Maakt het verlagen van de schokdemper een fiets altijd stabieler?

Recentelijk hebben sommige fietsfabrikanten de achterschokdemper lager op het frame geplaatst om het zwaartepunt (COG) te verlagen, met de bewering dat een lager COG de stabiliteit van de fiets verbetert. Bepaalde bekende merken hebben de achterschokdemper naar beneden verplaatst of zelfs in de onderbuis geïntegreerd om hem zo laag mogelijk te plaatsen.

Het lijkt logisch dat het lager plaatsen van zwaardere onderdelen op de fiets het zwaartepunt zou verlagen, waardoor de stabiliteit zou verbeteren. Er is echter een ander perspectief dat suggereert dat de invloed van het verlagen van de achterschokdemper op het zwaartepunt verwaarloosbaar is.

De zwaarste achterschokdemper weegt ongeveer 1 kg, terwijl het totale gewicht van de fiets en de berijder ongeveer 100 kg is. Het zwaartepunt van het hele systeem ligt meestal ongeveer 1 meter boven de grond. Het hoogteverschil tussen een hoge positie van de schokdemper (direct onder de bovenbuis) en een lage positie van de schokdemper (direct boven de onderbuis) is ongeveer 20 cm. Als je een schokdemper van 1 kg 20 cm lager zet, vermindert de totale COG met ongeveer 2 mm, oftewel 0,2%. Dit roept de vraag op: kan het dragen van dunnere sokken een vergelijkbaar effect hebben op de COG?

Veel aspecten van fietsontwerp jagen echter marginale winsten na, dus laten we aannemen dat het COG aanzienlijk kan worden verlaagd. Wanneer remmen ervoor zorgt dat het frame naar voren kantelt of wanneer trappen ervoor zorgt dat het frame naar achteren kraakt, vermindert een lagere COG deze kantelbeweging, wat kan worden beschouwd als een verbetering van de stabiliteit. Op dezelfde manier vermindert een langere wielbasis de kans dat de fiets over obstakels "struikelt", wat de reden is waarom langere fietsers vaak een langere wielbasis nodig hebben.

Als het gaat om het nemen van bochten en zijdelingse balans, verbetert het verlagen van het COG niet noodzakelijkerwijs de stabiliteit. Een fiets gedraagt zich als een omgekeerde slinger, vergelijkbaar met het balanceren van een honkbalknuppel in je hand. Om de knuppel in balans te houden, moet je je hand constant bewegen om hem onder het COG van de knuppel te houden. Op dezelfde manier stuur je tijdens het fietsen voortdurend om de wielen direct onder het zwaartepunt te houden. Overigens, binnen een bepaald snelheidsbereik stabiliseren gyroscopische krachten en sporingseffecten de fiets automatisch (bekend als zelfstabiliteit). Bij lagere of hogere snelheden moet de fietser echter regelmatig bijsturen om het evenwicht te bewaren.

Een honkbalknuppel is gemakkelijker te balanceren dan een potlood omdat het door zijn hogere COG langer duurt om te vallen, waardoor je meer tijd hebt om je hand te bewegen om een eventuele kanteling te corrigeren. Op dezelfde manier, als de wielen van een fiets zijwaarts worden geklopt - door een losse steen of door glijden tijdens een bocht - resulteert een hoger COG in een kleinere hoek van onbalans, waardoor de berijder meer tijd heeft om te corrigeren door in de kanteling te sturen.

Betekent dit dat we allemaal met een zo hoog mogelijke COG moeten rijden voor meer stabiliteit? Niet helemaal. Dit komt deels door het pitching-principe dat eerder werd besproken, maar ook omdat er een wisselwerking is tussen stabiliteit in bochten en wendbaarheid. Een hoger COG betekent dat het langer duurt om een bocht te nemen of de hellingshoek van de motor te veranderen. Voordat je een bocht naar links maakt, moet het COG naar de linkerkant van de banden verschuiven en vice versa voor een bocht naar rechts. Bij het veranderen van de hellingshoek draaien de fiets en de berijder om de rolas (de lijn die de twee contactvlakken van de banden verbindt). De afstand tussen de rolas en het COG wordt het roltraagheidsmoment genoemd. Hoe groter deze afstand, hoe langer het duurt om de hellingshoek te veranderen en dus hoe langer het duurt om over te schakelen van een linkerbocht naar een rechterbocht, of omgekeerd. Om deze reden kan een lager COG de voorkeur hebben voor het nemen van een aantal scherpe bochten, terwijl een hoger COG beter is voor snelle, rechte stukken met losse stenen.

Een lagere COG heeft een vergelijkbaar effect als een kortere wielbasis, een steilere balhoofdbuishoek of een smaller stuur. Net als bij elke andere geometrische parameter is er bij de COG-hoogte dus sprake van een afweging in rijgedrag. In tegenstelling tot wat de intuïtie zegt, maakt een lagere COG een fiets niet inherent stabieler.