Skrevet af:
Kyle Russ, ledende biomekanikteknolog
Wendy Ochs, senior biomekanikteknolog
Paul Harder, ledende forsknings- og udviklingsteknolog
Domanes kulstofevolution: Fra IsoSpeed til Gen 5
Den ikoniske Trek Domane-serie har udviklet sig med hver generation, men den røde tråd er urokkelig: Domane er en komfortabel, tillidsvækkende og effektiv endurance-landevejscykel, der er bygget til lange, hurtige og sjove oplevelser i sadlen.
Første generation af Domane var bygget op omkring 700x25c dæk og fælgbremser, der udnyttede de smalle fælgprofiler. Uanset bremseevnen, krævede de smalle dæk et meget højt dæktryk, så Treks ingeniører og designere udviklede dengang en revolutionerende vibrationsdæmpende teknologi for at gøre køreoplevelsen mere behagelig. De døbte den IsoSpeed-afkobleren eller blot IsoSpeed. IsoSpeed skabte en fleksibel forbindelse mellem saddelrøret og overrøret, som gjorde det muligt for saddelrøret at bøje sig langt mere end på et traditionelt stel på det tidspunkt, hvilket gjorde køreoplevelsen mere jævn og behagelig.
Teknologien fungerede så effektivt, at Domane hjalp ryttere som Fabian Cancellara, Lizzie Deignan og Elisa Longo Borghini med at nå op på podiets øverste trin på den legendariske Paris-Roubaix-rute, der er kendt for sine ujævne veje.
Det er en ære for Trek at have samlet løbsresultater gennem årene, men der er sket store forandringer inden for cykelteknologien siden 2012. Hydrauliske skivebremser har erstattet fælgbremser, hvilket har frigjort plads til større dæk. Dækvolumenet er derfor steget gradvist, i takt med at rytterne har søgt mere jævne og mere alsidige køreoplevelser på landevejene. Denne revolution inden for dæk har banet vejen for udviklingen af en langt lettere cykel med mindre kompleksitet, tilsvarende eftergivenhed og forbedret krankstivhed. Mød Gen 5 Domane
Figur 1: Kyle Russ og Paul Harder flytter instrumenter mellem testcyklerne i Trek Performance Research Lab.
5. generation af Domane – helt ned til mindste detalje
Designholdet bag 5. generation af Domane satte sig tre mål: at begrænse den vibrationsenergi1, der overføres til rytteren, at forbedre krankstivheden og at reducere cyklens vægt. Vibrationsenergi er en måleenhed, som Trek Performance Research-teamet bruger til at måle den energi, der overføres til rytteren under kørsel på ujævnt terræn. Hvordan kan en cykel, der bemærkelsesværdigt nok ikke er udstyret med IsoSpeed, alligevel sikre en behagelig køreoplevelse og samtidig tilbyde øget krankstivhed? Svaret kan koges ned til tre komponenter: sadelpinden, stellet og dækkene.
Sadelpindens geometri og kulfiberopbygningen er optimeret med henblik på lodret fleksibilitet og tværgående stivhed. Stangen har et ovalt indvendigt tværsnit, der gør det muligt for stangen at bøje sig ved kraftige stød, samtidig med at den bevarer sidestivheden, når sadlen belastes under kørsel.
Figur 2: Sadelpinden på 5. generation af Domane sikrer en jævn køreoplevelse under test af lodret eftergivenhed på vores eget løbebånd.
Hvad stellet angår, er lagopbygningen blevet optimeret med henblik på både lodret eftergivenhed og krankstivhed. The new bike has a 6% increase in the Tour Magazine Pedaling Stiffness test², which places Gen 5 Domane in the “sweet spot” directly between the Gen 4 Domane and the Gen 8 Madone — not quite as stiff at the bottom bracket as the ultimate race bike, but notably improved power transfer to the pedals versus the outgoing Domane platform.
Figur 3: Kraftoverførsel på Gen 5 Domane
Derfor er test af lodret eftergivenhed kun en del af billedet
Traditionelt er stellene blevet placeret i testlaboratoriets opstillinger med vægte hængt op i sadlen for at måle den samlede nedbøjning af stellet og sadelpinden. Dette er almindelig praksis, men tager ikke højde for hjulet og dækket. I testen anvendes der desuden statisk belastning i modsætning til realistisk dynamisk belastning. Det er derfor en udfordring at måle hele systemets eftergivenhed, især når man tager højde for dynamikken i pedalering i ujævnt terræn, men det er netop her, Trek Performance Research Lab kommer ind i billedet. Trek Performance Research Lab blev opført med det formål at undersøge samspillet mellem rytteren og cyklen i et dynamisk pedaleringsmiljø.
Laboratoriet er bygget op omkring et specialfremstillet Woodway-løbebånd med lameller, som gør det muligt for Treks ingeniører at montere enhver form for køreunderlag. Dermed kan Trek gå i dybden med cykeldynamikken, og til det formål kombinerer vi løbebåndet med en bred vifte af dataindsamlingsværktøjer. Fra 3D-bevægelsesregistrering til belastningssensorer og accelerometre monteret på cyklen – vi plejer at sige, at vi i laboratoriet “måler alt fra bump til krop”. Ved hjælp af disse muligheder kunne Domanes designhold sikre, at den nye generation af Domane opfyldte præstationsmålene.
Måling af vibrationsenergi
Trek Performance Research-holdet samarbejder internt med de enkelte produktudviklingshold for at kunne besvare forskningsspørgsmål vedrørende komfort, effektivitet og kontrol. Da komfort er et subjektivt indtryk, eller en følelse, bestræber vi os på at underbygge det, der gør en cykel komfortabel, med data, så vi kan sammenligne prototyper med både eksisterende Trek-cykler og konkurrenternes cykler.
Set ud fra et dataindsamlingsperspektiv er vores definition af komfort i princippet enkel: at reducere den mængde vibrationsenergi, der overføres til rytteren ved en bestemt hastighed, i et bestemt terræn og på en bestemt cykel3. Selvom princippet er enkelt, er metoderne til registrering af vibrationsenergi ret avancerede.
Figur 4: Paul Harder og Wendy Ochs gør cyklen og rytteren klar til endnu en testkørsel.
Gen 4- og Gen 5-Domane-modellerne var udstyret med en sadel og et styr med kraftmåler. Ved at måle kraften ved berøringspunkterne og inddrage hastigheden fra accelerometrene på netop disse steder kan vi beregne den effekt, der overføres til rytteren gennem hvert berøringspunkt. Ved hjælp af denne metode satte vi cykler fra 4. og 5. generation op mod hinanden på en gennemgående ujævn overflade med hastigheder fra 7 mph til 20 mph (11,3 km/t til 32,2 km/t) og forskellige dæktryk.
De anbefalede dæktryk for 32 mm og 35 mm dæk blev fastsat ved hjælp af Wolf Tooth-trykberegneren, som tager højde for overfladeforhold, cykel- og ryttervægt, dækstørrelse og dækkonstruktion. Trykområdet blev fastlagt ved at teste med det anbefalede dæktryk +/-20 %. Til sammenligningen med 700x25c-dækket anvendte vi et anbefalet dæktryk for slangedæk baseret på historiske data.

Figur 5: Vibrationsenergi ved en samlet vægt på 200 lb. (90,7 kg) for rytter og cykel på et ujævnt underlag på løbebåndet.
Ovenstående graf viser, at IsoSpeed spillede en afgørende rolle i den periode, hvor der blev kørt med 25 mm højtryksslangedæk. Selv med IsoSpeed er overførslen af vibrationsenergi med 25 mm dæk 19 % højere sammenlignet med Gen 5 uden IsoSpeed. Ved at skifte fra 32 mm dæk til 35 mm dæk øges dækkets indvendige overfladeareal med ca. 10%. If pressure is kept the same, the total outward force acting on the tire casing therefore increases by 10%. Med det i tankerne skal vi sænke dæktrykket med 10 % for at holde den udadrettede kraft på dækkassen konstant mellem 32 mm og 35 mm dæk.
Dermed opnår Gen 5 Domane en vibrationsdæmpning, der kun afviger med 5 % fra Gen 4-cyklen med IsoSpeed. Ikke dårligt for en cykel, der vejer 292 g mindre og samtidig fritager rytteren for vedligeholdelsen af IsoSpeed. Domane blev selvfølgelig ikke kun testet i laboratoriet. På tidspunktet for udarbejdelsen af denne artikel havde Gen 5-cyklerne i præproduktionsfasen gennemgået mere end 400 timer og 9.600 km i køretests med vores testryttere.
Måling af rytterens og cyklens bevægelser
For at undersøge, hvordan en cykel reagerer på ujævnt terræn med forskellige niveauer af kraftpåvirkning, acceleration og dermed vibrationsenergi, bruger vi tredimensionel bevægelsesregistrering eller “mocap”. Vi registrerede rytterens og cyklens bevægelser ved hjælp af 12 tredimensionelle, infrarøde OptiTrack PrimeX 22-kameraer for at se, hvordan Domane Gen 4 og Gen 5 reagerede på løbebåndet.
Figur 6: Wendy Ochs indfanger tredimensionel bevægelse.
Cyklerne blev udstyret med reflekterende markører på hvert segment, så vi kan se, hvordan de forskellige dele af cyklen reagerer på påvirkninger fra terrænet i et tredimensionelt rum. Når det gælder chassisets stødabsorbering (dvs. i hvor høj grad cyklen udjævner køreforholdene), ser vi på markeringerne omkring krankboksen. For at få indsigt i, hvad rytteren oplever i sadlen, ser vi nærmere på bevægelserne i bækkenet og sadlen. Kort sagt: Jo mere jævn kørslen er, desto mere synkroniseret er bækkenets og sadlens bevægelser. Sagt på en anden måde kan ujævnt terræn få sadlen til at skubbe rytteren op og ned, så bækkenet og sadlen ikke længere bevæger sig som én enhed. Alternativt kan rytteren løfte sig lidt fra sadlen for at gøre kørslen mere jævn, men det er ekstremt krævende for stofskiftet.
Nedenstående graf viser det gennemsnitlige forløb pr. omgang (dvs. den gennemsnitlige forskydning pr. omgang på løbebåndet) ved 20 mph (32,2 km/t) for en Gen 4 Domane med 32 mm dæk og en Gen 5 Domane med 35 mm dæk. Standardafvigelserne fra omgang til omgang vises ved de let skraverede områder omkring kurven. De skraverede områder under kurven er udfyldt med gennemsigtig blå og gul farve, så den grønne farve angiver de områder, hvor der er overlapning. De viste tendenser gjaldt for alle hastigheder, men her fokuserer vi på 20 mph (32,2 km/t), da det er her, cyklen udviser den største lodrette bevægelse over terrænet. Som vi kan se, er forskellen i “cyklens bevægelsesjævnhed” – eller den lodrette forskydning af krankboksen – 0,08 mm, mens forskydningen mellem sadel og korsben, altså hvor tæt deres bevægelser følger hinanden, kun varierer med 0,11 mm. Med andre ord er der ingen mærkbar forskel på, hvordan Gen 5-cyklen og Gen 4-cyklen reagerer.

Figur 7: 3D-bevægelsesanalyse – gennemsnitlig bevægelse over flere omgange af krankboksen samt forskydningen mellem sadel og korsben
Konklusion
Gen 5 Domane er en lettere og enklere landevejscykel i kulstof, der lever op til sit løfte om en jævn og effektiv køreoplevelse takket være geometrien og kulfiberopbygningen i sadelpinden og stellet samt dækbredden på 35 mm*. Gen 5 Domane har også den samme populære geometri og pasform, der er kendetegnende for en endurance-landevejscykel, og giver rytterne den komfort, tryghed og effektivitet, der har kendetegnet Domane lige fra starten.
*Plads til 35 mm dæk som standard på alle modeller undtagen SLR 9 AXS 1x
Kilder:
1. Drouet J-M, Covill D, Leroux M, Richard S (2022) On metrics to assess road bicycle dynamic
comfort during impacts. Sports Eng 25:1. https://doi.org/10.1007/s12283-021-00366-x
2. Tour Magazines test af krankstivhed: https://www.tour-magazin.de/en/buying-advice/components/how-tour-tests/how-tour-tests-the-tour-road-bike-test-in-detail/
3. Treks hvidbog for CheckOUT: https://www.trekbikes.mom/us/en_US/checkout-full-suspension-science/