MTB Anatomy #1 | Het hoge draaipunt uitgelegd

Jullie kennen ons, bij Vojo werpen we graag een diepgaande blik op de technische details en leggen we nog liever uit wat we ontdekken. Vandaar MTB Anatomy, een nieuwe serie artikels om een aantal zeer specifieke onderwerpen uit te diepen. Op het programma: een beetje geschiedenis, didactiek, het behandelen van onderwerpen aangepast aan alle niveaus en vooral animaties die vaak veel duidelijker zijn dan woorden! Met dit eerste artikel beginnen we meteen met een onderwerp dat de laatste tijd zeer trendy is: de “high pivot” vering of het “hoge draaipunt” in het Nederlands.

De sterke aanwezigheid van de Commancel Supreme in de World Cup Downhill en de uitzonderlijke resultaten van het Commencal/Muc-Off team draagt er toe bij dat dit speciale systeem onder de aandacht werd gebracht. De statistieken zijn indrukwekkend: tijdens de laatste wereldbekerwedstrijd van 2021, in Snowshoe, reed 1 op 4 deelnemers die in de top 40 eindigde bij de elites (mannen) met een fiets van het merk uit Andorra. Een andere factor die de recente (her)ontwikkeling van de high pivot kan verklaren, is het verschijnen van de aandrijvingen met 1 kettingblad, die nu alomtegenwoordig zijn. We weten echter dat de wereld van het mountainbiken soms vatbaar is voor rages die slechts van korte duur zijn. Dus, is de high pivot gewoon een trend of een terechte technische keuze? Wij zullen trachten te begrijpen wat de “high pivot” zo speciaal maakt.

De liggende achtervork

Op zichzelf betekent de term “hoog draaipunt” niet veel omdat deze term zo vaag is. Om stap voor stap verder te gaan, laten we eerst zien wat een draaipunt is.
De term “draaipunt” verwijst naar de as waaromheen het achterwiel beweegt wanneer de schokdemper wordt ingedrukt. Voorbeeld met een Cannondale Jekyll: bij de versie 2017-2021 (hierboven) is het achterwiel rechtstreeks verbonden met de driehoek van de boven-, onder- en zitbuis en draait deze rond een as die zich boven de trapas bevindt. In dit geval wordt het een vast draaipunt genoemd, hierbij vormt de baan van het achterwiel een boog.

Bij het nieuwe model (lees de test hier) heeft de Amerikaanse firma besloten over te schakelen naar een virtueel scharnierpunt door te kiezen voor een 4 bar linkage architectuur. Het draaipunt bevindt zich dan op het snijpunt van de assen van de link en aangezien het achterwiel niet rechtstreeks met de voorste driehoek is verbonden, is de baan van het wiel niet noodzakelijk een cirkelboog. Je begrijpt nu dat een kinematica die “hoog draaipunt” wordt genoemd, niets anders is dan een klassieke kinematica waarbij het draaipunt is verhoogd. Er bestaat echter geen regel of norm om de hoogte van een draaipunt te meten en fietsen in te delen als “klassiek draaipunt” of “hoog draaipunt”. Gelukkig kunnen we ze iets nauwkeuriger benamen aan de hand van het traject van het achterwiel.

Door het draaipunt hoger te plaatsen dan normaal, beweegt het achterwiel weg van zijn oorspronkelijke positie. Wanneer de achtervering wordt ingedrukt beweegt het wiel naar achter. Om een idee te krijgen van de omvang van deze terugslag, hebben wij gegevens van een aantal high pivot fietsen van verschillende fabrikanten verzameld. Deze waarden kunnen variëren naargelang de grootte van de fiets.

Het is opmerkelijk dat bij fietsen met een vast draaipunt zoals de Deviate Highlander, de Forbidden Druid of de Forbidden Dreadnought, het wiel steeds naar achteren gaat. Bij fietsen met een virtueel draaipunt, zoals de Cannondale Jekyll, GT Force of Kavenz VHP 16, beweegt het wiel aan het eind van de slag iets naar voren. Het zou interessant geweest zijn om dezelfde grafiek te maken voor fietsen met een “klassiek” draaipunt, maar fabrikanten delen deze gegevens zelden mee.

Waarom het wiel naar achter laten bewegen?

Omdat een animatie beter is dan een lange monoloog, zetten we hier twee fietsen tegenover elkaar, de ene met een “klassiek” draaipunt ter hoogte van het kettingblad en de andere met een hoog draaipunt. Beide fietsen komen hetzelfde obstakel tegen aan dezelfde snelheid. Let op, we houden geen rekening met het door het obstakel veroorzaakte snelheidsverlies, we concentreren ons enkel op het traject van het achterwiel.

We merken dat het achterwiel van de high pivot fiets er langer over doet om op de rots te klimmen. Het is het wieltraject dat dit mogelijk maakt, en vertaald in rij-gevoel, geeft dit een minder brutale schok omdat het wiel niet direct op het obstakel “botst”. Dit is het tegenovergestelde van een fiets met een klassiek scharnierpunt dat zeer snel stijgt. Een ander voordeel is dat het wiel de steen “absorbeert” in plaats van hem te “raken”, dit zorgt ervoor dat de snelheid beter wordt behouden. Dit achterwaartse traject heeft ook gevolgen voor de geometrie. De lengte van de liggende achtervork, d.w.z. de afstand tussen de as van het achterwiel en de trapas, wordt namelijk langer. Omgekeerd neemt het front center, dat is de afstand tussen de voorwielas en de trapas, af naarmate de vork door zijn veerweg gaat. Hoe meer de stuurhoek wordt gekanteld, hoe groter de verkorting.

High pivot en geometrie

Bij mountainbiken ligt het zwaartepunt van de rijder meestal boven de trapas, lichtjes verschoven naar het voorwiel. Door de lengte van de liggende achtervork en het front center te kennen, kan je een idee krijgen van de massa die door elk wiel wordt gedragen. Als algemene regel geldt dat 65% van de massa van de rijder wordt gedragen door het achterwiel en 35% door het voorwiel.
Op een fiets met een laag draaipunt wordt de liggende achtervork over het algemeen korter als je een klap absorbeert (hoewel het in de eerste paar millimeter van de slag kan toenemen). Het front center daalt gestaag. Bovendien, als de demper meer wordt samengedrukt dan de vork (landing op het achterwiel,…), zal de verkorting van de liggende achtervork ten opzichte van het front center de door het achterwiel gedragen massa vergroten. Het voorwiel zou dan ontlast worden en de rijder zou het risico lopen grip te verliezen.
Als we het vorige scenario herhalen bij een high pivot fiets, compenseert de verlenging van de liggende achtervork (niet volledig, maar tot op zekere hoogte) de vermindering van het front center en blijft de wielbasis van de fiets dezelfde waardoor de vermindering in stabiliteit tot een minimum wordt beperkt. Het vermindert ook het risico dat het zwaartepunt naar achteren toe uit balans raakt en dat de controle over het voorwiel verloren wordt. We willen erop wijzen dat veel fabrikanten die een high pivot fiets aanbieden, de lengte van de liggende achtervork aanpassen aan de framemaat. Dit is het geval bij de Cannondale Jekyll, Forbidden Druid, Trek Session, Deviate Highlander…

Wat met het extra kettingwieltje?

Men zou geneigd kunnen zijn te zeggen dat een high pivot fiets herkenbaar is aan zijn poelie geleider. Natuurlijk, zoals bij elke regel, zijn er uitzonderingen. De GT RTS is er één van. Deze XC-fiets, die begin jaren 90 op de markt kwam, had een hoog draaipunt zonder tussenas en GT presenteerde hem als volgt: “De anti-squat van de GT RTS houdt de achterkant stijf door druk uit te oefenen op de pedalen. Of je nu een heuvel trotseert of sprint naar de finish, de vering is vergrendeld […]. Wanneer het achterwiel een obstakel raakt met een kracht die groter is dan de kracht die op de ketting wordt uitgeoefend, wordt de vering geactiveerd en wordt het terrein geabsorbeerd”.

Laten we onze high pivot fiets nemen waarbij de ketting rechtstreeks van het kettingblad naar de cassette loopt.

Wanneer de schokdemper in stilstand wordt samengedrukt, wordt de afstand tussen de cassette en het kettingblad groter naarmate het wiel achteruit beweegt. De ketting is echter niet verlengbaar. In dit geval trekt de ketting aan de cassette en de cassette drijft de freewheelbody aan dat met het wiel is verbonden. Omdat we stilstaan, kan de cassette niet verder draaien en dus trekt de ketting aan het kettingblad en dwingt hem achteruit te draaien. Dit heet (pedal) kickback. Tijdens het rijden is het fenomeen iets anders. Om kickback in een compressie te krijgen, moet de rotatie van de cassette, veroorzaakt door de ketting, sneller zijn dan de rotatie van het wiel. Als dit het geval is, zal het kettingblad tegen de wijzers van de klok draaien, net als in stilstand.

Bij een downhill- of endurofiets beweegt het wiel veel meer naar achteren dan bij de GT RTS, die slechts 56 mm veerweg had. De resulterende rotatie van het kettingblad is dus veel groter en de kickback wordt ook groter totdat deze buitensporige waarden bereikt. Een fiets met veel kickback betekent dat je veel onaangename feedback in de voeten van de rijder krijgt of, als de rijder de schok absorbeert, een ophanging die blokkeert omdat de ketting niet beweegt en niet kan verlengen. Om dit tegen te gaan, wordt het bovenste deel van de ketting met een extra kettingwieltje (idler pulley) geleid, zodat de ketting langer wordt.

Wanneer de vering wordt ingedrukt, verandert de baan van de ketting en wordt hij iets korter, wat de verlenging van de liggende achtervork volledig (of bijna volledig, afhankelijk van de fiets) compenseert. De positie van het extra kettingwieltje is cruciaal. Het vermindert niet alleen de kickback, maar bepaalt ook gedeeltelijk de anti-squat. In de regel wordt dit dicht bij het hoofddraaipunt geplaatst.

Zou tegenwoordig een high pivot XC-bike mogelijk zijn ?

Het hoge scharnierpunt, dat vooral aanwezig is op downhill-, enduro- en trailfietsen, lijkt niet echt interessant te zijn voor crosscountry. Momenteel hebben XC-fietsen een gemiddelde veerweg van 100mm. Dat is twee keer zoveel als de GT RTS en het gebruik van een idler pulley zou bijna onvermijdelijk zijn. Bovendien zorgt dit extra kettingwieltje voor een paar extra schakels en voor extra gewicht en wrijving, wat de trapefficiëntie vermindert. Het is dus begrijpelijk dat dit systeem niet past bij de eisen van de discipline…

Minpunten?

Na deze mooie pitch zou je denken dat de high pivots in alle opzichten perfect zijn, maar er zijn een paar problemen. Afgezien van het feit dat de aandrijving zwaarder is en er soms een lawaaierige idler pulley nodig is, kunnen deze fietsen enige gewenning vragen voor de rijder. De grotere liggende achtervork kan storend zijn bij het aanzetten van een bunny hop, en terwijl de terugslag van het achterwiel een voordeel is op snelle, ruwe afdalingen, is dat minder het geval op langzame, bochtige stukken. Sommigen zullen zeggen dat deze fietsen tekortschieten aan dynamiek en reactievermogen bij lage snelheden, anderen zullen het zien als een kans om hun rijgedrag aan te passen.

Ten slotte kan ook het trapgedrag worden beïnvloed, zelfs zonder de extra wrijving mee te rekenen. Je kunt fietsen krijgen met een vrij lage anti-squat, wat betekent dat ze gemakkelijk pompen zoals de nieuwe Jekyll. Dit is echter geen vaste regel en andere fietsen met een hoog draaipunt hebben een veel hogere anti-squat dan gemiddeld, zoals de Kavenz VHP 16 of de Eminent Drive. Het is belangrijk om in gedachten te houden dat deze fietsen vaak ontwikkeld zijn voor downhill. Dynamiek op flow trails, trapefficiëntie of speelsheid zijn niet de belangrijkste aandachtspunten.

Te onthouden

De term “high pivot” is redelijk vaag. Door veel fietsen onder één noemer te brengen, kan de indruk worden gewekt dat deze fietsen hetzelfde gedrag en dezelfde prestaties zullen vertonen, terwijl ze door de keuze van de ophangingsarchitectuur (monopivot of virtual pivot) ook heel verschillend kunnen zijn. Daarom is het belangrijk het woord “high” te kwalificeren (hoeveel millimeter boven het kettingblad wordt als hoog beschouwd?), en te bedenken dat – ook al hebben deze fietsen enkele kenmerken gemeen – dit niet alles is. Bovendien kan door het gebruik van een virtueel draaipunt het draaipunt veranderen van “hoog” aan het begin van de slag tot “laag” aan het eind, waardoor het de interpretatie van dit ontwerp nog ingewikkelder wordt. Zoals altijd kan alleen een praktijktest en een grondige analyse van elke fiets het gedrag ervan echt beoordelen.