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Text File  |  1997-12-05  |  7KB  |  162 lines
  1. Designing the Ultimate Bike
  2.  
  3. No single bike design is the ultimate for all tracks.  
  4. The following section will explain the effects of 
  5. various bike properties on bike performance.  With 
  6. this information and a little experimentation, you 
  7. should be able to design bikes for all types of tracks.  Of course, you then have to learn to ride them.
  8.  
  9. Power and Weight
  10.  
  11. This one is simple.  To make the fastest bike possible, 
  12. you always want maximum power and minimum weight.  To 
  13. minimize the weight, minimize the bike weight, the 
  14. front wheel weight, and the rear wheel weight.
  15.  
  16. Brake power determines how much braking occurs when 
  17. you bring your throttle down to decelerate.  You will 
  18. probably want to set this at it's maximum value so 
  19. that you can slow down as quickly as possible.
  20.  
  21. Bike Geometry
  22.  
  23. This requires a little more thought.  The parameters 
  24. that affect overall bike geometry are front and rear 
  25. wheel radius, front and rear distance, front and rear 
  26. height, and rake angle.
  27.  
  28. In general, you want the center of gravity (the 
  29. location of the weight of the bike) to be as low as 
  30. possible.  A top heavy bike tends to flip over more 
  31. easily (especially when you try to accelerate quickly).
  32.   So front and rear height should be kept as low as 
  33. they go.  The only reason to increase these values 
  34. might be for appearance sake (e.g. creating a tall 
  35. "Monster Bike").
  36.  
  37.  A large wheel radius tends to roll over small bumps 
  38. easier, but a large radius make the entire bike taller 
  39. and hence raises the center of gravity, which works 
  40. against you.
  41.  
  42. The front and rear distance determine how far the 
  43. front and rear suspension and wheels are located from 
  44. the center of the bike.  Increasing these values tends 
  45. to make the bike more stable for two reasons.  First, 
  46. increasing the wheel base makes the geometry inherently 
  47. more stable because it moves the points that contact 
  48. the ground farther from the center of gravity.  Second, 
  49. increasing the wheel base increases the moment of 
  50. inertia of the bike which makes the bike more 
  51. difficult to rotate.  Keep in mind that a stable bike 
  52. may not always be what you want.  Increasing the moment 
  53. of inertia decreases the "gyration" effect which is 
  54. explained in "Riding Tips".  A simple and important 
  55. fact to remember is that increasing the rear distance 
  56. allows you to accelerate faster without flipping over 
  57. backwards.
  58.  
  59. The rake angle is the angle between the frame and the 
  60. front suspension.  A "chopper" usually has a very high 
  61. rake angle, which makes the bike look cool, but doesn't 
  62. help the handling very much.  A lower rake angle allows 
  63. the front suspension to absorb the bumps in a vertical 
  64. direction better (which is the direction that most of 
  65. the bumps affect the suspension), but you also want to 
  66. absorb the bumps in a horizontal direction as you run 
  67. into them, so some rake angle is usually desired.  
  68. You'll have to play with this.
  69.  
  70. Suspension
  71.  
  72. This probably the most important aspect to designing 
  73. the ultimate bike (and also the most difficult) is the 
  74. suspension.  The suspension consists of the front and 
  75. rear travel, the front and rear spring rates, the front 
  76. and rear compression damping, and the front and rear 
  77. rebound damping.  The wheel weights also affect the 
  78. suspension, but as mentioned above, it is gererally 
  79. best to have these weights set to their minimum values.
  80.  
  81. When designing suspension for a particular bike, there 
  82. are some general concepts to keep in mind.  The first 
  83. goal is to keep the rear wheel in contact with the 
  84. ground as much as possible since acceleration is caused 
  85. by the power transfer between the wheel and the ground. 
  86.  Second is that you want to use all of the suspension 
  87. that you have.  In general, you want the suspension to 
  88. "bottom out" (you hear a "clank" when it bottoms out) 
  89. once or twice in a race.  This way, you know you are 
  90. using all of the available stroke.  If it bottoms too 
  91. much, your suspension is too soft and if it doesn't 
  92. bottom at all, it might be too stiff.
  93.  
  94. The suspension travel is the distance that the wheel 
  95. can travel up and down.  For a motocross bike, you 
  96. generally want this to be as large as possible so the 
  97. suspension can do the best job at absorbing bumps and 
  98. the impact from high jumps.  Increasing the travel 
  99. raises the center of gravity, however, so you will 
  100. want to bring the travel down when designing a drag 
  101. bike,  a hill climb bike, or a trials bike.
  102.  
  103. The spring rate is the stiffness of the spring that 
  104. the suspension rides on.  A higher spring rate will be 
  105. able to absorb the impact from large bumps and high 
  106. jumps better, but a lower spring rate will allow the 
  107. suspension to absorb small bumps better.  Keep in mind 
  108. that if you lower the suspension travel, you will 
  109. probably have to increase the spring rate since the 
  110. spring has less distance in which to do it's job.
  111.  
  112. If you have a suspension with springs and no damping, 
  113. the bike will just bounce like a pogo stick.  For fun, 
  114. you can try this by setting all damping to zero.  In a 
  115. real bike, damping is done by the oil in the shock 
  116. absorber.  As the suspension compresses and rebounds, 
  117. the shock resists, or damps, the motion.  If you push 
  118. down on the hood of your car and then let up, the car 
  119. should come back up and stop.  If your shocks are bad, 
  120. it might bounce up and down a few times.  If you had no 
  121. shocks, it would bounce up and down and up and down for 
  122. a long time.
  123.  
  124. The difference between compression damping and rebound 
  125. damping are when they work.  Compression damping works 
  126. when the suspension is being compressed and rebound 
  127. damping works when the spring is pushing the suspension 
  128. back out.  If your rebound damping is set too high, 
  129. the suspension will compress when you hit a bump, but 
  130. the damping will keep the suspension from recovering 
  131. (the wheel coming back down) before you hit the next 
  132. bump.  In an ideal situation, you would want the wheel 
  133. to be all the way down for each bump.
  134.  
  135. Compression damping resists the compressing motion of 
  136. the suspension.  It acts to stiffen the suspension, 
  137. like the spring rate does, but since it's not a spring, 
  138. it doesn't help to provide the force to push the 
  139. suspension back out.
  140.  
  141. The trick to designing the ultimate suspension is in 
  142. finding the proper balance between spring rate, 
  143. compression damping, and rebound damping.  Trial and 
  144. error is often the best teacher.  Keep in mind the goal 
  145. of keeping the rear wheel in contact with the ground as 
  146. much of the time as possible. 
  147.  
  148. Gear Ratios
  149.  
  150. Gear ratios determine the relative speeds between the 
  151. engine and the rear wheel when you are in a particular 
  152. gear.  The most important setting to adjust is probably 
  153. the ratio for the highest gear.  The higher you set it, 
  154. the faster your bike can ultimately go on a flat 
  155. surface, but the higher you go, the less torque you can 
  156. generate to accelerate your bike.  This is why lower 
  157. gears have lower ratios.  You use those lower gears to 
  158. get the torque you need to get the bike moving, then 
  159. switch to the next gear when you start to run out of 
  160. engine speed in that gear.  The gear ratios should be 
  161. spaced so that you can increase speed from one gear to 
  162. the next.