COMO FUNCIONAM AS MOUNTAIN BIKES

Introdução Se você já participou de uma trilha de bicicletas provavelmente já viu todos os tipos de modelos. No artigo Como funcionam as bicicletas, você obtém as informações básicas sobre as bicicletas. Já neste artigo, vamos conhecer as mountain bikes e a tecnologia que existe por trás delas, como por exemplo: Novas marchas (algumas bicicletas chegam a 27) avanços na tecnologia da roda motriz que facilita a mudança de

marchas alavancas de câmbio automático suspensão traseira e dianteira novos designs e materiais novos freios, inclusive freios a disco hidráulicos

As mountain bikes são muito populares e têm uma tecnologia muito interessante

Neste artigo, vamos conhecer toda essa moderna tecnologia. Vamos começar pelas marchas. Marchas As mountain bikes têm cada vez mais marchas. Algumas chegam a ter 27relações de engrenagem. As mountain bikes utilizam uma combinação de três tamanhos de roda motriz na parte dianteira e nove na parte traseira para criar estas relações de marchas.

A idéia de ter todas estas marchas é que o ciclista pedale em um ritmo constante (cadência), não importando o tipo de inclinação em que a bicicleta esteja. Você pode entender isto imaginando uma bicicleta que possui apenas uma marcha. Nela, cada vez que você faz uma volta no pedal, a roda traseira também faz uma volta (relação de engrenagem 1:1). Se a roda traseira tem 66 cm de diâmetro, então em uma marcha 1:1, uma revolução do pedal faz com que a roda percorra 207 cm. Se você pedalar numa cadência de 50 RPM, a bicicleta pode percorrer 103 metros por minuto. Isso equivale a 6,2 km/h, que é a velocidade de uma pessoa andando. É uma ótima velocidade para subir uma ladeira íngreme, mas não é recomendada para descidas ou pedaladas em um chão plano. Para andar mais rápido, você precisa de uma engrenagem diferente. Por exemplo, para descer uma ladeira a 40 km/h em uma cadência de 50 RPM, você precisa de uma relação de engrenagem de 6:5:1. Uma bicicleta com muitas marchas dá uma quantidade maior de incrementos entre uma relação de marcha 1:1 e 6:5:1 para que se consiga pedalar a 50 RPM (ou qualquer cadência que seja mais confortável pra você), não importando a velocidade da bicicleta. O câmbio O câmbio é um dispositivo que muda as marchas movendo a corrente de uma roda motriz para a outra. Existem dois câmbios: um na parte traseira e outro na parte dianteira. A maior relação (aquela em que a bicicleta anda mais rápido) é produzida quando a corrente está na maior roda motriz, na frente; e na menor, atrás. A menor relação (é mais fácil para subir ladeiras, mas a velocidade da bicicleta é muito pequena) é produzida quando a corrente está na menor roda motriz na frente, e na maior, atrás.

Câmbio traseiro O câmbio traseiro tem duas funções principais: manter a tensão da corrente e mudar as marchas.

O câmbio traseiro

Ele ajusta a posição para manter a tensão na corrente, não importando a marcha em que você está. Se a corrente estiver na maior roda motriz dianteira e traseira, mais corrente é enrolada em volta das rodas motrizes e o câmbio fica com menos folga para trabalhar. Se a corrente está nas menores rodas motrizes dianteiras e traseiras, o câmbio pode trabalhar com mais folga.

Como o câmbio lida com a folga na corrente O câmbio traseiro muda as marchas movendo a parte inferior da corrente de um lado para o outro. Quando se pedala a bicicleta, a parte superior da corrente está tensa. A força das pernas pedalando a deixa firme. Esta parte da corrente é que transmite a força das rodas motrizes dianteiras para as rodas motrizes traseiras. A parte inferior da corrente fica com uma leve tensão devido à ação do câmbio traseiro. Como a parte inferior da corrente não está com muita carga, o câmbio pode mover a corrente para outra roda motriz mesmo que se esteja pedalando com força.

Uma das rodas motrizes traseiras, perceba as "rampas" na roda motriz que auxiliam na mudança de marchas

A tecnologia de roda motriz facilitou a mudança de marchas mesmo quando a carga é pesada. A roda motriz na figura acima é uma das nove rodas motrizes traseiras. Alguns dentes são mais curtos e mais largos do que outros. Estes dentes agarram a corrente durante a mudança e a colocam de volta na roda motriz. A roda motriz também tem "rampas", fendas laterais especiais que ajudam a puxar a corrente para dentro dela. Câmbio dianteiro O câmbio dianteiro move a corrente por entre as três rodas motrizes frontais. Ao contrário do câmbio traseiro, o câmbio dianteiro move a parte superior da corrente, que fica sob tensão quando se pedala. Isso significa que, para mudar as rodas motrizes frontais, é preciso pedalar mais leve.

O câmbio dianteiro

Algumas rodas motrizes frontais também utilizam um design inteligente para fazer mudanças de marcha quando se está pedalando forte. A roda motriz na foto abaixo é o centro das três rodas motrizes frontais. Perceba as pequenas saliências que saem dos lados da roda motriz. Elas puxam a corrente para dentro da roda. Assim como as rodas motrizes traseiras, esta roda motriz dianteira tem rampas que ajudam a puxar a corrente para cima.

Uma das rodas motrizes dianteiras. Ela também tem "rampas" e pequenas saliências que ajudam a mudar as marchas.

Agora vamos ver como todas essas marchas são usadas. Usando as marchas Em uma mountain bike de 27 marchas, cerca de seis das relações de marchas são tão próximas umas às outras que não seria possível notar a diferença entre elas. Mas por que toda essa preocupação com as velocidades? Geralmente, os ciclistas tendem a escolher uma roda motriz compatível com a inclinação em que eles estão andando. É difícil mudar a roda motriz dianteira, é muito mais fácil mudar as marchas da traseira. Se os ciclistas estão subindo uma ladeira, provavelmente vão escolher a menor roda motriz frontal e vão alternar entre as nove marchas disponíveis na parte traseira. É possível fazer isso sem deixar de pedalar forte. Ter mais velocidades na roda motriz traseira pode ser uma vantagem.

Alavanca O design da alavanca de mudança de marchas reconhece o ponto da mudança para manter uma cadência constante. Isso significa que na maior parte do tempo, será necessário fazer pequenos ajustes na marcha para aumentar ou diminuir sua cadência. As alavancas frontais e traseiras são equipadas com interruptores que aumentam ou diminuem uma marcha de cada vez.

O interruptor na parte superior muda para a roda motriz maior e o interruptor na parte inferior muda para a roda motriz menor

Cada alavanca de câmbio ajusta o cabo que determina a posição do câmbio. Tanto o câmbio traseiro quanto o dianteiro contêm molas fortes que as forçam para um lado ou para o outro. A alavanca da marcha empurra estas molas para mover o câmbio para um lado ou deixa a mola puxar o cabo para movê-lo para outra direção. Agora, vamos conhecer o sistema de suspensão da moutain bike. Suspensão Muitas bicicletas têm sistemas frontais e traseiros de suspensão. A suspensão possibilita que as rodas absorvam pequenos solavancos ao mesmo tempo em que mantém os pneus em contato com o chão para manter o controle. Além disso, ajuda o ciclista e a bicicleta a absorverem grandes choques quando aterrisam de um pulo.

Uma bicicleta de corrida downhill

Tanto a suspensão frontal quanto a traseira possuem dois elementos essenciais: uma mola e um damper. Estes componentes também são conhecidos como absorvedores de choque.

Mola A mola permite que a suspensão se mova para cima quando a roda sofre um solavanco e volte para a posição original quando o solavanco é superado. A mola pode ser uma serpentina de aço, como a maioria das molas que conhecemos, ou pode ser um cilindro com ar pressurizado. Em qualquer um dos casos, quanto mais comprimida estiver a mola, mais força é necessária para comprimi-la, e é exatamente disso que precisamos para uma suspensão de mountain bike.

Damper Se a suspensão fosse equipada somente com uma mola, ela iria quicar diversas vezes depois de um solavanco. Quando a suspensão é comprimida por um solavanco, o sistema precisa dissipar a energia armazenada na mola. O damper é um dispositivo que dissipa a energia e controla os ricochetes da suspensão. O damper absorvedor de choque de uma mountain bike. Ele bombeia óleo por meio de pequenos buracos ao mesmo tempo em que o pistão se move para cima e para baixo. O tipo mais comum de damper é cheio de óleo. Ele é utilizado em suspensão de carros e bicicletas. Quando o absorvedor de choque é comprimido, o pistão força o óleo a passar por um pequeno buraco, chamado orifício. É necessária energia para forçar o fluido a passar pelo orifício e essa energia é convertida em calor no óleo. O interessante sobre os dampers é que eles dissipam mais energia e oferecem mais resistência ao movimento quanto mais rápido se comprime o absorvedor de choque.

Quando o absorvedor de choque se comprime rapidamente, um volume maior de fluido tem que passar pelo orifício, então, mais pressão é necessária para forçar o fluido. Isso gera duas coisas: o aumento da flexibilidade da suspensão (porque a pressão resiste ao movimento do absorvedor de choque) e dissipação maior de energia. Desenvolver um bom absorvedor de choque é, em parte, achar um bom equilíbrio entre a taxa da mola (firmeza) e o damper. Por esse motivo, muitos absorvedores de choque tem taxas de firmeza e damping ajustáveis. Algumas molas de ar comprimido podem ser ajustadas aumentando ou diminuindo a pressão do ar. Vamos ver como o damper é incorporado em uma suspensão de mountain bike.

Suspensão dianteira O tipo mais comum de suspensão dianteira é o garfo de suspensão. Ele funciona como a suspensão dianteira em uma motocicleta.

Um garfo de suspensão de mountain bike A parte inferior do garfo que segura a roda se encaixa nos tubos que conectam o garfo ao quadro. Dentro de cada tubo do garfo existe um absorvedor parecido com o que vimos no diagrama anterior. Quando o garfo se move para cima (a bicicleta passa por um solavanco), a mola se comprime e o pistão força o fluido através do orifício.

Suspensão traseira Existem muitos designs diferentes para as suspensões traseiras. A maioria deles utiliza um absorvedor de choque similar ao do diagrama, só que com uma mola maior. Em muitos casos, o design do quadro e das articulações é o que diferencia uma bicicleta da outra.

Algumas mountain bikes têm uma configuração de suspensão traseira com uma geometria similar a um quadro de bicicleta convencional

As suspensões traseiras geralmente precisam de molas maiores porque a geometria dá à roda uma vantagem mecânica sobre a mola. A roda traseira precisa se mover em 7,62 cm para que a mola e o absorvedor se comprima em 2,54 cm. Isso significa que a força no absorvedor é três vezes maior que a força no pneu. Na parte dianteira, existem dois absorvedores de choque, e a força em cada absorvedor é metade da força que empurra o pneu.

Algumas bicicletas têm a suspensão traseira parecida com a de uma motocicleta

O desenvolvimento da suspensão anda de mãos dadas com o desenvolvimento dos quadros. Quadros

As suspensões dianteiras e traseiras permitiram que as mountain bikes fossem usadas e muito bem exploradas em corridas de alta velocidade em montanhas e vales. O constante abuso dos sistemas de suspensão traseira mudou a concepção dos quadros das mountain bikes. Os quadros construídos somente com tubos de metal e alumínio foram substituídos por estruturas mais complexas.

Um quadro de bicicleta de tubo soldado O tubo arredondado não é o formato de design mais eficiente nos quadros de bicicletas. Ele é resistente nas direções verticais e horizontais, mas a força maior tende a vir da direção vertical. As vigas retangulares utilizadas na construção de uma casa podem suportar muito peso vertical sem que sejam muito dobradas, mas se isso acontecer, elas não suportam peso algum. Se o quadro for feito utilizando formas retangulares, mais altas do que largas, pode-se ganhar resistência na direção vertical, sacrificando a resistência horizontal (que não é necessária). Criar estas formas requer tecnologia avançada. Algumas destas peças são feitas através de uma técnica chamada "hydroforming". Neste processo, as lâminas ou tubos de metal são colocados dentro de formas, parecidas com moldes, e pressurizados com água. A pressão da água molda o formato do metal. Esta técnica permite a criação de formatos bastante complexos. Algumas bicicletas são feitas de fibra de carbono. Este é um material feito em mantas sobre formas de espuma. As mantas de fibra de carbono são colocadas sobre formas de espuma fixadas com pasta epóxi. O resultado é uma estrutura muito leve e resistente que pode ter quase qualquer formato. Esse quadro de estrutura não-circular torna possível alguns designs de suspensão traseira. Um exemplo é a suspensão parecida com a das motocicletas que não têm tubos verticais ligados ao quadro.

A seção principal do quadro desta bicicleta de corrida downhill é formada por duas peças de alumínio soldadas

Uma suspensão como a da figura acima dificilmente deixa espaço disponível para os freios convencionais. Esta é uma das razões pela qual as bicicletas usam freios a disco, como veremos na próxima seção. Freios Os freios das mountain bikes se desenvolveram muito nos últimos anos. O design mais comum é uma variação dos freios cantilever, encontrados na maioria das bicicletas.

Um freio de mountain bike comum Um cabo que sai da alavanca do guidão puxa ao mesmo tempo as duas alavancas do freio, pressionando as pastilhas de freio contra a parte externa da roda.

Algumas bicicletas, especialmente aquelas com sistemas de suspensão, usam freios a disco. Eles funcionam como os freios a disco em um carro.

Um freio a disco na roda traseira de uma mountain bike

A alavanca de freio usa fluido hidráulico para transmitir a força da sua mão para o freio. Um pequeno pistão, depois de pressionado, aplica pressão ao fluido na linha. Nas rodas, um pistão maior aperta as pastilhas contra o disco. Como esse pistão é maior, a força é multiplicada nas rodas. A alavanca contém um pequeno dispositivo que funciona como o cilindro mestre do freio do seu carro. Ele assegura uma quantidade suficiente de fluido no reservatório para ativar os freios, mesmo se as pastilhas estiverem gastas ou se o fluido expandir ou contrair, devido à temperatura.

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