Q4W – Het testen van wielophanging en vering

Door Allert Jacobs

Het test frame is klaar, de voorwielophanging is voorlopig de gangbare Quest ophanging eerst ga ik de achterwielophanging uitwerken.
De assen moeten in een subframe worden opgehangen waarin de lagers opgenomen worden. Dit geheel is niet afgeveerd en beweegt mee met de wielen, het werkt als een starre as zoals bij veel vrachtwagens en bestelbusjes wordt toegepast.

Testing wheel guidance and suspension

The test mule is finished, the front suspension is the Quest configuration for now, first I want to figure out the rear axle guidance and suspension.
The shafts are to be included in a sub frame with their bearings. This assembly is not sprung and moves with the wheels, it acts just like a live axle as used on most vans and trucks.

Foto by Allert Jacobs / testframe

Bij vrachtwagens is luchtvering met rolbalgen al jaren heel gewoon, ook in luxe auto’s wordt het steeds meer toegepast. Deze balgen gecombineerd met een compressor aan boord maken dat de vering heel gemakkelijk aan de belading kan worden aangepast, erg handig bij vrachtvervoer. Ook gebruiken sommige stadsbussen een dergelijk systeem om de bus bij een halte te verlagen voor een makkelijke instap.
Het aanpassen van de vering is bij de Q4W zeker achteraan gewenst als er bagage in de kofferbak zit, het gewicht daarvan rust bijna geheel op de achteras.

Air sleeves have been very common in trucks for years, in luxury cars, it is becoming more common now. If there is a compressor on board the suspension can be adapted to the load very easily, this works really well for trucks. It is also used in buses to lower the bus at the bus stop.
Easily adaptable suspension is important for the Q4W too because almost the entire weight of the luggage is on the rear axle.

Het subframe kan van verschillende materialen en op verschillende manieren gemaakt worden, carbon wil ik niet gebruiken omdat het te bewerkelijk is. Ik twijfel tussen aluminium en staal, belangrijk is het in lijn krijgen van de lagers. In staal kan dat door eerst al het laswerk te doen en dan de lagerhuisjes er aan te zetten met zilversoldeer.
In aluminium las ik eerst alles en frees dan de vlakken na waar de lagerhuisjes met boutjes op worden bevestigd. Na een aantal experimenten kies ik voor aluminium.

The sub frame can be made with various materials and techniques, I don’t want to use carbon because it requires very time consuming techniques. I will have to choose between steel and aluminum. It is important to get the bearings in line. Using steel I can do all the welding and then braze on the bearing housings.
Using aluminum I do all the welding and then mill the surface where the bearing housings will be bolted on. After some experimenting I decide for aluminum.

Het subframe wordt op zijn plaats gehouden met een viertal trekkende langs geleide stangen en een Panhard stang om de dwarskrachten op te vangen. De langs geleide stangen worden op druk belast door de trekkende ketting en moeten daarom parallel aan de kettinglijn lopen anders gaat de vering inveren bij het trappen.

The sub frame is connected to the body with four trailing arms and a Panhard rod. The trailing arms also have to coop with the forces from the chain when pedaling, therefor the trailing arms have to be parallel to the chain line to avoid a pogo effect.
The place of the Panhard rod is crucial for good road holding, place it to high and the body swings like a pendulum, to low and there is to much body roll.

Foto by Allert Jacobs / subframes

De luchtbalgen worden met een hefboom bediend, het moet allemaal nog een stuk handiger en lichter ontworpen worden maar in het onderstaande filmpje is te zien dat het nu al goed werkt. De balgen zijn hier opgepompt tot 4 bar en dat lijkt goed voor mijn gewicht van 80kg zonder bagage, ze kunnen tot aan 8 bar gaan. Heb je veel bagage of wil je stuggere vering? Dan pak je gewoon je fietspomp en pomp je de balgen harder op.

The air sleeves are actuated by a lever, it needs to be redesigned for better produce ability and low weight but the movie shows that it works very well. The pressure is set on 4 bars, that seems o.k. for my weight of 80kg, and they will take to 8 bars maximum.
Do you carry a lot of luggage or do you like stiffer suspension? Just use your tire pump to increase the pressure.

De rolbalgvering spreekt heel gemakkelijk aan, er is geen wrijving van afdichtingen zoals bij een luchtvering met een zuiger. Luchtvering is progressief, in het begin van de veerweg heel soepel en dan steeds stugger, willen stalen veren nog wel eens blokken, bij de balgen heb ik dit nog niet gemerkt.
Voor demping zorgen de balgen natuurlijk niet, die moet van een aparte (olie)demper komen.

The air sleeves do not have any stick slip, they don’t have a sealing like the piston in cylinder type air suspension systems have, they will react to the smallest bumps. Air suspension is progressive, it starts off as very soft and then stiffens up at the end of its travel. I haven’t heard them block like steel springs do yet. They do not provide damping of course if that is necessary it will need a separate (oil)damper.

Het rijdende vierwieler frame is er niet alleen om de wielophanging te testen. Het geeft ook een idee  hoe het voelt om met de stabiliteit van de Q4W de bocht door te gaan.
Als je met maximale snelheid een bocht neemt gaat hij een beetje schuiven over voor en achterwielen en gaat dan op twee wielen. Het rijden op twee wielen lijkt overigens gemakkelijker te corrigeren dan met een driewieler. De toegenomen stabiliteit komt niet alleen door het vierde wiel maar ook door een lagere zithoogte, dat kan door twee kettingwieltjes toe te passen en de bodem alleen tussen de assen te verlagen waardoor de bodemvrijheid van neus en staart voldoende blijft.

The test mule is not just there to test the wheel guidance and suspension. It also provides an opportunity to experience the cornering ability of the Q4W.
If you corner at maximum speed it starts to drift a little on four wheels and then gets on two wheels.
Riding on two wheels seems to be more easy to correct than with a three wheeler. The increased stability doesn’t come with the four wheels only, it also comes with the lowered center of gravity.
Using two jockey wheels allows for the seat to be lowered only between the axles, nose and tail will still have good clearance.

Het stalen frame hangt virtueel onder de bodem van de carrosserie, de bodem vrijheid is nu dus vier centimeter minder dan hij straks zal zijn.
Bij het meten van de G krachten in de bocht met een G-force app kwam er voor de Quest 0.65 G en voor de Q4W 1.15 G uit. Omdat dit getal ons weinig zegt hebben we ook een vergelijkende slalom test gedaan.
Ongunstig voor de bochtsnelheid in het filmpje is de wegverkanting, van het midden naar de kanten toe loopt de weg af.
Van een toename van het verzet als het binnenbochtwiel grip verliest is bijna niets te merken, ook niet als je met maximaal ingestuurde wielen.

The steel frame is lower than the actual body will be, the top of the frame is the bottom of the body.
Using a G-force app we have measured 0.65 G for the Quest and 1.15 G for the Q4W. Such a figure is abstract to us, therefore we did a slalom test to compare different models.
Note that the cornering speeds are slightly limited by the banking of the road, the middle is higher than the sides.
The the increase of the gearing in fast and tight corners when the inside wheel loses grip is hardly noticeable not even when driving in circles with the wheels turned in at maximum.