mobirise.com

De Q-waarde of de Q-factor

Wat is het toch dat het rijden op de ene fiets een perfecte 'fit' doet zijn waarbij alles lijkt te kloppen, terwijl het rijden op een ogenschijnlijk vergelijkbare fiets een ervaring oplevert die beduidend minder positief is? Om allerlei ruis weg te nemen wordt er even van uit gegaan dat de fiets goed is ingemeten en onder andere op de (been)lengte van de fietser is afgestemd, zodat vergissingen op dat terrein in ieder geval kunnen worden uitgesloten.

Wat zijn dan nog de mogelijkheden, wat zijn de dingen waaraan nog gesleuteld zou kunnen worden, met andere woorden wat voor aanpassingen kunnen er nog worden gepleegd teneinde beter uit de voeten te kunnen met een fiets....

Een fiets is veelal maatwerk en een relatief geringe aanpassing kan vaak al resulteren in een veel betere fietshouding en een efficientere krachtoverbrenging. We hebben het dan bijvoorbeeld over de Q-waarde: De Q-waarde is de afstand die wordt gemeten door, vanaf het gat waar de trapper aan de ene kant in de crank gaat de afstand te meten tot daar waar de trapper er aan de andere zijde in gaat. Deze afstand wordt bepaald door de breedte van de trapas en de cranks en veelal speelt ook de constructie van het frame een grote rol.

Fietsen is geen lopen

Lopen is een andere dicipline dan fietsen, dat is een open deur, nietwaar... maar wat we ons tegelijkertijd niet onmiddellijk zullen realiseren is dat het neerzetten van de voeten tijdens een ommetje over het algemeen in een veel natuurlijkere beweging uitgevoerd zal worden dan de bewegingen waartoe een fietser in meer of mindere mate gedwongen wordt: Een houding die uiteraard met de voeten aan de pedalen (zeker wanneer de voeten hieraan vastzitten) tot een onnatuurlijke stand van deze onderdanen zal leiden: Dit zal niet voor iedere fietser dezelfde consequentie hebben, maar mensen met wat kortere benen hebben hier het meest last van. Niet iedereen is hetzelfde gebouwd, maar vast staat wel dat de knieen een hoge Q-waarde tijdens het fietsen niet erg kunnen waarderen. De individuele fietser zal derhalve, afhankelijk van de bouw van het onderlichaam in meer of mindere mate last ondervinden van dit probleem.

Q-factor verlagen

Wat we dan ook zien, is dat de ontwerpers in dienst van de diverse fietsenfabrikanten hun uiterste best doen om deze Q-waarde te verlagen. De constructie van het frame speelt hierin tevens een grote rol. Hier blijkt dat de onderlinge samenhang van de onderdelen, bijvoorbeeld de grootte van de kettingbladen in relatie tot de de breedte van de achtervork, de breedte van de banden met het oog op de breedte van de vork, de lengte van de cranks.....etc... Ook het materiaal waaruit het frame is opgetrokken speelt een rol: Bij een stalen frame zijn de verbindingen minder dik dan bij een frame van aluminium, waardoor er bij een stalen frame meer ruimte kan worden gewonnen om tot een lagere Q-waarde te komen. Wat we ook zien is dat op de plekken in het frame waar het essentieel is om de ruimte efficient te gebruiken met het oog op het terugdringen van de Q-waarde, het model van het frame aanpassingen ondergaat, en op deze plaatsen wordt afgeplat of verbogen.

Q-factor van mountainbike hoger dan van racefiets

Het is vrij eenvoudig voor te stellen dat een mountainbike een hogere Q-waarde heeft dan een racefiets, simpelweg omdat de banden breder zijn dan van racefiets, waardoor de achtervork van de laatste smaller kan worden geconstrueerd. Is het frame van de racefiets bovendien van staal dan zal deze waarde nog weer lager kunnen komen dan wanneer het een aluminium frame betreft. Wat is het nut van een zo laag mogelijke Q-waarde? Al die moeite die fabrikanten zich getroosten moet toch wel een doel hebben? Dat heeft het zeker, want de voordelen zijn divers en op te spitsen in drie categoriƫn.

Voordelen lage Q-factor

  • Mechanische voordelen

Voorbeelden van de eerste categorie zijn een lichtere trapasbuis doordat er in de breedte minder materiaal wordt gebruikt waardoor als gevolg van deze geringere breedte de trapaslagers minder zullen worden belast (geringere radiale krachten!), wat weer als gevolg heeft dat de trapasbuis minder dik en zwaar hoeft te zijn uitgerust, omdat tevens door een relatief kortere trapasbuis de hierop uitgeoefende krachten makkelijker kunnen worden opgevangen omdat deze door de beperktere lengte minder kwetsbaar is voor doorbuigen. Ook zal de fietser wat meer kunnen overhellen bij het nemen van een bocht. Immers de cranks en de pedalen zitten dichter op het frame en steken dan ook minder uit, zodat de grond minder snel zal worden geraakt.

  • Aerodynamische voordelen

Het tweede voordeel, de aerodynamische winst spreekt voor zich daar de luchtweerstand bij het geringer worden van het oppervlak dat deze weerstand ondervindt, dan vanzelfprekend zal afnemen. Wanneer de voeten en de benen dichter tegen het frame aan komen te liggen wordt het oppervlak dat weerstand kan ondervinden kleiner, dus ook de uitkomst van de luchtweerstandswaarde vermenigvuldigd met het oppervlak.

  • Biodynamische voordelen

Dit komt naar voren door een betere, meer natuurlijke zit op de fiets, en dan vooral met betrekking tot de benen. De stand hiervan neigt, naarmate de Q-waarde afneemt namelijk steeds meer de natuurlijke richting te gaan volgen: De voeten komen hierdoor dichter bij elkaar tijdens de roterende beweging van het fietsen. Bovendien worden, naarmate deze natuurlijke houding geoptimaliseerd zal worden, de (loodrechte) krachten beter overgebracht op het mechanisme.

Bovendien ontstaat er minder frictie in het kniegewricht wanneer de ideaalstand van de benen en met name dus eigenlijk die van de knieen wordt bereikt. Het is immers funest wanneer de knieen, doordat ze (verder) uit elkaar komen te staan tijdens het fietsen (als direct gevolg van een hogere Q-waarde), zich letterlijk in vreemdsoortiger bochten moeten wringen om de krachtoverbrenging tot stand te brengen. Dit is slecht voor deze gewrichten vanwege de onnatuurlijke beweging, destemeer wanneer de afstelmogelijkheden van de klikschoenen beperkt zijn, en zal uiteraard een efficiente krachtoverbrenging belemmeren.