Geometri bingkai mungkin mempengaruhi cara basikal mengendalikan, tetapi bolehkah anda benar-benar meramalkan sejauh mana basikal akan ditunggang hanya dengan sudut tiub?
Amaran: dalam beberapa perenggan seterusnya anda mungkin mengalami goyah, gagal dan berkedut. Jangan risau - ia adalah istilah yang akan membantu anda memahami dengan lebih baik subjek pengendalian basikal yang rumit. Ringkasnya, pengendalian ialah input yang diperlukan untuk mengawal arah basikal, dan faktor terbesar ialah geometri basikal.
Ia mengambil masa satu abad untuk memahami sepenuhnya dinamik tetapi Penolong Profesor Arend Schwab dari Universiti Teknikal Delft, Belanda, adalah salah seorang daripada pasukan ahli fizik yang mendakwa akhirnya menyelesaikan masalah itu pada tahun 2011.
‘Dalam persamaan kami terdapat 27 parameter, ' katanya kepada Penunggang Basikal. Ini termasuk sudut tiub, dimensi, garpu garpu, ketinggian kurungan bawah dan pusat graviti. Tukar hanya satu elemen dan pengendalian berubah.
Pengalaman kumulatif berdekad-dekad telah membawa pembina rangka kepada geometri umum untuk basikal jalan raya yang merupakan keseimbangan yang boleh diterima antara berat, keselesaan, kecekapan dan pengendalian.
Ini bermakna, hari ini, kebanyakan tweak untuk pengendalian dibuat dengan sudut tiub kepala dan fork offset, kadangkala dipanggil rake, kerana ia menentukan ‘jejak’.
Untuk mendapatkan idea tentang denai, bayangkan pancaran cahaya memancar melalui tengah tiub kepala. Ia akan menyentuh tanah di hadapan titik di mana tayar hadapan menyentuh tanah.
Jarak antara dua titik ini ialah denai dan ia merupakan salah satu faktor utama bagaimana basikal mengendalikan.
‘Jejak menjejaskan kestabilan basikal,’ kata pembina rangka Richard Craddock dari Craddock Cycles di Bromsgrove.
‘Semua basikal lebih stabil lebih cepat ia bergerak tetapi lebih banyak denai menjadikannya lebih mudah untuk kekal tegak. Pada sisi negatifnya, lebih banyak denai bermakna lebih goyah apabila anda keluar dari pelana dan ia memerlukan lebih banyak usaha daripada penunggang untuk mengemudi apabila ia datang ke selekoh.’
Titik terakhir inilah yang memberi tenaga kepada Anders Annerstedt dari jenama basikal Luxembourg Rolo.
‘Basikal dengan denai yang lebih panjang adalah lebih sukar untuk mengekalkan trajektori yang ideal di sekitar selekoh. Jadi pada sepit rambut anda perlu mengemudi melalui selekoh dengan mungkin dua atau tiga input berbeza.
'Anda perlu kuat kerana geometri mahu mengekalkan basikal dalam trajektori sedia ada, ' katanya.
Dengan lebihan denai, penunggang tidak perlu mengeluarkan banyak tenaga untuk membuat pembetulan tersebut dan boleh melakukannya dengan lebih cepat, tambah Annerstedt.
Dia menala geometrinya untuk menghapuskan 'roda gagal' yang berlebihan – ketidakstabilan berkelajuan rendah – dan semua pembina rangka menyasarkan untuk melaraskan denai untuk menyediakan jenis pengendalian yang paling sesuai dengan penggunaan basikal yang dimaksudkan.
Jadi basikal touring mungkin mempunyai banyak denai untuk menyediakan tunggangan yang stabil dan boleh diramal, manakala basikal lumba mungkin mempunyai sedikit denai untuk menawarkan selekoh yang cepat dan tajam.
Terdapat dua cara utama pembina rangka boleh melaraskan denai: dengan menukar sudut tiub kepala atau dengan melaraskan garu (mengimbangi) garpu. Untuk mengurangkan denai, anda boleh membuat tiub kepala lebih curam, meningkatkan garpu garpu atau kedua-duanya.
Penunggang basikal jalan raya secara amnya menyukai pengendalian basikal dengan denai 50-60mm. Sudut kepala dalam kawasan 73° dengan offset garpu sekitar 45mm cenderung untuk mencapai ini.
Ramai pembina bingkai berhati-hati tentang angka tepat mereka, tetapi jika anda mengetahui dua daripada tiga pembolehubah, anda boleh mengira yang ketiga di tapak web bikecad.ca.
Terdapat komplikasi tambahan dengan saiz bingkai yang kecil kerana roda hadapan lebih dekat dengan pendakap bawah, yang membawa risiko bahawa ia akan dipotong oleh jari kaki penunggang.
Untuk meningkatkan kelegaan sama ada sudut kepala mesti dibuat lebih cetek atau fork offset dinaikkan, sama ada daripadanya akan menjejaskan pengendalian melainkan perubahan reka bentuk lain dibuat.
Timbang dan sukat
Malangnya, menyemak carta geometri untuk menilai jejak tidak akan memberitahu anda semua yang anda perlu tahu tentang pengendalian, kerana terdapat faktor lain yang terlibat.
Pembina bingkai menyebut ketinggian pendakap bawah dan jarak roda sebagai dua elemen geometri paling berpengaruh seterusnya untuk pengendalian.
Perubahan selanjutnya pada pengendalian boleh dibuat dengan mengubah panjang batang, lebar hendal dan jenis roda dan tayar.
Roda dan tayar yang lebih berat, contohnya, mempunyai lebih inersia dan memerlukan lebih banyak usaha untuk memusing palang.
Cara basikal mengendalikan juga bergantung kepada ketegaran bingkai dan garpu, yang bermaksud bahan dan bentuk tiub memainkan peranannya.
‘Pemilihan dan penggunaan bahan membolehkan pengeluar basikal mencapai ciri pengendalian basikal yang lebih khusus dalam geometri yang ditetapkan,’ kata Tim Hartung, jurutera reka bentuk di Trek Bicycles.
‘Di sinilah bahan komposit mempunyai kelebihan utama berbanding bahan isotropik seperti keluli dan aluminium.’
Dia suka cara karbon membenarkan dia mengawal dan menala kekakuan dengan tepat melalui corak susun atur, ketebalan tiub dan bentuk keratan rentas.
Perkembangan moden seperti brek cakera pada basikal jalan raya juga mempunyai kesan ke atas cara basikal mengendalikan, menurut Hartung: 'Lazimnya, melalui gandar jauh lebih tebal [daripada pelepasan cepat standard], biasanya 12mm atau 15mm.
'Gandar yang lebih tebal adalah lebih kuat dan tegar serta turut mewujudkan sambungan sistem yang lebih tegar antara bingkai dan roda. Ia boleh mencipta senario di mana roda hadapan dan belakang tidak selari antara satu sama lain.
'Roda dan rangka belakang akan cenderung untuk kekal dalam satah yang sama antara satu sama lain, yang boleh menjadi buruk apabila cuba menahan garisan yang berterusan dalam selekoh berkelajuan tinggi.
'Anda boleh berakhir dengan basikal yang tidak mempunyai cukup "memberi" atau melentur dalam sistem untuk menahan garisan yang baik di sudut atau membolehkan anda berjaya mengemudi balas dengan sewajarnya.
‘Ini mungkin bermakna tampalan sentuhan tayar anda dengan tanah di bahagian belakang boleh terjejas. Atau anda akhirnya menekan brek untuk melaraskan barisan anda di selekoh berkelajuan tinggi di jalan raya, ' tambah Hartung.
‘Kedua-duanya tidak diingini dalam situasi perlumbaan. Perlu diingat bahawa tahap perincian ini benar-benar hanya diperhatikan oleh penunggang basikal elit dan beberapa kesan ini boleh dikurangkan dengan menukar parameter kekukuhan bingkai anda.’
Unsur organik
Tidak kira apa geometri dan tahap kekakuan yang telah didail ke dalam basikal, akan sentiasa ada satu pembolehubah yang mustahil bagi pembina rangka untuk meramalkan dengan tepat: penunggang.
Bentuk badan dan gaya tunggangan akan mempengaruhi dinamik pengendalian, dan Arend Schwab dari Universiti Teknikal Delft mempunyai pandangan yang pasti tentang bagaimana kedudukan penunggang berkaitan dengan pengendalian.
‘Pose atau kedudukan penunggang tidak begitu penting dalam hal pengendalian tetapi cara anda memegang hendal adalah sangat penting,’ katanya.
‘Struktur stereng sangat ringan dan jika anda menambah jisim besar lengan dan bahagian atas badan, ia boleh mempengaruhi sistem dan tindak balasnya.’
Schwab mencadangkan bahawa, secara teorinya, memegang palang dengan lengan lurus pada sudut yang sama dengan tiub kepala adalah yang terbaik untuk kestabilan kerana kemudian lengan dan jisim bahagian atas badan anda mempunyai pengaruh yang minimum pada sistem stereng.
Pembina rangka yang berpangkalan di London, Tom Donhou menambah, ‘Anda benar-benar mahu mengekalkan pusat graviti di tempat yang betul, terutamanya apabila anda menunggang dengan laju. Kelajuan goyangan turun kepada peletakan berat jadi anda perlu mendapatkan pengagihan berat yang betul antara roda.’
Untuk pembina rangka, cuba mengimbangi semua elemen geometri dengan fisiologi penunggang boleh menjadi satu tugas yang menggerunkan, terutamanya apabila pelanggan boleh menuntut secara luar biasa, pada masa yang sama tidak jelas, tentang jenis pengendalian yang mereka mahukan.
‘Orang ramai menggunakan perkataan seperti responsif, reaktif, tangkas, lincah, agresif,’ kata Tom Rodi daripada pembina Amerika Syarikat Parlee Cycles.
‘Terdapat 20 atau 30 kata adjektif yang anda akan dengar. Kadang-kadang seseorang akan bercakap tentang basikal berasa "gugup". Ia mungkin terlalu curam pada tiub kepala atau garpu terlalu tegar.
'Terdapat banyak potongan untuk dilihat. Terdapat ketegaran kilasan kepala, tiub atas dan bawah, tindak balas kilasan keseluruhan pemasangan garpu dan terdapat pematuhan menegak – keupayaan benda tersebut untuk bengkok sebagai tindak balas kepada keabnormalan jalan raya.’
Apa yang jelas ialah tiada penyelesaian mudah untuk meramalkan pengendalian basikal. Ia adalah sesuatu yang pembina bingkai akan terus memikirkan dan memperhalusi sebanyak mungkin melalui percubaan dan kesilapan seperti melalui sains.
Dan sebaik sahaja anda mempunyai bingkai anda, bahagian yang anda pasangkan padanya juga akan mempunyai kesan, tetapi kebanyakannya cara anda mengukir melalui selekoh jepit rambut itu bergantung kepada anda.
Cara basikal mengendalikan sebahagian besarnya bergantung kepada orang yang mengendalikannya.
