Quali sono i vantaggi delle forcelle rovesciate?

Di recente mi sono imbattuto in molte bici con forcelle anteriori rovesciate.

Dalla navigazione in Internet, non sono stato in grado di ottenere una risposta concreta sul perché sia ​​preferito rispetto alle forcelle telescopiche convenzionali.

Ci sono molti vantaggi nelle forcelle rovesciate

• Rigidità

• Montaggio della pinza

• Stabilità

• Peso non sospeso ridotto

• Peso a molla ridotto

• Livelli di attrito del candeliere ridotti

• Aumento del sostegno da stanchion a slider

Immagine della parte inferiore di una coppia di forche rovesciate

Il più grande delta tra la forcella standard legacy e una forcella rovesciata è nella loro forza. La flessione avviene appena sotto la parte inferiore del giogo. Quando si azionano i freni, si sta rallentando la ruota anteriore. Questo ha ridotto il movimento in avanti

Tutto lo slancio della bici agisce attraverso le forcelle, cercando di spingere la ruota anteriore. L'inerzia ridotta si avverte sul tuorlo e il cursore superiore montato al suo interno. Il cursore di diametro maggiore consente una maggiore rigidità, trasferendo così più energia direttamente al telaio anziché piegare il cursore.

Il cursore è realizzato in materiale leggero e il suo diametro maggiore rispetto alle forcelle standard non aumenta significativamente il peso. Il montante che si inserisce nel cursore è notevolmente più corto e presenta pareti più sottili. Questo componente è tipicamente realizzato in materiale ferroso ed è significativamente più pesante del cursore. A causa della costruzione del montante in una forcella rovesciata, di lunghezza ridotta, questo componente in una configurazione invertita offre grandi guadagni di peso ed influisce sul peso non sospeso della parte anteriore. La riduzione del peso non sospeso determina un aumento delle prestazioni in relazione al contatto delle ruote con il marciapiede, migliorando la sensazione di guida.

L'aumentato diametro del montante ha un effetto sulle boccole nel cursore che sono distanziate ulteriormente verticalmente e hanno un guadagno significativo nel contatto con la superficie del montante. Ciò consente una maggiore lubrificazione idrodinamica e un attrito ridotto.

Anche i punti di montaggio della pinza vengono eseguiti e ora consentono freni di tipo radiale o monoblocco. Il punto di montaggio nella parte inferiore della forcella e la ridotta lunghezza del montante creano meno leva, le boccole più grandi e la superficie maggiorata consentono congiuntamente una frenata più dura negli angoli. Il design standard legacy tendeva a bloccare insieme il cursore e il montante in caso di forti frenate quando il montante ha rotto la lubrificazione idrodinamica e ha fatto contatto metallo-metallo con la boccola. Questo blocco della parte anteriore in caso di frenata brusca in una curva potrebbe avere conseguenze catastrofiche poiché l'energia normalmente assorbita attraverso un contatto irregolare con la carreggiata viene trasferita direttamente nella zona di contatto del pneumatico.

svantaggi

Gli USD hanno un po 'più di complessità rispetto alle forcelle standard, in particolare le versioni caricate con azoto. Componenti aggiuntivi e camere d'aria per la ritenzione di azoto richiedono una manutenzione professionale con strumenti speciali.

La rottura del sigillo negli Stati Uniti richiede un livello più elevato di urgenza per la manutenzione poiché l'olio all'interno della forcella viene mantenuto sopra il sigillo in questo modello. In tali circostanze, l'olio della forcella verrà scaricato sul disco del freno, sulla pinza del freno, sulla ruota e sul pneumatico. A causa del meccanismo di ritenzione per il sigillo, è raro che si verifichi un guasto catastrofico al sigillo quando viene spruzzato olio su questi componenti, ma è noto che si è verificato in rare circostanze, in genere a causa dell'errore umano nel riassemblaggio del sistema.

Inoltre, a causa della maggiore complessità dei componenti, i costi delle forcelle USD rispetto alle forcelle standard sono significativi. Questo vale anche per la pletora di strumenti necessari per ricostruire gli USD.

Manutenzione

• Sostituzione della guarnizione asciutta e bagnata

• Ricarica dell'azoto

• Sostituzione boccola

• Olio R&R

Le attività di manutenzione sono sostanzialmente le stesse delle forcelle standard indicate nell'elenco sopra. Sono necessari strumenti speciali per guidare le tenute, misurare l'altezza del livello dell'olio, installare il tappo della forcella e caricare l'azoto (se sono caricati con azoto).

Conclusione

Le forcelle invertite riducono l'attrito interno dei componenti e "aggiungono leggerezza". La maggiore rigidità crea stabilità e i punti di attacco del freno aumentano la sicurezza durante la frenata in curva.

Sezione trasversale forcella USD o invertita *

* immagine da RaceTek

Maggiore stabilità torsionale.
Perché capovolgere l'orientamento dovrebbe causare qualche differenza?
Senza entrare in un'analisi dettagliata, puoi immaginare che la maggior parte delle sollecitazioni sulla forcella possa essere considerata concentrata appena sotto il giogo inferiore.
Ad esempio, durante la frenata (anteriore), la ruota rallenta spingendo indietro la bici attraverso le forcelle causando un momento flettente alla forcella.
La forcella rovesciata sarà più rigida in quanto il cursore ha un diametro maggiore (vedi rigidità di flessione , e questo ) rispetto ai montanti. Quindi, eccoti.
Per il Rider, questo si traduce in un front-end più prevedibile in frenata, sterzata e qualsiasi altra manovra che potresti superare.
C'è anche questa questione sulla riduzione della massa non sospesa, che il ducati killer ha spiegato nella sua risposta qui . Sebbene, in pratica, ci siano pochissime differenze / vantaggi.

Modifica -
Per quanto riguarda le mountain bike, la stragrande maggioranza delle forcelle è "lato destro".

Quindi, sebbene l'argomentazione generale presentata sopra nella mia risposta sia ancora valida riguardo alle sezioni cilindriche di diametro maggiore che offrono maggiore resistenza alla flessione, per lo stesso uso materiale, c'è un'altra cosa da considerare. Cioè, il numero di punti in cui è possibile introdurre parentesi graffe laterali. L'aggiunta di parentesi graffe laterali serve solo a fornire ulteriore rigidità laterale e prevenire la tendenza a "torcere". In mountain bike, immagino che questo design serva a ottimizzare al meglio i requisiti strutturali. Ancora una volta, questa è una generalizzazione e per XC (cross country) mtb, le forcelle rovesciate stanno diventando popolari.
Per le bici sportive, il massimo stress sulla forcella deve essere probabilmente quando si frena (o si frena e si gira). Questa forzatura misura tutte le altre forze in misura tale che una forcella progettata per ottimizzare su quel requisito strutturale soddisferebbe i requisiti di rigidità laterale e di torsione abbastanza convenientemente (le cose non sono così semplici, ma ottieni l'immagine).

Il vantaggio principale è il peso inferiore non citato sopra menzionato che aumenta la reattività della sospensione riducendo l'inerzia della parte mobile della sospensione.

Il secondo importante vantaggio è il fatto che i montanti della forcella non si trovano sul percorso dello sporco dalla ruota anteriore, come nel caso di una forcella classica: questo è il vantaggio più importante di una forcella rovesciata secondo me poiché aumenta la forcella vita, riduce i suoi requisiti di manutenzione e rende molto facile proteggere completamente i candelieri della forcella. Ecco perché è uno standard per le moto da cross e inizia a salire sulle biciclette da enduro.

Per quanto riguarda gli altri vantaggi menzionati in altre risposte, non vorrei contare su quelli. Spiegherò:

1. Rigidità: la forcella rovesciata può essere più rigida ma utilizzando solo tubi molto più forti, questo è evidente quando si guarda l'immagine di una forcella classica e capovolta affiancata.

Su una forcella rovesciata non hai alcun collegamento tra i cursori (inferiori), mentre in una configurazione classica hai un arco che collega quelli e rende molto rigida quella parte della forcella. Ciò rende la forcella molto resistente alle torsioni. Inoltre, la distanza tra l'asse della ruota e l'arco dei cursori è la minima distanza possibile tra questi componenti e ciò aumenta anche la rigidità.

In una forcella rovesciata si ha una distanza enorme tra la corona della forcella e l'asse della ruota e, come detto prima, i cursori non hanno altra connessione tra loro tranne l'asse della ruota. Quindi tutte le forze che attraversano una simile forcella hanno una grande influenza sui candelieri e devono essere molto robuste per essere paragonabili a un design classico. Inoltre, un assale passante robusto è un must assoluto per una forcella rovesciata poiché senza di essa la ruota si torcerebbe rispetto ai montanti (questo perché i cursori sono collegati solidamente solo attraverso l'asse della ruota).

2. Peso: se si creano forcelle di rigidità equivalenti di entrambi i modelli con costi e materiali simili a causa del punto 1, è altamente dubbio che la forcella rovesciata sia più rigida. Questo presupposto deriva dal fatto che le forcelle rovesciate sono sempre posizionate come forcelle di fascia più alta e usano materiali e lavorazioni migliori, e di solito questi sono i fattori che rendono queste forcelle più leggere, non il fatto che siano capovolte- giù design.

3. Montaggio dei freni - la forza esercitata sui cursori e sui montanti dipende solo dalle dimensioni del freno a disco e dalla forza di attrito che la pinza può esercitare sul freno a disco - la leva di questa forza rispetto all'asse della ruota è sempre la stessa per stessa configurazione del freno e non importa l'aspetto del supporto della pinza. Inoltre è importante notare che non esiste un solo tipo di freno che può essere utilizzato solo sulla forcella rovesciata e non sul design classico.