facebook_pixel

Maastopyörän jousitusratkaisut – mitä niistä tarvitsee tietää?

7.8.2018

#F.O.L.D. #Focus bikes #maastopyörä #Santa Cruz bicycles #VPP

Maastopyörien jousitusratkaisut jakavat mielipiteitä usealla tasolla. Siinä missä yksi voi väitellä yhden jousitussysteemin paremmuudesta ja optimaalisesta taka-akselin liikeradasta, toinen on tyytyväinen, kun takapää antaa myöten ainakin isoimpien töyssyjen kohdalla. Eri jousitussysteemien laittaminen paremmuusjärjestykseen on puolestaan aivan oma savottansa ja tilanne ei ole ainakaan helpottunut, sillä erilaisten runkojen ja jousitusratkaisujen lukumäärä kasvaa vuosi vuodelta.

Hyvin toimivan jousituksen tavoitteet ovat pysyneet samoina ensimmäisen täysjousitetun maastopyörän keksimisestä lähtien. Ne ovat hieman yksinkertaistettuna: pidon, kontrollin ja ajomukavuuden lisääminen. Näiden tavoitteiden onnistunut täyttäminen ei ole kuitenkaan aivan simppeli tehtävä täytettäväksi. Kuskin, pyörän ja maaston yhdistelmä muodostavat haasteet, joihin vastaaminen rungon kinematiikalla ja iskarilla ei ole aivan yksinkertaista.

Tässä jutussa pyritään raottamaan pyöräsuunnittelijoiden työpisteiden edessä olevaa salaisuuden verhoa ja antamaan perusymmärryksen, että mitä markkinapuheiden ja jousitussysteemin ”konepellin” alla tarkalleen on. Jos vain mahdollista, kaikki tämä pyritään tekemään niin, että asiasisältö pysyy ymmärrettävänä, vaikka takana ei olisikaan insinööritutkintoa.

Termistöä

Jotta asiassa päästään alkuun, pitää sopia yhteisestä kielestä, joten alan termistön läpikäynti on tarpeen. Osa sanoista on tarkoituksella lontoonkielisiä syystä, että niille ei ole hyvää kotimaista vastinetta ja ko. termit ovat vakiintuneet alalla käytettäväksi.

Nivel tai nivelpiste (engl. pivot) = Rakenne rungossa, jonka ympäri takahaarukka tai jousituksessa käytettävät linkut pyörivät. Nivelpisteitä on yleisimmissä jousitusratkaisuissa 1-4 kappaletta, rungon rakenteesta riippuen. Pyöränrungoissa nivelet ovat toteutettu lähes poikkeuksetta urakuulalaakereilla.

Hetkellinen nivelpiste (engl. instant centre tai IC) = Piste, jonka ympäri taka-akseli liikkuu tietyssä kohdassa joustomatkaa. Hetkellinen nivelpiste voi olla varsinainen laakeroitu nivel (kuten single pivoteissa) tai ikään kuin kuvitteellinen tai virtuaalinen (kuten esim. VPP:ssä). Tästä lisää myöhempänä.

Anti-squat = Jousituksen kyky vastustaa poljinliikkeestä aiheutuvaa keinumista. Polkeminen ja kiihdyttäminen painavat jousitusta kasaan, kun taas takarenkaan ja alustan välinen kitkavoima ja ketjun veto ojentavat sitä. Mitä suurempi anti-squat -arvo on, sitä paremmin jousitus pystyy vastustamaan polkemisesta aiheutuvaa keinuntaa. Anti-squat on joustomatkan kohdasta riippuvainen ja tällä hetkellä noin 100 % anti-squatin ajatellaan olevan lähellä ideaalia.

Anti-rise = Takajarrun vaikutus jousituksen toimintaan, joka toimii ikään kuin vastakkain anti-squattiin näden. Jarruttaessa kuskin paino siirtyy eteenpäin vauhdin hidastumisen johdosta, mikä ojentaa jousitusta. Takajarrusta takakiekolle ja siten jousitukseen kohdistuva voima puolestaan painavat sitä kasaan, mikä auttaa pyörää pysymään paremmin ”tasassa”. Anti-risen toiminnan voi hahmottaa painamalla takapäätä kasaan ja huomioimalla, että miten takajarru liikkuu jarrulevyyn nähden joustoliikkeen aikana. Suuri anti-risen arvo jäykistää jousitusta jarrutuksissa, mutta tämän käytännön merkityksestä ei olla päästy vielä lopulliseen konsensukseen.

Keinuminen (engl. pedal bob) = Jousituksen painuminen kasaan poljinliikkeen vaikutuksesta. Polkeminen ja erityisesti nopeasti kiihdyttäminen siirtävät kuskin painopistettä taaksepäin, aivan kuten nopealla autolla tai prätkällä. Lisäksi polkemisliikkeessä suurin voimantuoton vaihe tapahtuu polkimen liikkuessa alaspäin, painaa osaltaan jousitusta kasaan. Rytmisen poljinliikkeen kohdalla nämä tapahtumat aiheuttavat jousituksen keinumista, mikä puolestaan tuhlaa energiaa ja saa XC-kuskien suupielet osoittamaan jyrkästi alaspäin. Keinumisen minimointi on korkealla runkosuunnittelun prioriteettilistalla lähes pyörässä kuin pyörässä.

Pedal kickback = Jousitusliikkeestä aiheutuva polkimille välittyvä liike. Jos takahaarukan mitta (taka-akselin ja keskiön välinen etäisyys) kasvaa joustomatkan aikana, ketjun tulee pidentyä vastaavassa määrin. Ketju saa riittävästi löysää, jos takapakka ja siten kiekko pääsevät pyörähtämään eteenpäin. Jos tätä ei pääse tapahtumaan, kuten vaikkapa voimakkaassa jarrutuksessa, löysät pitää ottaa jostakin muualta. Ainoaksi vaihtoehdoksi jää kampien pyörähtäminen taaksepäin, mikä tuntuu niin sanotusti polkimien potkaisuna. Useimmissa runkomalleissa pedal kickback on pieni ja sitä on vaikea havaita ajossa.

Vipusuhde (engl. leverage rate) = Taka-akselin liike suhteessa iskarin liikkeeseen. Jos iskarin iskunpituus on 60 milliä ja rungossa on joustoa 150 milliä, vipusuhde on 150/60 = 2,5. Vipusuhde on joustomatkan kohdasta riippuvainen, minkä vuoksi se on parasta esittää kuvaajana. Vipusuhteen arvot ja kuvaajan muoto kertovat, että onko jousitus lineaarinen, progressiivinen, degressiivinen tai jokin näiden yhdistelmä.

Taka-akselin liikerata (engl. axle path) = Taka-akselin piirtämä käyrä joustoliikkeen aikana. Taka-akseli ja -kiekko liikkuvat aina pitkin ympyrän kaarta IC:n (hetkellisen nivelpisteen) ympärillä. Jousitusratkaisusta riippuen, liikerata voi vaihdella ympyrän kaaren, lähes vertikaalin viivan tai loivan S-muotoisen käyrän välillä.

Piirustuspöydältä polulle

Nyt kun teknisin osuus on saatu alta pois, voidaan keskittyä oleelliseen, eli mitä pyörältä ja ennen kaikkea jousitukselta halutaan polulla. Hyvin toimiva jousitus on alkuherkkä, ei keinu tiukimmanaan kiihdytyksen aikana, kantaa hyvin jouston keskialueelta, on sopivan progressiivinen ja käyttäytyy yleensäkin ennalta-arvattavasti. Kaikkien ominaisuuksien yhdistäminen onnistuneesti on parkkiintuneen maastokuskin märkä päiväuni. Unelmoinnille ei näy loppua, sillä jousituksen suunnittelu on aina kompromissien tekemistä.

Kaikki vaikuttaa niin sanotusti kaikkeen ja mitään ei-toivottua ominaisuutta ei pystytä täysin poistamaan ilman, että se vaikuttaa muihin ominaisuuksiin. Hyviä ja peräti erinomaisia ratkaisuja on kuitenkin olemassa ja tarjonta kasvaa tällä puolen jatkuvasti. Nykyiset täysjoustopyörät ovat ottaneet kvanttiloikan verrattuna viiden, puhumattakaan kymmenen, vuoden takaisiin malleihin. Tästä voidaan kiittää tietotaidon ja osaamisen lisääntymistä niin runkosuunnittelun kuin iskariteknologian puolella.

Ja kun iskarit tulivat puheeksi, on syytä vierailla nopeasti myös sillä puolen. Ilmaiskarit ovat yleistyneet viime vuosina kuin rikkaruohot poikamiehen pihamaalla. Tälle on hyvä syynsä, sillä toiminta on hyvin lähellä ja joskus jopa parempi verrattuna kierrejousellisiin malleihin. Lisäksi tuntuvina plussina ovat helppo ja monipuolinen säädettävyys sekä keveys. Parhaaseen mahdolliseen lopputulokseen, eli ajonautintoon ja/tai lukemaan sekuntikellossa, tarvitaan hyvän rungon ja iskarin yhdistelmä. Vain toinen ei riitä ja lisäksi rungon ja iskarin tulee toimia hyvässä yhteistyössä keskenään. Useat valmistajat ovat miettineet tämän valmiiksi ja toimittavat iskarit sopivasti säädettynä eli oikealla tunella tiettyä runkomallia tai jousitusratkaisua ajatellen.

Pidemmälle meneviä iskarin viritystoimia voi kokeilla ammattitaitoisen ja asiaan erikoistuneen mekaanikon palveluina tai vaikka itse, jos kokee omaavansa riittävästi tietotaitoa, mutta parempi lopputulos ei ole missään nimessä taattu. Tätä ennen on syytä paneutua perinpohjin jousituksen säätöön, joka kuuluu jokaisen maastokuskin to do -listaan perushuoltotoimien ohella.

Jousitusvaihtoehdot – yhdestä nivelestä virtuaaliseen

Kaupan hyllyltä löytyvien – ja ennen kaikkea toimivien – pyörien jousitusratkaisut tiivistyvät neljään tyyppiin:

  • Single pivot tai niin sanottu yksinivelratkaisu
  • Single pivot linkuilla
  • Nelilinkku
  • Kelluvat nivelpisteet

Käydään jokainen ratkaisu läpi niille tyypillisine ominaisuuksineen.

Single pivot

Takapään jousitus ei tule single pivottia yksinkertaisemmaksi. Se tarkoittaa kirjaimellisesti yhtä niveltä, jonka välityksellä takahaarukka ja iskari ovat kiinnitettynä etukolmioon.

  • Yksinkertainen, kevyt ja huoltovapaa rakenne.
  • Vipusuhde ja siten jousitus ovat tyypillisesti luonteeltaan lineaarisia.
  • Jarrutus voi vaikuttaa jousituksen toimintaan muita ratkaisuja enemmän.
  • Pedal kickback voi olla ajossa huomattava ominaisuus.
  • Esimerkkejä ovat Santa Cruzin klassikot: Bullit ja Heckler.

Single pivot linkulla

Tässä ratkaisuissa takahaarukka liikkuu edelleen päänivelen ympärillä, mutta takakiekolta iskarille kohdistuvat voimat välitetään yhden tai useamman linkun avulla.

  • Etuna perinteiseen single pivottiin on, että linkut mahdollistavat vipusuhteeseen vaikuttamisen.
  • Vipusuhde ja siten jousitus ovat mahdollista rakentaa progressiivisemmaksi perinteiseen single pivottiin verrattuna.
  • Jarrutus voi vaikuttaa edelleen jousituksen toimintaan.
  • Muistuttaa ulkonäöltään usein nelilinkkua. Erottava tekijä on, että taka-akseli on yhdistettynä suoraan etukolmioon ilman välissä olevia niveliä.
  • Esimerkkejä: Focus F.O.L.D, Santa Cruz Butcher.

Nelilinkku

Yleinen ja pitkään käytössä ollut jousitusratkaisu, jossa nivelet ovat takahaarukan alaputkissa, taka-akselin tason alla. Taka-akseli ei ole siis kiinnitettynä suoraan yhden vipuvarren välityksellä etukolmioon. Tämän johdosta IC voi muuttua joustomatkan aikana ja myös taka-akselin liikerata poikkeaa ympyrän kaaresta.

  • Käytetään myös nimitystä Horst-link.
  • Jousituksen ominaisuuksiin on mahdollista vaikuttaa single pivottia enemmän.
  • Anti-squat on mahdollista suunnitella tarkemmin joustomatkan kohdan mukaan. Ideaalitapauksessa anti-squat olisi suurimmillaan painauman kohdassa ja vähenisi joustomatkan edetessä.
  • Jarrutus vaikuttaa jousituksen toimintaan vain vähän tai ei laisinkaan, mikä parantaa jousituksen herkkyyttä.
  • Esimerkkejä: Specializedin FSR.

Kelluvat nivelpisteet

Tässä ratkaisussa takahaarukka on itsesään jäykkä rakenne ja se on yhdistetty etukolmioon kahden linkun avulla. IC tulee tässä näissä ratkaisuissa entistä keskeisemmäksi käsitteeksi, sillä nivelpisteen paikka on joustomatkan kohdasta riippuvainen. Tästä tulevat myös systeemin nimitykset: kelluva tai virtuaalinen nivelpiste.

  • Etu- ja takakolmion yhdistävät linkut voivat liikkua joustomatkan aikana samaan tai vastakkaisiin suuntiin, mikä vaikuttaa merkittävästi jousituksen ominaisuuksiin.
  • Rakenteella on mahdollista vaikuttaa mm. vipusuhteeseen, anti-squat -ominaisuuteen ja taka-akselin liikerataan.
  • Iskari voi olla kiinnitettynä kumpaan tahansa linkkuun: ylös tai alas. Santa Cruzin malleissa ylälinkun kiinnitysratkaisulla pyritään tarjoamaan hyvää poljettavuutta ja kohtuullinen määrä progressiota (esim. Blur, Tallboy, Hightower). Alalinkkuun kiinnitetty iskari painottaa jousituksen herkkyyttä ja progressiivis-lineaarisen vipusuhteen (esim. Nomad ja Bronson).
  • Esimerkkejä: Santa Cruzin VPP, Maestro ja DW-link.

Vasemmalla Santa Cruzin uusi 5010 linkun yläkiinnityksellä ja oikealla Santa Cruzin Bronson alakiinnityksellä

Lopuksi

Mitä tästä kaikesta pitäisi jäädä mieleen? Ensinnäkin hyvän jousituksen salaisuus on yksityiskohdissa, sillä esimerkiksi jo millimetrien erot nivelpisteiden sijainnissa tekevät eron, minkä kokenut kuski huomaa välittömästi. Tästä syystä päällisin puolin toisiaan muistuttavat ratkaisut tai rungot voivat olla ajo-ominaisuuksiltaan erinomaisia tai vastavuoroisesti sellaisia, että saman pyörän päälle ei nouse toista kertaa vapaaehtoisesti.

Lisäksi yksi ratkaisu ei ole lähtökohtaisesti toista parempi. Hyviä ja nopeita pyöriä on rakennettu ja tullaan rakentamaan yhdellä tai neljällä nivelellä. Jokaisella ratkaisulla on sille tyypilliset ominaisuutensa. Se, että ovatko ne hyötyjä vai tuntuvia haittoja, putoaa aina yhtä kiistanalaisten makuasioiden kategoriaan. Valinta riippuu ajon tyypistä, mitä pyörältään haluaa ja missä määrin arvostaa huoltovapautta tai keveyttä. Paraskaan runko tai jousitusratkaisu ei näytä parhaita puoliaan, jos sen parina ei ole hyvin säädettyä iskaria.

Kokeile erilaisia pyöriä, leiki säätöjen kanssa ja huomioi miten ne vaikuttavat ajotuntumaan. Hyvä paikka päästä alkuun on tulla meille koeajolle!

Lisää luettavaa:

Bikeradar.com – The Ultimate Guide to Mountain Bike Rear Suspension Systems

Santacruzbicycles.com – Virtual Pivot Point (VPP) Suspension Design

Santa Cruz Bicycles - Instantaneous Center Migration

Santacruzbicycles.com – Shock Rates V1.0