Demper en transport

Door Allert Jacobs

Tot voor kort reed het prototype QV met een zelfgemaakte wrijvingsdemper op de achteras. Wrijvingsdemping is beter dan geen demping maar het is niet ideaal. Oliedemping functioneert beter.
De zuiger in een wrijvingsdemper geeft de meeste weerstand als hij niet beweegt: het losbreek moment is hoog. Eenmaal in beweging is de wrijving lager en neemt niet toe met de snelheid van de beweging. Bovendien is de ingaande en uitgaande beweging in gelijke mate gedempt.
Een oliedemper heeft nauwelijks een losbreek moment en met het toenemen van de zuigersnelheid neemt de weerstand ook toe.
Dit betekent dat de oliedemper niet dempt als dat niet nodig is; bij kleine bewegingen. Zo kan de veerbalg optimaal functioneren, een voordeel van dit type vering is dat het geen losbreek moment kent.
Bovendien wordt de ingaande beweging minder gedempt dan de uitgaande. Worden de veerbewegingen sneller en groter dan neemt de demping toe en dat helpt het wegcontact te behouden.
Bij de testritten met dempers aan beide zijden in plaats van één demper in het midden bleek de achteras toch rustiger te bewegen op slecht wegdek (de rol beweging wordt door één demper niet gedempt). Er komen dus twee oliedempers in de QV.

Foto Allert Jacobs / Oil dampers

Damper and transport

Until recently, the prototype QV was equipped with a homemade friction damper on the rear axle. Friction damping is better than no damping at all but it’s not ideal. Oil damping works better.
The piston in a friction damper provides the most resistance when it does not move: the stickslip is high. Once in motion, the friction is lower, and does not increase with the speed of the movement. And compression and rebound are damped equally.
An oil damper hardly has any stickslip and with the increase of the piston speed, the resistance also increases.
This means that the oil damper does not damp if it is not necessary; at small movements. Therefore the bellows can function optimally, an advantage of this type of suspension is that it has no stickslip at all.
In addition, the compression is damped less than the rebound. When the axle movements are faster and bigger, the damping increases, and that helps the tires to maintain road contact.
In test runs with dampers on both sides instead of one damper in the middle of the rear axle was found that the two dampers worked better on poor road surfaces (the roll motion is not dampened by one central damper). So two oil dampers will be fitted in the QV.

De stoelophanging is nu zo bedacht dat voorkant tussen de twee bagagevakken met boutjes wordt opgehangen. De positie van de gaten in de bagagevakken kan meer naar voren/achteren en boven/onderen gekozen worden al naar de wensen/maten van de berijder. De bovenkant van de stoel is met riempjes bevestigd en daarmee traploos in hoogte te verstellen.

The seat mount is now so figured out, the front end between the two luggage compartments is hung with bolts. The position of the holes in the luggage compartments can be altered; more forward / backward or up / down to meet all wishes / sizes of the rider. The top of the seat is attached with straps and thus stepless adjustable in height.

Foto Allert Jacobs / seat attachment

Ondertussen zijn bijna alle kleine mallen klaar, alleen de stoel en de scharnier van de bagage deksel zijn nog niet naar mijn zin, die ga ik nog wijzigen. Ondertussen gaat de rest van de mallen naar Roemenië zodat ze daar een QV kunnen gaan opbouwen. Wanneer dit tweede prototype helemaal goed bevonden is kan de productie beginnen.

Meanwhile, almost all small molds are ready, only the seat and the luggage hatch hinge are not good enough to my taste, they need to be changed. Meanwhile, the rest of the molds are send to Romania so they can start building a QV. When this second prototype will be fully approved the production can begin.

Foto Allert Jacobs / all molds of the QV

Foto Allert Jacobs / QV molds and transport to Romania

Vorderingen

Door Allert Jacobs

Het laatste blog bericht is alweer van 21 december. Tijdens de kerstdagen hebben we een éénmalig bagage deksel gemaakt met ramen voor een kind dat achterin kan en ook een kinderstoeltje. We wilden dit graag klaar hebben om met de oliebollentocht mee te rijden en ook voor het dagelijks ritje naar school en gastouder.
Eva rijdt nu vaak met de QV omdat het voor haar handiger is als ze één of soms twee kinderen mee neemt dan met de QuestXS.

Progress

The last blog entry was on December 21. During Christmas, we made a one-off luggage hatch with windows for a child that can sit in the back and also a child seat. We wanted very much to have this ready to ride with the oliebollentocht and also for the daily ride to school and childminding.
Eva often rides the QV now because it is more convenient for her as her XS when she takes one or sometimes two children with her.

Zoals in het bericht observaties al aangegeven moet er nogal wat veranderd worden voordat de productie kan starten.
Het begint er mee dat de wielkasten achter (nr 17 en 18 op de tekening beneden aan de pagina) iets groter moeten worden om, ook als één wiel met 50mm banden volledig inveert, voldoende ruimte te bieden.
En als de achterwielkasten veranderen moeten ook de delen die er op aansluiten veranderen.
Hier zie je het schot (5) dat achteraan tussen de achterste wielkasten komt in de oude en de nieuwe uitvoering. Het rechter is de plug voor het nieuwe model. Het kruis is er nu niet meer er op gelegd maar er in gedrukt, hierdoor wordt de bagage ruimte een klein beetje groter.

As indicated in the blog entry observations quite a few changes must be before production can start.
It begins with the rear wheel boxes (No. 17 and 18 on the drawing at the bottom of the page) needing to be slightly larger in order to provide enough space for one wheel with 50mm tires at full sag.
And if the rear wheel boxes are changed the parts that connect to them will also change.
Here you see the bulkhead (5) that is placed between the rear wheel boxes in the old and the new version. The right one is the plug for the new model. The cross is no longer laid upon the surface but now being only pressed in, therefore the luggage space is a little bit bigger.

Foto Allert Jacobs / het schot

Foto Allert Jacobs / het schot (2)

Ook het schot (3) voor de achteras is gewijzigd, de gaten voor de armen waar de luchtbalgen op staan zijn kleiner gemaakt. Dat is nu mogelijk geworden doordat de ophanging van het achteras frame gewijzigd is. De twee onderste geleide armen die aan de wielkasten waren opgehangen zijn vervangen door één arm in het midden die in de kettingtunnel (2) is opgehangen.

Op de onderste foto zijn bovendien schijfremmen te zien op de aandrijfassen, ook daar wordt aan gewerkt.

The bulkhead (3) in front of the rear axle has been modified, the holes for the arms on which the air bellows are mounted can be made smaller. It has now become possible because the leading arms of the rear axle frame have changed. The two lower guide arms which were mounted on the wheel boxes have been replaced by a single arm in the middle which is mounted in the chain tunnel (2).

On the bottom picture disc brakes are can be seen on the drive shafts, we’re also working on that.

Foto Allert Jacobs / achteras frame

Foto Allert Jacobs / schijfremmen

Foto Allert Jacobs / de kettingtunnel

De kettingtunnel (2) moet ook gewijzigd worden, er komt een ophangpunt voor de middelste geleide arm.
De tunnel wordt onder de stoel ongeveer een centimeter lager doordat de heen en terug gaande ketting nu naast elkaar komen te lopen i.p.v. boven elkaar bij de achterste kettingrol. De stoel kan daardoor iets zakken zo ontstaat er bovendien meer ruimte voor de knieën.
Oorspronkelijk wilde ik de achterste kettingrol laten schuiven over zijn as om de ketting minder schuin te laten lopen en de teruggaande ketting daar weer onder door laten gaan.
Maar tijdens het rijden met de eerste QV is gebleken dat bij het achteruit rijden, als de ketting terug draait terwijl schuivende rol nog aan de verkeerde kant staat, de ketting van de tandwielen loopt met mogelijk schade aan de derailleur als gevolg.
De achterste kettingrol kan nog zo’n 5 cm naar voren en de vorm van de tunnel kan stijver worden met meer lijmoppervlak aan de dwarstunnel tussen de voorste wielkasten.

The chain tunnel (2) must also be modified, there will be a mounting point for the center leading arm.
The tunnel under the seat will be lowered about a centimeter since the forward and return chain will be running next to each other instead of one above the other at the rear chain pulley. The seat can thus be mounted slightly lower, this creates more space for the knees.
Originally I wanted to let the rear chain pulley slide on its axle to achieve a better chainline.
But riding the first QV showed that when rolling backwards, when the sliding chain pulley is still on the wrong side, the chain runs of the sprockets and with possibly a damaged derailleur as a result.
The rear chain pulley can move about 5 cm to the front and the shape of the tunnel can be stiffer with more adhesive surface on the transverse tunnel between the front wheel boxes.

Voor de bagage vakken naast de stoel (15 en 16) en voor de voorste wielkasten (11 en 12) moeten definitieve mallen gemaakt worden, de witte dingen zijn de pluggen waarvan de mallen afgevormd worden.

For luggage compartments next to the seat (15 and 16), and for the ones in front of wheel boxes (11 and 12) the final molds must be made. The white things are the plugs of which the molds will be made.

Foto Allert Jacobs / bagage vakken

Het scharnier (8 en 9) van de kofferbak deksel moet tweedelig worden. Het verwisselen van een deksel voor een ander model deksel met bijvoorbeeld een koepel is te lastig. Nu moet het deksel samen met het er op vastgelijmde scharnier gedemonteerd worden door twee moeilijk bereikbare bouten los te maken.

Straks blijft het scharnier aan de carrosserie zitten en kan het deksel er vanaf geschroefd worden.

The hinge (8 and 9) of the luggage hatch has to be two-piece. Changing the hatch for a different model, for example with a race cap is too difficult. Now, the hatch must be removed along with the glued on hinge by loosening two screws that are hard to reach.
In the new design the hinge remains attached to the body and the hatch can be screwed on it.

Foto Allert Jacobs / het scharnier

Tot slot zijn er nog een aantal kleine malletjes die gemaakt moeten worden, waaronder een mal voor het dashboard (6), een rib (7) onder de rand tussen instapgat en bagage opening en ophangpunten voor het kofferdeksel scharnier (10 L+R).

Finally, there are several small molds that must be made, including a mold for the dashboard (6), a rib (7) below the bridge between the manhole and luggage opening and mounting brackets for the luggage hatch lid hinge (10 L+R).

Foto Allert Jacobs / dashboard

Alles bij elkaar zie je 19 mallen in de tekening voor de kleine delen binnen in de carrosserie. Als deze allemaal klaar zijn kan de tweede QV gemaakt worden en als die goed bevonden is zullen er meer volgen.
Daarna komen de accessoires zoals een race kap, bodemplaat met voetbulten en kinderzitje.

You see 19 molds in the drawing for the small parts inside the body. If these are all finished second QV can be made and if that one is good, more will follow.
Then the accessories like a racing cap, base plate with foot humps and child seat will follow.

Tekening Eva Navratilova / delen van de quattrovelo

 

Rol centrum

Door Allert Jacobs

In een eerder bericht heb ik het gehad over het overhellen van de carrosserie in een bocht. Bij een vierwieler gaan twee veren dat overhellen tegen, bij een driewieler slechts één omdat de as met het enkele wiel gewoon mee helt met de carrosserie.

Dat klopt, maar dat is niet het hele verhaal.

Roll center

In a previous post I talked about the body roll in corners. In the four wheeler not only the front suspension resists body roll in cornering also the rear suspension does.
As in a three wheeler the axle with the single wheel will simply lean as much as the body does and not resist to body roll at all.
That’s right, but that’s not the whole story.

Foto Eva Navratilova / 3-4 wheeler cornering stability

Ook de positie van het zwaartepunt ten opzichte van het rol centrum speelt een belangrijke rol.
Een Citroën 2cv is een auto die lange veerwegen en soepele vering heeft voor optimaal comfort, bovendien is de vering volledig onafhankelijk omdat er geen stabilisator stangen gebruikt worden, iets wat het comfort wederom ten goede komt.
De keerzijde is dat de 2cv sterk overhelt in een bocht. Het is weliswaar geen driewieler maar het rol centrum ligt laag, namelijk ter hoogte van het wegdek terwijl de auto tamelijk hoog op de wielen staat.
De afstand tussen zwaartepunt en rol centrum is groot en de auto helt daarom flink over in een bocht.

Als je de geometrie van de vering kent kun je de positie van het rol centrum bepalen door het uit te tekenen, het rol centrum kan ter hoogte van de voor en achteras op verschillende hoogten liggen.
Door het te bepalen voor de beide assen en er een lijn door te trekken in het zijaanzicht van de auto krijg je de rol-as. Die as ligt bij de meeste auto’s voor lager dan achter, hiermee wordt een (veiliger) onderstuurd bochtgedrag nagestreefd.
Het rol centrum kun je ook vinden door de auto van links naar rechts te duwen en deze te filmen, op het filmpje is een punt zichtbaar waarom het geheel draait.

Also, the position of the center of gravity with respect to the roll center, plays an important role.
A Citroen 2CV is a car that has supple suspension and long suspension travel for optimum comfort, in addition, the suspension is fully independent since no anti-roll bars are used, which again improves comfort.
The downside is that the 2CV strongly leans into a turn., although it is not a tricycle. But the position of the roll center is low; at the level of the road surface while the car is quite high on the wheels.
The distance between the center of gravity and roll center is large and therefore the car has a considerable amount of body roll in a bend.

If the geometry of the wheel guiding is known, you can determine the position of the roll center by drawing it out, the heights of the roll center can be different at the front and rear axle.
By determining the roll center for the two axles and drawing a line in the side view of the car you get the roll axis. That axis is in most cars lower at the front than at the rear, thus a (safer) under steered cornering behavior is pursued.
The roll center can also be found by pushing the car from side to side and filming this, in the movie a point is visible where the car pivots.

Het rol centrum van een driewieler ligt ter hoogte van de as met het enkele wiel altijd op het wegdek.
Als de voorwielen McPherson ophanging hebben (zoals veruit de meeste velomobielen) ligt het daar niet veel hoger omdat het met die wielophanging niet goed mogelijk is een hoog rol centrum te creëren. De positie van het zwaartepunt ten opzichte van de rol-as lijkt daarom veel op dat van een 2cv. Bovendien ontbreekt net als bij de 2cv bij de meeste velomobielen de stabilisatorstang.
Is de velomobiel voorzien van lange veerwegen en soepele veren dan zal hij net als de 2cv met zijn onafhankelijke vering veel comfort bieden maar daarbij ook flink overhellen in de bochten.
Bij velomobielen is het gebruikelijk om de vering kort en stug te kiezen als men het 2cv gedrag niet wenst, het overhellen wordt dan weliswaar verminderd maar dat gaat ten koste van het veercomfort.

The roll center of a tricycle is always situated on the road surface at the axle with the single wheel.
If the front wheels have McPherson suspension (like the vast majority velomobiles) it is not much higher because with this type of suspension it is not possible to create a high roll center. The position of the center of gravity with respect to the roll axis therefore, is very similar to that of a 2CV. In addition, as with the 2CV most velomobiles do not have an anti-roll bar.
If the velomobile features long travel suspension and soft springs it will provide comfort like the 2CV with its independent suspension but will also have considerable body roll in corners.
In velomobiles it is customary to choose the suspension short and stiff if one does not want the 2CV behavior, roll is then reduced but it is at the expense of the ride comfort.

Foto Eva Navratilova / McPherson roll center

Met een vierwieler kan het ook anders!

Bij een constructie met een starre achteras met Panhardstang ligt het rol centrum op de hoogte van de Panhardstang. In de QV is dat ter hoogte van de achteras op as hoogte.
Het rol centrum van de vooras ligt zoals gebruikelijk bij McPherson ophanging iets boven het wegdek, tekenen we nu de rol-as dan is te zien dat die, net als bij de meeste auto’s van achter naar voor afloopt. Bovendien is de afstand tussen het zwaartepunt en de rol-as aanzienlijk kleiner.

Laten we eens kijken hoe dat er in de praktijk uit ziet.

With a four-wheeler it can be different!

In a construction with a live rear axle and a Panhard rod the roll center is located on Panhard rod height. In the QV that is at the height of the rear axle on the axle height.

The roll center of the front axle is as usual with McPherson suspension slightly above the ground, we can now draw the roll axis. It can be seen that as with most cars the roll axis slopes down from the rear axle to the front. Moreover, the distance between the center of gravity and the roll axis is considerably smaller.

Let’s see what that it looks like.

De QV met zijn vier wielen gaat dus met twee veren het overhellen tegen én de rol-as ligt zo veel hoger dat er van overhellen sowieso veel minder sprake is. Daarom kan een vierwieler soepele comfortabele vering combineren met een bochtgedrag dat met een driewieler alleen te bereiken is met stugge vering of een stabilisator stang.
Natuurlijk speelt bij het strakke bocht gevoel ook de zijdelingse stijfheid van de twee 20 inch wielen en de zijdelingse stijfheid van de achteras ophanging een rol. De panhardstang leidt de dwarskrachten direct de carrosserie in daar waar ze optreden namelijk ter hoogte van de achteras. Bij een driewieler gaat dat altijd via een lange hefboom: de achterbrug. Daardoor worden de krachten groot. Het gebruik van een groot achterwiel maakt de constructie minder stijf omdat de achterbrug langer wordt en ook het grote wiel zelf een grotere hefboom werking creëert. Een 20 inch wiel is zijdelings veel stijver en twee 20 inch wielen natuurlijk nog veel stijver. 
Ook de uitgebalanceerde gewicht verdeling tussen voor en achteras helpt mee de wegligging van de QV te optimaliseren.
Langere veerwegen helpen bovendien de wielen het wegcontact te behouden en verbeteren daardoor de wegligging.
Daarnaast is er nog de passief sturende achteras die bij snel genomen s-bochten de kont van de fiets minder ver laat uitzwaaien, daarmee wordt het moment dat ontstaat doordat het gewicht van de achterkant dat van de ene naar de andere kant slingert kleiner en zal de achterkant later uitbreken of kantelen.
Tot slot zit er als er bagage geladen wordt nog een voordeel aan een hoge rol centrum bij de achteras. Het zwaartepunt komt lager te liggen en daarmee dichter bij of zelfs onder de rol-as. De QV zal daardoor mét bagage minder overhellen in de bocht dan zonder en mits goed beladen ook nog minder snel omslaan hoewel hij ook zonder bagage natuurlijk al zeer stabiel is.

Waar dit hele technisch/theoretisch verhaal op neerkomt is dat de QV heel hard en met veel vertrouwen door de bocht gaat en dat maakt het bochten rijden erg leuk.

The QV with its four wheels resists body roll with two spring and the roll-axis is so much higher that there is much less roll in anyway. Therefore, a four-wheeler can combine smooth comfortable suspension with a cornering behavior that with a tricycle can only be achieved with rigid suspension or a stabilizer bar.
Of course with the hard and flat cornering also the lateral stiffness of the two 20-inch wheels and the lateral rigidity of the rear axle plays a role. The Panhard rod leads the lateral forces directly in the body where they occur namely at the height of the rear axle. In a tricycle the forces always through go through a long lever: the swingarm. Thus, the forces are large. The use of a large rear wheel makes the construction less stiff because the swingarm becomes longer, and also the big wheel itself creates a greater leverage. A 20 ich wheel has much more lateral stiffnes and two 20 inch wheels even more so.
Also the well balanced weight distribution between front and rear helps the handling of the QV.
Longer suspension travel helps the wheels to maintain contact with the road and thereby improves the handling.
There is also the passive steering rear axle that in quick s-turns makes the rear end of the QV turn tighter, thus the weight of the back does not travel so far from one side of the turn to the other and creates less momentum that makes the rear end spin out or tip over.
Finally, if there’s luggage loaded there is an advantage to a high roll center at the rear axle. The center of gravity will be lowered and hence closer to or even under the roll axis. The QV will therefore, if properly loaded, have less body roll in cornering with luggage than it will have without and also tip over even later although it is obviously already very stable without luggage.

Where the whole technical / theoretical story boils down to is that the QV can corner very hard and with great confidence and that makes cornering fun.

Klapband test

Door Allert Jacobs

We hebben een dag besteed aan het testen van het stuureffect van de achteras bij een klapband.

Het plotseling sturen van de as zou de QV minimaal uit koers doen raken of zelfs een oncontroleerbare slingerbeweging kunnen starten de hem doet verongelukken. In het allerzwartste scenario althans, een scenario waar ik zelf niet in geloof.

Maar helemaal uitsluiten dat het een effect kan hebben kan ik ook niet dus moet het toch getest worden.

De band moet op afstand onder het rijden stukgesneden worden zodat de lucht er binnen de kortst mogelijke tijd uit is.
We gebruiken F-Lite banden omdat die door hun dunne karkas en grote hoogte de as maximaal scheef doen zakken als er één klapt.
Om het zo realistisch mogelijk te houden moet je als bestuurder niet precies weten wanneer de band zal klappen. We hebben er daarom een mechaniek voor gemaakt dat met een touwtje bedient kan worden door iemand die ar achter rijdt.
Eerst hebben we twee banden gebruikt om het mechaniek goed werkend te krijgen op loopsnelheid en toen zijn we op pad gegaan voor een test bij 45km/u.
Al bij de eerste test met 40km/u blijkt de QV geen enkel stuureffect te vertonen, je hoort een knal en dan gebeurt er ………………helemaal niets.
Nog niet het minste slingertje is voelbaar.
Om de snelheid te verhogen tot 60km/u zoeken we een heuvel op.
Theo stuurt de scooter en bedient het touw, Eva filmt. Het blijkt lastig om het touw strak te houden maar niet te strak natuurlijk.
Bij zo’n 45km/u komt het touw slap te hangen en dreigt te worden overreden door de scooter Theo trekt het strak maar daarmee gaat het mechaniek te vroeg af, de band ploft, 60km/u is helaas niet gehaald.
We hebben nog één F-Lite en proberen het nog een keer, maar nu mislukt de poging; geen klapband. Doordat er nu een 40mm en een 50mm band op de as liggen zakt hij iets scheef en de band blijkt niet meer geraakt te worden door het mesje.

We rijden weer terug, vandaag blijkt een theoretisch probleem in de praktijk niet te bestaan. En onderweg met twee maten banden blijkt nog een ander theoretisch probleem in de praktijk niet te bestaan. Door de verschillende wielomtrekken zou er slechts één van de twee freewheels aangrijpen en rijdt je dus eigenlijk met éénwiel aandrijving waardoor alweer een stuureffect zou moeten ontstaan…………..niets van te merken.

Tyre blowout test

Today we have spent a day testing the steering effect of a rear tire blowout.
The sudden steering impulse that the rear axle would get from the blowout would make the QV sway at minimum or worse start an uncontrollable oscillation which eventually would make it crash. That is in the very worst-case scenario at least, a scenario where I do not believe in.
But I can not completely exclude that it may have an impact, therefor it must be tested.

The tyre must be cut up while driving so that all air is out within the shortest possible time.
We use F-Lite tyres because with their thin and high walls they will make the axle steer the maximum angle.
To keep it as realistic as possible, as a drivers you should not know exactly when the tyre will blow. We have therefore made a mechanism that can be string operated by someone who drives behind the QV.
First we have used two tyres to get the mechanism functioning at walking speed and then we went on the road for a test at 45km/h.
Already in the first test with 40 km/h the QV shows not even a small steering effect, you hear a bang and then ………… nothing happens.

Not the least sway is noticeable.
To increase the speed to 60km/h, we move to a hill.
Theo rides the scooter and operates the rope Eva is filming. It is difficult to keep the string tight but not too tight of course.
At about 45km / h to the rope slacks and is likely to be run over by the scooter Theo pulls it tight but that sets the mechanism off, the tyre explodes, 60km/h is not reached.
We still have one F-Lite and try it again, but now the attempt fails; no blowout. Because there is a 40mm and a 50mm tire mounted on the axle it slightly tilted and the tyre seems not to be hit by the knife.
We drive back, today our test showed us that a theoretical problem does not exist in real live. And driving with two sizes of tire shows yet another theoretical problem does not exist in real live. Because of the different wheel sizes only one of the two freewheels should engage and you actually drive only one wheel which should create a steering effect ………….. again nothing noticeable.

Sturende achteras

Door Allert Jacobs

sturende achteras / foto Allert Jacobs

De sturende beweging die de achteras maakt geeft een eigenaardig gevoel in de schouders als je door een goot rijdt. Dat is niet een probleem, het is ook geen groot effect, het filmpje is gemaakt om te laten zien dat het alleen in die speciale omstandigheden duidelijk waarneembaar is.
In in een snel genomen bocht, wanneer de vering van de buitenbocht wielen ingedrukt wordt, is de stuurbeweging een juist voordeel.
Op deze foto is het test frame van boven te zien terwijl één veerbalg drukloos is en er een blok hout van 5cm hoogte onder het wiel aan die kant ligt.

Steering rear axle

The steering movement the rear axle gives a peculiar feeling in the shoulder when you drive through a runnel. That’s not a problem, nor is it a big effect, the movie was made to show that it is clearly observable only in those special circumstances.
In in a fast turn, when the suspension of the outer wheels is compressed, the steering movement is a clear advantage.
This picture shows the test frame from above while one bellow is depressurized and a block of wood of 5cm height is below the wheel on that side.

De voorwielen zijn naar rechts ingestuurd de achteras stuurt ook naar rechts. De achteras zal daardoor een krappere bocht rijden dan hij doet als hij niet stuurt.
Het uitbreken van de achterwielen wordt hiermee tegengegaan en vooral in een slalom zoals de eland proef is dit een voordeel. De achterkant hoeft minder van links naar rechts te bewegen omdat hij krapper om de eland heen stuurt en zal daardoor minder snel uitbreken.
De achteras stuurt op de foto maximaal, dat is ongeveer 2 graden, omdat aan één kant de vering geheel ingedrukt is en aan de andere kant hij volledig uit geveerd is.
In de praktijk zal dit in een bocht niet gebeuren, de carrosserie helt wel over maar niet zo ver dat de vering achter en voor tot de aanslag wordt ingedrukt en aan de andere kant de wielen bijna los van de straat komen. De stuurbeweging van de achteras zal in een snel genomen bocht niet gauw meer zijn dan 1 graad.

The front wheels are turned in to the right, the rear axle also turns in to the right. The rear axle will therefore make a tighter turn than it would when it does not steer.
Spinning out of the rear wheels is counteracted by this, and especially in a slalom like the elk test, this is an advantage. The back needs to move less from left to right because it takes a tighter turn around the elk and will therefore be less likely to spin out.
The rear axle in the picture steers the maximum, which is about 2 degrees, because on one side the suspension is fully pressed in, and on the other side it is completely relieved.
In the real world, this will not happen in a curve, the body does lean, but not so far that the rear and front suspension are pressed to the stop and on the other side the wheels are almost in the air. The steering movement of the rear axle will not easily be more than one degree.

Toch is dat niet verwaarloosbaar klein, auto’s met vierwielbesturing sturen niet meer dan zo’n 1,5 graad in hoge snelheid bochten. Er zijn veel auto’s op de markt (geweest) met actieve vierwielbesturing. Als goedkoper alternatief zijn passief sturende achterassen ook veel toegepast,
sommige van die auto’s doen dat op nagenoeg dezelfde manier als de QV.
Auto’s met actieve vierwielbesturing laten de achterwielen op lagere snelheid in de tegengestelde richting sturen tot zo’n 5 graden. Daarmee wordt de draaicirkel kleiner gemaakt.
Dat zou voor de QV ook nuttig zijn maar met de aandrijving en vering op de achterwielen zoals die nu is niet uitvoerbaar. De aandrijving is eenvoudig van opzet om het efficiënt, betaalbaar en betrouwbaar te houden, zonder kruiskoppeling(en) of fusee besturing.

Yet that is not insignificant, four-wheel steering cars have no more than about 1.5 degree steering angle in high speed corners. There are (and have been) many cars on the market with active four-wheel steering. As a cheaper alternative passive steering rear axles are also widely used,
some of those cars do so in basically the same way as the QV.
Cars with active four-wheel steering have the rear wheels steer at a lower speed in the opposite direction up to about 5 degrees. Thus, the turning circle is reduced.
That would be also useful for the QV but with the drive and suspension system on the rear wheels as it is now not feasible. The drive system is of simple design to keep it efficient, affordable and reliable without universal joint(s) or steering knuckles.

Terug naar de passief sturende achteras van de QV. Zijn er mogelijk nadelen aan verbonden anders dan het onschuldige schudden met de kont.
Zoals in het vorige blog bericht opgemerkt komt het schudden vooral door de hoek van de wielgeleidearmen. En in veel mindere mate door het gebruik van een panhard stang; deze stang laat de as niet meer dan een millimeter dwars op de carrosserie bewegen bij het veren.
Als een achterband klapt op hoge snelheid zal de achteras een sturende beweging maken. De QV zou dan een slinger kunnen maken. In het filmpje is de beweging van de as te zien. De band is een 40mm Shredda die met zijn dunne karkas geheel tot de grond toe inzakt.
De stuurbeweging is met 1,5 graad klein en niet heel abrupt, ook bij een klapband duurt het minimaal een seconde voordat alle lucht er uit is, in het filmpje duurt het ruim 8 seconden om de band via het ventiel leeg te laten lopen. De bestuurder zal zo’n stuurbeweging op kunnen vangen zonder te spinnen of om te slaan.

Back to the passive steering rear axle of the QV. Are there any potential disadvantages inherent to this design unlike the innocent shaking of the boot.
As noted in the previous blog post it is shaking mainly due to the angle of the wheel guide arms. And to a much lesser extent by the panhard rod; this rod makes the axle move sideways relative to the body but not more than a millimeter.
If a rear tire blows at high speed, the rear axle will make a steering movement. The QV could then sway out. The movie shows the movement of the shaft. The tire is a 40mm Shredda which, with its thin carcass, sinks completely to the ground.
The steering movement is 1.5 degree small and not very abrupt, even in case of a blowout it will take at least a second before all the air is out, in the movie it takes more than eight seconds to deflate the tire through the valve. The driver will be able to absorb such a steering movement without spinning or flipping over.

 

Observaties

Door Allert Jacobs

Rijden met vier wielen voelt anders.
Dat komt doordat de achteras een schommelende beweging maakt als hij met één van de wielen een oneffenheid neemt.
Aan de schommelbeweging veroorzaakt door de vooras ben ik gewend maar daarna volgt er een tweede als één van de achterwielen dezelfde hobbel of kuil passeert. Het is zo’n gevoel als wanneer je met een auto schuin van een stoep af rijdt.
Een ander verschil is dat het gewicht op de achteras wordt verdeeld over twee wielen en veren, als één van de twee wielen over een hobbel rijdt spreekt die ene, half zo stugge veer, veel makkelijker aan dan bij een enkel achterwiel.

Observations

Driving with four wheels feels different.
This is because the rear axle makes a rocking movement as it rolls over a bump with one of the wheels.
I am used to the rocking motion caused by the front axle but then follows a second when one of the rear wheels passes the same bump or pothole. It’s such a feeling as when you drive off from a sidewalk diagonally with a car.
Another difference is that the weight on the rear axle is distributed over two wheels and springs, as one of the two wheels runs over a bump, with a spring half as stiff, it is felt much less than with a single rear wheel.

Live axle / Foto Allert Jacobs

Rijdend in de QV is het effect merkbaar van de geleide armen van de achterwielophanging die de as naar voren trekken. Als één wiel in veert dan trekken de armen één kant van de as naar voren en daardoor gaat de achteras iets sturen.
Op een weg met veel hobbels lijkt de achterkant daardoor enigszins te gaan zwemmen.
Zou deze as constructie daarom ‘live axle’ heten in het Engels?
Het zou mooier zijn als het niet zo was. Om het stuur effect te verminderen moeten de armen meer horizontaal komen te liggen, zoals bij auto’s met een dergelijke achteras het geval is.

Drawing 1 / Eva Navratilova

Drawing 2 / Foto Eva Navratilova

Maar dat veroorzaakt een groter probleem. Het scharnierpunt zou ver boven de kettinglijn komen te liggen en de QV zou uit de veren getrokken worden bij elke trap.
Zou je de armen niet trekkend maar duwend uitvoeren dan zou de as meer in een rechte lijn bewegen en dus minder sturen. Maar de scharnierpunten komen dan op een constructief minder handige plek te liggen en vooral; als de wielen geremd worden dan komt de achterkant omhoog.
Tenslotte kan een stabilisator stang helpen, maar zo’n ding verminderd het comfort doordat het de onafhankelijke beweging van de wielen tegengaat en bovendien zal hij dan eerder een aangedreven wiel optillen in de bocht.
Kortom elk van deze middelen is heeft bijwerkingen die erger zijn dan de kwaal.
Daarom zal de QV met haar kont schudden als zij schuin door een goot rijdt.
Het enige dat ik nog eens wil proberen is het monteren van twee dempers aan beide zijden van de achteras in plaats van één demper in het midden.

Riding the QV one can notice the effect of the trailing arms of the rear suspension that pull the rear axle forward. If only one of the springs is compressed the arms pull one side of the axle forward causing the axle to steer.
On a road with many bumps the rear end feels a little like it is floating. Maybe that is why the English call this a construction a ‘live axle’.
It would be nicer if this effect was lessened. To reduce the steering effect the trailing arms should be positioned more horizontal, as is the case with cars with such a rear axle.
But this causes a bigger problem. The pivot point would lie far above the chain line and the springs of the QV would make a pumping motion with each pedal stroke.
Would the arms be leading instead of trailing the axle would move more in a straight line and thus make less of a steering movement. However, the pivot points then come to lie on a constructive less convenient place and even worse; if the wheels are braked the rear end comes up.
Finally, a stabilizer bar can help, but such a device reduces comfort by reducing the independent movement of the wheels and the vehicle will raise a driven rear wheel in a curve much sooner.
In short, each of these solutions has side effects that are worse than the original problem.
Therefore, the QV will shake her boot if she runs diagonally through a runnel.
The only thing that I may to try some time is mounting two dampers on either side of the rear axle, instead of a single damper in the middle.

Vanuit de Quest ben ik gewend een bocht van tevoren in te schatten en die dan met gepaste snelheid te nemen maar nu denk ik na elke bocht dat het nog veel harder had gekund. Op een vlakke en droge weg lijkt het punt waarop de QV begint te driften dicht bij het punt te liggen waarop hij op twee wielen komt te rijden.
Door de soepele vering verwacht je dat de carrosserie als een 2cv zal overhellen in de bocht maar hij helt juist veel minder over dan een driewieler en voelt heel strak aan in bochten. En dat met 40mm Shredda’s op 5 bar! Daarom kan naar mijn smaak de voor vering een slag soepeler zijn dan bij de Quest er rust bovendien minder gewicht op.
Afgelopen week had ik een lekke voorband met nog maar 3 bar en merkte het niet, het reed wel wat langzamer dan gewoonlijk daarom voelde ik na aankomst of alle banden wel hard waren. Maar het kenmerkende zwaar onderstuurde gevoel waaraan je een zachte voorband onmiddellijk herkent bij een driewieler ontbrak.
De twee 80 lux Cyo lampen geven een heleboel licht en weten dat ook beter op de weg te krijgen doordat ze hoger geplaatst zijn. Ze zijn tenslotte ontworpen om een goed lichtbeeld te geven wanneer ze boven het voorwiel van een normale fiets zijn opgehangen.

From the Quest, I’m used to assess a curve ahead and then take it with appropriate speed, but now I think after every I turn I could have passed it at a much higher speed. On a flat and dry road the point at which the QV starts to drift seems to be to lie close to the point at which she is about to lift two wheels.
The supple suspension makes you expect the body will roll as a 2CV in a turn but on the contrary it leans much less than a tricycle and feels very firm in bends. Even with 40mm Shredda at 5 bar! Therefore, to my taste, the front springs could be one step softer than the Quest, after all they bear less load because the weight is more evenly distributed between front and rear axle.
Last week I had a flat tire with only 3 bar and did not notice it, the ride was a bit slower than usual, so I checked after the arrival if all tires were hard. But the typical heavy under steering feel that makes you recognize a soft front tire immediately on a tricycle was absent.
The two 80 lux Cyo headlights generate a lot of light and project it better on the road because they are placed higher. They are, after all, designed to give a good light pattern when they are mounted above the front wheel of a normal bicycle.

Veel mensen vragen hoe de snel de QV is in vergelijking met de Quest, de mensen de er tot nog toe mee gereden hebben kunnen niet een groot verschil merken. Nu is een hoge topsnelheid niet het belangrijkste uitgangspunt geweest bij dit ontwerp maar we zullen bij gelegenheid eens een vergelijkende vermogensmeting doen.
Het wachten is ook op de eerste herfststorm om de zijwind gevoeligheid te ervaren, ik verwacht dat de QV heel veel zijwind hebben kan en hoop dat het in het stuur niet te veel te voelen is.

Many people ask how fast the QV is compared to the Quest, the people that have ridden it so far do not report a big difference. A high top speed is not the main point in this design, but we will do a comparative power measurement at some point.

I am eagerly awaiting the first autumn storm to experience the crosswind susceptibility, I expect the QV can handle a lot of side wind and hope that is not too much to felt in the steering.

Het is goed om met het prototype te kunnen rijden en te ervaren hoe de dingen werken. Er zijn een aantal dingen die beter kunnen en al kost het meer tijd, ik vind dat het ook beter moet voordat de eerste QV geproduceerd gaat worden.

It is good to ride the prototype and experience how things work. There are some things that can be improved and that will take more time, but I think it needs to be improved before the first QV will be produced.

• 

  QV schuin gezet / Foto Allert Jacobs

  De wielkasten achter moeten iets groter worden om bij extreem in veren van een enkel wiel plaats te bieden aan 50mm brede banden.
  Als er aan de wielkasten toch dingen gewijzigd moeten worden dan kunnen ze meteen stijver worden bij de ophanging van de veerbalg door een ribbel groter te maken, dat geeft ook een beter oppervlak om de deksel straks op te leggen.

• The rear wheel boxes need to be slightly larger to be large enough for the wheels with 50mm tires to make the most extreme movements.
  If the rear wheel boxes need to be altered anyway they might just as well gain some stiffness by enlarging the ribs where possible.
  

  Achterwielkast / Foto Allert Jacobs

• 

  Stoel / Foto Allert Jacobs

  De stoel kan korter aan de voorkant waardoor hij verder naar voren gemonteerd kan worden met behoud van de grote (23t) kettingrol.
  Er moeten uitsparing aan de zijkanten komen om ruimte te bieden voor kinderbenen en de bagage onder de stoel beter toegankelijk te maken.

• The seat can be shorter on the front side so that it can be mounted further forward while maintaining the large (23t) chain pulley.

  They must be cut at the sides to provide space for children’s legs and to facilitate easier access to the luggage under the seat.

• De deksel scharnier kan anders zodat het gemakkelijker wordt de deksel te wisselen voor een andere variant.
  

• The luggage hatch hinge can be made in such a way that it is easier to swap different types of hatches.
  

  Koepel / Foto Allert Jacobs

  

  Deksel scharnier / Foto Allert Jacobs

• Over de noodzakelijkheid van de bagagevakken voorin twijfel ik nog, ze zijn bedoeld om de stijfheid van de neus te verbeteren. De neus duikt nu absoluut niet door de trap en kettingkrachten op het frame. Maar ze brengen wel extra gewicht en werk met zich mee terwijl het niet zeker is dat ze voor de stijfheid noodzakelijk zijn en ook de extra bagage ruimte is niet hard nodig. Wel klik je de fietsschoenen lastiger uit de pedalen met die bakjes naast je voeten.

• I am in doubt about the necessity of luggage compartments in the front, they are intended to improve the stiffness of the nose. The nose now appears to be absolutely stiff and not deflecting under pedal and chain loads. But they do bring extra weight and work while it is not certain that they are necessary for the stiffness and also the extra luggage space is not really needed. But they do make it harder to release cycling shoes from the pedals.
  

  Voorframe / Foto Allert Jacobs

• Het scharnierpunt van de bovenste wielgeleide arm moet iets omhoog i.v.m. een nog aanwezige lichte pogo van de achtervering bij hard trappen.
• The pivot point of the upper wheel guide arm must be raised a little bit to eliminate a slight pogo of the rear suspension under pedal load.

• De vorm van de trompet, de in de carrosserie gelijmde kettingtunnel, moet anders voor meer stijfheid en lijmoppervlak op de dwarstunnel. En er kan nog een centimeter knieruimte gewonnen worden door de stoel te laten zakken.
  Bovendien moet er boven de bovenste wielgeleide armen een aanslag rubber komen voor als de vering het einde van zijn veerweg nadert.
• The shape of the trumpet, the chain tunnel glued into the body, should be different for more stiffness and adhesive surface on the cross tunnel. And a centimeter knee space can be won by lowering the chair.
  And above the upper trailing arms bump stops need to be installed in case the suspension bottoms out.

• De wielbasis kan gelijk met enkele centimeters verlengd worden als de trompet dan toch veranderd moet worden.
  Een langere wielbasis geeft een rustiger stuur en veer gedrag en bovendien komt er iets meer ruimte beschikbaar voor een kinderzitje.
  De ketting wordt iets langer daardoor loopt hij minder schuin van het achterste kettingrolletje naar het pignon.
  Het nadeel is wel dat er achter de achteras wat minder bagageruimte overblijft en dat de draaicirkel iets groter wordt maar die effecten zijn klein.
• The wheelbase can also be extended with an inch as the trumpet must be changed anyway.
  A longer wheelbase gives a calmer steering and suspension behavior and besides a little more space will be available for a child.
  The chain will be slightly longer, therefore it makes less of an angle from the rear idler to the pinion.
  The disadvantage is that behind the rear axle less luggage space remains and the turning circle is slightly larger but those effects are small.

Quattrovelo – prototype rides

Here is the first day video. And some pictures of the QuattroVelo – prototype.

Foto Eva Navratilova / Quattrovelo

Foto Eva Navratilova / Quattrovelo

Foto Eva Navratilova / Quattrovelo

Foto Eva Navratilova / Quattrovelo