Gedachtes over het uitlijnen van een vm.

[datakneder]

Ik ben de laatste tijd bezig met het optimaliseren van de uitlijning en de gebruikte methodes. Hierbij heb ik wat nieuwe dingen geprobeerd en ben benieuwd hoe anderen hier naar kijken. Ik sta open voor kritiek, dus schiet er maar op los.

Als eerste kun je uitlijnen in de garage door de paralleliteit te meten. Daarvoor zijn er apparaten. Ik gebruik een meting via een lichtstraal. Dat werkt prima, maar wat is het optimum? Want ik heb al gemerkt dat het een ander resultaat is tussen belast en onbelast.

Ten tweede is er de rolproef. Zoek een helling en start op een vast punt met snelheid 0 en meet de afstand die het voertuig aflegt. Verander daarna de sporing en test opnieuw. Totdat je het verst komt. Dat is altijd een belaste test, dus lijkt me goed. Alleen het je hiervoor het liefst een helling met daarna geen bochten. Elke stuuruitslag geeft je net een andere koers en route. En met de kwaliteit van de wegen hier in Duitsland, kom je dan net wel een kuiltje tegen of een steentje. En bij het laatste stukje bij lage snelheid kan dat veel uitmaken.

Ik ben aan het testen gegaan met een andere vorm waarbij je zowel belast test als ook bij de realistische snelheid. Ik heb een stukje dijk in de buurt uitgezocht die 'vlak' is en goed asfalt heeft liggen. Bovendien zoek ik een moment waarop het zeker niet druk is. Dan trek ik op tot net boven de 30 en laat de fiets uitrollen. Als het eerste cijfer op de meter een 2 wordt druk  ik de stopwatch in. En als het eerste cijfer een 1 is, druk ik weer. Dit is dan de tijd benodigd om van 30 km/h uit te rollen tot 20 km/h. Omdat ik op de stopwatch de rondetijden noteer kan ik direct weer aanzetten tot net boven de 30 en een nieuwe meting doen. Dan draai ik om en doe dezelfde metingen op de terugweg, waarna ik de sporing aanpas en opnieuw ga meten. Natuurlijk doe je dit alles als er geen/weinig wind is. De metingen blijken weinig variatie te hebben. 

Een probleem waar ik tegenaan liep was het feit dat de verbinding tussen de stuurarm en de veerpoot speling heeft. Het gaatje is net iets groter dan de diameter van de bout. En dat heeft als gevolg dat het mogelijk is om de sporing toch te veranderen zonder iets aan de kop op de stuurarm te veranderen. Oftewel, als ik wel iets verander aan de lengte van de stuurarm, wat zegt mij dat ik hem wel precies op dezelfde plek terug vastzet.

Dus heb ik gisteren iets nieuws geprobeerd. Wat als ik slechts één wiel vastzet aan de stuurarm, en bij het andere wiel die speling laat zijn. Het totale wiel heeft bij de band waarschijnlijk 2-4 mm speling. In theorie denk ik dat dat hetzelfde is als met losse handen fietsen en kan het wiel zelf de positie bepalen met de minste weerstand. Het zou ook kunnen zijn dat het wiel in een (eigen)vibratie komt en hierdoor de zaak alleen maar vertraagt. Op een slecht wegdek kan ik me voorstellen dat dit onwenselijke slijtage oplevert, maar toch maar even 30km gefietst en te voelen wat het doet.

Resultaat:
Kwa stuurgedrag merkte ik geen probleem. Kwa snelheid wel. Het lijkt er inderdaad op dat op rechte stukken met goed asfalt het wiel zich zo positioneert dat het de meest ideale uitlijning vindt.

Het geeft mij daarmee een indicatie wat ik met uitlijning kan bereiken, en dus als ik alles weer vastzet of dit dan ook de meest ideale is.

Ik zou me kunnen voorstellen dat het met één wiel vast en de andere losjes bij een baanwedstrijd wellicht wel een voordeel kan hebben vanwege het weinige hoeven sturen en de ideale ondergrond.

[Jeroen S]

De stuurgeometrie van een velomobiel is vrij complex en er zijn meerdere onderdelen die deels dezelfde effecten geven. 

De schuine stand van de voorwielen heeft enig effect en zorgt er voor dat het wiel steeds terug wil naar rechtuit. Even heel extreem, als de vorkpoot in een hoek van 45 graden zou staan, dan zijn de krachten zo groot dat het wiel steeds 90 graden met de rijrichting zou opzoeken. 
Met die paar graad in een VM doet het niet veel, maar wel iets. Omdat er nog een spoorstang is die links en rechts verbindt, streeft die kracht naar rechtdoor. 

Doordat de middelste stangen voor het hart van de veerpoot zitten krijg je naloop, en ook die krachten zorgen er weer voor dat het wiel terug wil naar een min of meer rechtuit positie. Tot zover past dat in jou verhaal. 

De dwarsligger is volgens mij het effect van de beide schuine stangen. Daaraan wordt door de rolweerstand van de wielen getrokken. Deze krachten worden in de hoeklijnen van de VM geleid via de kogelkopjes en het uitsteeksel naar voren. Beide trekken schuin naar binnen en in principe zal er er gezocht worden naar een positie waarin de krachten links en rechts in evenwicht zijn. Dus waarin de rolweerstand links en rechts redelijk gelijk is. Gelijk betekend niet automatisch minimaal of ideaal. Het kan ook allebei even fout zijn. 

Ik denk ook dat al die kogelkopjes een beetje speling hebben. Ook nieuwe, niet zo veel als bij jou, maar ook die hebben speling. De krachten werken zo dat ze bijna allemaal resulteren in meer uitspoor. Aan sommige kopjes wordt getrokken, op andere geduwd, maar de effecten gaan in dezelfde richting. Hierdoor is er een verschil tussen wat je onbelast als perfect recht meet en wat er werkelijk gebeurt. 

Een tweede oorzaak zit hem erin dat de middelste stangen door hun positie verandering bij het inveren de poten iets uit elkaar drukken, wat ook weer effect heeft op de sporing. 

Ik ben een groot voorstander van de uitrolproef omdat die in mijn ogen het beste het verband tussen de spoorinstelling en de rolweerstand laat zien. Maar op een bepaald niveau wordt het wel lastig om het nog beter te krijgen. Misschien heb je nog kopjes in een betere conditie, met minder speling?

[datakneder]

Misschien heb je nog kopjes in een betere conditie, met minder speling?

Het 'probleem' zit niet zozeer in de speling in de kopjes. Ja er zat ook speling tussen de draad in het kopje en de draad op de stang. Die heb ik al weggehaald met tape. De speling in het lager is niet noemenswaardig. 

De speling zit in het boutje dat door het oog gaat van het kopje en door het gat in in het 'voetje' op de veerpoot. Dat gat in de veerpoot is ruim en daar zit de speling. Om het kopje een slag te draaien op de stuurstang moet dat boutje los. De speling bij het vastzetten is zeker zo groot als als 1 slag op de draad.

[Arend-Jan]

Wat ik het meest frustrerende vond toen ik bijna een hele dag bezig was met uitrolproeven is dat het kleinste zuchtje wind de metingen al compleet verpest. Je zou het eigenlijk binnen moeten doen, in een grote sporthal ofzo, vanaf een laag hellinkje.

[datakneder]

Wat ik het meest frustrerende vond toen ik bijna een hele dag bezig was met uitrolproeven is dat het kleinste zuchtje wind de metingen al compleet verpest. Je zou het eigenlijk binnen moeten doen, in een grote sporthal ofzo, vanaf een laag hellinkje.

Hier op het platteland in Duitsland heb ik er geen in de omgeving, maar in de grote stad moet het toch wel mogelijk zijn om een gepaste parkeergarage te vinden?

Het nadeel van de standaard uitrolproef is dat dat gebeurt bij zulke lage snelheden dat elk kuiltje, steentje of zuchtje wind de zaak enorm beïnvloed. Daarom dat ik van 30 naar 20 uitrol. En waarschijnlijk ga ik binnenkort eens van 40 naar 30 proberen, omdat dat het meest overeenkomt met mijn kruissnelheid.

[Twinbike]

Ik wil dit draadje graag gebruiken, omdat ik het stuurgedrag van mijn VM wil verbeteren.
Uitlijning is gelukt (dankzij tips op dit forum), alleen vind ik m erg zoekerig, wat erger wordt naarmate de snelheid omhoog gaat. Zitten nieuwe banden op.
Tips zijn welkom!

[datakneder]

Ik neem aan dat je met 'zoekerig' bedoelt dat de fiets makkelijk van zijn lijn afwijkt. Vlak langs een lijn op de weg rechtdoor blijven rijden vergt veel stuurcorrecties.

Dat zal waarschijnlijk een hele zoektocht worden, want ik denk dat er vele mogelijke oorzaken kunnen zijn. Ik heb zelf alleen WAW voldoende gereden om iets zinnigs daarover te zeggen. Ik ga nu gewoon wat mogelijkheden opnoemen.

Een WAW heeft een bijzonder stugge sturing. Je moet veel kracht zetten om te sturen bij stilstand. Hoe harder je rijdt, hoe makkelijker het wordt. Maar hoe het bij bijvoorbeeld tiller-sturing is weet ik niet.

Hoe is het gedrag in een bocht op 'hoge' snelheid? Als hij daar prima een lijn kan volgen kan het stugger maken van de sturing denk ik wel helpen.

Hoe reageert je fiets op bump-steering (Afwijken van de lijn als je door een kuiltje rijdt met één wiel)?

Hoe stabiel is het gedrag zelf? Ik rijd soms hier op een weg en merk dat ik flink één kant op moet 'sturen' om de fiets recht te laten gaan. Dat zou te maken kunnen hebben dat je een sterke bolling in de weg hebt, of bijvoorbeeld wind. Maar soms is het bij mij ook op een vaakgereden weg zonder aanwijsbare oorzaken, terwijl het meestal op die weg niet is. Voor mij is dat zo incidenteel dat het me niet uitmaakt als dat een keer gebeurt.

We hebben het laatst over 'wiebelen' van de fiets gehad. Hoe stil zit je in de fiets? Als je door een snelle bocht het gedrag niet hebt, kan dat ook liggen aan dat je dan ook geen aandrijving hebt (niet meetrapt). Als je bijvoorbeeld trapt met een lage cadans en veel kracht kun je de fiets lichtjes vervormen waardoor hij ook niet meer rechtuit wil.

Tenslotte wordt er vaak het advies gegeven om met toe-in te rijden, omdat dit een stabieler rijgedrag heeft.

[Twinbike]

Ik heb geen last van zwaar sturen, en bocht door gaat prima; alleen rechtuit moet ik veel kleine stuurcorrecties doen (wat erger wordt bij hogere snelheden)
Goede tip om iets toe-in te geven, ga ik proberen

[Jeroen S]

Voor iets meer naar elkaar toe zou ook mijn tip zijn. Verdere dingen om te bekijken, onderzoeken; 

Zit alles wel goed vast? Bijvoorbeeld de bevestiging van de achterbrug, van de diverse kogelkopjes voor. Als je daar toch bezig bent, kijk even hoeveel speling er is op de kogelkopjes aan de buiten zijde. Die in de brug zitten beter beschut, maar die in de wielkast slijten sneller. Heeft jouw VM van die stangetjes naar voren, met dikke onderlegringen en wat rubber/schuim eronder kun je daar ook even naar kijken. Let op dat die stangen wel bewegen in allerlei richtingen, dus je moet ze niet helemaal vast knallen. De stangetjes bewegen bij het sturen en veren meerdere cm. Zet je ze te vast, kunnen ze afbreken. Maar te los is ook niet goed. Beweging is goed, speling, losse ruimte niet. 

De vering is ook een punt. Mijn houten vm is vrij licht geveerd. Daarmee kom ik bij hogere snelheid soms in een situatie dat het op een vliegend tapijt begint te lijken. De VM lijkt een beetje boven de weg te zweven, beweegt heel licht, maar echt contact met de weg voel ik niet meer. Vaak op wegen met ietwat ongelijk wegdek. Mijn GT is zwaarder geveerd, een stuk stugger. Die heeft dat effect minder. Hij schommelt ook minder, hangt minder over in de bochten. Bij de GT vond ik de trapasboom wat te zwak. Ik heb die nogal versterkt, met een verbinding naar boven zoals bij de Bülk. Dat blijkt ook de schaal van de VM fors te versterken in bochten. Bij een lange vlotte bocht voelde ik toch wat torsie in de schaal, ik denk dat ie ongemerkt toch wat vervormde. Ik merkte dit eigenlijk pas nadat ik de fiets versterkt had, dat het weg was. Ik had er al zo'n 10.000 km mee gereden voor die tijd.

[Twinbike]

Goed idee Jeroen, om alles even na te lopen.
Ik merkte wel een beetje speling op de kruiskoppeling vd stuurstang. Op de wielen zelf geen speling.
Ik ben nog echt een leek qua VM onderhoud; heeft het nameten en afstellen vd middelste en voorste stuurstang nut?

[Arend-Jan]

Klinkt misschien als een rare vraag; maar is hij op een echt windstille dag ook zoekerig?

Een Strada heeft natuurlijk open wielkasten.. Alle vm's met open wielkasten zijn gevoeliger voor wind dan die met gesloten wielkasten.

---

Het nadeel van de standaard uitrolproef is dat dat gebeurt bij zulke lage snelheden dat elk kuiltje, steentje of zuchtje wind de zaak enorm beïnvloed. Daarom dat ik van 30 naar 20 uitrol. En waarschijnlijk ga ik binnenkort eens van 40 naar 30 proberen, omdat dat het meest overeenkomt met mijn kruissnelheid.

Volgens mij denk je verkeerdom. Door de lage snelheid voel je de invloed van ieder zuchtje en iedere oneffenheid, en bij hogere snelheid voel je die niet. De snelheid stabiliseert.. Maar.....

Als je gaan rekenen zie je dat die zucht wind de test bij hogere snelheid juist méér beïnvloedt!

'schijnbare windsnelheid' is de som van rijsnelheid + windsnelheid
Hetzelfde beetje extra wind levert op hogere rijsnelheid procentueel minder extra luchtweerstand op dan op lage rijsnelheid, dat klopt:

Voorbeeld:

10 km/u rijden + 2km/u wind (tegen). Vermogen om luchtweerstand te overwinnen gaat met de derde macht.
Vermogen schijnbare windsnelheid = 12^3 Bij windstil was het 10^3. De toename door de wind: 12^3/10^3 = 1,58.
30 km/u rijden + 2km/u wind (tegen). Vermogen voor schijnbare windsnelheid = 32^3 en bij windstil 30^3. De toename is nu nog maar een factor 1,21.

Maar... dat is slechts de toename. En daar zit het probleem bij testen op 'hoge' snelheid: luchtweerstand speelt bij lage snelheid amper een rol.
30^3 / 10^3 = 27.  Bij 30 km/u kost de luchtweerstand je 27x zoveel vermogen dan bij 10 km/h.

En bij 30 km/u is luchtweerstand vaak nog niet eens de helft van het totaal (de andere helft van de weerstand is dan nog rolweerstand). Dus op een windstille dag 10 km/u rijden: 1/27 van de helft is luchtweerstand... oftewel 2% van het totaal, en 98% is rolweerstand.

En nu komt de grap: die 2% kan dan door het zuchtje wind wel toenemen met een factor 1,6 maar dan is het nog steeds maar 3% van het totaal. In watts weerstand is dat dan 'niets'
Als je 30 rijdt dan was luchtweerstand al 50% van de weerstand. Maal factor 1,21 maakt het 61%; dat valt dan direct op.

Stel je anders ook eens voor wat je eigenlijk nog test als je een uitrolproef zou doen van 150 km/u naar 140 km/u: dan heb je echt vrijwel alleen nog maar luchtweerstand. 

Toch?

Ik denk trouwens wel dat het toen niet slim van me was om de afstand te meten tot stilstand.
Het is beter om de tijd te meten van 15-5, dan de afstand van 10-0.
Heel kleine oneffenheden qua wegdek filter je dan beter weg, en een mini bultje hoogteverschil rol je dan altijd gewoon overheen in plaats van soms wel en soms niet.

Beste zou dan zijn om meerdere magneten op 1 wiel te monteren, zodat je meerdere datapunten per omwenteling hebt; een hogere meetresolutie. En dan dus een echt loggertje gebruiken (of maken, met Arduino ofzo) die de tijd tussen het passeren van de magneetjes registreert.

[datakneder]

Stel je anders ook eens voor wat je eigenlijk nog test als je een uitrolproef zou doen van 150 km/u naar 140 km/u: dan heb je echt vrijwel alleen nog maar luchtweerstand. 

Toch?

Zeker! Je hebt me overtuigd.

Beste zou dan zijn om meerdere magneten op 1 wiel te monteren, zodat je meerdere datapunten per omwenteling hebt; een hogere meetresolutie. En dan dus een echt loggertje gebruiken (of maken, met Arduino ofzo) die de tijd tussen het passeren van de magneetjes registreert.

Ik was al van plan om te gaan klooien met een Raspberry PI. En als je logt hoe je niet precies op snelheid x op een knopje te drukken en op snelheid y weer. Gewoon een aantal keren laten uitrollen en dan de sporing veranderen en weer een aantal keren laten uitrollen.

[Jeroen S]

Twinbike, je kunt die kruiskoppeling soms nog bijstellen. Wel opletten dat je eerst de borgmoer losmaakt met een sleuteltje en dan pas aan de bout gaat draaien. Andersom is geen goed idee omdat er ook schroefdraad in het aluminium van de koppeling zelf zit.  

Je kunt de stangen gaan nameten, maar bij velomobielen wordt er best veel zonder mal geboord. Het kan maar zo dat je rechter voorste stangetje op een iets andere plek zit als links. Het lijkt me niet de juiste methode om er vanuit te gaan dat het goed is als alles tot de laatste 0,5 mm symetrisch is. Als de wielen goed zijn uitgelijnd, heb je de rolweerstand geoptimatiseerd. Je kunt ook nog meten of beide wielen netjes midden in de wielkast zitten, maar bij sommige velomobielen zitten die wielkasten links-rechts ook niet helemaal perfect. 

Zoekerig is een wat lastige omschrijving. Sommige velomobielen sturen veel lichter als andere bijvoorbeeld. De eerste maanden in mijn Milan had ik last van m'n schouders van het zware sturen. Sommigen worden bij onstabiele zijwind onrustig. Het kan ook zijn dat je echt nog in een periode van wennen zit, en dat het een paar 1000 km verder prima gaat.

[Arend-Jan]

Ik was al van plan om te gaan klooien met een Raspberry PI. En als je logt hoe je niet precies op snelheid x op een knopje te drukken en op snelheid y weer. Gewoon een aantal keren laten uitrollen en dan de sporing veranderen en weer een aantal keren laten uitrollen.

Misschien moet ik dat zelf ook maar eens gaan doen.
Heb nog een ESP32 liggen, en ook nog wel een Arduino. 

Zo'n ding kan je natuurlijk ook het gepruts in Excel achteraf besparen. Gewoon zo programmeren dat hij continue de snelheid registreert en pas een timer start zodra de snelheid onder de 15 duikt en stopt als hij onder de 5 komt, dan de verstreken tijd weergeven op een lcd schermpje totdat je weer boven de 15 komt. Zo wordt een dagje testen wel makkelijk  

Wel interessant eigenlijk. Optimale sporing scheelt stiekem toch best veel, qua snelheid.

Maar ik ben nu eerst nog wat met carbon aan het prutsen aan de Milan 4.2