¿Cuáles son las ventajas de las horquillas invertidas?
Respuestas:
Existen varias ventajas para las horquillas invertidas
Rigidez
Montaje de pinza
Estabilidad
Peso no suspendido reducido
Peso suspendido reducido
Niveles de fricción de puntales reducidos
Aumento de la superposición de Stanchion a Slider
Imagen de la parte inferior de un par de horquillas invertidas
El mayor delta entre la horquilla estándar heredada y una horquilla invertida está en su fortaleza. La flexión ocurre justo debajo de la parte inferior del yugo. Cuando se aplican los frenos, disminuye la velocidad de la rueda delantera. Este movimiento hacia adelante reducido
Todo el impulso de la bicicleta actúa a través de las horquillas, tratando de empujar la rueda delantera. La inercia reducida se siente en la yema y el deslizador superior montado dentro de ella. El control deslizante de mayor diámetro permite una mayor rigidez, transfiriendo así más energía directamente al marco en lugar de doblar el control deslizante.
El deslizador está hecho de material liviano y su diámetro aumentado con las horquillas estándar no aumenta el peso significativamente. El puntal que se inserta en el control deslizante es significativamente más corto y tiene paredes más delgadas. Este componente generalmente está hecho de material ferroso y es significativamente más pesado que el deslizador. Debido a la construcción del puntal en una horquilla invertida, longitud reducida, este componente en una configuración invertida ofrece grandes ganancias de peso y afecta el peso no suspendido de la parte delantera. La reducción del peso no suspendido da como resultado ganancias de rendimiento con respecto al contacto de las ruedas con el pavimento, lo que brinda una mayor 'sensación' para el conductor.
El aumento del diámetro del puntal tiene un efecto sobre los casquillos en el deslizador que están separados más verticalmente y tienen una ganancia significativa en el contacto del área superficial con el puntal. Esto permite una mayor lubricación hidrodinámica y una fricción reducida.
Los puntos de montaje de la pinza también se ven afectados y ahora permiten frenos de estilo radial o monobloque. El punto de montaje en la parte inferior de la horquilla y la longitud reducida del puntal crean menos apalancamiento, los casquillos más grandes y la mayor superficie en conjunto permiten un frenado más fuerte en las esquinas. El diseño estándar heredado tenía la tendencia de bloquear el deslizador y el puntal juntos bajo un fuerte frenado cuando el puntal rompió la lubricación hidrodinámica e hizo contacto metal con metal con el buje. Este bloqueo de la parte delantera al frenar con fuerza en una esquina podría tener consecuencias catastróficas, ya que la energía normalmente absorbida a través del contacto irregular de la carretera se transfirió directamente al parche de contacto del neumático.
Desventajas
Los USD tienen un poco más de complejidad que las horquillas estándar, especialmente las versiones cargadas de nitrógeno. Los componentes y vejigas adicionales para la retención de nitrógeno requieren mantenimiento profesional con herramientas especiales.
La falla del sello en USD requiere un mayor nivel de urgencia para el mantenimiento ya que el aceite dentro de la horquilla se retiene por encima del sello en este diseño. En esas circunstancias, el aceite de la horquilla se descargará sobre el disco de freno, la pinza de freno, la rueda y el neumático. Debido al mecanismo de retención del sello, es raro que ocurra una falla catastrófica del sello cuando se rocía aceite sobre estos componentes, pero se sabe que ocurre en circunstancias excepcionales, generalmente debido al error humano en el reensamblaje del sistema.
Además, debido a la complejidad adicional de los componentes, el costo de USD sobre las horquillas estándar es significativo. Esto también se aplica a la gran cantidad de herramientas necesarias para reconstruir los USD.
Mantenimiento
Reemplazo de sello húmedo y seco
Recarga de nitrógeno
Reemplazo de buje
Aceite R&R
Las tareas de mantenimiento son básicamente las mismas que las horquillas estándar como indica la lista anterior. Se requieren herramientas especiales para accionar sellos, medir la altura del nivel de aceite, instalar la tapa de la horquilla y cargar nitrógeno (si están cargados de nitrógeno).
Conclusión
Las horquillas invertidas disminuyen la fricción interna de los componentes y "agregan ligereza". El aumento de la rigidez crea estabilidad y los puntos de montaje del freno aumentan la seguridad al frenar en las curvas.
USD o sección transversal de horquilla invertida *
* imagen de RaceTek
Mayor estabilidad torsional.
¿Por qué cambiar la orientación debería causar alguna diferencia?
Sin entrar en un análisis detallado, puede imaginar que se puede suponer que la mayoría de las tensiones en la horquilla se concentran justo debajo del yugo inferior.
Por ejemplo, durante el frenado (delantero), la rueda disminuye la velocidad, empujando la bicicleta hacia atrás a través de las horquillas, lo que provoca un momento de flexión hacia la horquilla.
La horquilla invertida será más rígida ya que el control deslizante tiene un diámetro mayor (ver rigidez a la flexión , y esto ) en comparación con los puntales. Ahí vas.
Para el piloto, esto resulta en una parte delantera más predecible al frenar, girar y cualquier otra maniobra por la que pueda pasar.
También existe este asunto sobre la reducción de la masa no suspendida, que Ducati Killer ha explicado en su respuesta aquí . Aunque, en la práctica, hay muy poca diferencia / ventaja.
Editar:
con respecto a las bicicletas de montaña, la gran mayoría de las horquillas están 'al revés'.
Entonces, aunque el argumento general presentado anteriormente en mi respuesta aún es cierto sobre las secciones cilíndricas de mayor diámetro que proporcionan más resistencia a la flexión, para el mismo uso de material, hay otra cosa a considerar. Es decir, el número de puntos donde uno puede introducir aparatos laterales. La adición de tirantes laterales sirve solo para proporcionar rigidez lateral adicional y evitar la tendencia a 'torcerse'. En una bicicleta de montaña, supongo que este diseño sirve para optimizar mejor los requisitos estructurales. Nuevamente, esto es una generalización y para XC (cross country) mtb, las horquillas invertidas se están volviendo populares.
Para las bicicletas deportivas, la tensión máxima en la horquilla debe ser cuando se frena (o frena y gira). Esta fuerza mide todas las otras fuerzas de tal manera que una horquilla diseñada para optimizar ese requisito estructural cumpliría con los requisitos de rigidez lateral y torsión de manera bastante conveniente (las cosas no son tan simples, pero se entiende).
La principal ventaja es el menor peso no suspendido mencionado anteriormente que aumenta la capacidad de respuesta de la suspensión al reducir la inercia de la parte móvil de la suspensión.
La segunda ventaja importante es el hecho de que los puntales de la horquilla no están en el camino de la suciedad de la rueda delantera como es el caso de una horquilla clásica: esta es la ventaja más importante de una horquilla invertida en mi opinión, ya que aumenta la horquilla vida útil, reduce sus requisitos de mantenimiento y hace que sea muy fácil proteger completamente los montantes de la horquilla. Es por eso que es un estándar para motocicletas cruzadas y comienza a meterse en bicicletas de enduro.
En cuanto a otras ventajas mencionadas en otras respuestas, no contaría con ellas. Lo explicaré:
- Rigidez: la horquilla invertida puede ser más rígida, pero solo con tubos mucho más fuertes, esto es obvio cuando observa la imagen de una horquilla clásica y al revés una al lado de la otra.
En una horquilla invertida no tienes conexión entre los controles deslizantes (baja), mientras que en una configuración clásica tienes un arco que los conecta y hace que esa parte de la horquilla sea muy rígida. Esto hace que la horquilla sea muy resistente a los esfuerzos de torsión. Además, la distancia entre el eje de la rueda y el arco de los controles deslizantes es la distancia más pequeña posible entre esos componentes, y eso también agrega rigidez.
En una horquilla invertida, tiene una gran distancia entre la corona de la horquilla y el eje de la rueda, y como se mencionó anteriormente, los controles deslizantes no tienen otra conexión entre ellos, excepto el eje de la rueda. Por lo tanto, todas las fuerzas que pasan por una bifurcación de este tipo tienen una gran influencia en los puntales y tienen que ser muy robustos para ser comparables a un diseño clásico. Además, un eje pasante robusto es imprescindible para una horquilla invertida, ya que sin ella la rueda se giraría en relación con los puntales (esto se debe a que los controles deslizantes solo están sólidamente conectados a través del eje de la rueda).
Peso: si crea horquillas de rigidez equivalentes de ambos diseños con costos y materiales similares debido al punto 1, es muy dudoso que la horquilla invertida sea más rígida. Esta suposición proviene del hecho de que las horquillas invertidas siempre se posicionan como horquillas de alta gama y utilizan mejores materiales y mecanizado, y generalmente esos son los factores que hacen que esas horquillas sean más livianas, no el hecho de que estén invertidas. diseño abajo.
Montaje de los frenos: la fuerza ejercida sobre los controles deslizantes y los puntales depende solo del tamaño del freno de disco y la fuerza de fricción que la pinza puede ejercer sobre el freno de disco; la influencia de esta fuerza en relación con el eje de la rueda es siempre la misma para misma configuración de freno y no importa cómo se vea el soporte de la pinza. También es importante tener en cuenta que no existe un solo tipo de frenos que se pueda usar solo en una horquilla invertida y no en un diseño clásico.