¿Cuáles son las ventajas de las horquillas invertidas?

Las horquillas invertidas tienen varias ventajas

• Rigidez

• Montaje de la pinza

• Estabilidad

• Peso no suspendido reducido

• Peso suspendido reducido

• Niveles reducidos de fricción de puntal

• Aumento de la superposición del puntal al control deslizante

Imagen de la parte inferior de un par de horquillas invertidas

El mayor delta entre la horquilla estándar heredada y una horquilla invertida está en su fuerza. La flexión ocurre justo debajo de la parte inferior del yugo. Cuando se aplican los frenos, está desacelerando la rueda delantera. Este movimiento de avance reducido

Todo el impulso de la bicicleta actúa a través de las horquillas, tratando de empujar la rueda delantera. La inercia reducida se siente en la yema y el control deslizante superior montado dentro de ella. El control deslizante de mayor diámetro permite una mayor rigidez, transfiriendo así más energía directamente al marco en lugar de doblar el control deslizante.

El control deslizante está hecho de material liviano y su mayor diámetro con respecto a las horquillas estándar no aumenta el peso significativamente. El puntal que se inserta en el deslizador es significativamente más corto y tiene paredes más delgadas. Este componente generalmente está hecho de material ferroso y es significativamente más pesado que el control deslizante. Debido a la construcción de la barra en una horquilla invertida, de longitud reducida, este componente en configuración invertida ofrece grandes ganancias de peso y afecta el peso no suspendido de la parte delantera. La reducción del peso no suspendido da como resultado mejoras en el rendimiento con respecto al contacto de las ruedas con el pavimento, lo que genera una mayor "sensación" para el ciclista.

El mayor diámetro del puntal tiene un efecto sobre los casquillos en la corredera que están más separados verticalmente y tienen una ganancia significativa en el área de superficie de contacto con el puntal. Esto permite una mayor lubricación hidrodinámica y una menor fricción.

Los puntos de montaje de la pinza también se ven afectados y ahora permiten frenos radiales o de estilo monobloque. El punto de montaje en la parte inferior de la horquilla y la longitud reducida del montante crean menos apalancamiento, los bujes más grandes y la superficie aumentada en conjunto permiten un frenado más fuerte en las esquinas. El diseño estándar heredado tenía la tendencia de bloquear el deslizador y el puntal juntos bajo un fuerte frenado cuando el puntal rompía la lubricación hidrodinámica y hacía contacto de metal con metal con el buje. Este bloqueo de la parte delantera al frenar bruscamente en una curva podría tener consecuencias catastróficas, ya que la energía normalmente absorbida a través del contacto desigual con la carretera se transfirió directamente a la zona de contacto del neumático.

Desventajas

Las USD tienen un poco más de complejidad que las horquillas estándar, especialmente las versiones cargadas con nitrógeno. Los componentes adicionales y las vejigas para la retención de nitrógeno requieren un mantenimiento profesional con herramientas especiales.

La falla del sello en USD requiere un mayor nivel de urgencia para el mantenimiento ya que el aceite dentro de la horquilla se retiene por encima del sello en este diseño. En esas circunstancias, el aceite de la horquilla se descargará sobre el disco de freno, la pinza de freno, la rueda y el neumático. Debido al mecanismo de retención del sello, es raro que ocurra una falla catastrófica del sello cuando se rocíe aceite sobre estos componentes, pero se sabe que sucede en circunstancias excepcionales, generalmente debido a un error humano al volver a ensamblar el sistema.

Además, debido a la complejidad adicional de los componentes, el costo de las horquillas estándar en USD es significativo. Esto también se aplica a la plétora de herramientas necesarias para reconstruir USD.

Mantenimiento

• Reemplazo de sello húmedo y seco

• recarga de nitrógeno

• Reemplazo de buje

• aceite R&R

Las tareas de mantenimiento son básicamente las mismas que las de las horquillas estándar, como indica la lista anterior. Se requieren herramientas especiales para la conducción de los sellos, la medición de la altura del nivel de aceite, la instalación de la tapa de la horquilla y la carga de nitrógeno (si están cargadas con nitrógeno).

Conclusión

Las horquillas invertidas reducen la fricción interna de los componentes y "añaden ligereza". La mayor rigidez crea estabilidad y los puntos de montaje del freno aumentan la seguridad al frenar en las curvas.

USD o sección transversal de horquilla invertida*

* imagen de RaceTek

Mayor estabilidad torsional.
¿Por qué cambiar la orientación debería causar alguna diferencia?
Sin entrar en un análisis detallado, puede imaginar que se puede suponer que la mayoría de las tensiones en la horquilla se concentran justo debajo del yugo inferior.
Por ejemplo, mientras frena (frente), la rueda se ralentiza, empujando la bicicleta hacia atrás a través de las horquillas, lo que provoca un momento de flexión en la horquilla.
La horquilla invertida será más rígida ya que el control deslizante tiene un diámetro mayor (ver rigidez a la flexión y esto ) en comparación con los montantes. Ahí vas.
Para el Rider, esto da como resultado una parte delantera más predecible al frenar, girar y cualquier otra maniobra que pueda realizar.
También está este asunto de la masa no suspendida reducida, que el asesino de ducati ha explicado en su respuesta aquí . Aunque, en la práctica, hay muy poca diferencia/ventaja.

Editar:
con respecto a las bicicletas de montaña, la gran mayoría de las horquillas tienen el "lado derecho hacia arriba".

Entonces, aunque el argumento general presentado anteriormente en mi respuesta sigue siendo cierto acerca de las secciones cilíndricas de mayor diámetro que brindan más resistencia a la flexión, para el mismo uso de material, hay otra cosa a considerar. Es decir, el número de puntos donde se pueden introducir tirantes laterales. La adición de tirantes laterales sirve únicamente para proporcionar rigidez lateral adicional y evitar la tendencia a "torcerse". En una bicicleta de montaña, supongo que este diseño sirve para optimizar mejor los requisitos estructurales. Nuevamente, esto es una generalización y para XC (cross country) mtb, las horquillas invertidas se están volviendo populares.
En el caso de las motos deportivas, se puede decir que la tensión máxima sobre la horquilla se produce cuando está frenando (o frenando y girando). Esta fuerza mide todas las otras fuerzas tanto que una horquilla diseñada para optimizar ese requisito estructural cumpliría con los requisitos de rigidez lateral y torsión de manera bastante conveniente (las cosas no son tan simples, pero se entiende).

La principal ventaja es el peso no suspendido más bajo mencionado anteriormente que aumenta la capacidad de respuesta de la suspensión al reducir la inercia de la parte móvil de la suspensión.

La segunda ventaja importante es el hecho de que los puntales de la horquilla no se interponen en el camino de la suciedad de la rueda delantera, como ocurre en el caso de una horquilla clásica; en mi opinión, esta es la ventaja más importante de una horquilla invertida, ya que aumenta la resistencia de la horquilla. vida útil, reduce sus necesidades de mantenimiento y hace que sea muy fácil proteger completamente los puntales de la horquilla. Por eso es un estándar para las motos de cross y empieza a meterse en las bicicletas de enduro.

En cuanto a otras ventajas mencionadas en otras respuestas, no contaría con ellas. Lo explicaré:

1. Rigidez: la horquilla invertida puede ser más rígida pero solo con tubos mucho más fuertes, esto es obvio cuando miras la imagen de una horquilla clásica y una horquilla invertida una al lado de la otra.

En una horquilla invertida, no hay conexión entre los controles deslizantes (inferiores), mientras que en una configuración clásica tiene un arco que los conecta y hace que esa parte de la horquilla sea muy rígida. Esto hace que la horquilla sea muy resistente a las tensiones de torsión. Además, la distancia entre el eje de la rueda y el arco de los deslizadores es la distancia más pequeña posible entre esos componentes, y eso también agrega rigidez.

En una horquilla invertida, hay una gran distancia entre la corona de la horquilla y el eje de la rueda y, como se mencionó antes, los deslizadores no tienen otra conexión entre ellos, excepto el eje de la rueda. Entonces, todas las fuerzas que atraviesan una bifurcación de este tipo tienen una gran influencia en los puntales y estos tienen que ser muy robustos para ser comparables a un diseño clásico. Además, un eje pasante robusto es una necesidad absoluta para una horquilla invertida, ya que sin él, la rueda se torcería en relación con los puntales (esto se debe a que los deslizadores solo están sólidamente conectados a través del eje de la rueda).

2. Peso: si crea horquillas de rigidez equivalente de ambos diseños con costos y materiales similares debido al punto 1, es muy dudoso que la horquilla invertida sea más rígida. Esta suposición proviene del hecho de que las horquillas invertidas siempre se colocan como horquillas de gama alta y utilizan mejores materiales y mecanizado, y por lo general esos son los factores que hacen que esas horquillas sean más ligeras, no el hecho de que estén boca abajo. diseño de abajo.

3. Montaje de los frenos - la fuerza ejercida sobre las correderas y puntales depende únicamente del tamaño del freno de disco y de la fuerza de fricción que la pinza puede ejercer sobre el freno de disco - el apalancamiento de esta fuerza en relación con el eje de la rueda es siempre el mismo para el misma configuración de freno y no importa cómo se vea el soporte de la pinza. También es importante tener en cuenta que no existe un solo tipo de freno que pueda usarse solo en horquillas invertidas y no en un diseño clásico.