Door Allert Jacobs
De eerste kennismaking
Ik heb tweewielers en driewielers gebouwd nooit heb ik overwogen een vierwieler te bouwen. Nu ga ik dat wel doen, het heeft een tijd geduurd om zo ver te komen, ik wil hier uitleggen hoe dat is gegaan.
The Four wheeler
First impressions
I’ve built two wheelers and three wheelers but I’ve never considered building a four wheeler. Now I have decided to build one, it took some time to get to this point and I would like to explain here how that happened.
Foto Eva Navratilova
Het begint met een fietsvakantie naar de WK ligfietsen 2012 in Fowlmead Park in Engeland, Eva en ik nemen Johanna (een half jaar oud) mee in een aanhanger.
Het waait en regent veel onderweg, we hebben de aanhanger nodig voor het kind en de bagage. Het wordt ons al snel duidelijk dat de aanhanger de snelheid beperk tot 20 kmh met tegenwind ondanks flinke inspanning. Bovendien lekt hij en worden onze spullen nat. De aanhanger weegt ook zonder bagage aardig wat en dat maakt het rijden in heuvelachtig Engeland nog moeilijker.
Fietsen is leuk maar dan wel graag comfortabel en energie efficiënt, daarvoor heb ik tenslotte de Quest gemaakt. Maar met een aanhanger er achter is van energie efficiëntie geen sprake meer en daar heeft ook het comfort onder te lijden.
It starts with a bike trip to the world championships 2012 in Fowlmead Park in England, Eva and I take (six months old) Johanna with us in a trailer.
We have to coop with strong winds and a lot of rain on the way there. We need the trailer to transport the child and luggage. We soon find out that our speed is limited to 13 mph into a head wind while pushing the pedals hard. On top of that the trailer turns out to be leaking and our luggage gets wet. The trailer is heavy even without the luggage, it makes climbing the English hills hard.
I like cycling in an energy efficient and comfortable manner, but with the trailer the energy efficiency suffers as well as the comfort.
Foto Eva Navratilova
Als we weer thuis zijn gaan de gedachten uit naar een verbeterde aanhanger, minder luchtweerstand door een betere vorm en goede vering voor betere wegligging bij hogere snelheid.
Once we get home I start thinking about how to design a trailer with a more aerodynamic shape and good suspension for better road-holding at higher speeds.
Foto van http://kingcycle.blogspot.nl
In Folwmead Park is ook Miles Kingsbury met zijn Quattro, hij valt mij wel op als origineel ontwerp maar ik denk er niet verder over na.
At Fowlmead Park Miles Kingsbury is present with his Quattro, it draws my attention as a original design but I don’t give a second thought.
Foto Eva Navratilova
In datzelfde jaar zie ik de Quattro bij het Velomobile seminar in Dronten, Miles vertelt er over en hij rijdt mee met de toertocht. Ik rij een blokje om in de Quattro als Miles onze werkplaats bezoekt.
Ik ben erg onder de indruk van de stabiliteit en bocht snelheid terwijl de Quattro zo op het eerste gevoel qua snelheid niet onder doet voor een Quest.
Foto van http://www.velomobiles.co.uk
Miles rijdt de toertocht met de Quattro en ik rij met Eva en Johanna in de DuoQuest mee, voor de eerste kilometers wissel ik met de burgemeester van Dronten van fiets.
That same year I see the Quattro again at the Velomobile Seminar in Dronten. Miles explains his design and rides with the group during the tour. I can take it for a spin when he visits our workshop. I am very impressed with its stability and cornering speed while the Qauttro appears to be about as fast as a Quest.
Miles rides his Quattro during the tour, Eva, Johanna and I take part in the DuoQuest, for the first kilometres I swap bikes with the mayor of Dronten.
Foto Arjan Vrielink
De Quattro blijft na deze kennismaking in 2012 in mijn hoofd zitten en langzaam begin ik me te realiseren dat er wel veel voordelen zijn aan het gebruik van vier in plaats van drie wielen.
After 2012 I still think about the Quattro from time to time and slowly I start to realize that a four wheeler has many advantage over a three-wheeler.
Mogelijkheden
De Quest is een smal sporende fiets met dichte wielkasten en voldoende grond speling voor dagelijks gebruik. Deze eigenschappen maken hem tot een snelle velomobiel maar een nadeel is dat je in de bochten vaart moet minderen en dat de grote 26 inch wielkast in het midden van de bagage ruimte zit.
Deze nadelen heeft een Quest met vier 20 inch wielen niet maar hij wordt wel wat zwaarder en complexer, met 20 inch achterwielen is een voor derailleur ook problematisch.
Laat ik de voor en nadelen eens naast elkaar zetten.
Possibilities
The Quest has a narrow track, closed wheel-boxes and enough ground clearance for every day use. These features make it a fast velomobile but the disadvantage is the limited cornering speed and the big 26 inch wheel box in the middle of the luggage space.
A 20 inch four wheeled Quest wouldn’t have these disadvantages but it will have to weigh more and be technically more complex. Due to the large chain-wheel needed with the 20 inch rear wheels used mounting a front dérailleur would be problematic.
Voordelen
(Bocht)stabiliteit
Kantellijn verder naar buiten; daardoor Strada stabiliteit met spoorbreedte Quest.
Ook de achtervering gaat overhellen in de bocht tegen, niet alleen de voorvering zoals bij een driewieler; daardoor nog meer stabiliteit (30%) en beter bochtgevoel.
Twee achterwielen en banden bieden meer weerstand tegen vervorming door zijdelingse krachten in de bocht.
Bij een lekke band achter nog goed bestuurbaar, ook het zijdelings weg dribbelen van het achterwiel is minder. Dit kan van groot belang zijn op hoge snelheid b.v. bergaf.
Meer stabiliteit in bochten en ook bij harde zijwind.
Advantages
(Cornering) stability
The tilting line is further away from the centre of gravity; Quest track width with Strada stability.
The rear suspension will also reduce roll not just the front suspension like with a three wheeler, therefore more stability (30%) and netter handling.
Two wheels and tires will be deformed less by G-forces when cornering.
No loss of control with a flat tire on the rear axle. Sliding of the rear end on rough roads is less. This can be very important at high speeds for instance at descents.
More stability in cornering and strong cross winds.
Aandrijving
Twee aangedreven wielen geven betere tractie op gladde weggedeelten (grind, sneeuw, bladeren e.d.)
Groot kettingblad i.v.m. 20 inch wielen geeft een lager koppel op de ketting en carrosserie als geheel.
Dubbel freewheel krijgt halve kracht per mechaniek te verwerken en met 20 i.pv. 26 inch achterwielen nog eens 25% minder. Dit geldt ook voor de kracht op, en dus de vervorming van, de spaken en banden.
Freewheel zit in het midden waardoor er geen vuil in kan komen.
Bij gebruik Schlumpf mountain drive in combinatie met een derailleur schakelbaar in stilstand voor makkelijk wegrijden.
Goede mogelijkheden voor het plaatsen van achter remmen.
Dezelfde wielmaat rondom makkelijk met reserve banden.
Eventueel een wiel met trapkracht aan te drijven en een wiel met een elektrische naaf motor.
Drive train
Two driven wheels give better traction on slippery roads (sand, snow, leaves etc.).
A big chain-wheel gives less torque on the chain and therefore on the whole body.
The double free-wheel will have to handle half the torque per side and using 20 inch wheels and not 26 inch will reduce torque by 25%. this also goes for the torque on the spokes and tires.
The free-wheel is positioned far from the wheel boxes and will not suffer from wear caused by dirt coming from the tires.
If a Schlumpf mountain drive is used you can shift down while standing still if stopped in high gear.
Mounting rear wheel brakes is possible.
One wheel size therefore only one size spare tire and tube.
An electric hub motor can drive one wheel and the chain can drive the other.
Carrosserie
Veel betere bagage mogelijkheden (kinderzitje achter rijder) tussen de achterwielen, meer volume en ook gunstiger van vorm, lager en tussen de achterwielen minder van invloed op de bochtstabiliteit.
Bagageruimte droog, gemakkelijk toegankelijk en afsluitbaar te maken.
Deksel bagagebak kan in verschillende varianten gemaakt worden, al dan niet met een (afneembaar) koepeltje.
Het afgenomen koepeltje kan mee in de bagageruimte.
Koepeltje is geen los ding meer maar scharniert open met de klep bij het instappen.
Koepel of deksel kan een stuk(je) open voor extra koeling bergop zonder het zicht te belemmeren omdat het achter scharniert. Het kan ook als remklep gebruikt worden.
Achterkant biedt betere mogelijkheden voor het plaatsen van verlichting, knipperlichten ver uit elkaar is duidelijker.
Twee hoog in de neus geplaatste koplampen.
Mogelijk rechtop staand op de achterkant te stallen (bij ingekorte staart).
Waait minder snel om indien geparkeerd.
Bijzondere verschijning in velomobielenland.
Body
Shape size and place of the luggage compartment is much better, the weight of the luggage will be of less influence on the handling, even mounting a child seat is possible.
The luggage compartment is easy accessible, water tight and can be locked.
Different boot hatches can be made f.i. with a canopy attached.
A canopy can be stored in the luggage compartment.
The canopy doesn’t have to be a separate item that can be blown away by the wind.
The hatch can be opened while climbing to get better cooling without blocking your view on the road. It might even be used as an air brake, half opened while descending.
Indicators can be placed wider apart on the wide tail.
Two headlight placed high up in the front of the body, integrated in the design, gives you more light on the road.
Can be placed upright standing on its tail (when the tail is shortened)
Doesn’t get blown away so easily when parked.
Has a unique design among mostly three wheeled velomobiles.
Nadelen
Zwaarder door een wiel extra met aandrijving en ophanging.
Complexer daardoor duurder.
Voor groter bereik van de versnellingen is een mountain drive nodig, minder rendement indien ingeschakeld en duurder.
Trillingen door twee harde achterbanden waarop elk slechts het halve gewicht rust.
Meer lagerweerstand door hogere ketting snelheid.
Mogelijk aerodynamisch minder goed?
Disadvantages
Weighs more due to extra wheel etc.
It’s more complex that makes it more expensive.
If more gears are needed a mountain drive has to be installed, you will loose efficiency when its reduction is used and it is more expensive.
More vibrations while the each rear tires carries less weight.
More friction in bearings, higher chain speed due to large chain-wheel.
Possibly more aerodynamic drag.
velomobiel.wordpress.com 
Ik denk dat een model met de voordelen/eigenschappen die beschreven zijn zeker succesvol zou kunnen zijn, maar waarschijnlijk wel op voorwaarde dat de energie efficiente in de buurt blijft van de glasvezel Quest en Strada. Het model zou dus waarschijnlijk niet heel veel groter of zwaarder moeten worden ondanks het 4e wiel.
Houdt je gewicht en afmetingen binnen de perken is zo’n mountaindrive waarschijnlijk niet meer nodig dan op een glasvezel Quest of Strada. Ik gebruik zelf niet eens het kleinste kettingblad bij wegrijden en mijn Quest met werkkleding is vast niet lichter dan 40 kg.
Als de mogelijkheid er is lage druk 50/55 mm 20 inch (ballon)bandjes te kunnen monteren en de achtervering soepel ontworpen wordt als dat van de Quest/Strada lijkt me trillingen ook geen probleem.
Wellicht kun je de stroomlijn iets verbeteren door grote gaten in de bodem ( wielkasten ) met makkelijk wegneembare platen af te dekken. Er is immers maar zoveel “gat” nodig als de band nodig heeft voor maximale stuuruitslag lijkt mij. Geen open voeten gaten maar dichte bobbels in de bodem en een (regelbare) ventilatie opening in de neus, en indien men niet uit wil stappen en terug wil kunnen trappelen een simpel luikje in de bodem die je daarvoor kunt open schuiven. Aldus kan de bodem heel plat en dicht blijven wat wel iets luchtweerstand zou moeten schelen ( tov Quest/Strada ) zonder per definitie gebruiks nadelen te ondervinden. Een staart die echt vloeiend samenkomt ( zoals de DF, Evo-K, WAW ) zou ook heel mooi en wellicht net een fractie efficienter zijn. Ook daarop/in kun je een brede strook reflecterend materiaal kwijt ( al is het niet een plat vlak ) en LED verlichting.
Ik vind een scharnierbaar dakje/bagageruimte ( perfect indien dat ook afsluitbaar is met een mogelijkheid voor een slotje ) ook een goed idee. Veel velomobielrijders hebben te maken gehad met onbevoegden in hun velomobiel, al zijn het maar nieuwsgierige blikken.
Zoveel mogelijkheden met een nieuw ontwerp, al zijn de suggesties van mij misschien iets te wild :-)))
Mvg Quezzzt
Dag Quezzzt,
Twee 20 inch wielen hoeven niet veel meer te wegen dan een 26 inch achterwiel.
De 26 inch wielkast in het midden heeft veel oppervlak twee kleine 20 inch wielkasten maken voor bijna de helft gebruik van de al bestaande wand van de carrosserie.
De aandrijfassen en ophanging wegen waarschijnlijk wel wat meer dan een enkele achterbrug, maar ik denk dat het geheel niet meer dan een kilo extra met zich meebrengt. Het model wordt ook niet groter alleen is het ruimte gebruik gunstiger. Een bagagebak deksel maakt het wel wat zwaarder maar dat is geen specifiek nadeel van een vierwieler.
In Nederland gebruik ik ook vrijwel alleen het grote blad in mijn Quest maar in de heuvels of bergen ga ik zo’n mountain drive wel nodig hebben.
Ballonbanden (F-Lite) moeten wel kunnen met de beperking van de stuuruitslag die daar bij hoort als je die ook voor gebruikt.
Voor de voetgaten denk ik aan een grote verwisselbare plaat met daarin de voetgaten of bulten net wat je wilt.
Een plat vlak aan de staart geeft de reflectie de optimale werking, als je een verkeersbord onder een te grote hoek aanlicht werkt de reflectie niet.
Een scharnierend en afsluitbaar deksel eventueel met koepel en slot is mogelijk maar het vertrouwde schuimdeksel heeft het voordeel dat het zacht is (veilig) oprolbaar (makkelijk opbergen) en niet rammelt.
Aan veel dingen is al gedacht maar suggesties zijn altijd welkom, de werkelijkheid loopt op het moment namelijk voor op de blog, binnenkort volgt hier meer.
Groeten, Allert
In mijn Quest heb ik door Sinnerbikes een electrische motor op de trapas laten zetten. Tot 32km geeft hij ondersteuning. Met name bij het wegrijden en viaduct/dijk helling op werkt het geweldig. Misschien een goedkopere oplossing als een 4 wieler.
Dag Jan Cees,
De vierwieler is in de eerste plaats bedoelt als fiets en niet alleen maar om met een elektromotor te worden uitgerust, dat kan inderdaad ook met een bestaande velomobiel.
Hij heeft wel een extra mogelijkheid boven de Quest of Strada, deze kunnen vanwege de eenzijdige wielophanging achter niet met een naafmotor worden uitgerust en bij de vierwieler kan dat met wat aanpassingen wel.
Een naafmotor is stiller en goedkoper dan een trapasmotor.
Een trapasmotor gebruikt de versnellingen van de fiets en draait daardoor in een gunstiger toerental als je langzaam heuvel op rijdt.
Nadeel is daarbij wel dat de hele aandrijflijn sneller zal slijten. Een ander nadeel is dat (bijna) alle trapasmotoren een hoge Q-waarde hebben waardoor er te weinig ruimte is voor de voeten vooral bij lange mensen.
Groeten, Allert
Geweldig concept! Uiteraard bagageruim en luik groot genoeg maken voor een krat bier 🙂
Is het mogelijk de zitpositie tussen de wielen zo te veranderen dat de vier wielen dezelfde druk krijgen? Of is dat niet voordelig?
Dag Henk,
Dat kratje bier kan wel mee;-)
De zitpositie veranderen zou wel kunnen maar ik wil het qua zitpositie en wielbasis houden zoals bij Quest en Strada.
Een gelijke gewichtsverdeling over de assen is zeker gunstiger voor de wegligging maar als je een kratje bier achterin zet veranderd dat en ook komen de hakken van kleine mensen tegen de dwarstunnel als je naar achter schuift t.o.v. de voorwielen.
Maak je de wielbasis langer dan vergroot je de toch al niet kleine draaicirkel, maak je hem korter dan stuurt hij nerveuzer en wordt bokkiger op slechte wegen.
Er spelen wat dat betreft heel veel factoren mee die allemaal samenhangen, ik denk dat de Q en S wel een heel goed compromis zijn op dit gebied.
Zoals hierboven al gezegd, de werkelijkheid loopt op het moment voor op de blog, binnenkort volgt hier meer.
Groeten, Allert
I agree with all of the above – the challenge is building it light and fast. A fast and durable four-wheel velomobile for the city is something of a dream for me. Something like a Quattro but with 20″ wheels to better cope with gravel, snow and the challenges of city use.
Hello zixvelo,
For city use where you have to accelerate a lot a velomobile should be light, but making it lighter doesn’t make it more durable. A electric assist could be useful for city use.
It will have the four 20″wheels.
Regards, Allert
Very exciting news. For me the main improvement expected is about the safety, mainly the overturn risk. Is it going to be a front wheel drive like the Quattro, or rear wheel drive?
Hello Zapols,
I see the technical challenges of front wheel drive combined with front wheel steer and suspension, and I respect Miles choices in building the Quattro like he did but this one will be a rear wheel drive.
One more problem with the front wheel drive is the short chain that has to make a big angle when running on the outside cogs of the cassette. Even this problem can be overcome with a sliding cassette and stationary derailor. But I would like to build with conventional components as much as possible, to make maintenance easy and manufacturing less complex and cheaper.
Regards, Allert
Ik ben meer dan geinteresseerd! Vooral nadat ik in een plotselinge windvlaag omging, zit ik zelfs bij matige wind al niet prettig meer in mijn fiets. Mijn droombeeld is een soort van vierwielige Quest met voorwielaandrijving, en vier 20″ wielen. Ik ben me aan het orienteren om er desnoods zelf een te bouwen, maar als jij dat gaat doen hoeft dat niet meer (trouwens toch geen tijd voor)
Dag Marco,
Zoals in de reactie hierboven al aangegeven, het wordt achterwielaandrijving. De combinatie van veren, sturen en aandrijven maakt het ingewikkeld en duur om de voorwielen aan te drijven. Bovendien is de ketting dan zo kort dat hij erg schuin komt te lopen als je de buitenste tandwielen van de cassette schakelt.
Al deze technische problemen zijn op te lossen maar het wordt er duurder en minder betrouwbaar van, dus vandaar de achterwielaandrijving.
Met vriendelijke groet, Allert
Nu nog die eerste schetsen van die vierwiller uploaden Allert! En meteen een orderlijst openen 😉
Dag belpri,
De schetsen komen snel, in de volgende post, voor een orderlijst is het nog te vroeg denk ik.
Groeten, Allert
Een pre-order list dan? Om de serieuze belangstelling te meten. Groet, Belle Prinssen
Sounds fascinating Allert! I’ve just ridden back from Britanny in my Quest XS where I met up with the French velocouche club and made friends with Denis Bodennec who built an aerodynamic single wheeler trailer for the WAW. I think the 4 wheel Quest would be a better option though and I would certainly be interested! LeeW is also looking at possibly building a back-to-back 4 wheel tandem Quest so things are moving in development!
Hi John,
I’m shure it will make a great touring/traveling machine.
Did Lee get his inspiration from this drawing?
Regards, Allert
Ter correctie de Quarttro van Miles heeft vier zestien inch plaatwielen. Miles maakt deze plaatwielen zelf, met een naar verhouding goedkope kunststof sandwich (honingraat) plaat.
Vr gr,
Johan
I’d like to put a full fairing on a slightly modified Jetrike (jetrike.com) and remain 3 wheeled, primarily for legality– 4 wheeled bikes are illegal in my country. Just add framework for a trunk on the back and a lean-lock for parking…
It makes great sense.
Hello Allert,
I am very happy that you are developping a 4 wheeler velomobile.
I am confident about your capacity of doing a very good engeneering for this velomobile, and taking into account all the customer constrains.
But the more I see the model, the more it seems baroque and weird for me. The rear tail reminds me the american cars of the fifties, and doesn’t seem to be very modern. The front headlights integration are strange with the V line between them (reminds me panties… excuse me!).
I love the Quest design because it’s simple and smart, it looks like a plane without wings.
For a four wheeler velomobile, why don’t you take your inspiration from the automotive design? For instance the VW L1 would be for me a good inspiration (tandem narrow car).
http://www.netcarshow.com/volkswagen/2009-l1_concept/03.htm
Regards.
Paulo
Hello Paulo,
Sorry to read that you don’t like the design. I do like it and I like the Quest XS too. I did take inspiration from automotive design but not from the VW 1L you referred to, I liked its predecessor, the first 1L better.
But let’s not argue about taste, that is not getting us anywhere.
Regards, Allert
Sorry Allert, I did not want to be offensive.
Of course I love the design of my Quest XS, and maybe I will also like the Q4W design once I will see it in real life.
Regards.
Paulo
Hello Paulo,
Don’t get me wrong Paulo I do appreciate your comment and I don’t feel offended. I know it is not possible to make a velomobile that everybody likes. If you think the design should be different please feel free to say so, for that can only help me to make future designs.
Regards, Allert