Conceitos básicos sobre suspensões - Parte I
Conceitos básicos sobre tecnologias de suspensão de bicicletas de montanhaA suspensão:
Para que serve ?
Um garfo de suspensão vai adicionar um bom peso na frente da bicicleta (de duas a quatro vezes mais peso que um garfo rígido comum, dependendo a suspensão) por isso é bom que ela sirva para alguma coisa além de impressionar o seu vizinho.
O objetivo principal do conjunto suspensão é absorver e dissipar a energia de impactos, mantendo a roda no chão e aumentando o controle sobre a bicicleta.
Impactos vem de irregularidades e obstáculos na trilha (raízes, pedras, buracos).
Se a trilha não tiver obstáculos
(exemplo: estradão de terra)
então a única função da suspensão vai ser adicionar peso e manutenção à bicicleta.
Mas afinal, eu preciso de um garfo de suspensão ?
A resposta mais simples é não, não precisa.
Ciclistas de montanha já percorriam várias das trilhas que você percorrre hoje sem suspensão nenhuma, e certamente se divertiam tanto quanto você.
Estes ciclistas já usavam um tipo de suspensão com capacidade de amortecimento variável em velocidade e posição, controlada por um computador capaz de ler o terreno em 3D e processar uma vasta quantidade de informação capaz de deixar qualquer “Deep Blue” na poeira.
São os seus braços, pernas, e o teu cérebro.
Esta suspensão é fantástica, está disponível para todo mundo e você deve tirar o máximo proveito dela.
A introdução dos garfos de suspensão dianteira comecou timidamente lá em 1987 com a bike "Bushido", que ironicamente era uma "full suspension" mas não chegou ao estágio de produção comercial.
Um anodepois, a Kestrel "Nitro" debuta no bike show de Long Beach, Califórnia, com um garfo de suspensão projetado pelos "gurus" Paul Turner e Keith Bontrager.
Era o precursor do famoso RS-1 e usava uma coroa dupla.
Já em 1989 o RS-1 começa a ser produzido pela Rock Shox/Dia Compe e a partir daí a indústria não parou mais:
Doug Bradbury com o primeiro Manitou em 1990, a Scott com o "Unishock" e a Marzocchi com o "Star Fork" em 1991 e a Rock Shox com o Mag 20 e Mag 30 em 1992.
História à parte, a introdução dos garfos de suspensão dianteira trouxe alguns aspectos interessantes para o ciclismo de montanha.
O primeiro deles é o controle. Amortecendo vários dos impactos a suspensão alivia um pouco o “trabalho” do ciclista.
Isto permite a ele transpor terreno mais técnico em maior velocidade.
Isso é bom ? Sinceramente eu não sei, mas como diz um ditado por aí “mais rápido não é sempre melhor, mas é sempre mais divertido...”.
É um ditado bobo, mas captura um pouco da razão pela qual muitos de nós nos aventuramos pelo ciclismo de montanha.
O segundo se relaciona um pouco com segurança (eu digo “um pouco” porque não vejo garfos de suspensão necessariamente como equipamento de segurança).
Tendo um garfo de suspensão “burro” (não se iluda, comparado com seus braços e pernas qualquer Brain ou Fox T.I.V. é uma suspensão burra) na bicicleta lhe dá uma certa margem de segurança.
Se você for pego de surpresa por algum obstáculo ou escolher mal uma linha ela pode literalmente salvar a tua pele.
Juntando os dois aspectos um garfo de suspensão então permite ao ciclista ir mais rápido e sofrer menos desgaste.
Assim ele poder fazer trilhas mais longas, mesmo com terreno em condições adversas, e terminar sem aquela sensação nos braços de quem passou o dia inteiro operando um martelete pneumático. E isso é uma boa coisa.
Veja a segunda parte deste artigo
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Conceitos básicos sobre suspensões - Parte II
Suspensão:
O conjunto enquanto que a suspensão dianteira é mais fácil de entender e é composta exclusivamente do garfo, a traseira já apresenta alguns apectos que merecem mais detalhe.
A suspensão traseira depende não apenas do elemento amortecedor, mas também da forma como este é atuado, o que depende diretamente da configuração da balança.
A geometria do conjunto amortecedor-balança vai determinar uma característica extremamente importante na suspensão traseira de uma bicicleta:
A trajetória que o eixo traseiro faz quando a suspensão “trabalha”.
Isto porque a corrente conecta o eixo traseiro à parte dianteira da transmissão (pedevela, pedais e mov. central).
Assim, quando o ciclista pedala, a corrente é tracionada e afeta o movimento da balança.
O efeito mais conhecido deste fenômeno é o “bob”, também chamado de “bio pacing”.
O “bob” acontece quando a corrente não esta alinhada com o pivot central da suspensão.
Se a corrente estiver acima do pivot, o esforço aplicado no pedal irá tensionar a corrente e esta irá puxar a balança para cima, comprimindo a suspensão.
Se a corrente estiver abaixo do pivot a mesma tensão irá puxar a balança para baixo, estendendo a suspensão.
Esse puxa daqui e dali dá origem ao execrado movimento de vai-e-vem do “bob”.
Para complicar as coisas a corrente muda de lugar quando trocamos de marcha, o que torna impossível manter um pivot fixo sempre alinhado com a corrente.
Para minimizar o problema, algumas companhias alinham o pivot com uma determinada coroa específica, para minimizar o bob em uma determinada marcha.
O que isso tem a ver com a trajetória do eixo traseiro? Quando o sistema de suspensão traseira é tal que o eixo traseiro se afasta do movimento central quando o amortecedor é comprimido, o movimento da balança tensiona ainda mais a corrente, contribuindo para ampliar o efeito “bob”.
Sistemas com essa particularidade incluem as bicicletas monopivot com pivot “alto” (pivot alinhado ou um pouco abaixo da coroa maior).
Um exemplo típico é a Santa Cruz Superlight.
Um aspecto interessante deste sistema, que é de fato uma vantagem em subidas lisas e íngremes ou em alguns sprints, é que quando o ciclista pedala em pé a tensão na corrente é suficiente para quase “travar” o amortecedor na posição estendida ao puxar a balança. Isto reduz consideravelmente o funcionamento da suspensão e consequentemente o “bob” nestas condições.
Porém se a subida for mais técnica, com algumas raízes e pedras maiores, a suspensão “travada” vai ser menos eficiente que uma suspensão ativa.
Uma forma de contornar o problema do efeito da tensão na corrente é projetar um sistema cuja trajetória do eixo traseiro seja mais próxima de uma linha vertical.
Em 1991 um indivíduo chamado Horst Leitner, então sócio da AMP Research, bolou um sistema com um pivot adicional localizado na balança logo à frente a ligeiramente abaixo do eixo traseiro.
Este pivot permite que o eixo traseiro gire para frente ao ser puxado pela corrente quando a suspensão mergulha no curso, atenuando significativamente o efeito de tensão na corrente e consequentemente o “bob”.
Este pivot, apelidado de “Horst Link”, foi empregado nas bicicletas full suspension da AMP Research e também no design FSR da Specialized, desenvolvido em parceria com o Leitner.
Ao perceberem as vantagens do sistema, outros fabricantes começam a copiá-lo e como AMP não tinha dinheiro para enforçar seu direito sobre a tecnologia ela acabou vendendo a patente para a Specialized em 1998.
O design FSR é hoje uma das melhores configurações de suspensão traseira no mercado.
Este sistema combina um design totalmente ativo com mínimo efeito “bob”.
Outras marcas que hoje utilizam o Horst link e pagam royalties para a Specialized incluem Intense (M1, Tracer, Uzzi), Turner (5-Spot, 6-Pack, Flux, Nitrous e RFX), Titus (Switchblade, Racer-X, Super-Moto e Motolite), Azonic (Recoil, Saber, Propulsion), entre outras.Veja a terceira parte deste artigo
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Conceitos básicos sobre suspensões - Parte III
Tecnologias esqueça por um momento a miríade de apelos “propagandísticos” de válvula disso ou plataforma daquilo.
Existem basicamente dois tipos de amortecedores hidráulicos: o damper de orifício e o tipo “shim stack” tambem conhecido como “cartridge” (de cartucho) entre os “motocrosseiros”.
Ambos sistemas se baseiam no mesmo princípio.
O amortecedor (damper) converte parte da energia cinética (movimento) da suspensão em calor através da perda e carga em algum obstáculo.
Quem “perde carga” aqui é o fluído de amortecimento, normalmente óleo.
Ar também pode ser usado como fluído de amortecimento (como nos garfos Noleen e nos amortecedores Cane Creek).
Um problema desta tecnologia é que como estes amortecedores usam também o ar como mola, ao ser aquecido na função de damper o ar vai expandir e aumentar a pressão, tornando a suspensão mais progressiva e mudando o seu comportamento.
O sistema de orifícios é o mais simples.
O óleo é forçado a passar por um ou mais orifícios quando o garfo é comprimido ou estendido, dissipando a energia do impacto.
O sistema funciona bem, mas imagine você sentado em uma sala de cinema com mais 500 pessoas.
A tal sala tem apenas uma pequena porta de saída e de repente você escuta um estouro...
Ao atingir um obstáculo em alta velocidade algo parecido ocorre dentro de um garfo com um damper de orifício.
O fluído não consegue escoar com a velocidade suficiente e o garfo endurece consideravelmente.
A reação do amortecimento varia com o quadrado da velocidade, assim um ímpacto que dobra a velocidade com que o garfo é comprimido vai ser amortecido por uma força quatro vezes maior.
O resultado prático deste efeito são “pontadas” de endurecimento que o garfo dá em alta velocidade.
Esse sistema funciona bem para resistir ao fim de curso em impactos grandes e em baixas velocidades (dirt jumping e urban), mas em altas velocidades (Downhill racing) a performance do garfo deteriora rapidamente.
“Alta velocidade” aqui se refere à velocidade com que o garfo é comprimido, e não necessariamente à velocidade da bicicleta.
Se você, mesmo pedalando a 15 km/h, atingir um obstáculo com perfil do tipo “quadrado”, a velocidade de compressão vai ser alta.
Como você deve estar imaginando, a viscosidade do fluído de amortecimento também influencia o comportamento do amortecedor.
Sem querer tornar este artigo em uma revisão de física do 2º grau, podemos definir viscosidade como sendo a resistência de algum material em mudar de forma, devido ao atrito interno entre suas moléculas pressionadas umas contra as outras.
Quanto maior a viscosidade maior a força necessária para fazer o tal fluído escoar por algum obstáculo (neste caso o orifício).
Por isso um óleo de suspensão mais “grosso” (mais viscoso) torna a compressão e o retorno da suspensão mais lentos, enquanto que óleos mais finos tornam a retorno e compressão mais rápidos.
Devido a maior simplicidade o damper de orifício é usado como alternativa de menor custo em suspensões hidráulicas, ou em situações onde performance em alta velocidade é menos importante que a capacidade de resistir a grandes impactos, como no dirt jumping.
Como exemplo temos o sistema SSV e SSVF que a Marzocchi usa na série Dirt Jumper, Drop off e Jr. T, e o “hydracoil” HC e HC2 que a Rock Shox usa na Boxxer Race e em outros garfos como a Judy. O sistema “shim stack” (Figura 1) já é bem mais sofisticado e consiste em um pistão com aberturas para passagem de óleo cobertas com elementos tipo uma arruela (daí o nome) empilhados em ambas as direções (no lado do retorno e no lado da compressão).
Quando o amortecedor entra em operação o óleo flexiona as “arruelas” ao passar pela abertura (Figura 2).
Quanto mais rápido o óleo tentar passar (impacto de alta velocidade), mais ele vai flexionar as “arruelas” aumentando a abertura e deixando passar mais óleo.
O sistema apresenta funcionamento diferente de acordo com a situação (retorno de alta velocidade na Figura 2, onde o fluido entra pela parte inferior do pistão e sai pela parte superior flexionando as arruelas).
Na figura 3 já temos compressão de baixa velocidade, onde o fluido escoa por um orifício sem força suficiente para flexionar as arruelas.
Na figura 4 a situação é de compressão de alta velocidade, com o fluido entrando pela parte superior e saindo pela parte inferior.
Seguindo a analogia anterior da sala de cinema, agora é como se no lugar de uma porta fixa, a sala fosse equipada com um sistema onde a abertura da porta aumentasse mais e mais a medida em que mais pessoas apavoradas se espremessem junto a ela.
O resultado é um garfo cuja performance se mantém inalterada seja em altas ou baixas velocidades.
O interessante é que o comportamento da abertura em relação á passagem do óleo depende do formato e tamanho do shim stack.
Isso permite uma ampla gama de configurações diferentes (tuning) dependendo do efeito desejado.
Característica que você jamais sonharia com um damper de orifícios.
Por exemplo, o shim stack pode ser configurado para oferecer uma maior resistência inicial ao fluxo de óleo, mas uma vez aberto a resistência ao fluxo seria menor.
Este é o princípio básico por trás dos amortecedores tipo “plataforma estável” tão populares no mercado atual.
A Romic vem oferecendo um amortecer com resistência ao movimento da pedalada já há alguns anos.
Exemplos do sistema shim stack são o HSCV e TST que a Marzocchi usa nos garfos top de linha (All Mountain 1, Shiver, Marathon S, Super T Pro, Monster T, e as lendárias Z1) o TPC e TPC+ que a Manitou usa na Dorado, Sherman, nas Skareb top de linha e em alguns outros, e o SDC que a Fox usa em todos os garfos da linha Float, Talas e Vanilla.Veja a quarta parte deste artigo
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Conceitos básicos sobre suspensões - Parte IV
Ajustes
A nova era de amortecedores (plataforma estável Cv/t, Fox Terralogic, Romic, etc) introduziu alguns parâmetros e mais complexidade neste quesito, porém os ajustes básicos descritos aqui ainda continuam sendo os mais importantes.
É bom lembrar que sempre existe um compromisso.
Ajustes sacrificam um quesito de performance para ganhar em outro.
Não existe ajuste que melhora tudo.
Cada usuário deve saber identificar os quesitos mais importantes para ele de acordo com seu peso, condições da pista e, o mais impotante, o que cada um acha mais divertido fazer (alguns chamam isso de “estilo de pilotagem”).
Alguns ajustes são apresentados a seguir.
O nome em inglês é incluído em parêntesis uma vez que vários garfos/amortecedores são importados e incluem manual em inglês: Precarga (preload): Ajusta a “dureza” do garfo e o “sag” (ver próxima seção).
É o ajuste mais comum.
Em suspensões a ar voce ajusta a precarga com uma bomba especial com um manômetro acoplado.
Em suspensões a mola voce ajusta girando algum botão.
Quanto mais precarga, mais duro o garfo e menos ele responde a impactos pequenos.
Retorno (rebound):
É o ajuste mais importante. Este ajuste controla a velocidade com que a suspensão retorna à posição normal estendida.
Normalmente girando o ajuste de retorno para “+” você reduz a velocidade deste, girando para “-“ você aumenta a velocidade.
Um garfo com pouco retorno (ou retorno muito rápido) tende a retornar violentamente em velocidades mais altas tornando a bicicleta difícil de controlar.
Compressão de baixa velocidade
(low-speed compression damping)
controla a capacidade da suspensão de absorver pequenos impactos e o quanto o garfo afunda quando você freia (“brake dive”).
Aumentando a compressão de baixa velocidade você minimiza o brake dive e também o “bob” do garfo quando pedalando morro acima, mas sacrifica a performance sobre impactos pequenos.
Compressão de alta velocidade
(high-speed compression damping)
controla a quantidade de curso que a supensão usa para absorver impactos maiores.
Aumentando a compressão de alta velocidade você evita que o garfo atinja fim de curso frequentemente em impactos maiores, mas vai torna-lo mais “duro” em impactos médios.
Reduzir a compressão de alta velocidade faz com que o garfo use mais o curso e fique mais macio ao longo de todo o curso. Porém, neste caso o garfo poderá usar mais curso do que o necessário para absorver um mesmo impacto e também atingir fim de curso com mais frequência em impactos maiores.
A forma correta de ajustar a suspensãoSuspensão (dianteira e traseira) é ajustada pelo SAG (Sag é o quanto a suspensão afunda quando você sobe na bicicleta e fica parado).
Voce ajusta o Sag com a precarga. Quanto maior a precarga, menor o sag.
Normalmente usa-se em FR e DH (para garfos c/ mais de 100mm) por volta de 30% de sag, dependendo do gosto do piloto e das condições da pista.
Isto significa, por exemplo, em um garfo de 150mm, voce afunda 45mm ao sentar na bike.Uma forma prática de medir o sag é colocar um zip-tie na canela do garfo e deslizá-lo até este encostar-se ao anel de vedação. Depois suba na bicicleta (devagar e sem trancos) e fique parado na posição normal de pedalar (um colega segurando a bike pode ajudar).
Desça da bike (devagar e sem trancos) e meça a distância do zip-tie ao anel de vedação.
Essa distância é o sag. Em amortecedores traseiros você deve medir o sag do amortecedor e multiplicar pela taxa de atuação da lincagem para obter o sag do eixo traseiro, pois (ao contrário do garfo) o curso do “shaft” do amortecedor não corresponde ao curso do eixo traseiro.
Em garfos de cross country você pode tentar 10% de sag para XC competição (garfos de 80mm) e 10% a 15% de sag para garfos de 100mm.
Para uso cross country em trilhas tipo “enduro” mais técnicas você pode ter melhores resultados rodando por volta de 20% de sag em garfos de 100mm.
Estas medidas foram testadas pelo autor e resultam em um funcionamento do garfo de suspensão que justifique seu uso como tal.
Atletas de elite em competição de XC frequentemente usam mínimo sag (suspensão mais dura) em circuitos pouco técnicos.
Os demais ajustes vão sendo determinados com testes e experiencia. Se o seu garfo/amortecedor tiver ajuste de retorno voce pode colocar o ajuste na posição do meio e comecar e realizar alguns testes.
Se ao descer voce sentir a bike tremendo/vibrando muito é porque o retorno está muito lento para a pista.
Pistas com muitos obstáculos menores, mas bem próximos uns dos outros requerem um retorno mais rápido, caso contrario a suspensão nao tem tempo suficiente para retornar à posição inicial antes do proximo impacto, o efeito dos impactos vai se acumulando e a suspensão vai ficando mais dura.
Aumente a velocidade do retorno alguns clicks e tente de novo.Se ao descer voce sentir a bike "pulando" muito, ou tambem com facilidade p/ escapar a frente ao sair de curvas fechadas o retorno está muito rápido e a suspensao não esta amortecendo como deveria. Diminua a velocidade do retorno alguns clicks e tente de novo.
Com o tempo voce vai conhecendo melhor o comportamento do garfo/suspensão e vai poder fazer os ajustes necessários com poucas (ou nenhuma) tentativa.
A viscosidade do óleo também pode ser alterada no tunning do garfo.
Porém este procedimento só é recomendado para usuários mais experientes que entendam bem o funcionamento e o comportamento do garfo que estão usando.
Via de regra é recomendável seguir a viscosidade indicada pelo fabricante (ex. 7,5 wt SAE nas Marzocchi e FOX; 5 wt SAE em algumas Manitou), porém usuários muito leves ou muito pesados podem não se satisfazer com esses valores.
Um competidor de XC race pesando menos de 50kg pode achar um garfo com óleo 7,5 wt com retorno muito lento mesmo com ajustes de compressão e retorno no mínimo, e talvez se beneficiar com um óleo mais leve, 5 wt por exemplo.
Por outro lado um competidor de DH de 95 kg ou um praticante de Freeride extremo pode achar um garfo com óleo 7.5 wt com retorno muito rápido, e talvez se beneficiar com um óleo mais pesado, 10 wt por exemplo.
Um aspecto importante que o usuário deve ter em mente neste tipo de tunning é que o peso do óleo afeta ambos a compressão e o retorno.
Por exemplo, o competidor de XC peso pena acima pode achar interessante o retorno mais rápido do óleo 5wt, porém o óleo mais leve vai também tornar a compressão de baixa velocidade mais rápida, resultando em mais bob do garfo, especialmente pedalando em pé, e, pior ainda, vai aumentar o brake dive (quantidade que o garfo afunda quando o freio dianteiro é pressionado).
O ideal é que o garfo tenha ajustes de compressão de alta e baixa neste caso para que o usuário possa compensar o efeito indesejado.
