Angulo de Ataque (WM)

En esta entrada voy a hablar sobre el ángulo de ataque (AA), un concepto del que habréis oido hablar mucho durante los últimos años ya que está relacionado con el tamaño de las ruedas, aunque yo voy a estudiarlo desde el punto de vista de las suspensiones. El ángulo de ataque de una rueda es el ángulo que se forma entre el suelo y el punto de contacto de la rueda con un obstáculo. Os pongo un ejemplo... Frente a un escalón de 5cm una rueda de 26'' tiene un AA de 31.5º, una de 27.5'' tiene un AA de 30.9º y una de 29'' tiene un AA de 30.1º. Este ángulo varía en funcion de la rueda y del tamaño del obstáculo, mientras mas grande es la rueda menor es el ángulo y la bici pasa por encima del obstáculo con mas facilidad. Mientras mas pequeño es el obstáculo mas pequeño es el ángulo... hasta aquí creo que se entiende todo facilmente.
Con una rueda de 27.5'' y un escalón de 5cm el AA es de 30.9º, esto quiere decir que la rueda tiene que girar 30.9º para superar el obstáculo... Como la rueda está conectada a las bielas esto quiere decir que las bielas también tienen que girar para superar el obstáculo. El caso mas sencillo sucede cuando utilizamos un desarrollo con una relación 1:1 (32T-32T...), esto quiere decir que si la rueda gira 30.9º, las bielas tambien giran 30.9º. Con un desarrollo de 32T-16T el ángulo sería de 15.45º, justo la mitad... Con un 22T-36T el ángulo es de 50.5º, con un 32T-42T es de 40.5º con un 38T-15T es de 12.2º. Si divides el AA entre el Gear Ratio se obtiene el giro de las bielas en cualquier desarrollo....
Ahora vamos a suponer que estamos hablando de un cuadro con suspensión trasera. Vamos a suponer que el neumático es rígido y que la suspensión se comprime cinco centimetros al subir el escalón, en la realidad siempre es un poco menos, pero eso ahora mismo no importa. Vamos a coger como ejemplo a la Transition Patrol 2015. Abrimos el modelo en el programa Linkage, colocamos un desarrollo de 32T-32T y medimos el Pedal-kickback entre 5cm y 10cm de recorrido (Sag+5cm...)... El PK es de 3.9º. Esto quiere decir que al subir el escalon las bielas han girado 27º (30.9º-3.9º). Cogemos por ejemplo a la Norco Range, un cuadro con un PK muy alto... Abrimos el Linkage y vemos que tiene 5.7º de PK con un 32T-32T, es una cifra mas alta pero no va a llegar nunca a 30.9º.... Norco Range con un 22T-36T: 11.8º de P-K, es un desarrollo muy desfavorable y como podéis ver sigue estando muy lejos del ángulo de ataque de la rueda.

El Pedal-kickback es un parámetro que se mide "en parado", pero cuando estamos dando pedales las bielas llevan una velocidad bastante alta y no retroceden, simplemente reducen un poco su velocidad angular. Mientras mayor es el Pedal-kickback mayor es la bajada en la velocidad y eso afecta a la suspensión. Saltar un cortado llendo muy despacio por ejemplo sería un caso especial, pero ante un obstáculo "normal" tendríamos que irnos a un caso extremo para que las bielas llegasen a girar en sentido anti-horario.



En el video anterior podéis ver como las simulaciones confirman la teoría, el resultado no es exactamente el mismo ya que aquí tenemos un modelo mucho mas complejo, con neumáticos, suspensiones moviendose a distintas velocidades, etc... pero el concepto es el mismo.

OK, pues ahora vamos a analizar que pasa cuando estamos bajando y dejamos de pedalear. En una bajada las bielas estan en reposo, por lo que no vamos a notar ninguna disminución en la velocidad de las bielas. En este caso el PK solo nos afecta cuando las bielas empiezan a girar en sentido anti-horario, cuando el PK es superior al ángulo de ataque mas el juego del Buje. Vamos a hacer un ejemplo.... Scott Gambler 2015 con ruedas de 27.5'' (PK muy alto...), cogemos un escalón grande (15cm) para forzar al máximo al sistema... Angulo de ataque de 56º y vamos a suponer que el buje trasero es un Hope Pro II con 40 puntos de anganche (9º)... por lo que la suma es de 65º. Desarrollo estandar de 38T-15T, un punto desfavorable ya que el Ratio es bastante alto (2.53:1), El resultado es un ángulo de giro de 25.6º. Abrimos el Linkage y vemos que con ese desarrollo la Scott tiene un PK de 9.6º, por lo que creo que las bielas no llegaran nunca a girar en sentido anti-horario. En casos extremos el PK no se puede descartar, pero en la mayoría de los casos va a ser imperceptible en bajadas...

Un saludo.

13 comentarios:

Josep Barberà dijo...

Buenooooo... jojojjojojojojooj.

Interesante lo de los escalones en subida. Pues seguro que todos lo hemos muchas veces, pero ninguno cayó en su momento en el por qué exactamente de esa bajada en la cadencia.

Más útil para nuestra actividad, es el hecho de que sabiendo todo esto, uno puede jugar con los desarrollos de los dos platos delanteros (el bicho raro que todavia los lleve), para elegir entre una mejor tracción sobre zonas rotas y sueltas, o un mejor equilibrio geométrico sobre zonas muy inclinadas pero con buen firme.

Uno puede llevar práticamente la misma desmultiplicación utilizando ambos platos jugando con las coronas, para obtener los mejores resultados:
- Alto KCBCK, plato pequeño-coronas medianas. Zonas en subida muy dura, con buen piso, donde queramos priorizar el mantenimiento de nuestra geo (la trasera no se hunde en exceso, y la bici no encabrita), apoyados por un buen propedal o regulación de la compresión en baja velocidad.
- Bajo KCBCK, plato grande-coronas grandes. Mismas zonas en inclinación, pero en terreno suelto, roto o delicado, donde priorizemos la absorción de las irregularidades, y abriendo más esas regulaciones en baja. Hundimiento de nuestra trasera, a cada golpe de pedal, por el efecto de la compresión de nuestro amortiguador.

Saber elegir esto a nuestro beneficio a veces puede ayudar... si a uno no le gusta meter pié a tierra, claro.

Lo "otro" Antonio, no sé si esas décimas de retroceso que comentas influiran o no, en la absorción del sistema cuesta abajo sin dar pedales. Mi teoria es que (ya lo sabes), un poco si.
Y parece que los números me dan parte de razón. Es evidente que en bicis de descenso y enduro LT, muuuuuy poco... pero quizás en bicis de rally, por llevar menor balon en los neumáticos, menor recorrido en las suspensiones, e ir más rígidos encima de ellas por efecto del cansancio, un pelin más, si.

Maravillosa entrada.

Saludos.





Josep Barberà dijo...

Se me olvidó!.

Me ha gustado como has demostrado empiricamente lo de que las bicis de 29" sufren menos el efecto no deseado del retroceso de pedal, que las de 27,5" y esas menos que las de 26", ante el mismo obstáculo.
Aunque no en la misma proporción.

Saludos.

Antonio Osuna dijo...

El PK en bajadas lo he calculado a mano con uno de los ejemplos mas desfavorables que se me ocurren.... Me falta simularlo con el WM para estar 100% seguro, pero si un sistema tipo Scott Gambler o Norco Aurum no tiene nada de PK entonces está clariiiiiiiiiiiiisimo que una Specialized Demo no va a tener nada... Conclusión: Gwin es un crack y este año está que se sale, perder la cadena en Leogang no supuso ninguna ventaja.

Un saludo.

MrBlackmore dijo...

Magnífico, como siempre ;)
Me queda una duda, se supone que el ideal es 0º o mayor al menos, entonces como va a ser muy complicado encontrar un PK tan alto para que sea negativo un PK de la bici lo más alto posible será beneficioso para bajar no? Con esta teoría en XC(29) debería de ser bajo para subir bien, en trail-enduro(27,5) un término medio para buscar un compromiso y en DH(26?) alto para bajar con flow a tope. Vaya máquina Gwin XD

Josep, pie a tierra jamás jajaja

Por cierto al final me llega un Inline ya os contaré que tal va.

Saludos

Mi isla de La Palma, vista con otros ojos. dijo...

Fue leer la entrada y acordarme de la bajada sin cadena :P


Antonio as podido analizar si la nueva bieleta de la demo cambia en algo el comportamiento de la bici, que se supone claro pero en que cambia :)

Antonio Osuna dijo...

MrBlackmore te estás liando, lo ideal es tener un PK lo mas bajo posible en parado, midiendolo con el Linkage como siempre hemos hecho, aunque la efectividad de pedaleo tiene prioridad, por lo que no queda mas remedio que aceptar el PK correspondiente... Esta teoría sirve sobre todo para explicar porque a las bicis de DH no les afecta casi nada el PK.

Termal, la bieleta de Gwin en teoría da un poco mas de progresividad, pero si no la ponen a la venta tampoco hay que darle mas vueltas...

Un saludo.

Fabio Alexandre dijo...

Cuanto más grande es la rueda, más notable es el retroceso del pedal?

Antonio Osuna dijo...

Al revés, las ruedas de 29" pasan mas facilmente por los obstáculos y tienen un poco menos de retroceso...

Un saludo.

Fabio Alexandre dijo...

Un sistema de suspensión idéntica a utilizar la rueda más grande, el pedal de retroceso se hace más pequeño?

Antonio Osuna dijo...

Fabio, la diferencia es muy pequeña asi que tampoco hay que obsesionarse con el tema....

Un saludo.

Unknown dijo...

Like the others who have posted comments here, I found this WM entry fascinating. This time the experiment goes well beyond the question of "angle of attack" in its implications though. The larger question of pedal kickback (of whatever wheel size) is really what is at issue. And the results are clear. "Pedal kickback" is not normally expressed by an actual counter-rotation of the cranks because whatever counter-rotation there may be will always be offset by whatever forward rotation the rider can impart while pedaling. What commonly occurs is a decrease in angular velocity of the rear wheel and pedals not an actual counter-rotation. The latter is possible but will not be experienced very often, or not in a pronounced form, by MTB riders riding in a way that is appropriate to the riding context - just keep pedaling going up the hill and don't be too afraid to allow speed to offset the effect going down.

So, does this mean that PK is not so serious after all? Well Antonio should not be blamed for anything that follows but I think what I say is more or less in line with his remarks. The bottom line is riders don't really have a choice in the way they ride certain terrains - you have to keep pushing up hill or you stop, going down the hill there are moments where pedaling is just a distraction from all of the precise work necessary to clear a section effectively. So, climbing involves pushing and pushing through pedal kickback (as the wheel is deflected by an obstacle and the suspension is compressed) in a climbing context will impair suspension function to some degree (often described as partially locking out the suspension). Riding downhill presents less of a problem because i) counter-rotation of the deflected wheel is small relative to the forward rotation of the fast spinning wheel so kickback doesn't become such a significant problem and ii) to the degree that it occurs the rider doesn't resist and push through it so much because other aspects of riding take precedence. So, in general, the intended function of the suspension of a downhill bike will be relatively unimpaired even for a high kickback/high anti-squat bike. None of this rules out that a downhill rider might not sometimes get a composure destroying almighty kick due to PK but for the experienced rider this should be rare.

One conclusion you might draw from this is that much of what is described as pedal kickback will be experienced as pedal feedback, that is, not an actual counter-rotation of the pedals but rather a firm resistance at the pedals (that nonetheless can be pushed through in most cases) that the rider must deal with in some way or another. Of course resistance at the pedals comes from other sources too. Pushing a weight (i.e. bike plus rider) up a hill doesn't happen without exertion even for a hill without bumps and with good traction. And some suspension geometries are more suited to clearing big obstacles than others. All of this resistance (as well as that due to the size and form of the obstacle) will be felt by the rider as resistance at the pedals. Getting some idea of the relative balance between these components, in different riding contexts, as part of the overall resistance at the pedals would no doubt be very interesting. I doubt, however, whether riders feel anything other than the overall resistance.

Un saludo
Chris

Antonio Osuna dijo...

It's been a long time Chris!!! Nice to see you around again.

Yep, you got it, I think the article has two parts, the first one it's about climbing... if someone decide to do an experiment with a camera filming a climb in slow motion or something like that I want the theory to fit the reality, but at the end of the day it doesn't tell anything new, PK "doesn't exist" in the real world, but the reduction in crank speed works exactly the same as we have always thought, it really kills suspension performance and it's very important to keep it as low as possible.

The second part of the article it's about DH... Josep was talking too much about Aaron Gwin winning without a chain and I had to reassure him that PK was not really important on a DH Bike...

Best regards,
Tony.

Unknown dijo...

Yes, it's been a while. I've been on holiday!

Cheers
Chris

 

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