Calculadora de trail y offset de la horquilla
El trail (avance) de la horquilla se calcula con el ángulo de dirección, el offset y el radio de la rueda con neumático: trail = (Rr · cos α − offset) / sen α, con α medido desde la horizontal. La calculadora de abajo lo hace al teclear, y también pasa de la longitud L paralela al tubo de dirección al eje-corona AC y al revés.
Calculadora de trail y offset
Los valores de partida son solo un ejemplo para que la calculadora muestre un resultado; no son una recomendación. Todo se calcula en tu navegador y no se envía a ningún sitio.
Qué es el trail (avance) de una horquilla
El trail es la distancia horizontal, sobre el suelo, entre el punto de contacto de la rueda delantera y el punto donde el eje de dirección corta el suelo. Es positivo cuando el contacto de la rueda queda por detrás de ese punto. Así lo define el artículo de Wikipedia sobre geometría de bicicletas y motocicletas.
Intervienen tres datos:
- Ángulo de dirección (α): en bicicleta se mide desde la horizontal.
- Offset (R): la distancia perpendicular del eje de dirección al centro de la rueda delantera. En bicicleta también se llama rake.
- Radio de la rueda con neumático (Rr): del centro del eje al suelo.
Según la misma fuente, el offset se consigue curvando la barra, con una pletina perpendicular en su extremo inferior, adelantando los casquillos de la corona respecto al tubo de dirección o montando las barras en la corona inclinadas respecto al tubo de dirección.
Fórmula del trail
La fórmula geométrica para bicicleta, tal como la da Wikipedia, es:
trail = (Rr · cos α − R) / sen α
El numerador, Rr · cos α − R, es el trail mecánico: la distancia perpendicular del punto de contacto al eje de dirección. Al dividir por sen α se pasa a la distancia horizontal sobre el suelo.
Ejemplo con los valores de partida de la calculadora: llanta 622, neumático de 40 mm, ángulo de 72° y offset de 45 mm.
- Rr = 622 / 2 + 40 = 351 mm.
- Rr · cos 72° = 351 · 0,3090 = 108,5 mm.
- Trail mecánico = 108,5 − 45 = 63,5 mm.
- Trail = 63,5 / sen 72° = 63,5 / 0,9511 = 66,7 mm.
Radio de la rueda con neumático
La calculadora toma Rr = BSD / 2 + altura del neumático, y como altura usa el ancho nominal del neumático. Es una aproximación: la altura real de un neumático montado no tiene por qué coincidir con su ancho, y el ancho marcado tampoco es siempre el real. Sheldon Brown recuerda que el ancho nominal es el que lleva marcado el neumático, que el real se puede medir con el neumático montado y que las marcas no siempre son exactas.
Lo exacto es medir el radio real de la rueda montada e inflada, desde el centro del eje hasta el suelo, y usar ese valor en la fórmula.
El BSD (diámetro del asiento del talón) es el segundo número de la designación ISO del neumático, por ejemplo 40-622. Esa designación la define la norma ISO 5775, antes conocida como sistema E.T.R.T.O.
| ISO BSD (mm) | Denominación | BSD / 2 (mm) |
|---|---|---|
| 622 | 700C / 29" | 311 |
| 584 | 650B / 27,5" | 292 |
| 559 | 26" | 279,5 |
| 630 | 27" | 315 |
Cómo cambia el trail con el offset, el ángulo y la rueda
Según Wikipedia, el trail suele citarse como un factor importante del comportamiento de la dirección de una bicicleta. De la fórmula se deduce cómo varía, y la misma fuente lo resume así:
- Aumenta con una rueda más grande, un ángulo de dirección más lanzado (menor) o menos offset.
- Disminuye con un ángulo más vertical (mayor), más offset o una rueda más pequeña.
La fórmula corresponde a la bicicleta vertical y con la dirección recta. Wikipedia señala que el trail varía al inclinar la bicicleta o al girar la dirección.
Cómo calcular el offset de la horquilla para un trail dado
Si partes del trail que quieres, despeja el offset en la misma fórmula:
R = Rr · cos α − trail · sen α
Con el ejemplo anterior: 351 · 0,3090 − 66,7 · 0,9511 = 45 mm, el offset de partida. Puedes comprobarlo en la calculadora cambiando el offset hasta llegar al trail buscado.
Offset, longitud L y eje-corona (AC)
La longitud de la horquilla se da de dos formas. L es la longitud medida en paralelo al tubo de dirección, desde el asiento de pista hasta la altura del eje. AC es el eje-corona directo: la distancia en línea recta del asiento de pista al centro del eje. Como el eje queda separado R del eje de dirección, las tres cotas forman un triángulo rectángulo:
L = √(AC² − R²) y, a la inversa, AC = √(L² + R²)
Por eso, con el mismo AC, cambiar el offset cambia L, y con ella la altura del frontal. En ForkCAD son las cotas «Longitud paralela al tubo de dirección» y «Eje-corona directo», junto al «Offset», en el grupo «Longitud y offset»; se trabaja con una u otra. La medición y la diferencia entre ambas se explican en la longitud eje-corona de la horquilla.
Calcular el eje-corona AC a partir de L y el offset
Calcular L a partir del eje-corona AC y el offset
Con la longitud y el offset decididos, el resto del diseño se explica en cómo diseñar una horquilla unicrown y en el paso de neumático y guardabarros.
Preguntas frecuentes
¿Offset y rake son lo mismo?
Sí. En bicicleta, el offset de la horquilla también se llama rake: es la distancia perpendicular del eje de dirección al centro de la rueda.
¿Qué radio de rueda pongo en la fórmula del trail?
El radio de la rueda montada con su neumático. BSD / 2 más el ancho nominal del neumático es una aproximación; lo exacto es medirlo del centro del eje al suelo con la rueda inflada.
¿Desde dónde se mide el ángulo de dirección?
En bicicleta, desde la horizontal. En motocicleta se usa el ángulo desde la vertical y la fórmula cambia: con el ángulo desde la horizontal, la de esta página es la correcta.
¿Cambia el trail al girar el manillar o al inclinar la bicicleta?
Sí. La fórmula da el trail con la bicicleta recta; Wikipedia indica que varía al inclinarla o al girar la dirección.
Fuentes
- Wikipedia: Bicycle and motorcycle geometry (definición de trail y offset, fórmula del trail, ángulo de dirección desde la horizontal, variación del trail).
- Wikipedia: Bicycle tire (designación ISO 5775 de neumáticos, también conocida como ETRTO).
- Sheldon Brown: Tire Sizing Systems (BSD 622, 584, 559 y 630; ancho nominal y ancho real).