tassi primaverili a Lauf hanno costantemente restituito risultati sorprendentemente (all’inizio) unanimi. Questo non vuol dire che un giocatore della NFL e una ballerina opterebbero per lo stesso, ma la stragrande maggioranza dei ciclisti in realtà lo fa.
Che ne dici di utilizzare sospensioni non smorzate oltre il design della forcella?
Ovviamente Lauf vede la logica delle sospensioni non smorzate nelle forcelle a corsa breve. Lo stesso concetto può essere applicato a una vasta gamma di componenti aggiuntivi. I telai sono il prossimo posto più logico a cui penseremmo e esamineremo un design del telaio non smorzato in un futuro articolo di Suspension Tech. Ancora una volta, sembra per la maggior parte limitato ai viaggi per gli stessi motivi qui: dare priorità al comfort e al controllo piuttosto che consumare grandi impatti. Ma ancora lì, è importante pensare a quale tipo di impatti stai cercando di assorbire. Lauf ha recentemente introdotto il proprio telaio e ha scelto di non includere un componente di sospensione per il segmento di gara su ghiaia mirato. Tuttavia, hanno concluso la nostra discussione “non smorzata” con una presa in giro per “rimanete sintonizzati per i futuri prodotti Lauf…”
Oltre a telai e forcelle, i prossimi sono probabilmente manubri, attacchi manubrio, reggisella e persino impugnature che ottengono sospensioni non ammortizzate. Il modo in cui funziona dipende molto dalla corsa o dalla flessibilità che incorpora e da come quel movimento influisce sulla sensazione generale o sulla maneggevolezza della bici completa. Abbiamo visto prodotti che coprono ciascuno di questi componenti e in futuro potremmo approfondire anche le loro caratteristiche di sospensione.
Il divertimento non finisce mai. Resta sintonizzato per un nuovo post ogni settimana che esplora una piccola tecnologia di sospensione, messa a punto o argomento del prodotto. Dai un’occhiata ai post precedenti qui. Hai una domanda a cui vuoi rispondere? Mandaci una email. Vuoi mostrare il tuo marchio o prodotto? Possiamo farlo anche noi.
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