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Sospensione MTB: efficienza in pedalata e frenata

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Sospensione MTB - cover

Il test in corso dello spider attivo Ochain (qui la nostra intervista al creatore Fabrizio Dragoni) ha ridestato l’attenzione su uno degli effetti indesiderati nel funzionamento della sospensione posteriore, il famigerato Pedal Kickback.

Scopriamo insieme la sua influenza sulla guida dinamica della mountain bike, insieme a un altro effetto strettamente correlato come l’Anti Squat, nell’assorbimento di urti e sconnessioni del terreno, andando oltre analizzando anche gli effetti della frenata con l’Anti Rise.

Sospensione MTB: partiamo con l’Anti Squat

Sospensione MTB - 01
Santa Cruz Hightower, schema VPP con Sag al 25%

Procediamo con ordine, partendo dall’Anti Squat, che identifica la resistenza meccanica della sospensione posteriore alla sua compressione dovuta dalla forza applicata dal biker. È determinato dal centro istantaneo di rotazione del carro ammortizzato (IC), dal tiro catena e dal baricentro della bici.

Quando si pedala, la bici accelera in avanti provocando un trasferimento di massa verso il retrotreno, proprio come se si fosse seduti su un’auto sportiva in accelerazione piena. La sospensione reagisce comprimendosi, con l’effetto chiamato Squat (o bobba, da Pedal Bob, sprecando energia per la natura ritmica della pedalata). Ma siamo in presenza anche della forza del tiro catena, che tende a estendere la sospensione e quindi a sollevare il pilota: ecco l’Anti Squat, il modo in cui il carro reagisce alla forza della catena.

Si identifica il 100% come valore neutro per l’Anti Squat. In presenza di percentuali superiori e inferiori avvengono fenomeni opposti. Oltre il 100% la sospensione tende a estendersi sotto la forza di accelerazione impressa dal biker con la sua pressione sui pedali, contrastando l’affondamento e quindi l’assorbimento degli urti. Quando scende sotto il 100% invece la sospensione tende a comprimersi in accelerazione, e quindi a “mangiare” la corsa: l’effetto del tiro catena non riesce a contrastare il trasferimento di massa, così amplificato.

Come potete immaginare, con un valore del 100% la sospensione non si estende né si comprime: la forza della catena contrasta esattamente il trasferimento di massa e quindi la bici non si “siede” durante il suo travel.

Quello che si impara leggendo correttamente grafici come quelli generati dal programma Linkage X3 (da cui sono tratti i nostri screenshot), avendo una più che discreta preparazione di stampo tecnico e comunque ingegneristico, è che quando l’Anti Squat supera la soglia del 100%, serve applicare una forza maggiore per avanzare in salita, poiché l’effetto della pedalata tende a sollevare il peso del biker.

La sospensione diventa più difficile da regolare anche in discesa, a causa della naturale forza di estensione. Quando invece la soglia è inferiore al 100% è più facile mettere a punto l’ammortizzatore e quindi il comportamento della sospensione. Come è possibile intuire, è praticamente impossibile mantenere un valore del 100%, raggiungibile in determinate condizioni – anche considerando il rapporto utilizzato e l’affondamento combinato di anteriore e posteriore – in un solo punto.

I brand e i relativi designer hanno teorie diverse, ottimizzando le sospensioni posteriore utilizzate secondo le proprie idee e i risultati che desiderano ottenere. Non esiste una verità assoluta, con le cose che non sono affatto semplici.

Pedal Kickback

Sospensione MTB - 02
Specialized Stumpjumper Evo 29, schema a quadrilatero con giunto Horst e Sag al 25%

Tutto tranne che semplici, dovendo introdurre anche il fenomeno del Pedal Kickback, strettamente correlato all’Anti Squat come un suo sottoprodotto. Questo identifica la crescita del tiro catena che tende a far ruotare all’indietro le pedivelle – e quindi i piedi del biker appoggiati sui pedali – durante la compressione della sospensione, con la ruota libera innestata. Il Pedal Kickback viene misurato in gradi di rotazione delle pedivelle, e non in percentuale come l’Anti Squat.

Guardando i differenti schemi ammortizzanti, si nota come il carro – più o meno elaborato – ruota su un asse diverso rispetto a quello delle pedivelle (rispettivamente infulcro principale e movimento centrale), con la catena collegata tra la corona e la cassetta, che a sua volta ruota su un altro asse (ruota posteriore).

Quando la sospensione si comprime, la catena aumenta o diminuisce il suo tiro su entrambe delle estremità. L’effetto agisce solo sulla parte superiore, la cui linea è fondamentale nella progettazione delle sospensioni.

Quella inferiore gira invece intorno alle pulegge del cambio, vincolate a un parallelogramma soggetto a una leggera rotazione sul suo asse (sul forcellino posteriore). Ovviamente ogni combinazione di rapporti ha una linea catena corrispondente, con valori di Anti Squat diversi per ogni marcia. In generale, lo spostamento sugli ingranaggi della cassetta ha un’influenza minore rispetto alla dentatura della corona anteriore.

Il setup 1x semplifica la vita ai progettisti nel collocare il perno principale della sospensione e quindi ottimizzare il valore di Anti Squat, basta vedere l’immagine della Trek Slash 9.7 protagonista del nostro test di lunga durata (perfettamente in linea con il fulcro principale, come su tante altre moderne full suspended). Una guarnitura 2x o addirittura 3x produce invece valori più elevati sulla corona più piccola, anche per il Pedal Kickback.

Una domanda che molti biker – più o meno esperti di meccanica – si pongono è quanto la velocità influisca sul Pedal Kickback. L’assorbimento di un urto avviene più rapidamente e con una forza superiore quando più si va veloce. Se questo accade mentre si pedala – pensiamo a una risalita sconnessa – si genera una forza supplementare che agisce sul sistema della sospensione posteriore. In parole povere, il biker lotta per far avanzare la bici e per resistere alla compressione del retrotreno.

E le forze della frenata?

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Orange Alpine 6, schema monoshock con Sag al 25%
Sospensione MTB - 04
Trek Slash, schema a quadrilatero con ABP e Sag al 25%

Manca ancora un aspetto da considerare, almeno per la fase a pendenza negativa del mountain biking, in altre parole la discesa. Qui gli effetti della pedalata diminuiscono, fermo restando il tiro catena, e aumentano quelli della frenata.

Questa influisce e non poco sulla sospensione posteriore, tendendo a irrigidirla. Quando la ruota posteriore impatta su un ostacolo e si frena in contemporanea, la sospensione non è così attiva e quindi efficace come dovrebbe essere, il cosiddetto Anti Rise. Il trasferimento di massa verso l’avantreno fa estendere il carro ammortizzato, l’effetto di cui parliamo invece può essere usato per contrastarlo.

Anche per l’Anti Rise si usa la percentuale: 0% significa che la frenata non ha alcuna influenza sulla sospensione che si estende a causa del trasferimento di carico, rimanendo attiva e con la geometria della bici che cambia; 100% significa che l’azione sul freno posteriore influenza la sospensione, e la combinazione con il trasferimento della massa assicura che la prima non si comprima o si estenda, con la geometria che rimane immutata.

In generale, la quantità ideale dipende dallo scopo per cui è nata la bici, ed è correlata ad altre caratteristiche, in primis l’Anti Squat. Così come accade per le quote geometriche, questi effetti – Pedal Kickback compreso – sono inter connessi e devono essere studiati pensando all’equilibrio, per raggiungere il miglior compromesso per l’applicazione – più o meno pedalata o discesistica – prevista.

In generale, la posizione della pinza freno – se vincolata o meno allo stesso fodero su cui invece si trova l’asse ruota e quindi il disco – e la geometria della sospensione (posizionamento dei vari fulcri) definiscono come questa reagisce alla frenata. I progettisti possono agire per mantenere la geometria della bici bilanciata o per avere una sospensione attiva in frenata.

Ma quando la forza della frenata tende a bloccare la rotazione della ruota posteriore, allora devono farlo i pedali, con un naturale contraccolpo – il famoso Pedal Kickback – sul biker che sta guidando in piedi rendendo più difficile lo smorzamento degli urti.

Se la sospensione tende a estendersi – e quindi la bici a salire – con un Anti Squat Elevato e un Anti Rise Ridotto, siamo in presenza del cosiddetto Brake Jack: il retrotreno diventa durissimo, quasi bloccandosi.

Gli amanti dei monoshock duri e puri, come Orange Alpine 6 usata nei nostri grafici, conoscono benissimo questo comportamento. Meno chi usa bici con sospensioni più elaborate, come quelle basate su schemi Split Pivot o ABP di Trek che neutralizzano completamente l’azione delle forze della frenata (quadrilatero con snodo sui foderi concentrico all’asse ruota).

Conclusioni

L’effetto Anti Squat non è così negativo alla fine, perché è un buon metodo per far percepire il supporto del retrotreno durante la pedalata. È giusto analizzare formule e grafici, così come valutare pro e contro di ogni schema ammortizzante per il posteriore, ma come ognuno di noi ha imparato sulla propria pelle, una dinamica buona sulla carta non si traduce automaticamente in una efficace sul campo. Le promesse – anche e soprattutto quelle del marketing – sono difficili da mantenere…

Tantissimi sono i fattori in gioco, oltre a quelli intrinsechi della sospensione posteriore, a partire dalla geometria della bici (altro campo in cui i puri numeri contano fino a un certo punto) per finire con lo stile di guida del biker, passando per ruote e pneumatici, materiale e rigidità del telaio, tipo di sospensioni se ad aria o a molla e/o con idraulica più o meno evoluta, ecc.

Tutto questo, e molto altro, fa la mountain bike, che senza il biker vale come un semplice oggetto statico. Sì, perché non è detto che una bici efficace in discesa lo sia per tutti gli utilizzatori. Ognuno di noi è diverso, per altezza e peso in primo luogo, e in secondo – forse quello che conta di più – per come guida.

Sospensione MTB - action
Foto: Harookz

Guidare la MTB è un insieme di gesti molti dinamici. Il biker è infatti attivo, spingendo e tirando, spostandosi a destra e a sinistra, alzandosi e abbassandosi, influenzando il centro di gravita dell’insieme bici e utilizzatore. Se quest’ultimo fosse un manichino, questo e altri argomenti sarebbero molto più semplici da trattare

Cosa fare quindi? Come anticipato all’inizio di questo ultimo paragrafo, non demonizzare l’Anti Squat, e gli altri effetti analizzati, che alla fine ha due facce come ogni moneta. Quello che dobbiamo fare è cercare di controllare e gestire le sue conseguenze. Le varie caratteristiche delle sospensioni sono tutte correlate e dinamiche, si influenzano a vicenda come abbiamo visto, ma non solo. Cambiano mentre il carro si muove lungo il suo travel. Tutto questo rende il mondo dei sistemi ammortizzanti molto complicato ma altrettanto interessante.

Ochain - GIF
Ochain: come contrasta il Pedal Kickback

In ogni caso, un modo per agevolare le cose, soprattutto per contrastare il Pedal Kickback, è montare un sistema semplice ma al tempo stesso intelligente come lo spider attivo Ochain: rende la guida il più possibile vicina a quella di una MTB “chainless”, senza catena. Per sentirci tutti come dei piccoli Aaron Gwin a Leogang 2015, ma continuare a pedalare…

[grafici: Linkage X3/bikechecker.com]

Downcountry? E che diavolo è?

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