Stivhet i en landeveissykkel er avgjørende, men den må også balanseres mot komfort, vekt og kostnad. Vi undersøker hvordan
Søk på internett ved å bruke begrepet "stivhet", og du kommer ikke langt før du ser annonser som selger farmasøytiske løsninger for herreproblemer. Sykler og soverom, ser det ut til, deler en urokkelig paranoia om slapp ytelse, noe som forklarer hvorfor markedsføringen som følger med hver ny sykkel alltid er spekket med påstander om hvordan rammen nå er superstiv, i tillegg til at den er lettere og mer komfortabel. Men, i det minste i teorien, er de tre egenskapene i konflikt, og sykkeldesignere prøver kontinuerlig å finne sweetspot mellom dem ved å fikle med rørdimensjoner og materialvitenskap.
Pedal to the carbon
Når ingeniører snakker om rammestivhet, tar de egentlig for seg to forskjellige områder av en sykkels ytelse. Den første gjelder å ha tilstrekkelig sidestivhet til at en rytters pedaling kan overføres så effektivt som mulig til veien. Det andre gjelder forutsigbarheten og stabiliteten til en sykkels håndtering.
Når det gjelder lateral stivhet, hver gang foten tramper på pedalen, skaper du betydelige laterale (side-til-side) påkjenninger sammen med vridningskrefter, som kombineres for å løfte den nedre delen av rammen ut av innretting. Hver millimeter med rammebevegelse absorberer verdifull energi som kan kanaliseres til veien, så å minimere denne flexen maksimerer effektivt tråkkeffektiviteten, derav det nådeløse fokuset på stivheten til rammer.
'Hvordan du får energien du legger gjennom sveivene til bakhjulet, handler egentlig om bunnbraketten, kjedestag, dropouts og hjulstivhet, sier Gerard Vroomen, medgründer av Open bicycles og tidligere med- eier av Cervélo. Denne utfordringen kompliseres av en sykkels enkeltsidige drivverk, som skaper en ujevn belastning på bakenden av sykkelen. Behovet for å motstå de større kreftene på høyre side av rammen er grunnen til at mange sykler velger en asymmetrisk utforming av kjedestag og seterør.
Men som Ben Coates, Treks veiproduktdirektør, minner oss om, det du gjør med ett område på en sykkel påvirker et annet direkte: «Du kan øke stivheten i bunnbraketten, for eksempel ved å legge laminat til undersiden av hoderøret, men hver del av laminatet påvirker hele sykkelen. Du risikerer uønskede effekter hvis du ikke forstår hvordan tilsetning eller sliping av materialer påvirker de andre delene av sykkelen.
‘Vi kan gjøre sykler stivere enn selv de største og mest krevende syklistene i verden ønsker, men bare å gjøre den stivere, eller lettere for den saks skyld, er ikke nødvendigvis en oppskrift på en bedre sykkel. Samtalen må begynne med hvordan du vil at sykkelen skal sykle, ikke hvor du vil at den skal være stiv.’
Teknisk stivhet
Hvordan stivner designere en ramme på de riktige stedene? Svaret ligger i diameteren på tverrsnittet til rørene, samt lengden på dem og, når det gjelder karbonsykler, de mange lagene med karbonfiber
brukes i konstruksjonen deres.
‘Jo større diameteren til et rør er, desto stivere blir det, sier Adam Wais, administrerende direktør og grunnlegger av den håndlagde karbonsykkelprodusenten Rolo. «Og det er før du i det hele tatt begynner å se på materialer.»
Dette forklarer tendensen i sykkeldesign til overdimensjonerte nedrør, bunnfester og kjedestag. Fremskritt innen karbonfiber har gjort det mulig for produsenter å redusere tykkelsen på rørveggene, noe som gir dem friheten til å lage gigantiske rør uten å legge til vekt.
Så hvis enorme nedrør og bunnbraketter brukes til å kanalisere hver watt med rytterkraft til veien, hvorfor ikke følge den samme filosofien på topprøret og topprøret for å motstå svingkrefter og sikre presisjonsstyring?
Når du lener en sykkel inn i et hjørne, samles tre store krefter: tyngdekraften, som trekker vertik alt nedover; kinetisk energi, som holder deg i bevegelse fremover, og sentripetalkraft, som presser deg utover – til venstre når du svinger til høyre og omvendt. Hvis rammen er for fleksibel, kan disse kreftene presse hjulene og topprøret ut av justering, noe som fører til unøyaktig styring.
‘Du trenger hjulene for å spore, og jo bedre de sporer foran til bak, jo mer forutsigbare er de gjennom et hjørne, sier Thomas McDaniel, produktsjef i BMC. Si at du går gjennom et hjørne du har kjørt tusen ganger, slik at du er selvsikker og har mye fart, men en dag finner du en massiv stein midt på streken du alltid tar. Hvor godt kan sykkelen akseptere ditt behov for å gjøre en endring midt i et hjørne? Det er her front-end-stivhet spiller inn.’
Det viser seg at hvis en sykkel er for stiv foran, blir den vanskelig å lene, noe som skaper en annen type håndteringsproblem. Chris D’Aluisio, kreativ direktør i Specialized, tar opp historien ved å minne om øyeblikket da selskapets Tarmac SL4 erstattet SL3. Tidligere, når Specialized utviklet en ny sykkel, ville den bruke rammestørrelsen på 56 cm som målestokk for et nytt sett med mål, inkludert stivhet. Når målene ble truffet, ble rammen skalert, med litt mindre rør for de mindre rammene og større rør for de større rammene.
‘Med SL4 gjorde vi 56 stivere og lettere, og høyere ryttere – størrelse 56 og over – sa: «Wow! Det er så mye bedre. Men i min størrelse, 52, kjørte den dårligere, sier D’Aluisio med forfriskende åpenhet. «Det var for hardt, ikke bare vertik alt, men også når du lente deg inn i et hjørne. Den hadde for mye stivhet foran, og den tillot ikke at sykkelen i mindre størrelser var ettergivende over veien midt i hjørnet, så det ville få fronten til å skravle, spesielt over en humpete veibane, noe som kan være nervepirrende.’
Det viste seg at justeringene som ble gjort for å skalere sykkelen ikke hadde gått langt nok, og at mindre rammer, med rør med tilsvarende tverrsnitt og karbonopplegg til 56 cm, var utrolig stive fordi de rørene var kortere.
‘De små syklene var proporsjon alt mye stivere enn de større syklene, noe som er helt motsatt av hva rytteren trenger, sier D’Aluisio. Den høyere rytteren, med en lengre setepinne og høyere tyngdepunkt, krever at sykkelen gjør mye mer arbeid. Når du ber sykkelen om å bevege seg fra høyre til venstre i en manøver, gjør den sykkelen alt arbeidet for å flytte den syklistens vekt fra den ene siden til den andre og fange den syklisten fra å falle. Vi må gjenvinne trekkraften når rytteren snur.’
Som et resultat bestemte Specialized seg for å effektivt behandle hver forskjellig rammestørrelse som om den var sitt eget separate tilpassede prosjekt, en prosess den kaller Rider First Engineering.
Dette er med på å forklare hvorfor ingeniører ikke bare gjør hele sykkelen så stiv som mulig, men det er en annen grunn også: komfort, også kjent som compliance, som er rammens evne til å takle feil i veien overflaten og absorberer vibrasjoner fra asf alten.
Etter å ha laget Cervélo R3, en sykkel som likte pallplasseringer over de brutale brosteinene i Paris-Roubaix i syv år på rad, vet Vroomen hva som skal til for en sykkel som kan levere kraft til bakhjulet samtidig som den beskytter syklisten fra de aller verste overflater.
‘Ideelt sett vil du ha så lite vertikal stivhet som mulig, slik at du får litt komfort og etterlevelse, sier han. Men røret du forstørrer for å få stivhet i torsjon blir også større vertik alt og stivere vertik alt, og det er ikke lett å koble disse to faktorene fra hverandre. Sånn sett vil det alltid være et kompromiss – den mest komfortable sykkelen vil være ukjørbar fordi den er så fleksibel i alle retninger, og den stiveste sykkelen vil også være ukjørbar fordi den er knallstiv, noe som ikke bare er ubehagelig, men også tregere. Du trenger en form for etterlevelse for å fjerne ruheten på veien.’
Dekk gjør mye av dette arbeidet, men designere introduserer også en viss fleksibilitet i rammen, spesielt i seterøret og via veldig tynne eller flate setestag, som et middel til å fjerne veistøtene som beveger seg opp gjennom baksiden av sykkelen til rytteren.
Det uten tvil det beste eksemplet på hvordan vertikal etterlevelse kan skilles fra bunnbrakett og hoderørstivhet er Trek Domane, den racertunede sykkelen som bar Fabian Cancellara til det øverste trinnet på pallen under Tour of Flanders og Paris-Roubaix. Domanes seterør er "frakoblet" fra topprøret, slik at seterøret kan bøye seg nesten uavhengig av rammen uten å ofre stivheten. Den nye IsoSpeed-frakopleren i det nyeste Domane speilreflekskamera har til og med "tuneable compliance", slik at føreren kan tilpasse stivhetsnivået.
‘Domane-innstillingsområdet starter på omtrent samme nivå av vertikal kompatibilitet som Madone [Treks aero race-rigg] og går opp til 35 % mer kompatibel uten å påvirke pedalstivheten, sier Coates.
frames of the future
Den nådeløse jakten på stivere, lettere og mer komfortable rammer viser ingen tegn til å avta, med produsenter på en kontinuerlig søken etter å utforske nye materialer og teknologi. Det britiske sykkelmerket Dassi, for eksempel, undersøker mulighetene til grafen, vidunderstoffet som har et ekstraordinært potensial hvis produsenter kan finne måter å utnytte dens evner på.
‘Graphene viser egenskaper som langt overgår tradisjonell karbon som er lagt opp i en sykkelramme, sier Stuart Abbott, en tidligere romfartsdesigner som satte opp Dassi for seks år siden. Det er en mystisk mulighet til å lage en ramme som kan veie så lite som 300 g, fordi grafen er så mye lettere og så mye sterkere at du har muligheten til å erstatte områder med karbon som kan være 2 mm eller 3 mm tykke på visse steder på ramme – spesielt rundt bunnbraketten – med noe som er 100 ganger lettere og en tusendel av tykkelsen.'
For nå er det imidlertid på sin plass med en rask realitetssjekk for alle som er på nippet til å kjøpe en ny sykkel. Sykling er ikke som Formel 1, hvor den beste bilen alltid vinner, alt unntatt uavhengig av sjåføren. Mange av årets store løp – inkludert Paris-Roubaix, Flandernrunden, Milano-San Remo, Paris-Nice og Tour of Romandie – har blitt vunnet av ryttere på forskjellige sykler. Med andre ord handler ultimat ytelse om rytteren, ikke sykkelen, og det er ikke noe objektivt "riktig" stivhetsnivå i en ramme, bare nivået som er riktig for deg.
Topp 10 stiveste sykler
Hvordan måler du en sykkels stivhet? Dessverre har vi ikke et laboratorium for å utføre flekstestingen, men vi vet et sted som gjør det. Våre venner ved det tyske sykkelmagasinet Tour er kjent for sin vitenskapelige tilnærming til sykkeltesting, som inkluderer å utsette hver bare ramme for et strengt batteri av benketester for å fastslå stivhetsverdier.
En ligning basert på stivhetspoengsummen som rammen oppnår ved hoderøret (målt i Nm/°), delt på rammens totale masse (i kg), gir en stivhet-til-vekt-indeks som gir Tour sin leaderboard for de stiveste rammene…
| Bike | Date | Stivhet-til-vekt |
| 1. Cervelo Rca | januar 2015 | 142Nm/°/kg |
| 2. Specialized Tarmac SL4 | des 2011 | 141,2Nm/°/kg |
| 3. Cannondale SuperSix Evo Ultimate | sep 2011 | 139,2Nm/°/kg |
| 4. Canyon Ultimate CF SLX | januar 2016 | 131,5Nm/°/kg |
| 5. Trek Emonda | des 2014 | 131,3Nm/°/kg |
| 6. Fokus Izalco Max | jul 2013 | 127,1Nm/°/kg |
| 7. Felt F1 | des 2011 | 125,3Nm/°/kg |
| 8. AX Lightness Vial Evo | januar 2015 | 125,1Nm/°/kg |
| 9. Storck Aernario | okt 2015 | 123,9Nm/°/kg |
| 10. Rose X-Lite Team 8000 | des 2014 | 123,7Nm/°/kg |
Karbon-sjargong: hva betyr det hele?
