¿Alguna vez te has preguntado qué vudú están haciendo los varillajes en la parte trasera de tu bicicleta? ¿Sabes por qué una bicicleta de un solo pivote se conduce de manera diferente a un diseño de cuatro barras, o por qué un enlace VPP sube tan bien? ¿Sabes por qué tu suspensión se endurece al frenar o por qué tu bicicleta sube y baja mientras pedaleas? Es hora de abrocharse el cinturón e involucrar a su nerd interno mientras profundizamos en el funcionamiento interno de las artes más oscuras de la suspensión trasera.
Para descifrar los misterios de la suspensión trasera, recurrimos a la experiencia de Ruben Torenbeek, renombrado ingeniero y diseñador de RAAW Madonna, para brindarle un análisis profundo en dos partes de la función y el diseño de la suspensión trasera. El diseño de suspensión es un tema muy complejo, incluso las explicaciones básicas conducen a teorías desafiantes. En esta primera parte, lo guiamos a través de las propiedades básicas de la suspensión trasera. No importa si eres nuevo en las bicicletas y solo tienes curiosidad, o si ya estás muy familiarizado con el tema de la suspensión y buscas algo más, ¡aquí encontrarás lo que buscas!
Bicicletas rígidas y de doble suspensión
En las últimas décadas, el desarrollo de horquillas y cuadros de suspensión ha crecido exponencialmente y ha establecido nuevos estándares en comodidad, eficiencia y capacidades de las bicicletas. Hoy en día, la mayoría de bicicletas de montaña cuentan con una horquilla suspendida, pero lo que estamos investigando es la suspensión de la rueda trasera.
Las bicicletas de montaña y las bicicletas eléctricas de montaña se pueden separar en dos grupos, rígidas y bicicletas de doble suspensión. Las bicicletas con una conexión rígida a la rueda trasera se denominan ‘hardtails’, las bicicletas con una conexión suspendida se denominan ‘bicicletas de doble suspensión’: esta es la ‘suspensión trasera’.
Función de la suspensión trasera
La suspensión trasera puede tener varios propósitos diferentes, desde mejorar la comodidad hasta aumentar la tracción en terrenos irregulares. Independientemente de su finalidad, la suspensión trasera siempre funciona según el mismo principio; un resorte suspende al ciclista mientras que un amortiguador absorbe la energía proveniente de los impactos en la rueda trasera. Los diseñadores e ingenieros han creado diferentes diseños de suspensión en las últimas décadas, todos con diferentes características de conducción. Las características de pedaleo, frenado y absorción de impactos definen el diseño de la suspensión.
Elementos de la suspensión trasera
El diseño de la suspensión funciona con dos elementos principales. Primero está el amortiguador y el resorte del amortiguador, a menudo llamado amortiguador. El segundo elemento son los componentes del marco trasero que conectan la rueda trasera al amortiguador. Los diseñadores de cuadros y de amortiguadores trabajan mano a mano para crear un sistema que funcione como un paquete. La industria de las bicicletas ofrece una diversidad muy rica de diseños de suspensión, a diferencia de, por ejemplo, las motocicletas donde la mayoría comparte el mismo diseño.
El diseño de la suspensión requiere conocimiento y experiencia. Cada diseño de suspensión tiene como objetivo un cierto propósito, sensación y manejo. Antes de entrar en el diseño de la suspensión, es esencial comprender la teoría de las características de la suspensión. ¿Cómo influyen los diferentes diseños en el pedaleo? ¿Qué le sucede a la suspensión al frenar y de qué manera maneja los impactos? Es hora de comprender las características de la suspensión de las ruedas traseras y cómo definen el manejo en el camino.
Las tres características de la suspensión de las ruedas traseras
Para entender la suspensión, primero debemos entender que la absorción de impactos, la eficiencia de pedaleo y la eficiencia de frenado están relacionadas. Si, por ejemplo, la eficiencia de pedaleo estuviera completamente aislada de todo lo demás, un diseñador podría optimizarla perfectamente; sería fácil, pero esa no es la realidad. El compromiso inherente de las características de la suspensión es la razón por la cual el diseño de la suspensión se trata de encontrar el equilibrio adecuado para el propósito previsto.
Absorción de impactos
El objetivo principal de un sistema de suspensión es absorber impactos, o dicho de otra manera, absorber la energía proveniente de un impacto en la rueda trasera.
La absorción de impacto como característica se define por dos elementos: la trayectoria de la rueda y la velocidad de la rueda. La trayectoria de la rueda es la línea exacta que sigue el eje de la rueda trasera durante una compresión total de la suspensión. La relación de la rueda es la relación de compresión del amortiguador más la relación de apalancamiento
Ruta de la rueda
Durante una compresión completa de la suspensión, el eje de la rueda sigue un camino definido. La trayectoria del eje es diferente en todos los diseños de suspensión y está controlada por los puntos de pivote de la suspensión.
Los impactos que llegan a la rueda trasera golpean el neumático desde cierto ángulo, dependiendo del tamaño del obstáculo. Idealmente, la trayectoria del eje debe moverse con la dirección del impacto, lo que significa que una trayectoria del eje hacia atrás generalmente se considera mejor para la absorción del impacto. Sin embargo, la realidad es que la suspensión no se puede diseñar únicamente en torno a la trayectoria del eje. Es importante encontrar el mejor equilibrio de las características de la suspensión, que se ajustan según la aplicación para la que está diseñada la bicicleta.
Tasa de rueda
La segunda característica de la absorción de impacto es la velocidad de la rueda. La velocidad de la rueda es la suma de dos relaciones: la relación de apalancamiento y la relación de compresión del amortiguador. La relación de apalancamiento es la relación entre el recorrido de la rueda trasera y el recorrido del amortiguador. La relación de apalancamiento se define únicamente en función de la construcción mecánica de la suspensión y puede cambiar a lo largo de la carrera.
En segundo lugar viene la relación de compresión de choque. Los amortiguadores tienen una relación de compresión, compuesta por la tasa de resorte o la presión del aire y la cantidad de amortiguación de compresión de alta y baja velocidad que se ha agregado, que puede cambiar a lo largo del recorrido. La fuerza del choque y la cantidad de compresión no siempre son lineales. La relación de compresión del amortiguador más la relación de apalancamiento le da la velocidad de la rueda.
La suspensión se puede diseñar para tener una velocidad de rueda diferente a lo largo del recorrido, optimizada para situaciones específicas. Para describir la velocidad de la rueda usamos los términos digresión, linealidad y progresión.
Digresión
La fuerza requerida para comprimir el amortiguador de choque disminuye a medida que aumenta el recorrido. Suspensión digresiva significa que el viaje se usa con facilidad y la suspensión tiende a sentirse como si cayera en el viaje.
linealidad
La fuerza requerida para comprimir el amortiguador permanece igual a medida que aumenta el recorrido. La linealidad a menudo va de la mano con la previsibilidad; la cantidad de viaje utilizada permanece igual durante todo el viaje.
Progresión
La fuerza requerida para comprimir el amortiguador aumenta con el recorrido. La suspensión aumenta y cuanto más recorrido se usa, más difícil es comprimir la suspensión. Las bicicletas de enduro y descenso tienden a tener diseños de suspensión con progresión para evitar tocar fondo y garantizar que el recorrido completo se utilice de manera eficiente pero no excesiva.
La absorción de impactos se puede definir como la capacidad de la suspensión para absorber la energía cinética de los impactos en la rueda trasera. La trayectoria de la rueda y la velocidad de la rueda definen la absorción de impacto y están relacionadas con otras características de la suspensión. Dependiendo del propósito de la bicicleta, la absorción de impactos puede ser más o menos prioritaria. Las bicicletas de descenso generalmente otorgan la máxima prioridad a la absorción de impactos, pero se debe considerar el equilibrio de características como el pedaleo o la eficiencia de frenado.
Eficiencia de pedaleo
Dos décadas de diseño de sistemas de suspensión estuvieron influenciadas principalmente por una gran pregunta: ¿cómo podemos diseñar un sistema de suspensión que no consuma energía del ciclista? Las bicicletas deben ser lo más eficientes posible, para traducir cada vatio del ciclista en propulsión (para las bicicletas eléctricas, el escenario es diferente ya que tiene un motor complementario). Andar en bicicleta es una acción muy dinámica. A diferencia de una motocicleta con un motor que se asienta donde está y una posición de conducción relativamente estática, un ciclista se mueve en todas las direcciones. La eficiencia de pedaleo se trata de la capacidad de transferir la energía del ciclista a la rueda trasera, definida por la anti-hundimiento y el retroceso del pedal.
Anti-sentadilla
¿Recuerdas esa sensación que tienes cuando pisas el acelerador en un auto deportivo? La aceleración te empuja hacia atrás en tu asiento. La aceleración provoca transferencia de masa y eso es lo que sientes. Básicamente, cuando andas en bicicleta y pedaleas, sucede lo mismo. A medida que la bicicleta acelera y provoca la transferencia de masa, tu cuerpo y tu bicicleta son empujados hacia atrás, como si estuvieras sentado en un auto deportivo acelerando.
Las aceleraciones del pedal empujan su peso hacia la rueda trasera y la suspensión trasera se comprime. Así, con solo pedalear tu bicicleta, la suspensión trasera reacciona comprimiéndose. Esto también se llama ‘en cuclillas’.
Pero la transferencia de masa no es lo único que sucede durante los pedaleos. La fuerza de la cadena tira de la suspensión trasera, extendiéndola y levantando al ciclista. Anti-sentadilla es el término que describe la cantidad de reacción de la suspensión a la fuerza de la cadena. Anti-squat se mide en porcentajes. 0% anti-sentadilla significa que no hay influencia de la fuerza de la cadena en la suspensión y la transferencia de masa hará que la suspensión se comprima. 100% anti-sentadilla significa que la fuerza de la cadena contrarresta la transferencia de masa exactamente, por lo que la bicicleta no se agachará en su viaje. Menos del 0 % en realidad amplificará lo que ya hace la transferencia de masa y más del 100 % anti-sentadilla hará que la suspensión se extienda.
¿Es 100% anti-sentadilla lo mejor?
La explicación anterior no toma en consideración que el acto de pedalear una bicicleta es muy dinámico. Las personas andan en bicicleta de manera muy activa, se mueven, empujan, tiran e influyen en el centro de gravedad. Si el centro de gravedad fuera estático, la anti-sentadilla sería un tema más sencillo. Los diseñadores y las empresas tienen diferentes teorías sobre los valores anti-squat y optimizan para lo que creen que es correcto. Ciertamente no hay una sola verdad y las cosas se van a complicar aún más.
Engranajes y Anti-Squat
Anti-squat es la reacción de la suspensión trasera a la fuerza de la cadena. Esto quiere decir que influye el diseño de la suspensión, pero también la posición y dirección de la cadena. La línea superior de la cadena es clave en el diseño de la suspensión. El cambio de marchas es el estándar en las bicicletas de hoy en día y todas las combinaciones de engranajes tienen diferentes líneas de cadena. Esto da como resultado diferentes valores anti-hundimiento para diferentes marchas. En general, los engranajes de cambio en el casete tienen menos influencia en el valor anti-hundimiento que los platos en la parte delantera. La tendencia actual de las transmisiones monoplaza hace que sea un poco más fácil optimizar los valores anti-sentadilla. Un juego de bielas con dos o tres platos da como resultado valores anti-hundimiento más altos en el plato más pequeño.
Durante la compresión de la suspensión, la línea de la cadena y la geometría de la suspensión también cambian, lo que da como resultado diferentes valores anti-hundimiento para las diferentes etapas del viaje. Anti-squat como término no es muy difícil de entender, pero la dinámica del ciclista y factores como el tamaño de los platos hacen que sea un tema muy complicado sin una solución única.
Contragolpe de pedal
Entonces, ¿por qué no tener bicicletas con valores anti-sentadillas muy altos? Imagina pedalear por un sendero rocoso; la suspensión absorbe los impactos del terreno y te brinda la tracción para hacer ese ascenso. Estás pedaleando hacia arriba y tu suspensión está activa, esto significa que hay tensión en la cadena y tu suspensión se comprime. La mayoría de los diseños de suspensión no tienen una longitud de cadena constante durante todo el recorrido; se produce el crecimiento de la cadena. Así que volvamos a la situación de pedalear por un sendero rocoso; la compresión de su suspensión provoca el crecimiento de la cadena y tira de sus bielas. La sensación desagradable de que los pedales se tiran hacia atrás es lo que se denomina retroceso del pedal. El retroceso del pedal solo puede ocurrir cuando el buje libre está acoplado, durante el pedaleo o en los impactos durante el deslizamiento ‘lento’. El retroceso del pedal se mide en grados de rotación del conjunto de manivela. El retroceso del pedal depende de la posición y la dirección de la cadena, al igual que el anti-sentadilla. Un plato más pequeño en la biela dará más retroceso del pedal.
Eficiencia de frenado
Anti-aumento
Ahora tenemos que considerar cómo el diseño de la suspensión trasera impacta en el rendimiento de frenado, ¿por qué algunas bicicletas se endurecen al frenar, mientras que otras permanecen completamente activas? El freno trasero consta de un rotor montado en la rueda trasera y una pinza montada en el cuadro de la bicicleta. Al frenar, hay una fuerza que proviene del freno y entra en el cuadro. En una bicicleta de doble suspensión, esta fuerza influye en el funcionamiento de la suspensión. El nivel de influencia de frenado se define por el término anti-rise. Esencialmente, el anti-levantamiento es una medida de cuánto se comprime o extiende la suspensión por la fuerza del frenado. Anti-rise puede diseñarse para mantener la geometría de la bicicleta equilibrada al frenar o para tener una suspensión activa al frenar.
¡Deténgase!
Si alguna vez has tenido que frenar de repente y detenerte lo más rápido posible, conoces la sensación de presión en tus manos. Cuando frena, desacelera y la transferencia de peso lo empuja hacia adelante. La rueda delantera recibe más distribución del peso y la rueda trasera menos y, en reacción, la suspensión trasera se extiende. Al frenar, la suspensión trasera se extiende. Anti-rise es la reacción de compresión de la suspensión como resultado de la fuerza sobre el freno trasero. La transferencia de masa hace que la suspensión se eleve, se puede usar anti-rise para contrarrestar eso. La posición del freno trasero y la geometría de la suspensión definen cómo reacciona la suspensión al frenado.
Cuantificando anti-subida
Anti-rise se mide en porcentajes, 0 y 100 por ciento son un buen comienzo para entender lo que significan los valores.
0% anti-levantamiento:
- El freno no influye en la suspensión, la suspensión se extenderá debido a la transferencia de masa.
- La suspensión no se ve afectada por el frenado y se mantiene activa.
- La geometría de la bicicleta cambia.
100% anti-levantamiento:
- El freno influye en la suspensión. La combinación de la influencia y la transferencia de masa garantiza que la suspensión no se comprima ni se extienda al frenar.
- La geometría de la bicicleta no cambia y se mantiene equilibrada.
La cantidad ideal de anti-levantamiento depende del propósito de la bicicleta y está muy relacionada con otras características como el anti-hundimiento. Como ocurre con todas las características, de alguna manera están relacionadas entre sí y deben diseñarse teniendo en cuenta el equilibrio para lograr el mejor compromiso para la aplicación prevista.
Y eso es todo para la primera parte amigos, esperamos que ahora comprendan mejor los conceptos básicos de la suspensión. Sin embargo, es importante recordar que si bien todos los conceptos pueden ser sencillos, las características de la suspensión están todas relacionadas y son dinámicas, se influyen entre sí y cambian a medida que el sistema se mueve a lo largo de su recorrido. Esto es lo que hace que la suspensión sea tan complicada, pero también tan interesante.
En la próxima entrega, lo guiaremos a través de las diferentes propiedades de los diseños de suspensión trasera más comunes. Lea la parte II de esta historia en ENDURO número 037 en nuestra aplicación gratuita para iOS o Androide o échale un vistazo en nuestro sitio web aquí: ¡Cómo el diseño de la suspensión de tu bicicleta afecta su desempeño en el camino!
Palabras: Trevor Worsey, Rubén Torenbeek Ilustración: julian lemme
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