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Analisis de Modelos con el Programa Linkage V2.0.

 

Hoy en día conozco dos programas que analizan sistemas de suspensión, uno es el Linkage V2.0 Y es el que voy a explicar a continuacion. A finales del 2005 ha aparecido una nueva Version que funciona un poco mejor que la Version 2.0 pero el funcionamiento es exactamente el mismo. La ventaja del nuevo es que analiza mas modelos y te da las graficas de Fuerzas de todos ellos pero la forma de introducir datos e interpretar las gráficas es la misma.

Lo primero que vemos al iniciar el programa es una pantalla de inicio muy simple con dos opciones en la parte superior: Open: para abrir archivos de bicicletas que ya están analizadas. El programa viene con unos 50 modelos analizados pero la mayoría son antiguos y de marcas Americanas que no se ven mucho por España, aun asi es bueno tener esa pequeña base de datos para empezar a jugar con el programa. La segunda opción es New: Para estudiar nuevos modelos.

Para estudiar un modelo de suspensión trasera vamos a necesitar una foto del cuadro o una foto de la bicicleta completa vista por la izquierda. Hay que buscar fotos de perfil en las que exista poca distorsión, si el cuadro está un poco girado no vale. Cuando tengamos la foto hay que usar un programa de retoque fotográfico para reflejar la imagen porque sinó el Linkage no entiende como van colocados los pivotes.

Antes de entrar a analizar el modelo hay que averiguar una cosa mas, hay que entrar en la web del fabricante y apuntar el recorrido maximo de la rueda trasera y la longitud de vainas. Cuando lo tengamos todo preparado abrimos el programa, pulsamos el botón New, seleccionamos la imagen desde el directorio donde esté guardada y entonces el programa empezará a hacernos preguntas.

El gran problema de estas preguntas es el idioma, te pregunta en Ingles y ademas los nombres de los pivotes son muy raros, asi que la mitad de la gente que haya intentado usar el programa se habrá detenido en este paso. Con la ayuda de las siguientes imagenes espero que os sea mas facil saber que os está preguntando el programa.

Como se puede ver la primera pregunta que te hace el programa es que tipo de sistema es el que utiliza la bicicleta, tenemos 7 opciones:

- Seatstay 4-Bar Linkage: Es el diseño que utiliza Kona en todos sus modelos, con el pivote en los tirantes pero tambien es el mismo sistema que utilizan muchisimas dobles de descenso con bieletas desmultiplicadoras como la Rocky Mountain RMX, Turner DHR, Ventana el Cuervo, Giant DH....

- Monopivot: Es el diseño mas facil de analizar de todos, el monopivote con anclaje directo del amortiguador al basculante. Cannondale Prophet, Santa Cruz heckler, Orange 5...

- Horst Link 4-Bar: Es el diseño que la mayoría conocemos como FSR y es el que utiliza Specialized, pero hay mas sistemas que entran dentro de esta familia como las NRS de Giant... Es un diseño facil de reconocer porque existe una articulación en la vaina pero tambien debe tener una bieleta en el amortiguador, los diseños Mac-Strut no entran dentro de esta categoría.

- GT LTS: Es practicamente el mismo sistema de antes pero el amortiguador va anclado de una forma diferente y por eso hay que introducir los datos de una manera distinta. Es un sistema que ya no utiliza ninguna marca y no le voy a dedicar mucho tiempo.

- GT I-Drive: es un diseño muy conocido y que solo utiliza una marca pero que es bueno saber como funciona para poder compararlo con los demas.

- Cannondale FullCrum, KHS Dopm, Marin Quad: Asi en un primer momento el nombre del sistema no nos dice nada porque son modelos poco conocidos en España y el Cannondale al que se hace referencia es un modelo antiguo de descenso, pero este sistema se aplica a un par de modelos que se siguen fabricando hoy en dia y uno de ellos es muy conocido. Se trata de la Titus Racer-X y de su Clon en España: Mondraker MR-85. Este sistema también sisve para analizar la Iron Horse Azure, que es muy similar a una Santa Cruz Blur pero con el anclaje del amortiguador ligeramente distinto.

- VPP: Virtual Pivot Point, todos sabreis reconocer este sistema asi que no hay mucho que comentar, solo decir que cuando introduzcais los datos hay que tener en cuenta una cosa: la bieleta Nº2 segun el programa es la que tiene el anclaje del amortiguador. Normalmente los modelos llevan el amortiguador en la bieleta de arriba pero la SC V10 y la Intense M3 llevan el amortiguador en la bieleta de abajo asi que a la hora de meter los datos hay que tenerlo en cuenta.

Una vez que elegimos el sistema el programa empieza preguntando la posición de los ejes de las ruedas y del eje de Pedalier, luego pregunta por los pivotes y articulaciones y para ayudaros con los nombres he dejado antes las imagenes con los cuatro sistemas mas utilizados.

Cuando terminamos de introducir los pivotes podemos dibujar aproximadamente el cuadro de la bicicleta, no se hace todo de una vez sino que se va por partes. Se dibuja el basculante por ejemplo, boton derecho del raton al terminar y seleccionamos en el menu que aparece que parte del cuadro hemos dibujado.

Seguiremos dibujando y seleccionando hasta que esté terminado y pasamos al siguiente paso. Main Frame: Triangulo delantero. Swing Arm: Basculante. First Link: Primera Bieleta Second Link: Segunda Bieleta.

El ultimo paso es Calibrar la imagen para que el programa pueda saber la escala de la imagen que hemos utilizado. Tenemos tres opciones como se ve en la imagen:

Podemos Cliquear el borde exterior de la llanta en tres puntos, podemos introducir la distancia de ejes si conocemos el dato o podemos introducir la longitud de vainas. El metodo de la rueda a veces no funciona bien y la longitud entre ejes depende de la horquilla que monte la bicicleta por lo que el metodo que nunca falla es el de meter la longitud de las vainas. Todas las paginas web de marcas de bicicletas tienen este dato y es facil de encontrar.

Cuando terminemos de calibrar la imagen parecerá que ya está todo terminado y que podemos empezar a estudiar los datos que nos da el programa pero todavía faltan un par de pasos para terminar de introducir los datos.

En la Casilla R / F Travel siempre nos aparecen 100 milimetros de recorrido en un principio, si sabemos que el modelo tiene por ejemplo 130 milimetros pues introducimos el nuevo dato y le damos al Botón Aplicar. Si conocemos la longitud exacta del amortiguador: 165 mm por ejemplo, es posible que al cliquear en los pivotes tengamos un pequeño margen de error que podemos corregir ahora. Con el recorrido del amortiguador sucede lo mismo, podemos comprobar la relación entre recorrido trasero y recorrido del amortiguador y comprobar que todo está correcto. Si un amortiguador tiene 50mm de recorrido y vemos que cuando llevamos 130mm de recorrido el amortiguador se ha comprimido 49mm pues a lo mejor es que la bicicleta tiene realmente un par de milimetros mas de recorrido total. Ese tipo de cosas podemos ajustarlas.

Otro aspecto importante es el tipo de amortiguador, el Linkage asigna en un principio un amortiguador de muelle de 400 Libras/Pulgada de dureza. La dureza del amortiguador se puede modificar con la casilla de Spring Rate. La casilla mas importante sin embargo es la del exponente.

Un amortiguador de Muelle es lineal (El linkage no tiene en cuenta la precarga...) mientras que un amortiguador de aire es progresivo, en realidad es algo mas complejo todavía porque el muelle negativo cambia el comportamiento en los primeros centimetros de funcionamiento pero hay que simplificar un poco porque sino sería muy dificil de calcular y aun así los diagramas de fuerzas solo están operativos en los modelos monopivotes y Seat Stay 4-Bar, ojalá que en la proxima versión del Programa funcione en todos los modelos aunque como veremos mas adelante se puede hacer de forma manual.

Las marcas de amortiguadores no suelen dar datos utiles sobre la progresividad de sus amortiguadores de aire por lo que el exponente que vamos utilizar es algo aproximado. Un valor entre 1.1 y 1.2 tiene un aspecto bastante aproximado a la realidad. En la imagen anterior vemos la curva de progresividad de un amortiguador de aire generico.

Una vez que terminamos de corregir el recorrido y de asignar un exponente en el caso de que el amortiguador sea de aire ya podemos analizar los resultados que nos da el programa.

En la esquina inferior izquierda están las curvas que tenemos que analizar y que nos van a servir para comparar diferentes modelos. Existen 4 pestañas y dentro de cada una hay un gráfico. Estos por ejemplo son los de la Santa Cruz Hecker con amortiguador de aire.

Los dos gráficos en los que mas nos vamos a fijar son el de "Chain Extension" y en el de "Force Curves", en la extension de la cadena y en el de fuerzas. Para poder hablar un poco mas del tema voy a explicar como se hacen las comparativas ya que de ese modo los ejemplos van a ser mas faciles de entender.

Para hacer una comparativa primero hay que introducir los datos de un modelo o abrirlo directamente desde un archivo, luego abrimos varios modelos mas y nos aparecerán las casillas en la zona que he sombreado de color. En este caso voy a comparar la SC Heckler con una Ellsworth Id y con una SC Blur.

Cuando marcamos las casillas aparecen en un mismo gráfico las curvas de cada bicicleta. Vamos a analizar ahora las diferencias entre una y otra dentro del apartado de Chain Extension. Para obtener la imagen del gráfico con una resolución mayor de la que aparece en pantalla hay que utilizar la función .JPG Export que existe en la parte superior de la pantalla. Seleccionamos una de las dos resoluciones, la ruta donde se guardará el archivo y la calidad de la imagen.

En este gráfico se ve como la longitud de vainas va creciendo a medida que se comprime la suspensión, al crecer la longitud de vainas, la cadena se tensa y evita que la suspensión trabaje libremente. Mientras mayor sea el crecimiento de la cadena mayor inactividad de la suspensión. Esta era la forma de controlar la oscilación de la suspensión antes de que aparecieran los amortiguadores con plataforma estable.

Como vemos en el gráfico las vainas de la SC Heckler (Linea Azul) se estiran unos 19 mm, las de la SC Blur 22 mm y las de la Ellsworth ID 4 mm. Esto quiere decir que las dos Santa Cruz son bastante parecidas entre si y que la Ellsworth va a ser la mas activa de las tres con una gran diferencia de comportamiento, se puede decir que la Ellsworth necesita un amortiguador con plataforma estable y que las SC pueden ir perfectamente sin el, si se le añade la plataforma se van a mover menos todavía pero no es algo imprescindible. El que quiera un cuadro muy absorvente y no le importe que la bici oscile un poco al pedalear tiene en la Ellsworth una buenisima opción.

Si antes hemos hablado de "Cantidades", ahora vamos a hablar de "Calidades". Los tres modelos de esta comparativa no están escogidos al azar, cada uno tiene un sistema distinto que representa a los tres tipos de suspensiones que existen.

Como veis en la imagen, el gráfico de la SC Heckler es practicamente una linea recta, la cadena va creciendo siempre al mismo ritmo. La SC Blur tiene un crecimiento total de la cadena similar al de la SC Heckler pero el gráfico es una curva, no es una recta. En el primer tramo de la suspensión el sistema VPP tiene menos crecimiento que el de un monopivote, entorno al punto de Sag (40mm) las dos curvas se igualan y a partir de ahí el VPP tiene mas crecimiento que la monopivote. Esto hace que la tensión de la cadena estabilice al modelo VPP entorno al punto de Sag. En una monopivote la tension de la cadena estira la suspensión por debajo del punto de Sag y al llegar al punto muerto del pedaleo la tension disminuye y vuelve al punto inicial.

La Ellsworth ID tiene un comprotamiento totalmente distinto porque la extensión de la cadena es mucho menor y eso va a a ser lo mas importante en este caso, pero la forma de su gráfica es tambien una curva, con la forma contraria a la de la SC Blur. En la ID la extensión de la cadena se produce en la primera mitad del recorrido (3mm de un total de 4mm), en la segunda mitad del recorrido la gráfica es practicamente plana. Esto hace que en el primer tramo la tensión de la cadena evite una oscilación exagerada de la suspensión y en la segunda mitad del recorrido la suspensión actue completamente libre. Esta es la ventaja frente al sistema VPP que en su segunda mitad del recorrido tiene un crecimiento de la cadena excesivo.

 

UN SIMPLE MONOPIVOTE...

Ya he oido varias veces el comentario en los foros que bicicletas con el punto de giro en los tirantes (Sin Horst Link...) se comportan como un "Simple Monopivote". Desde el punto de vista de la trayectoria de la rueda es completamente cierto pero la trayectoria de la rueda no es lo unico que determina el comportamiento de la bicicleta.

Hoy en dia sabemos la importancia que tienen los amortiguadores de ultima generación, asi que va a ser facil que entendais que las bieletas modifican mucho el comportamiento de la bicicleta. Una "Simple Monopivote" con una bieleta bien diseñada en función del amortiguador que se monte puede funcionar mucho mejor que una bicicleta con un sistema "de los buenos" y un sistema de bieletas que no esté diseñado cuidadosamente.

Desgraciadamente el Linkage solo calcula los diagramas de fuerzas para los sistemas monopivotes y los del tipo Seatstay 4-Bar. Los demas sistemas se podrían calcular a mano pero es muy trabajoso, es un tema que todavía tengo que investigar. De todas formas con lo que tenemos se pueden analizar muchos modelos y sacar varias conclusiones.

El primer punto que hay que entender es el de la progresividad de los amortiguadores. Tenemos dos tipos de amortiguadores: Los de aire y los de Muelle. Los amortiguadores de aire son progresivos, los ultimos centimetros de recorrido están mucho mas duros que los primeros mientras que los de muelle tienen una dureza constante. Las bieletas modifican este comportamiento, pueden hacer que una suspensión sea mas lineal o mas progresiva.

Simplificando mucho se puede decir que hay dos tipos de ciclistas, los que no despegan las ruedas del suelo (Tipo 1) y los que han "nacido para volar" (Tipo 2). En los dos casos lo ideal es que se aproveche el 95% del recorrido y que no se hagan topes casi nunca.

Un ciclista del Tipo 1 necesita una suspensión lineal, pero el 99% de los cuadros de Rally y Enduro Light utilizan amortiguadores de aire, que son progresivos por si mismos. Lo ideal en este caso es que las bieletas le den al cuadro un comportamiento del tipo "Falling Rate" (No se puede traducir...). Cuando se suma el comportamiento del amortiguador y el del cuadro el tacto final es lineal. Si el cuadro fuese Lineal o del tipo "Rising Rate" el comportamiento final sería demasiado progresivo y este tipo de usuario no le sacaría ni el 60% del recorrido, si se le baja la presión al amortiguador se llega mas cerca del tope pero a costa de llevar un Sag exagerado. (Es como llevar una horquilla Marzocchi con el nivel de aceite demasiado alto.)

Un ciclista del Tipo 2 tiene un problema muy grande ¿Porqué? Porque los amortiguadores de aire no resisten un trato duro y necesitan llevar un amortiguador de muelle, que es lineal. Este tipo de usuario si necesita una suspensión muy progresiva para no hacer topes en cada recepción y para conseguirlo las bieletas tienen un papel fundamental. Hoy en día hay amortiguadores que son sensibles a la posición, y a los que se le puede regular el hidraulico en compresión, pero dejarle todo el trabajo al circuito hidraulico no es una buena idea...

Voy a seguir con el ejemplo de la SC Heckler para que se vea como cambia el comportamiento cuando se utiliza un amortiguador de aire o uno de muelle.

Lo primero que vemos en el gráfico es que cuando colocamos un amortiguador de muelle en la SC Heckler se aprovecha para colocar un amortiguador con 2.25 pulgadas de recorrido, por lo que el recorrido total sube de 130mm a 145mm. La dureza del muelle está escogida de manera que el Sag es el mismo en los dos casos. El cuadro de la SC Heckler tiene un comportamiento del tipo "Falling Rate", si nos fijamos en las curvas de gradiente estas son descendentes.

Como se ve en el gráfico la Heckler con el amortiguador de aire llega al tope con una fuerza de 1450 Newtons mientras que la que lleva el amortiguador de muelle hace tope con una fuerza de 1250 Newtons. Si quisieramos evitar los topes habría que aumentar la precarga o poner un muelle mas duro, lo que haría que la bicicleta tuviese menos Sag. En cualquier caso yo al menos saco la conclusion de que la SC Heckler va mejor con un amortiguador de aire.

Voy a poner otro ejemplo comparando dos modelos de Descenso, un monopivote sin bieletas como la Orange 223 y una monopivote con bieletas como la Turner DHR.

Como vemos en la comparativa la Orange 223 tiene un comportamiento completamente lineal mientras que la Turner DHR gracias a sus bieletas es muy progresiva. Con un comportamiento similar en la primera mitad del recorrido, en la segunda mitad la Turner DHR se va endureciendo y hace tope con una fuerza de unos 2150 Newtons mientras que la Orange hace tope con una fuerza de 1500 Newtons. El diseño de la Turner es mejor pero tambien tiene sus inconvenientes: El peso y el mayor mantenimiento debido a sus articulaciones. La sencillez de la Orange está motivada por su procedencia, en Inglaterra los dias buenos tienen barro y los malos fango :o) mientras que en California unos dias tienen mas polvo y otros menos...

Si sois observadores os habreis dado cuenta de que la Orange lleva un 5º Elemento mientras que la Turner lleva un Romic... No es casualidad, el 5º Elemento se endurece antes de hacer tope porque el sistema Hidraulico es sensible a la posición, esto a la Orange 223 le viene muy bien y por eso lo lleva, la Turner no lo necesita.

Lo que quiero que quede claro es que la Turner no es una "Simple Monopivote", no tiene los inconvenientes del monopivote y los de las multipivote juntos, tambien tiene sus ventajas. Las bieletas (Mientras mas pequeñas mas se acentua el efecto...) cumplen una funcion muy importante y están ahí por algo. Este tipo de diseño es de los mas utilizados en descenso y si le sumas un freno de disco Flotante se consigue un comportamiento que roza la Perfección.

 

 

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