- Innovation
- 24 Januar, 2024
- Trek
Die bahnbrechende Wissenschaft hinter dem Supercaliber Modernste Tests zeigen, warum das Supercaliber Gen. 2 das schnellste und leistungsfähigste Cross-Country-Bike von Trek ist.
Mit der überarbeiteten IsoStrut-Federung hebt das Supercaliber Gen. 2 die Effizienz, die Kontrolle und den Komfort im Cross-Country-Bereich auf ein neues Niveau. Damit können Fahrer:innen mit viel Power im Tank Anstiege hochfahren, technische Abfahrten meistern und aufs Podium fahren. Unsere Performance Research Ingenieure geben dir einen Einblick in die Labor- und Trailtests des neuen Supercaliber.
Die neue IsoStrut
Für das Supercaliber Gen. 2 haben unsere Mountainbike-Ingenieure die einzigartige IsoStrut-Konstruktion auf ein neues Level gehoben und damit Effizienz, Kontrolle und Komfort für die Fahrer:innen deutlich verbessert.
Auf den ersten Blick ist leicht zu erkennen, dass der um 33% gewachsene Federweg vom Supercaliber eine größere Gesamtbewegung der Achse ermöglicht. Dies umfasst sowohl das Einfedern als auch das Ausfedern aus der Durchhangposition, was mehr Raum zum Einfedern nach oben bei Stößen und mehr Raum zum Ausfedern nach unten in ausgefahrene Spurrillen und die Rückseite von Bodenwellen bietet. Darüber hinaus bietet das Supercaliber Gen. 2 ein um 18 % höheres Hebelverhältnis, wodurch der Dämpfer besser anspricht und die Reibung der Dichtungen leichter überwindet. Und schließlich haben die Ingenieure von Trek und RockShox in enger Zusammenarbeit die Druckstufendämpfung so abgestimmt, dass ein renntaugliches Gleichgewicht zwischen Pedaleffizienz und Ansprechverhalten im Gelände erleichtert wird, während der größere Federweg eine schnellere Zugstufenabstimmung ermöglicht, damit das Bike auf dem Trail kleben bleibt.
Für Fahrer:innen bedeutet das alles weniger Kraftaufwand, um schnell vorwärts zu kommen (mehr Effizienz), eine bessere Traktion zu haben (mehr Kontrolle) und ein ruhigeres Fahrgefühl (mehr Komfort). Um diese Leistungsvorteile zu verdeutlichen, haben die Ingenieure vom Trek Performance Research eine noch nie dagewesene Reihe von Tests im Labor und auf dem Trail durchgeführt.
Effizient durchs Gelände
Jeder und jede Cross-Country-Athlet:in weiß, dass die Effizienz beim Treten über Wurzeln und Felsen von größter Bedeutung ist. Die Federung spielt eine entscheidende Rolle, wenn es darum geht, den Vorwärtsdrang zu erhalten, den Reifen auf dem Boden zu halten und unangenehme und störende Fahrwerksbewegungen zu reduzieren. Kurz gesagt, eine gute Federung verbessert gleichzeitig Effizienz, Kontrolle und Komfort.
Labor trifft Trail
Die Effizienz des Supercaliber beim Treten durch unwegsames Gelände wurde auf dem Laufband des Trek Perfomance Research Labs getestet. So konnte die Wahl der Linie und die Varibialität des Fahrverhaltens vermieden und gleichzeitig Temperatur, Geschwindigkeit und Geländeprofil genau kontrolliert werden. Um das Geländeprofil zu erstellen fuhren die Tester zunächst mit einem Stoßsensor über Trails, um die Federungsaktivität auf einem wurzeligen Streckenabschnitt zu messen. Anhand dieser Daten konnte das Profil des Laufbandes auf die Federungsaktivität des Trails abgestimmt werden.
Unter diesen Bedingungen war das Supercaliber Gen. 2 um 6 % effizienter als das Supercaliber Gen. 1.
Komfort: Gemessen mit 3D-Bewegungserfassung
Das Supercaliber Gen. 2 wurde als das effizientere Bike bewertet, weil seine aktualisierte IsoStrut-Federung das sanfteste Fahrverhalten bietet. Auf unwegsamem Gelände bedeutet dies, dass Stöße absorbiert (Federung) und die Energie abgeleitet werden (Dämpfung), wodurch nur minimale Bewegungen auf die Kontaktpunkte des Bikes (Lenker, Pedale und Sattel) übertragen werden. Diese Stoßdämpfung verringert die Tendenz der Fahrer:innen, die Energie ihrer Muskeln zu nutzen, um Stöße zu absorbieren und die Kontrolle zu behalten. Und am Ende ist das sanfteste Bike auch das komfortabelste.
Um diese Effizienz zu erforschen, verfolgten zwölf 3D-Kameras präzise die Bewegung von Markierungen, die überall auf dem Bike und am Körper angebracht waren. Die Kameras erfassten Daten mit einer Rate von 360x pro Sekunde. Jedes Bike wurde für 60 Runden auf dem Laufband aufgezeichnet und Unstimmigkeiten zwischen den einzelnen Runden wurden durch die Bildung eines Durchschnittswerts minimiert.
Wir haben uns zunächst auf den Tretlagerbereich konzentriert, wo die Beine die erste Chance haben, die vertikale Bewegung zu absorbieren und einen effizienten Pedaltritt zu bewahren. Wie in der oberen Grafik zu sehen ist, hat das Supercaliber Gen. 2 die vertikale Bewegung des Rahmens am Tretlager um 15% reduziert. Das bedeutet, dass der Fahrer weniger Belastung durch seine Füße erfährt und mehr Energie in das Pedalieren statt in die Stabilisierung des Körpers stecken kann.
Zudem haben wir die relative Bewegung zwischen dem Sattel und dem Becken (Kreuzbein) des Fahrers untersucht. Abgesehen vom zyklischen Effekt des Pedaltritts sollte dieser Wert im Idealfall gleich Null sein. Eine größere Schwankung dieses Abstands zwischen Sattel und Becken deutet darauf hin, dass das Bike den Fahrer vom Sattel aus nach oben treibt oder dass der Fahrer seine Beine benutzt, um zu schweben und den Sattel sich bewegen zu lassen. Beides führt zu einer weniger effizienten Tretbewegung. Wie in der unteren Grafik zu sehen ist, wies das Supercaliber Gen. 2 eine um 22% geringere relative Sattel-Becken-Bewegung auf als sein Vorgänger.
Kontrolle: Gemessen mit einer Hochgeschwindigkeitskamera
Du kannst nur so schnell fahren, wie du das Fahrrad kontrollieren kannst. Eine der Hauptaufgaben der Federung besteht darin, den Reifen auf dem unebenen Boden zu halten und so die Traktion und Kontrolle zu verbessern. Außerdem bedeutet mehr Traktion auch eine effizientere Kraftübertragung, um das Bike vorwärts zu bewegen.
Im Video unten sehen wir einen Vergleich zwischen der Achsbewegung des Supercaliber Gen. 2 (blau) und des Supercaliber Gen. 1 (orange). Wenn man die Achsmarkierungen übereinander legt, sieht man, dass das Supercaliber Gen. 2 eine schnellere und gleichmäßigere Kontrolle über das Hinterrad hat und die Traktion nach Stößen schneller wiederherstellt.
Aktivität der Federung: Gemessen mit einem Stossdämpfersensor
Um zu verstehen, wie das Supercaliber Gen. 2 eine bessere Effizienz, Kontrolle und einen höheren Komfort erreicht, haben wir das IsoStrut mit einem linearen Potentiometer ausgestattet, welcher die Auslenkung des Dämpfers mit einer Rate von 5.000 Abtastungen pro Sekunde misst. Nach einigen Berechnungen erhielten wir dieses Diagramm des „Federungsnutzungsbereichs“ an der Hinterachse (siehe Bild unten), das uns ein vollständiges Bild davon vermittelt, wie die Feder und der Dämpfer des Dämpfers arbeiten. In dieser Überlagerung sehen wir, dass das neue IsoStrut-Design vom Supercaliber Gen. 2 in diesem Fahrszenario zu einer deutlich aktiveren Federung führt, die es dem Hinterrad ermöglicht, sich über einen 68% grösseren Bereich und 71% schneller zu bewegen. Dies beinhaltet mehr Kompression und Ausdehnung im Verhältnis zur Durchhangposition, was sowohl für die Absorption von Stössen als auch für die Bodenhaftung (Traktion) entscheidend ist.
Coasting through a harsh trail descent.
Kontrolliertes Abwärtsfahren in rauem Gelände
Bislang haben wir in unseren Tests die Leistung beim Treten in rauem Gelände untersucht. Das ist sicherlich ein wichtiger Faktor bei Cross-Country-Rennen. Moderne Cross-Country-Strecken belohnen jedoch zunehmend Bikes, die auch technische Elemente und felsige Abfahrten souverän bewältigen können. Um herauszufinden, wie sich das Supercaliber Gen. 2 in dieser Art von Gelände verhält, haben wir die Laborkittel abgelegt und sind zurück in den Wald gegangen.
Zurück auf dem Trail
Zurück auf den Mountainbike-Trails am Trek-Sitz in Waterloo, Wisconsin (USA) suchten wir uns eine felsige Abfahrt und begannen damit, die Technologie mit einem hochauflösenden 3D-Laserscanner genau zu kartieren. Dieser felsige Abschnitt war etwa acht Meter lang, wies ein Gefälle von 15% auf und enthielt mehrere Unebenheiten und Abgründe von bis zu 180mm Höhe.
Komfort und Effizienz: Gemessen mit 3D-Bewegungserfassung
Mit Hilfe riesiger Stative, spezieller Baumhalterungen und Hunderten von Metern Kabel haben wir die Anordnung von zwölf 3D-Bewegungserfassungskameras unseres Labors im Wald nachgebaut. Diese bahnbrechende Testtechnik ermöglichte es uns, die Bewegung und Position des Bikes auf dem Trail genau zu rekonstruieren.
Da die Strecke eine weniger kontrollierte Umgebung ist als das Labor, haben wir uns bemüht, Faktoren wie die Eintrittsgeschwindigkeit und die Wahl der Linie zu kontrollieren. Dank der 3D-Verfolgung des Fahrrads über mehrere Fahrten hinweg konnten wir diese Faktoren messen und ähnliche Fahrten zu Gruppen zusammenfassen. Damit konnten wir valide Vergleiche anstellen. Am Ende analysierten wir fünf Fahrten auf jedem Bike mit einer durchschnittlichen Einstiegsgeschwindigkeit von 21km/h +/-0.7 (std) 13mph+/-0.5 (std). Mit Hilfe von Markierungen sowohl am Bike als auch auf der Strecke selbst berechneten wir die seitliche Eintrittsposition jedes Bikes in die Strecke mit einer Konsistenz von 0.10m.
Indem wir die beweglichen Teile des Bikes einzeln verfolgten, suchten wir nach Unterschieden beim Supercaliber Gen. 2 in allen Dimensionen – seitliches Einfedern, Nutzung der Federung, Vorwärtsdynamik, Laufruhe, Bodenhaftung – was immer du willst. Im folgenden Video veranschaulichen wir, wie die Hinterachse relativ zur lasergescannten Streckenoberfläche verfolgt wurde und zeigen dann die Achsverläufe aller Fahrten zum Vergleich überlagert.
Die Verfolgung der Hinterachse und des Fahrwerks lieferte uns die genaue Position und Geschwindigkeit des Bikes im Raum. Leichte Schwankungen in den Lauflinien und weniger Wiederholungen im Vergleich zum Laufband machten es schwierig, die gleiche Analyse wie auf dem Laufband zu wiederholen, aber andere Ansätze zu den Daten unterstützen die gleichen Trends. Auch hier zeigte sich, dass das Supercaliber Gen. 2 die Fahrt hervorragend glättet und dem Fahrer mehr Energie zur Verfügung stellt, um später in die Pedale zu treten.
Das Supercaliber Gen. 2 behielt auch beim Überfahren von Hindernissen mehr Schwung bei, wie man gegen Ende der Strecke an einem einzelnen Felsen gut beobachten konnte. Die überlegene Federung des Gen. 2 half, den Aufprall abzufedern, ohne an Geschwindigkeit zu verlieren. Im Vergleich zum Supercaliber Gen. 1 und dem Hardtail sahen wir minimale Geschwindigkeitsschwankungen über dieselbe Strecke und insgesamt weniger Geschwindigkeitsverluste vom Einstieg bis zum Ausstieg.
Kontrolle: Gemessen mit einer Hochgeschwindigkeitskamera
Mit einer Hochgeschwindigkeitskamera können wir die Achsbewegung genau verfolgen und die Traktion messen, wenn sich der Reifen von der Fahrbahn löst und wieder mit ihr verbunden wird. Ein Gleitschienensystem in Kombination mit einem flinken Techniker und vielen Outtakes ermöglichte uns eine bewegte Nahaufnahme von IsoStrut in Aktion, während ein statisches Stativ in Bodennähe eine kalibrierte 2D-Bewegungsverfolgung lieferte.
Wie wir im Video gesehen haben, hat das Supercaliber Gen 2 das Gelände besser verfolgt und die Traktion nach grossen Stössen schneller wiedererlangt. Bei den beiden grössten Stössen im Video gewann das Supercaliber Gen 2 die Bodenhaftung 14-50 % schneller zurück als die anderen Testräder. Eine bessere Verbindung zum Trail bedeutet mehr Kontrolle beim Bremsen und Lenken.
Aktivität der Federung: Gemessen mit einem Stoßsensor
Die Quelle dieser Leistungssteigerung ist die neue IsoStrut-Federung, die wir erneut mit einem Linearsensor gemessen haben. Genau wie im Labor haben wir die Stoßdämpferbewegung gemessen und festgestellt, dass das Supercaliber Gen. 2 beim Abfahren auf dem Trail aktiver war und sich um 40% weiter und 31% schneller als das Gen. 1 bewegte. Wichtig ist, dass es sowohl oberhalb als auch unterhalb des dynamischen Durchhangpunkts einen größeren Bewegungsbereich gab, was auf eine signifikante Verbesserung der Aufprallfähigkeit und der Bodenhaftung hindeutet. Das Supercaliber Gen. 2 ließ sich sogar über den maximalen Federweg (Bottom-Out-Punkt) des Gen. 1 hinaus komprimieren und hatte immer noch genug Spielraum für noch größere Stöße und Landungen.
Coasting over a harsh trail descent.
Fazit
Wir hoffen, dass dir dieser Einblick in die Trek-Performance-Forschung und die hochmodernen Tests gefallen hat, die entwickelt wurden, um die Effizienz, die Kontrolle und den Komfort des Supercaliber Gen. 2 auf höchstem Niveau zu demonstrieren. Ob du es glaubst oder nicht, dieser Artikel kratzt nur an der Oberfläche unserer laufenden Tests, um deine Fahrt schneller, komfortabler und unterhaltsamer zu machen. Wir werden dich in zukünftigen Berichten auf dem Laufenden halten, wenn wir neue Theorien in der Bikewissenschaft erproben. In der Zwischenzeit solltest unbedingt das neue Supercaliber Gen. 2 ausprobieren – und soviel Spaß auf dem Bike haben, wie unsere Profis!
Über die Autoren
Paul Harder ist leitender R&D Engineer bei Trek Bicycle. Seit seinem Abschluss in Maschinenbau an der University of Wisconsin im Jahr 2007 widmet er seine Karriere dem Ziel, deine Fahrt durch Wissenschaft und Innovation besser zu machen.
Wendy Ochs, PhD, ist Forschungsingenieurin für Biomechanik bei Trek Bicycle. Sie hat einen Doktortitel in Biomedizintechnik von der University of Wisconsin, Madison.
Kyle Russ, leitender Biomechanik-Ingenieur, untersucht seit 2011 für Trek Bicycle die Interaktion zwischen Fahrer und Bike. Seine Leidenschaft für das Verständnis der menschlichen Bewegung und der Physiologie von Radfahrer:innen begann während seines Masterstudiums an der Ohio State University.
About the Author: Trek
Our mission: we build only products we love, provide incredible hospitality to our customers, and change the world by getting more people on bikes.
