Kekakuan pada basikal jalan adalah penting, tetapi ia juga mesti seimbang dengan keselesaan, berat dan kos. Kami menyiasat caranya
Cari di internet menggunakan istilah 'kekakuan' dan anda tidak akan pergi jauh sebelum melihat iklan yang menjaja penyelesaian farmaseutikal untuk isu tuan-tuan. Basikal dan bilik tidur, nampaknya, berkongsi paranoia yang tidak berbelah bahagi tentang prestasi lemas, yang menjelaskan mengapa peminat pemasaran yang mengiringi setiap basikal baharu sentiasa dibumbui dengan dakwaan tentang bagaimana bingkai itu kini sangat kaku, serta lebih ringan dan lebih selesa. Tetapi, secara teori sekurang-kurangnya, ketiga-tiga kualiti itu berkonflik, dan pereka basikal sentiasa cuba mencari titik manis di antara mereka dengan bermain-main dengan dimensi tiub dan sains material.
Kayuh pada karbon
Apabila jurutera bercakap tentang kekakuan bingkai, mereka benar-benar menangani dua bidang prestasi basikal yang berbeza. Yang pertama berkaitan dengan kekakuan sisi yang mencukupi untuk membolehkan input kayuh penunggang dipindahkan secekap mungkin ke jalan raya. Yang kedua berkenaan dengan kebolehramalan dan kestabilan pengendalian basikal.
Dari segi kekakuan sisi, setiap kali kaki anda menghentak pedal anda membuat tegasan sisi (samping ke sisi) yang besar bersama-sama dengan daya kilasan (berpusing), yang bergabung untuk mengungkit bahagian bawah rangka keluar penjajaran. Setiap milimeter pergerakan bingkai menyerap tenaga berharga yang boleh disalurkan ke jalan raya, jadi meminimumkan kelenturan ini dengan berkesan memaksimumkan kecekapan mengayuh, justeru tumpuan tanpa henti pada kekakuan bingkai.
'Cara anda mendapatkan tenaga yang anda masukkan melalui engkol ke roda belakang adalah benar-benar mengenai pendakap bawah, rantai, tercicir dan kekakuan roda, ' kata Gerard Vroomen, pengasas bersama basikal Terbuka dan sebelum ini bersama- pemilik Cervélo. Cabaran ini rumit oleh pemanduan satu sisi basikal, yang menghasilkan beban yang tidak sekata pada bahagian belakang basikal. Keperluan untuk menahan daya yang lebih besar di sebelah kanan bingkai adalah sebab mengapa banyak basikal memilih reka bentuk asimetri chainstay dan tiub tempat duduk.
Tetapi seperti yang diingatkan oleh Ben Coates, pengarah produk jalan Trek, perkara yang anda lakukan pada satu kawasan basikal secara langsung memberi kesan yang lain: 'Anda boleh meningkatkan kekakuan pada kurungan bawah, contohnya, dengan menambahkan lamina pada bahagian bawah tiub kepala, tetapi setiap kepingan lamina mempengaruhi keseluruhan basikal. Anda menghadapi risiko kesan buruk jika anda tidak memahami cara menambah atau mengasah bahan menjejaskan bahagian lain basikal.
‘Kita boleh menjadikan basikal lebih kaku daripada yang diingini oleh penunggang terbesar dan paling mencabar di dunia, tetapi hanya menjadikannya lebih kaku, atau lebih ringan dalam perkara itu, tidak semestinya resipi untuk basikal yang lebih baik. Perbualan mesti bermula dengan cara anda mahu basikal itu ditunggang, bukan di mana anda mahu ia menjadi kaku.’
Kekakuan kejuruteraan
Bagaimanakah pereka bentuk mengeraskan bingkai di tempat yang betul sahaja? Jawapannya terletak pada diameter keratan rentas tiub, serta panjangnya dan, dalam kes basikal karbon, pelbagai lapisan gentian karbon
digunakan dalam pembinaannya.
‘Semakin besar diameter tiub, semakin keras ia akan menjadi,’ kata Adam Wais, Ketua Pegawai Eksekutif dan pengasas pengeluar basikal karbon buatan tangan Rolo. 'Dan itu sebelum anda mula melihat bahan.'
Ini menerangkan kecenderungan dalam reka bentuk basikal ke arah tiub bawah bersaiz besar, simpang pendakap bawah dan chainstay. Kemajuan dalam gentian karbon telah membolehkan pengeluar mengurangkan ketebalan dinding tiub, memberi mereka kebebasan untuk mencipta tiub yang kelihatan besar tanpa menambah berat.
Jadi jika tiub bawah dan kurungan bawah yang besar digunakan untuk menyalurkan setiap watt kuasa penunggang ke jalan raya, mengapa tidak mengikuti falsafah yang sama pada tiub atas dan tiub kepala untuk menahan daya selekoh dan memastikan stereng ketepatan?
Semasa anda menyandarkan basikal ke sudut, tiga daya besar berkumpul: graviti, yang menarik secara menegak ke bawah; tenaga kinetik, yang membuatkan anda terus bergerak ke hadapan, dan daya sentripetal, yang menolak anda ke luar – ke kiri apabila membelok ke kanan dan sebaliknya. Jika bingkai terlalu fleksibel, daya ini boleh menolak roda dan tiub kepala keluar daripada penjajaran, membawa kepada stereng yang tidak tepat.
‘Anda memerlukan roda untuk menjejak, dan lebih baik ia menjejaki depan ke belakang, lebih mudah diramalkan ia melalui selekoh,’ kata Thomas McDaniel, pengurus produk di BMC. 'Katakan anda melalui selekoh yang telah anda tunggangi seribu kali, supaya anda yakin dan membawa banyak kelajuan, tetapi suatu hari anda menemui batu besar betul-betul di tengah-tengah garisan yang anda selalu ambil. Sejauh manakah basikal itu boleh menerima keperluan anda untuk membuat perubahan di tengah-tengah selekoh? Di situlah kekakuan bahagian hadapan berperanan.’
Ternyata jika basikal terlalu kaku di bahagian hadapan, ia menjadi sukar untuk bersandar, yang mewujudkan jenis masalah pengendalian yang berbeza. Chris D'Aluisio, pengarah kreatif di Specialized, mengambil kisah dengan mengimbau kembali detik ketika Tarmac SL4 syarikat menggantikan SL3. Sebelum ini, apabila Specialized membangunkan basikal baharu ia akan menggunakan saiz bingkai 56cm sebagai penanda aras untuk set sasaran baharu, termasuk kekakuan. Sebaik sahaja sasaran dipukul, bingkai kemudiannya akan diskalakan, dengan tiub yang lebih kecil sedikit untuk bingkai yang lebih kecil dan tiub yang lebih besar untuk bingkai yang lebih besar.
‘Dengan SL4 kami menjadikan 56 lebih kaku dan ringan, dan penunggang yang lebih tinggi – saiz 56 dan ke atas – berkata, “Wah! Ia jauh lebih baik.” Tetapi pada saiz saya, 52, ia lebih teruk, ' kata D'Aluisio dengan kejujuran yang menyegarkan. 'Ia terlalu keras, bukan sahaja secara menegak tetapi juga semasa anda bersandar ke sudut. Ia mempunyai terlalu banyak kekakuan bahagian hadapan, dan ia tidak membenarkan basikal pada saiz yang lebih kecil mematuhi jalan di pertengahan sudut jalan, jadi ia akan menyebabkan bahagian hadapan berbual, terutamanya di atas permukaan jalan yang bergelombang, yang boleh membimbangkan.’
Ternyata pelarasan yang dibuat dalam penskalaan basikal tidak berjalan cukup jauh, dan bingkai yang lebih kecil, dengan tiub keratan rentas yang serupa dan letak karbon sehingga 56sm, adalah sangat kaku kerana ia tiub lebih pendek.
‘Basikal kecil secara proporsional jauh lebih keras daripada basikal yang lebih besar, yang sama sekali bertentangan dengan keperluan penunggang,’ kata D'Aluisio. 'Pelumba yang lebih tinggi, dengan tiang tempat duduk yang lebih panjang dan pusat graviti yang lebih tinggi, memerlukan basikal itu melakukan lebih banyak kerja. Apabila anda meminta basikal bergerak dari kanan ke kiri dalam gerakan, basikal itu melakukan semua kerja untuk mengalihkan berat penunggang itu dari satu sisi ke sisi yang lain dan menangkap penunggang itu daripada terjatuh. Kami perlu mendapatkan semula cengkaman apabila penunggang berpusing.’
Akibatnya, Specialized memutuskan bahawa ia perlu merawat dengan berkesan setiap saiz bingkai yang berbeza seolah-olah ia adalah projek tersuai tersendiri, satu proses yang dipanggil Rider First Engineering.
Ini membantu menjelaskan mengapa jurutera tidak hanya membuat keseluruhan basikal sekaku mungkin, tetapi ada sebab lain juga: keselesaan, juga dikenali sebagai pematuhan, iaitu keupayaan bingkai untuk menghadapi ketidaksempurnaan di jalan raya permukaan dan menyerap getaran dari tarmac.
Setelah mencipta Cervélo R3, sebuah basikal yang menikmati kedudukan podium di atas batu berbatu kejam Paris-Roubaix selama tujuh tahun berturut-turut, Vroomen tahu apa yang diperlukan untuk basikal yang boleh menghantar kuasa ke roda belakang sambil melindungi penunggang daripada permukaan yang paling teruk.
‘Sebaik-baiknya anda mahukan kekakuan menegak sesedikit mungkin supaya anda mendapat keselesaan dan pematuhan,’ katanya. 'Tetapi tiub yang anda besarkan untuk mendapat kekakuan dalam kilasan juga menjadi lebih besar secara menegak dan lebih kaku secara menegak, dan tidak mudah untuk memisahkan kedua-dua faktor tersebut. Dalam erti kata itu, ia akan sentiasa menjadi kompromi - basikal yang paling selesa tidak boleh ditunggangi kerana ia sangat fleksibel ke semua arah, dan basikal yang paling kaku juga tidak boleh ditunggang kerana ia sangat kaku, yang bukan sahaja tidak selesa tetapi juga lebih perlahan. Anda memerlukan semacam pematuhan untuk menghilangkan kekasaran jalan.’
Tayar melakukan banyak kerja ini, tetapi pereka bentuk juga memperkenalkan tahap kelenturan ke dalam bingkai, terutamanya dalam tiub tempat duduk dan melalui tempat duduk yang sangat nipis atau rata, sebagai cara untuk menghilangkan hentakan jalan yang bergerak ke atas melalui bahagian belakang basikal kepada penunggang.
Boleh dikatakan contoh terbaik bagaimana pematuhan menegak boleh dipisahkan daripada pendakap bawah dan kekakuan tiub kepala ialah Trek Domane, basikal yang ditala perlumbaan yang membawa Fabian Cancellara ke tangga teratas podium di Tour of Flanders dan Paris-Roubaix. Tiub tempat duduk Domane 'dipisahkan' daripada tiub atas, membolehkan tiub tempat duduk melentur hampir bebas daripada bingkai tanpa mengorbankan kekakuan. Penyahgandingan IsoSpeed baharu dalam Domane SLR terbaharu malah mempunyai 'pematuhan boleh tala', supaya penunggang boleh memperibadikan tahap kekakuan.
‘Julat penalaan Domane bermula pada kira-kira tahap pematuhan menegak yang sama seperti Madone [rig lumba aero Trek] dan meningkat kepada 35% lebih mematuhi tanpa menjejaskan kekakuan mengayuh,’ kata Coates.
Bingkai masa hadapan
Pengejaran tanpa henti untuk bingkai yang lebih kaku, ringan dan selesa tidak menunjukkan tanda-tanda reda, dengan pengilang dalam usaha berterusan untuk meneroka bahan dan teknologi baharu. Jenama basikal British Dassi, contohnya, sedang menyiasat kemungkinan graphene, bahan ajaib yang mempunyai potensi luar biasa jika pengeluar dapat mencari cara untuk memanfaatkan keupayaannya.
‘Grapene mempamerkan sifat yang jauh melebihi karbon tradisional yang diletakkan dalam rangka basikal,’ kata Stuart Abbott, bekas jurutera reka bentuk aeroangkasa yang menubuhkan Dassi enam tahun lalu. 'Terdapat peluang mistik untuk mencipta bingkai yang boleh seberat 300g, kerana graphene adalah lebih ringan dan lebih kuat sehingga anda berpeluang untuk menggantikan kawasan karbon yang mungkin setebal 2mm atau 3mm di tempat tertentu pada bingkai – terutamanya di sekeliling kurungan bawah – dengan sesuatu yang 100 kali lebih ringan dan seperseribu daripada ketebalan.'
Namun, buat masa ini, semakan realiti pantas diperlukan untuk sesiapa sahaja yang hampir membeli basikal baharu. Berbasikal bukan seperti Formula Satu, di mana kereta terbaik sentiasa menang, semuanya tanpa mengira pemandu. Banyak perlumbaan utama tahun ini - termasuk Paris-Roubaix, Tour of Flanders, Milan-San Remo, Paris-Nice dan Tour of Romandie - telah dimenangi oleh penunggang motosikal yang berbeza. Dalam erti kata lain, prestasi muktamad adalah mengenai penunggang, bukan basikal, dan tiada tahap ketegaran objektif 'betul' dalam bingkai, hanya tahap yang sesuai untuk anda.
10 basikal paling tegar terbaik
Bagaimanakah anda mengukur kekakuan basikal? Malangnya kami tidak mempunyai makmal untuk melakukan ujian fleksibel, tetapi kami tahu tempat yang melakukannya. Rakan-rakan kami di majalah berbasikal Jerman Tour terkenal dengan pendekatan saintifik mereka terhadap ujian basikal, yang termasuk menundukkan setiap bingkai kosong kepada bateri ujian bangku yang ketat untuk memastikan nilai kekakuan.
Persamaan berdasarkan skor kekakuan yang dicapai bingkai pada tiub kepala (diukur dalam Nm/°), dibahagikan dengan jisim keseluruhan bingkai (dalam kg), menyediakan indeks kekakuan-ke-berat yang memberikan Tour papan pendahulu untuk bingkai paling tegar…
| Bike | Tarikh | Kekakuan mengikut berat |
| 1. Cervelo Rca | Jan 2015 | 142Nm/°/kg |
| 2. Tarmac SL4 khusus | Dis 2011 | 141.2Nm/°/kg |
| 3. Cannondale SuperSix Evo Ultimate | Sep 2011 | 139.2Nm/°/kg |
| 4. Canyon Ultimate CF SLX | Jan 2016 | 131.5Nm/°/kg |
| 5. Trek Emonda | Dis 2014 | 131.3Nm/°/kg |
| 6. Fokus Izalco Max | Jul 2013 | 127.1Nm/°/kg |
| 7. Dirasai F1 | Dis 2011 | 125.3Nm/°/kg |
| 8. AX Lightness Vial Evo | Jan 2015 | 125.1Nm/°/kg |
| 9. Stock Aernario | Okt 2015 | 123.9Nm/°/kg |
| 10. Pasukan Rose X-Lite 8000 | Dis 2014 | 123.7Nm/°/kg |
Jergon karbon: apakah maksud semuanya?
