Waarom de Supercaliber Gen 2 onze meest racewaardige bike ooit is
Kijk mee met de technici van Trek Performance Research terwijl ze de prestatieverbeteringen van de Supercaliber meten om te bewijzen hoeveel beter de fiets rijdt. Dit deden ze met behulp van een ongekende reeks testen die nog niet eerder zijn toegepast in de fietsindustrie. Met uitgebreide laboratorium- en trailtesten leveren ze de kennis die nodig is om deze forse beweringen te toetsen. Ze laten zien dat de tweede generatie van de Supercaliber niet alleen comfortabeler en efficiënter is dan zijn voorganger, maar ook efficiënter is dan een hardtail.
Voor de Supercaliber Gen 2 hebben de Trek MTB-ingenieurs het unieke IsoStrut-ontwerp verder doorontwikkeld om rijders aanzienlijk meer efficiëntie, controle en comfort te geven.
In één oogopslag is te zien dat de 33% extra veerweg van de Supercaliber een grotere totale asbeweging mogelijk maakt. We hebben het dan zowel over de compressie als de extensie vanuit de sag-positie, waardoor er meer ruimte is om de demper verder omhoog te duwen bij impacts en verder naar beneden te laten uitveren bij diepe geulen en kuilen na hobbels. Verder heeft de Supercaliber Gen 2 een 18% grotere hefboomverhouding waardoor de demper gevoeliger is en de wrijving in de afdichting gemakkelijk wordt overwonnen. Ten slotte hebben de technici van Trek en Rock Shox nauw samengewerkt om de compressidemping te verfijnen. Het resultaat is een wedstrijdgerichte balans tussen trapefficiëntie en terreinrespons, terwijl de grotere veerweg zorgt voor een snellere rebound waardoor het achterwiel aan de trail gekleefd blijft.
Rijders zullen merken dat ze met minder inspanning harder kunnen rijden (meer efficiëntie), meer tractie hebben (meer controle) en een soepeler rijgevoel ervaren (meer comfort). Om deze prestatievoordelen te illustreren, hebben de ingenieurs van Trek Performance Research een ongekende hoeveelheid tests uitgevoerd, zowel in het lab als op de trails.
Elke crosscountry-rijder weet dat trapefficiëntie over wortels en rotsen het allerbelangrijkst is. Vering speelt een cruciale rol bij het behouden van het voorwaartse momentum, het contact tussen band en bodem en het verminderen van oncomfortabele en storende bewegingen van het frame. Kortweg komt het erop neer dat goede vering tegelijkertijd de efficiëntie, de controle en het comfort verhoogt.
Lab versus trail
De trapefficiëntie van de Supercaliber op ruw terrein is getest op de (fiets)loopband van het Trek Performance Research Lab. Daar kunnen we lijnkeuze en stuurbewegingen uitsluiten en tegelijkertijd de temperatuur, snelheid en het terreinprofiel nauwkeurig in de gaten houden. Om het terreinprofiel te ontwikkelen, reden we eerst op de Trek Trails met een dempersensor om de activiteit van het veersysteem te meten op het worteltapijt van de trail. Met behulp van deze data hebben we het profiel van de loopband aangepast aan de veringsactiviteit die we hebben geregistreerd op de trail.
Efficiëntie
Gemeten met een metabolisch masker
Nadat we het oppervlak van onze loopband hadden aangepast aan de trail, hebben we een VO2 Master metabolisch masker gebruikt om de totale systeemefficiëntie van de rijder en de fiets te meten voor de Supercaliber Gen 2, Supercaliber Gen 1 en een hardtail. Dit masker meet het zuurstofgebruik van de fietser. Dat is een maat voor de totale energie die de rijder verbruikt.
Waarom we niet alleen vertrouwen op een vermogensmeter voor efficiëntievergelijkingen Vermogensmeters houden alleen rekening met de energie die wordt gebruikt om de fiets voort te bewegen en verwaarlozen de inspanningen van de rijder om voortdurend schokken te absorberen en de fiets onder controle te houden op ruw terrein. Het meten van het zuurstofgebruik is daarom de beste manier om te bepalen welke fiets het snelst is.
Om een consistente en bruikbare meting van het zuurstofverbruik te verkrijgen, hebben we testruns van 5 minuten uitgevoerd met een snelheid van 16 km/u op 60% van het functionele drempelvermogen van de rijder. Dat komt overeen met een flinke duurinspanning. Door de data nauwkeurig uit te kammen, konden we de stabiliteit van onze primaire meetwaarde (zuurstofconsumptie) garanderen en konden we ook de secundaire variabelen (zoals hartslag en trapkracht) constant houden waardoor we konden vaststellen dat er geen vermoeidheid optrad. Voor nog meer consistentie werden de dempers ingesteld op dezelfde 29% sag en verder afgesteld zoals door de fabriek is aanbevolen in de Trek Suspension Calculator.
Genoeg over de protocollen. Laten we naar de resultaten kijken
Uit onze tests onder deze omstandigheden bleek dat de Supercaliber Gen 2 ruim 6% efficiënter was dan de Supercaliber Gen 1 en 23% efficiënter dan een hardtail op hetzelfde parkoers.
Comfort
Gemeten via 3D-bewegingsregistratie
De Supercaliber Gen 2 kwam als meest efficiënte fiets uit het onderzoek naar voren omdat het verbeterde IsoStrut veersysteem het soepelste rijgedrag heeft. Op ruw terrein betekent dit dat oneffenheden worden geabsorbeerd (veerbeweging) en de energie wordt afgevoerd (schokdemping) zodat er zo min mogelijk beweging wordt doorgegeven aan de contactpunten van de fiets (stuur, pedalen en zadel). Deze schokabsorptie reduceert de neiging van de rijder om spierenergie te gebruiken om de schokken op te vangen en de controle te behouden. Natuurlijk is de soepelste fiets ook de comfortabelste om te rijden.
Om deze effecten te onderzoeken, is met een serie van twaalf 3D-camera’s nauwkeurig de beweging gevolgd van alle markeringen die over de hele fiets en het lichaam van de rijder waren aangebracht, waarbij de gegevens met een snelheid van 360 beelden per seconden werden vastgelegd. Van elke fiets hebben we 60 ronden geregistreerd op de (fiets)loopband waarbij inconsistenties tussen de ronden werd geminimaliseerd door uit alle data één gemiddelde ronde te berekenen.
We hebben ons eerst gericht op het gebied rond de bottom bracket waar de benen de eerste mogelijkheid hebben om verticale beweging te absorberen en een efficiënte pedaalslag te behouden. Zoals we in de bovenste grafiek zien, vermindert de Supercaliber Gen 2 de verticale beweging van het chassis ter hoogte van de trapas met maar liefst 15%. Dat betekent dat de rijder veel minder klappen via zijn voeten krijgt waardoor hij meer energie in het trappen kan steken in plaats van het stabiliseren van zijn lichaam.
Daarna hebben we gekeken naar de relatieve beweging tussen het zadel en het bekken (heiligbeen) van de rijder. Dit getal zou idealiter nul moeten zijn, afgezien van de cyclische beweging tijdens het trappen. Meer schommelingen in de afstand tussen zadel en bekken zou betekenen dat de fiets de rijder via het zadel omhoog duwt, of dat de rijder zijn benen gebruikt om boven het zadel te zweven. In beide gevallen is er sprake van minder efficiënt trappen. In de onderste grafiek is zichtbaar dat de tweede generatie van de Supercaliber 22% minder relatieve zadel-bekken-beweging vertoonde dan zijn voorganger.
Controle
Gemeten met een hogesnelheidscamera
Je kunt alleen hard rijden als je de controle houdt over de fiets. Een belangrijke rol van het veersysteem is om de banden aan de golvende ondergrond te laten kleven waardoor de tractie en controle toenemen. Daarnaast betekent meer tractie ook een efficiëntere krachtoverdracht om de fiets voorwaarts te bewegen.
In deze video wordt een vergelijking gemaakt tussen de asbeweging van de Supercaliber Gen 2 (blauw) en de Supercaliber Gen 1 (oranje). Wanneer de asmarkeringspunten over elkaar heen worden gelegd, zien we dat de Gen 2 een snellere en meer gecontroleerde beweging van het achterwiel gaf en de tractie na een impact sneller werd hersteld.
Veeractiviteit
Gemeten met een dempersensor
Om te begrijpen waarom de Supercaliber Gen 2 efficiënter, comfortabeler en beter te controleren is, hebben we de IsoStrut uitgerust met een lineaire potentiometer om de demperverplaatsing 5000 keer per seconde te meten. Na het nodige rekenwerk kwamen we uit op deze grafiek met het ‘veringsgebruik’ bij de achteras. Dit gaf ons een compleet beeld van hoe de veer en de demper samenwerken om beweging van het wiel mogelijk te maken tijdens identieke rijomstandigheden. In dit overzicht zien we dat het nieuwe IsoStrut-ontwerp van de Supercaliber Gen 2 ervoor zorgde dat de vering aanzienlijk actiever was in dit rijscenario, waardoor het achterwiel 68% verder en 71% sneller kon bewegen. Dit betekent meer compressie en meer extensie ten opzichte van de sag-positie en dat is essentieel voor zowel het absorberen van schokken als het volgen van de ondergrond (tractie).
Tot nu toe hebben we de prestaties tijdens het rijden op ruw terrein onderzocht en dat is zeker een belangrijke factor tijdens crosscountry-racen. Maar moderne crosscountry-parkoersen zijn ook steeds meer gebouwd voor fietsen waarmee je probleemloos over technische elementen en rotsachtige afdalingen kunt scheuren. Om te onderzoeken hoe de Supercaliber Gen 2 zou presteren op dit soort terrein, hebben we de laboratoriumjassen omgewisseld voor beschermende fietskleding en zijn het bos ingedoken.
Terug naar de trail
Op de mountainbikeroutes achter het Trek hoofdkantoor hebben we een rotsachtige afdaling opgezocht waarvan we de topologie nauwkeurig in kaart hebben gebracht met een 3D-laserscanner met hoge resolutie. Deze rotsafdaling was ongeveer 8 meter lang, liep 15% naar beneden en had meerdere hobbels en drops van 18 cm diep.
Comfort en efficiëntie
Gemeten via 3D-bewegingsregistratie
Met behulp van enorme statieven, speciale boombevestigingen en honderden meters kabel, hebben we de proefopstelling van onze twaalf 3D-bewegingscamera’s uit het lab nagebouwd in het bos. Met deze baanbrekende testtechnieken konden we de beweging van de fiets en de positie op de trail nauwkeurig reconstrueren.
Omdat de trail een minder gecontroleerde omgeving is dan het lab, hebben we er alles aan gedaan om de variabele factoren zoals beginsnelheid en lijnkeuze zoveel mogelijk te beperken. Dankzij de 3D-tracking van de fiets tijdens meerdere runs, konden we bruikbare vergelijkingen maken door deze factoren te meten en vergelijkbare runs samen te voegen. Uiteindelijk hebben we met elke fiets 5 runs geanalyseerd met een gemiddelde beginsnelheid van 21 km/u (met een standaardafwijking van +/- 0,7 km). Met behulp van markeringen op zowel de fiets als de trail, hebben we voor elke fiets berekend dat de laterale startpositie bij het begin van de trail minder dan 10 cm afweek.
Door alle bewegende delen van de Supercaliber Gen 2 apart te volgen, konden we naar verschillen zoeken op alle dimensies zoals zijdelings wegspringen, gebruik van de veerweg, voorwaartse progressie, rijcomfort, het volgen van de bodem, enzovoort. In de volgende video laten we zien hoe de achteras werd gevolgd ten opzichte van het trailoppervlak (dat met een laser was gescand) en vervolgens projecteren we ter vergelijking de asbewegingen van alle runs over elkaar.
Door het volgen van de achteras en het chassis konden we de exacte positie en snelheid van de fiets in de ruimte bepalen. We konden moeilijk dezelfde analyse herhalen die we voor de loopband hadden gebruikt vanwege kleine variaties in de rijlijnen en minder herhalingen in vergelijking met de loopband. Maar door de data op een andere manier te benaderen, bleken de trends wel dezelfde richting op te wijzen. Opnieuw werd duidelijk dat de Supercaliber Gen 2 het uitstekend deed door het rijgedrag te versoepelen, zodat de rijder meer energie overhield om in een later deel van de trail op de pedalen te blijven stampen.
De Supercaliber Gen 2 hield ook meer momentum vast over de obstakels, zoals goed te zien was op een aparte rots aan het einde van de run. Als we kijken naar alle fietsen die over deze rots reden, was duidelijk dat het superieure veersysteem van de Gen 2 de impact afzwakte zonder snelheid te verliezen. We zagen minimale variatie in snelheid over dezelfde afstand en minder snelheidsverlies over het hele traject in vergelijking met de Supercaliber Gen 1 en de hardtail.
Controle
Gemeten met een hogesnelheidscamera
Met behulp van een hogesnelheidscamera kunnen we nauwkeurig de asbeweging volgen en de tractie meten terwijl de band het contact met de trail verliest en weer oppakt. Met behulp van een schuifrailsysteem, een slimme techneut en heel veel foute pogingen, waren we uiteindelijk in staat om een close-up te maken van de bewegende IsoStrut in actie, terwijl we met een vast statief laag bij de grond een gekalibreerd bewegend 2D-beeld konden maken.
Zoals we in de video hebben gezien, blijft het achterwiel van de Supercaliber Gen 2 het terrein veel beter volgen en krijgt het wiel veel sneller weer grip na grote drops en zware impacts. Bij de twee grootste drops in de video, hervond de Supercaliber Gen 2 tussen de 14 en 50% sneller grip dan de overige testfietsen. Beter contact met de trail betekent meer controle tijdens remmen en sturen.
Veeractiviteit
Gemeten met een dempersensor
De bron van deze prestatiewinst is de nieuwe IsoStrut-vering, die we opnieuw hebben uitgerust met een lineaire sensor. Net als in het laboratorium hebben we de demperbeweging gemeten tijdens het gebruik van de vering. We zagen dat de Supercaliber Gen 2 actiever was tijdens trailafdalingen met 40% diepere en 31% snellere demperbewegingen in vergelijking met de Gen 1-fiets. Belangrijk is dat er zowel boven als onder het dynamische sag-punt een grotere beweging zichtbaar was. Dat duidt op een significante toename van zowel het impactvermogen als de tractie om de ondergrond te volgen. Sterker nog, de Supercaliber Gen 2 kon verder inveren dan de maximale veerweg (bottom-out) van de Gen 1 en had nog steeds ruimte voor grotere impacts en landingen.
Samenvatting
Over de auteurs
Paul Harder is hoofdingenieur R&D bij Trek Bicycle. Sinds hij in 2007 zijn mastertitel in Mechanical Engineering behaalde aan de University of Wisconsin in Madison, heeft hij zijn carrière toegespitst op het verbeteren van jouw fietsritten door wetenschap en innovatie.
Dr. Wendy Ochs is onderzoeksingenieur op het gebied van biomechanica bij Trek Bicycle. Ze heeft haar doctoraat in Biomedical Engineering behaald aan de University of Wisconsin in Madison.
Kyle Russ is hoofdingenieur biomechanica en bestudeert sinds 2011 voor Trek Bicycle de interactie tussen fiets en fietser. Zijn passie voor het doorgronden van de menselijke bewegingen en de fysiologie van fietsers begon tijdens zijn masterstudie aan de Ohio State University.