Kekakuan pada sepeda jalan raya sangat penting, tetapi juga harus seimbang dengan kenyamanan, berat, dan biaya. Kami menyelidiki caranya
Telusuri internet menggunakan istilah 'kekakuan' dan Anda tidak akan jauh-jauh sebelum melihat iklan yang menjajakan solusi farmasi untuk masalah pria. Sepeda dan kamar tidur, tampaknya, berbagi paranoia yang tak tergoyahkan tentang kinerja yang lemah, yang menjelaskan mengapa gelandangan pemasaran yang menyertai setiap sepeda baru selalu dibumbui dengan klaim tentang bagaimana bingkai sekarang super kaku, serta menjadi lebih ringan dan lebih nyaman. Namun, setidaknya secara teori, ketiga kualitas tersebut bertentangan, dan para desainer sepeda terus berusaha menemukan titik manis di antara mereka dengan mengutak-atik dimensi tabung dan ilmu material.
Pedal ke karbon
Ketika para insinyur berbicara tentang kekakuan rangka, mereka benar-benar membahas dua bidang kinerja sepeda yang berbeda. Yang pertama berkaitan dengan memiliki kekakuan lateral yang cukup untuk memungkinkan input mengayuh pengendara untuk mentransfer seefisien mungkin ke jalan. Yang kedua menyangkut prediktabilitas dan stabilitas penanganan sepeda.
Dalam hal kekakuan lateral, setiap kali kaki Anda menginjak pedal, Anda menciptakan tekanan lateral (sisi-ke-sisi) yang substansial bersama dengan gaya puntir (memutar), yang bergabung untuk mengungkit bagian bawah rangka keluar keselarasan. Setiap milimeter gerakan rangka menyerap energi berharga yang dapat disalurkan ke jalan, jadi meminimalkan kelenturan ini secara efektif memaksimalkan efisiensi mengayuh, sehingga fokus tanpa henti pada kekakuan rangka.
'Bagaimana Anda mendapatkan energi yang Anda masukkan melalui engkol ke roda belakang sebenarnya tentang braket bawah, penahan rantai, putus dan kekakuan roda, ' kata Gerard Vroomen, salah satu pendiri sepeda Open dan sebelumnya co- pemilik Cervelo. Tantangan ini diperumit oleh drivetrain satu sisi sepeda, yang menciptakan beban yang tidak merata di bagian belakang sepeda. Kebutuhan untuk menahan gaya yang lebih besar di sisi kanan rangka adalah alasan mengapa banyak sepeda memilih desain chainstay dan seat tube yang asimetris.
Tetapi seperti yang diingatkan oleh Ben Coates, direktur produk jalan Trek, apa yang Anda lakukan pada satu area sepeda berdampak langsung pada area lain: 'Anda dapat meningkatkan kekakuan pada braket bawah, misalnya, dengan menambahkan laminasi ke sisi bawah tabung kepala, tetapi setiap bagian dari laminasi mempengaruhi seluruh sepeda. Anda berisiko mengalami efek samping jika Anda tidak memahami bagaimana penambahan atau pengasahan material mempengaruhi bagian lain dari sepeda.
'Kita dapat membuat sepeda lebih kaku daripada yang diinginkan oleh pengendara terbesar dan paling menuntut di dunia, tetapi hanya membuatnya lebih kaku, atau lebih ringan dalam hal ini, tidak selalu merupakan resep untuk sepeda yang lebih baik. Percakapan harus dimulai dengan bagaimana Anda ingin sepeda itu dikendarai, bukan di tempat yang Anda inginkan untuk menjadi kaku.'
Kekakuan teknik
Bagaimana cara desainer mengencangkan bingkai di tempat yang tepat? Jawabannya terletak pada diameter penampang tabung, serta panjangnya dan, dalam kasus sepeda karbon, banyak lapisan serat karbon
digunakan dalam konstruksinya.
'Semakin besar diameter tabung, akan semakin kaku, ' kata Adam Wais, CEO dan pendiri produsen sepeda karbon buatan tangan Rolo. 'Dan itu bahkan sebelum Anda mulai melihat materi.'
Ini menjelaskan kecenderungan dalam desain sepeda terhadap tabung bawah yang terlalu besar, sambungan braket bawah, dan penahan rantai. Kemajuan dalam serat karbon telah memungkinkan produsen untuk mengurangi ketebalan dinding tabung, memberi mereka kebebasan untuk membuat tabung yang tampak besar tanpa menambah berat.
Jadi, jika down tube besar dan braket bawah digunakan untuk menyalurkan setiap watt daya pengendara ke jalan, mengapa tidak mengikuti filosofi yang sama pada tabung atas dan tabung kepala untuk menahan gaya menikung dan memastikan kemudi presisi?
Saat Anda mencondongkan sepeda ke sudut, tiga kekuatan besar bertemu: gravitasi, yang menarik secara vertikal ke bawah; energi kinetik, yang membuat Anda terus bergerak maju, dan gaya sentripetal, yang mendorong Anda keluar – ke kiri saat berbelok ke kanan dan sebaliknya. Jika rangka terlalu fleksibel, gaya ini dapat mendorong roda dan tabung kepala tidak sejajar, yang menyebabkan kemudi tidak presisi.
'Anda membutuhkan roda untuk melacak, dan semakin baik mereka melacak dari depan ke belakang, semakin mudah diprediksi mereka melewati tikungan, ' kata Thomas McDaniel, manajer produk di BMC. Katakanlah Anda akan melewati tikungan yang telah Anda kendarai ribuan kali, sehingga Anda percaya diri dan membawa banyak kecepatan, tetapi suatu hari Anda menemukan batu besar tepat di tengah garis yang selalu Anda ambil. Seberapa baik motor dapat menerima kebutuhan Anda untuk melakukan perubahan di tengah tikungan? Di situlah kekakuan front-end berperan.'
Ternyata jika sepeda terlalu kaku di bagian depan, akan sulit untuk bersandar, yang menciptakan masalah penanganan yang berbeda. Chris D'Aluisio, direktur kreatif di Specialized, mengambil cerita dengan mengingat saat ketika Tarmac SL4 perusahaan menggantikan SL3. Sebelumnya, ketika Specialized mengembangkan motor baru, ia akan menggunakan ukuran rangka 56cm sebagai patokan untuk serangkaian target baru, termasuk kekakuan. Setelah target mengenai, bingkai kemudian akan diskalakan, dengan tabung yang sedikit lebih kecil untuk bingkai yang lebih kecil dan tabung yang lebih besar untuk bingkai yang lebih besar.
‘Dengan SL4 kami membuat 56 pengendara lebih kaku dan ringan, dan lebih tinggi – ukuran 56 ke atas – berkata, “Wow! Ini jauh lebih baik.” Tetapi pada ukuran saya, 52, itu lebih buruk, ' kata D'Aluisio dengan keterusterangan yang menyegarkan. “Itu terlalu keras, tidak hanya secara vertikal tetapi juga saat Anda mencondongkan tubuh ke sudut. Itu memiliki terlalu banyak kekakuan di bagian depan, dan itu tidak memungkinkan sepeda dengan ukuran yang lebih kecil untuk menyesuaikan diri di tikungan tengah jalan, sehingga akan menyebabkan bagian depan bergetar, terutama di atas permukaan jalan yang bergelombang, yang bisa menakutkan..'
Ternyata penyesuaian yang dilakukan dalam penskalaan sepeda tidak cukup jauh, dan rangka yang lebih kecil, dengan tabung dengan penampang yang sama dan susunan karbon hingga 56cm, sangat kaku karena tabung lebih pendek.
'Sepeda kecil secara proporsional jauh lebih kaku daripada sepeda yang lebih besar, yang benar-benar berlawanan dengan apa yang dibutuhkan pengendara, ' kata D'Aluisio. Pembalap yang lebih tinggi, dengan seatpost yang lebih panjang dan pusat gravitasi yang lebih tinggi, membutuhkan motor untuk melakukan lebih banyak pekerjaan. Ketika Anda meminta sepeda untuk bergerak dari kanan ke kiri dalam suatu manuver, sepeda itu melakukan semua pekerjaan untuk memindahkan berat pengendara itu dari satu sisi ke sisi lain dan menahan pengendara itu agar tidak jatuh. Kami harus mendapatkan kembali traksi saat pengendara berbelok.’
Akibatnya, Specialized memutuskan perlu memperlakukan setiap ukuran bingkai yang berbeda secara efektif seolah-olah itu adalah proyek kustomnya sendiri yang terpisah, sebuah proses yang disebut Rider First Engineering.
Ini membantu menjelaskan mengapa para insinyur tidak hanya membuat seluruh sepeda setegar mungkin, tetapi ada alasan lain juga: kenyamanan, juga dikenal sebagai kepatuhan, yang merupakan kemampuan rangka untuk mengatasi ketidaksempurnaan di jalan permukaan dan menyerap getaran dari aspal.
Setelah menciptakan Cervélo R3, sepeda yang menikmati posisi podium di atas jalan berbatu Paris-Roubaix yang brutal selama tujuh tahun berturut-turut, Vroomen tahu apa yang diperlukan untuk sepeda yang dapat menyalurkan tenaga ke roda belakang sekaligus melindungi pengendara dari permukaan yang paling buruk.
'Idealnya Anda menginginkan kekakuan vertikal sesedikit mungkin sehingga Anda mendapatkan kenyamanan dan kepatuhan, ' katanya. Tapi tabung yang Anda perbesar untuk mendapatkan kekakuan torsi juga menjadi lebih besar secara vertikal dan lebih kaku secara vertikal, dan tidak mudah untuk melepaskan kedua faktor tersebut. Dalam hal ini, itu akan selalu menjadi kompromi – sepeda yang paling nyaman tidak dapat dikendarai karena sangat fleksibel ke segala arah, dan sepeda yang paling kaku juga tidak dapat dikendarai karena sangat kaku, yang tidak hanya tidak nyaman tetapi juga lebih lambat. Anda memerlukan semacam kepatuhan untuk menghilangkan kekasaran jalan.’
Ban melakukan banyak pekerjaan ini, tetapi desainer juga memperkenalkan tingkat kelenturan ke dalam rangka, terutama di tabung kursi dan melalui seattays yang sangat tipis atau rata, sebagai sarana untuk menghilangkan guncangan jalan yang melewati bagian belakang dari sepeda ke pengendara.
Bisa dibilang contoh terbaik tentang bagaimana kepatuhan vertikal dapat dipisahkan dari braket bawah dan kekakuan head tube adalah Trek Domane, sepeda balap yang membawa Fabian Cancellara ke puncak podium di Tour of Flanders dan Paris-Roubaix. Tabung kursi Domane 'dipisahkan' dari tabung atas, memungkinkan tabung kursi untuk melenturkan hampir secara independen dari bingkai tanpa mengorbankan kekakuan. Decoupler IsoSpeed baru di Domane SLR terbaru bahkan memiliki 'tuneable compliance', sehingga pengendara dapat mempersonalisasi tingkat kekakuan.
‘Rentang tuning Domane dimulai pada tingkat kepatuhan vertikal yang kurang lebih sama dengan Madone [rig aero race Trek] dan naik hingga 35% lebih sesuai tanpa mempengaruhi kekakuan mengayuh, ' kata Coates.
Bingkai masa depan
Pengejaran tanpa henti untuk rangka yang lebih kaku, lebih ringan, dan lebih nyaman tidak menunjukkan tanda-tanda akan mereda, dengan produsen terus-menerus mencari bahan dan teknologi baru. Merek sepeda Inggris Dassi, misalnya, sedang menyelidiki kemungkinan graphene, zat ajaib yang memiliki potensi luar biasa jika produsen dapat menemukan cara untuk memanfaatkan kemampuannya.
'Graphene menunjukkan sifat yang jauh melebihi karbon tradisional yang diletakkan dalam rangka sepeda, ' kata Stuart Abbott, mantan insinyur desain kedirgantaraan yang mendirikan Dassi enam tahun lalu. 'Ada peluang mistis untuk membuat bingkai yang beratnya hanya 300g, karena graphene jauh lebih ringan dan lebih kuat sehingga Anda memiliki kesempatan untuk mengganti area karbon yang mungkin setebal 2mm atau 3mm di tempat-tempat tertentu di permukaan bumi. bingkai – khususnya di sekitar braket bawah – dengan sesuatu yang 100 kali lebih ringan dan seperseribu tebalnya.'
Untuk saat ini, bagaimanapun, pemeriksaan realitas cepat dilakukan untuk siapa saja yang akan membeli sepeda baru. Bersepeda tidak seperti Formula Satu, di mana mobil terbaik selalu menang, terlepas dari pengemudinya. Banyak balapan besar tahun ini – termasuk Paris-Roubaix, Tour of Flanders, Milan-San Remo, Paris-Nice, dan Tour of Romandie – telah dimenangkan oleh pengendara dengan sepeda yang berbeda. Dengan kata lain, performa tertinggi adalah tentang pengendaranya, bukan motornya, dan tidak ada tingkat kekakuan yang 'tepat' dalam rangka, hanya tingkat yang tepat untuk Anda.
10 sepeda paling kaku
Bagaimana cara mengukur kekakuan sepeda? Sayangnya kami tidak memiliki lab untuk melakukan pengujian fleksibel, tetapi kami tahu tempat yang memilikinya. Teman-teman kami di majalah bersepeda Jerman, Tour, terkenal dengan pendekatan ilmiah mereka terhadap pengujian sepeda, yang mencakup pengujian setiap rangka telanjang dengan baterai bangku yang ketat untuk memastikan nilai kekakuan.
Persamaan berdasarkan skor kekakuan yang dicapai rangka pada tabung kepala (diukur dalam Nm/°), dibagi dengan massa keseluruhan rangka (dalam kg), memberikan indeks kekakuan-terhadap-berat yang memberikan Tour papan peringkat untuk bingkai paling kaku…
| Sepeda | Tanggal | Kekakuan terhadap berat |
| 1. Cervelo Rca | Jan 2015 | 142Nm/°/kg |
| 2. Tarmac Khusus SL4 | Des 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 | Des 2014 | 131.3Nm/°/kg |
| 6. Fokus Izalco Max | Jul 2013 | 127.1Nm/°/kg |
| 7. Merasa F1 | Des 2011 | 125.3Nm/°/kg |
| 8. AX Lightness Vial Evo | Jan 2015 | 125.1Nm/°/kg |
| 9. Storck Aernario | Oktober 2015 | 123,9Nm/°/kg |
| 10. Tim Rose X-Lite 8000 | Des 2014 | 123,7Nm/°/kg |
jargon Karbon: apa artinya semua itu?
