Sospensioni ed escursione

jpfunk

Biker superis
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DEVINCI MARSHALL 27.5” 2018
Ottimo articolo, son pienamente d'accordo.
Per questioni di tempo(poco), per lavoro, riesco ad uscire 2 o 3 volte(quando ho le mattine libere) a settimana per piccoli giri AM, poi quando si ha la domenica libera, con gli amici si fa qualche Km in più, sono un'amatore ovviamente e non un Pro.
Con la mia vecchia full 100/100 stò facendo un pò di fatica non essendo allenato a dovere, ma stò imparando pian piano ogni giorno qualcosa di più.
Ora ho ordinato la mia nuova bici che sarà una trail/AM da 140/140, una fantastica Ibis che non vedo l'ora di poter pedalare.
 

Danybiker88

Redazione
4/9/04
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Torino
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Sono daccordo con te sulla dicussione, ma nel tuo pdf si parla di oscillatore armonico.
Una sospensione non si può considerare un oscillatore armonico. O sbaglio?
Ciao

Il modello dell'oscillatore armonico smorzato è molto vicino al fenomeno reale del bobbing, l'unica differenza è che qui si analizza un solo impulso, quando in realtà si ha un impulso esterno ogni mezzo giro di pedale. Analizzare però la singola fase è concettualmente più semplice, perchè altrimenti si creano fenomeni di composizione delle onde che complicano la cosa.

[MENTION=4456]dany[/MENTION] certo che a oscillazione maggiore corrisponde piu energia necessaria, se metto piu forza sulla stessa bici dissipo piu energia nel bobbing piu ampio, ma qui parliamo di due sistemi diversi perche la forza necessaria per comprimere la bici da 100 é maggiore di quella che serve a comprimere della stessa ampiezza la bici da 150, ritenendo trascurabili gli attriti.

un esempio facile facile varra a spiegarmi meglio

io ho una bici da 100 di escursione data da una molla 600x38 e rapporto di leva 2:6 se applico 200 libbre la bici "oscilla" con una curva massima di 2,2 centimetri

ora ho una bici da 155 di escursione data da una molla 450x57 e rapporto di leva 2:8 se applico le stesse 200 libbre ottengo una curva massima di 3,2 centimetri

Ho ottenuto bobbing di 2,2 e 3,2 centimetri applicando esattamente la stessa forza...

Si, ma se guardi nelle slide che ho linkato, nell'equazione dell'energia vedi che la costante K della molla è alla prima potenza, l'ampiezza dell'oscillazione è invece al quadrato.
Per cui anche riducendo la durezza della molla perchè avendo più escursione la sospensione può essere più morbida (ipotesi corretta), la maggior ampiezza dell'oscillazione fa comunque da padrona sul fenomeno.

Ma provare a pedalare di più piuttosto che fare gli esempi da laboratorio???
;-)

Anch'io trovo le spiegazioni fisiche noiose, non a caso cerco di non abusarne mai negli articoli. Però, quando qualcuno mette in dubbio la validità delle tue affermazioni, devi controbattere con argomentazioni oggettive, non con impressioni o sensazioni.

Personalmente mi basta l'esperienza per affermare che una bici con meno escursione si pedala meglio. Avendo non solo provato diverse bici, ma essendo in possesso di una Intense con escursione posteriore regolabile a 160 o 145, nonchè avendo posseduto in passato una Scott monocross con escursione regolabile a 100-115-130 posso tranquillamente sostenere questa tesi.
 
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13/9/03
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Ho un noleggio...
Abbiamo monopolizzato questo topic con questa che ritengo una interessantissima questione, ma vedo che qualcuno si lamenta ed é comprensibile, se stiamo parlando di questa equazione:

ET(t) = (1/2)mv2(t) + (1/2)kx2(t) dove i 2 indicano al quadrato
si introduce un elemento di progressione che in un sistema lineare come quello di un singolo periodo di compressione di una molla non vedo applicabile e vengon fuori risultati singolari nei quali esistono bici xc che assorbono piú energia delle DH come pure il contrario, vien fuori come ho detto che per comprimere la molla di unita successive é necessaria una forza progressiva il che non puo essere e vien fuori che a parita di bobbing le DH sono efficienti piu del doppio delle XC il che é piu di quel che speravo...io continuerei con Dany in mp visto che fatto un bel pó di calcoli, te li mando appena ho il tempo di scriverli, anzi ti mando un foglio excel magari dopodiche magari passiamo alle conclusioni.
 

ottomilainsu

Biker assatanatus
15/12/09
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Il sistema è trattabile modellizzandolo in maniera opportuna, è un sistema armonico smorzato.
Si scrivono le opportune equazioni differenziali che devono tener conto della geometria, delle caratteristiche dell'elemento elastico e dello smorzatore.
Se ne determina la frequenza propria e poi si può calcolare la risposta del sistema, con sollecitazioni periodiche o con impulsi a gradino.
Se qualcuno vuole smazzarsi una paccata di equazioni differenziali, si faccia avanti :duello:
Io, sinceramente, non ne ho voglia (dovrei riprendere un po' le dispense di Meccanica delle vibrazioni :omertà:).
Devo andare a nanna, domattina sveglia ore 5 ché si va a vedere la fabbrica della Wärtsilä a Trieste. :mrgreen:
Scusate l'OT.
 

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Noi stiamo misurando una cosa molto piu semplice. Noi vogliamo sapere quanta forza viene assorbita dalla molla nei due sistemi xc e dh prima che essa non si comprima piu e trasformi il resto della forza in movimento. Ci interessa lo spostamento lineare in compressione della molla, un affondamento simile al sag aumentato di altra forza peso dovuta alla pedalata. Dal punto A di sag al punto B di primo colpo di pedale senza considerare restituzioni ed altro di quanto si é compressa la molla? Applicando la formula citata anche il sag diventerebbe progressivo il che evidentemente non é!
 

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la quantitá di energia accumulata dovuta al solo sag diventa progressiva per essere precisi, a 10 kg in piú corrisponde una quantitá di energia piú che proporzionale, tolgo anche la pedalata.
 

calmocalmo

Biker cesareus
30/8/08
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BiXs Sauvage 100
L'articolo è esaustivo e dettagliato come al solito, ma per quanto riguarda la direzione in cui si è sviluppato questo topic, personalmente penso che invece di complicarci la vita con innumerevoli motivazioni tecniche, basterebbe ascoltare (in maniera critica) cosa hanno da dire le nostre gambe e le nostre sensazioni fisiche in base a quello che intendiamo fare, per sapere che escursione ci serve, dal momento che gli argomenti per motivare una scelta invece che un'altra sono tantissimi, scindendo comunque il mondo agonistico da quello escursionistico ed amatoriale.

Si può dire che un tale biker non sfrutta al massimo l'escursione della propria bici, ma non si può dire nulla se lo stesso biker trova che la stessa bici sia meno stressante e stancante sulle lunghe distanze per effetto di quel cm di escursione in più.

Allo stesso modo non si può dire nulla se un altro biker con una bici con poca escursione preferisce "sentire" il terreno e godere della sua evoluzione nella guida sul tecnico, ma non si può dire nulla se un'altro biker preferisce "volare" sullo scassato con 200mm di escursione.

E' anche arcinoto che con una minore escursione si acquisisce meglio e prima una buona tecnica di guida, ma c'è pure chi preferisce sentirsi sicuro con qualche cm in più.

Tantissimi biker con tantissimi punti di vista, la spiegazione è che ognuno infine intende la MTB a modo suo e a riprova di questo basta nominare come esempio due bikers del forum piuttosto famosi, con modi di intendere la MTB diametralmente opposti: "nonnocarb" e "scratera".

Insomma ragazzi, ognuno si diverte come crede...
 

ottomilainsu

Biker assatanatus
15/12/09
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Infatti la meccanica (intesa come studio teorico mediante le leggi della fisica applicate al contesto) delle sospensioni è una materia complessa.
La sospensione è in genere tarata per uno smorzamento sovracritico, ovvero con caratteristiche tali da non determinare oscillazioni quando ritorna dopo un impulso, altrimenti si avrebbe sicura perdita di aderenza in condizioni critiche.

Provate ad affrontare una curva sconnessa in discesa con anche solo una front e la forcella con il registro di ritorno completamente aperto, ovvero ritorno rapidissimo, frenatura al minimo.
Sentite la bici che vi butta fuori...

Chiudete al massimo, e vedrete la forcella insaccarsi progressivamente perché non riesce a ritornare tra una asperità e l'altra, perdendo efficacia.

La taratura ideale è quella che ovviamente vi permette di scendere alla massima velocità mantenendo la direzionalità.

Prove fatte dal sottoscritto per trovare la taratura dell'allora Marzocchi Z2 Bam nel lontano '98.

Bene...

L'energia assorbita dalla "molla" (l'elemento elastico, aria o molla vera) viene tutta dissipata nello smorzatore ad olio.
Se così non fosse, anche per un impulso a gradino (un sasso su una strada piana) la sospensione in teoria oscillerebbe alla frequenza propria.
Quindi, più comprimo la sospensione più energia dissipo.
Indurendo la molla, a parità di forza, comprimo di meno la sospensione, dissipo meno lavoro.

Penso che tutti si siano accorti che perlomeno in piano o in salita liscia si va meglio con la sospensione tarata dura o meglio ancora bloccata.
Non serve risolvere un'equazione differenziale, basta saper "ascoltare" la bici.
L'energia persa la mettiamo noi, dobbiamo faticare di più.

Su sconnesso le cose si complicano, in linea di principio vale sempre lo stesso discorso almeno per la salita dove le velocità sono basse.
Per i tratti sconnessi ad alta velocità si dovrebbe andare a valutare la traiettoria del proprio baricentro.
Senza sospensioni il baricentro deve copiare l'andamento del terreno, ogni sobbalzo in salita è energia cinetica persa (a scapito della velocità) per innalzare la massa, solo in parte recuperata nella successiva discesa.
Senza dissipazione e cercando di mantenere costante la velocità di marcia, l'energia del sistema aumenta fino a conseguenze catastrofiche, risulta impossibile governare la bici e ci si ribalta, se non si riesce a frenare (ovvero a ridurre l'energia cinetica riducendo la velocità).

Con le sospensioni cambia tutto, se l'escursione è abbastanza generosa il nostro baricentro non sente quasi più le spinte verticali che sono assorbite dalle ruote.
Minori masse da spostare dalla loro traiettoria, meno energia persa.
Maggior velocità, ma soprattutto maggior controllo.
Non serve frenare come prima, il lavoro è svolto dalle sospensioni che dissipano solo l'eccesso di energia, quella che farebbe andar fuori dalla traiettoria voluta.

Più o meno, questa è una spiegazione alla buona.
Senz'altro migliorabile, ci mancherebbe, ditemi se ho scritto delle stupidaggini.
 

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Ho un noleggio...
Grande...ma hai messo talmente tanta carne al fuoco che non basterebbe il forum a rispondere ;)

risolviamo il problema che ci siamo posto, io credo che sia meglio ragionare con le forze piuttosto che con l'energia, questa semmai la possiamo inserire in un secondo momento, tieni presente anche un altro aspetto: comunque l'olio di un sistema idraulico a ugelli piu o meno chiusi rallenterebbe l'affondamento e andrebbe calcolato in relazione a come é chiuso, conviene ragionare con sistemi idraulici tutti aperti, in modo da semplificare e minimizzare gli attriti, anche perché se ragionassimo come ho fatto di solo sag e aumento di peso dal sag in poi in virtu della gravitá l'affondamento alla fine porterebbe anche ad ugelli socchiusi alla stessa posizione un sistema chiuso ed uno aperto. Se ragioniamo solo con le forze le considerazioni da me sottolineate sono esatte, l'affondamento lineare della dh e della xc arriverebbero allo stesso punto di compressione e la molla non ruberebbe piu forza al movimento nell'uno o nell'altro sistema.

Si potrebbe opporre come dice Dany che gli attriti che entrano in gioco, a differenza dell'affondamento dovuto al sag o peso aggiuntivo dove la gravitá alla fine vince su tutto, quando si parla di impulso pedalatorio. Io li ritengo poco influenti lui di piu, dipende, di certo a rubinetti di compressione aperti influiscono meno e la progressione del piggyback, potrebbe essere pari in tutti e due i sistemi annullandosi.

Vi complico di piu la vita con una considerazione evidente. Se applicassimo la formula citata a paritá di bobbing ovvero di ampiezza di oscillazione, il sistema morbido delle DH assorbe meno della metá della energia di una xc...Questo potrebbe essere nella realtá ottenuto con una sospensione particolarmente efficiente per cui l'oscillazione sia uguale in ampiezza nei due sistemi, ovvero con uno smorzamento idraulico che intervenga ad un certo punto. Prescindendo anche da ció una DH con sistemi tipo TST o il meno evoluto propedal secondo i conti fatti sarebbe molto piu efficiente di una XC senza sistemi antisquat o peggio con un telaio che lavora male.
Non mi tentate che poi li posto.

Ma la considerazione fondamentale é che la formula dell'energia citata non é utilizzabile per misurare ció che vogliamo sapere in questo topic e bisogna far riferimento agli esempi che vi ho postato in precedenza.
 

Danybiker88

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Facciamola semplice e lavoriamo in termini di lavoro. Il lavoro per definizione è:
L=F*S dove F è la forza ed S lo spostamento.

Bene supponiamo che l'inerzia delle gambe generi una forza di 20kg (ca 200N) che comprime la sospensione già saggata (ovvero con escursione positiva e negativa).

Supponiamo due sospensioni una da 100mm con molla con cost elastica 30N/mm (sistema 1) ed una da 200mm con molla con cost elastica 15N/mm (sistema 2). Le costanti elastiche sono state calcolando supponendo un sag del 25% per un rider di 75kg.

L'abbassamento delle due sospensioni soggete alla forza extra di 200N è:
1) 6,66mm per la sospensione da 100mm
1) 13,33mm per la sospensione da 200mm
Si calcola facilmente dall'equazione della molla F=kx, dove K è la costante elastica ed X l'abbassamento ed F la forza applicata.

Bene, essendo il sistema un oscillatore smorzato, tutto il lavoro immagazzinato viene dissipato tramite attriti viscosi (dovuti all'olio dell'idraulica) meccanici (dovuti all'attrito dei perni). Calcoliamo quanto vale questo lavoro:
1) sosp. da 100mm: L=F*S=200x6,66=1332=1,332J
2) sosp. da 200mm: L=F*S=200x13,33=2666=2,666J

Insomma, lavoro doppio per la sospensione da 200mm.
[MENTION=53970]ottomilainsù[/MENTION]: sei d'accordo con me nel dire che tutto il lavoro fornito al sistema viene poi perso o meglio dissipato? Quindi calcolando il lavoro fornito si ottiene quello dissipato

Il tutto con una trattazione molto semplificativa e terra a terra, una trattazione rigorosa è ben più lunga e complessa. Anche perchè la forza non sarebbe costante nel tempo e ci sarebbero fenomeni di composizione delle onde.
 
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ottomilainsu

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sei d'accordo con me nel dire che tutto il lavoro fornito al sistema viene poi perso o meglio dissipato? Quindi calcolando il lavoro fornito si ottiene quello dissipato

Il tutto con una trattazione molto semplificativa e terra a terra, una trattazione rigorosa è ben più lunga e complessa. Anche perchè la forza non sarebbe costante nel tempo e ci sarebbero fenomeni di composizione delle onde.

Certamente.
Il compito della sospensione è di assorbire (quindi dissipare) gli urti dovuti alle asperità del terreno.
Tutto quello che disturba il moto regolare va "eliminato" tramite un opportuno sistema di sospensione.
E più questo si muove, più energia assorbe.
Pensiamoci un attimo: nell'xc le asperità del terreno sono dell'ordine di qualche centimetro, in DH di decine di centimetri.
Le sospensioni devono compiere un lavoro proporzionale al compito cui sono chiamate.
Lo hai dimostrato con un semplice calcolo: stessa forza, lavoro proporzionale alla corsa della sospensione.
Più è "morbida" più si comprime e maggiore energia viene assorbita e dissipata nell'idraulica.

E' vero che non è semplice darne una dimostrazione rigorosa e comprensibile per tutti, ma d'altro canto stiamo parlando di problemi di dinamica assai complessi (molti gradi di libertà, non lineari, dissipativi) la cui trattazione non è immediatamente comprensibile, senza un certo grado di impegno mentale, anche per un ingegnere che ha compiuto studi specifici.
 

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Non ci siamo, continuo a sentire pareri da ingegneri e il prossimo sará un biomeccanico che concordano nel dire che il ragionamento va impostato considerando la sola forza e non il lavoro. Come ho giá spiegato il lavoro puo essere nullo e la fatica tantissima ad es. spingendo un muro!
La sola considerazione che possiamo fare é che la forza che comprime le due molle é la stessa identica, pertanto dal punto di vista di chi applica la forza la fatica deve essee uguale, é evidente.

Con la stessa forza possiamo far compiere piu escursione a un sistema e meno all'altro, ma dal punto di vista del pedalatore essendo identica la forza é identica la fatica

Vi riporteró le considerazioni dell'ing. biomeccanico a cui ho sottoposto il quesito.
 

Danybiker88

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La forza che applichi (e quindi la fatica) può essere uguale, ma una parte di questa forza viene dispersa dal bobbing. La restante forza viene sfruttata per farti andare avanti.
Il risultato è che una bici con più escursione (e più bobbing) disperde più energia, quindi è minore la percentuale di forza impiegata per farti andare avanti. Tu fai sempre la stessa fatica perchè applichi una forza sempre uguale, ma vai ad una velocità inferiore.

In salita, per mantenere una determinata velocità, devi quindi applicare più forza e quindi fare più fatica.

D'altronde basta prendere in mano due bici con diversa escursione per rendernese conto. Che poi ci possano essere long travel piuttosto pedalabili (elevato anti squat, ammo con propedal, ecc) non c'è dubbio, ma a parità di condizioni e schema di sospensione è fuori dubbio che una bici con meno escursione si pedali meglio! Sono rare le eccezioni...
 

calmocalmo

Biker cesareus
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........... Sono rare le eccezioni...

Per questo posso dare conferma.
Mi hanno fatto provare una Reign con un particolare settaggio dell'ammo (che non era quello di serie e non ricordo che roba fosse).

Per salite fino al 6-7% effettivamente si avvertiva una evidente e strana leggerezza con l'ammo completamente libero, invece quando la pendenza aumentava tutto tornava uguale alle altre full e bisognava bloccare il carro.
 

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