Vierwielvelomobiel: bedenkingen

Dat er de laatste tijd weer beweging zit in de velomobielwereld, is duidelijk. Er is Ymtes nieuwe bedrijfje, met de DF en DF XL; Wim en zijn team werken aan de VeloTilt; Velomobiel.nl ontwikkelt een vierwielQuest (werknaam Q4W) en ook buiten Nederland blijft het vooruit gaan. Fietser presenteert deze maand officieel de WAW Mk IV en in Frankrijk wordt ook duchtig gewerkt aan enkele modellen (o.a. de Le Mans). Onze Duitse buren kwamen met de stilistisch verrassende Veloschmitt...

Een probleem met veel velomobielen is de bochtstabiliteit. Dat heb je niet met een gewone fiets of ligfiets; daar is de zijdelingse grip van de banden de grens, maar die ligt meestal erg ver. De reden hiervoor is dat je op een gewone fiets je hele voertuig kantelt.
Bij een trike kun je de grens verleggen door naar binnen te hangen (in snelle afdalingen hing ik met mijn hoofd achter het binnenwiel, waardoor de bochtsnelheid fenomenaal hoog kon zijn), maar met een velomobiel kan dat niet - of amper -: het koetswerk verhindert dergelijke acties. De enige oplossingen tot nu toe was het zwaartepunt verlagen, zoals bijvoorbeeld bij de WAW, of de spoorbreedte maximaliseren. Voor wie de velomobiel vooral gebruikt als hoogperformante HPV, maakt dat niet zoveel uit, zo lang je er maar de hoogste snelheid voor zo weinig mogelijk energie uit haalt. Zonder afbreuk te willen doen aan hun kwaliteiten: dit is het biotoop van de DF en de Milans.
Voor die oplossingen betaal je ook een prijs: ofwel vermindert de bodemspeling, waardoor verkeersdrempels en dergelijke algauw spelbrekers worden, ofwel krijg je een brede fiets en dus een groter frontaal oppervlak, wat ook niet gewenst is.

Een andere piste hiervoor is waar o.a. Wim Schermer en zijn team aan werken: een kantelende velomobiel.

Je merkt/leest/hoort ook dat veel ontwerpers en fabrikanten denken aan een vierwielmodel. Allert heeft op zijn blog al ruim de voordelen besproken. Vooral de toegenomen stabiliteit en bagagecapaciteit zijn plussen.
Volgens mij is dit vooral een denkrichting waarvoor je moet afstappen van enkel "snelheid" als doel van een velomobiel, maar dat is dan weer waar Allert duidelijk op focust. Dat is, binnen het wereldje, ook wel logisch. Je zou echter ook kunnen kijken naar het publiek dat nu bak- en transportfietsen gebruikt. Een keer die stap gezet is (een velomobiel kan meer zijn dan enkel een puur op snelheid toegespitst voertuig), worden de (andere) pluspunten duidelijk.

De E-Orca is bijvoorbeeld al behoorlijk praktisch als "boodschappenfiets": er is redelijk wat bagageruimte. Door de ruim scharnierende kap is die bergplaats nog eens makkelijk toegankelijk, maar de "organische" vormgeving zorgt ervoor dat je zowat alles los en met beleid moet stapelen. Op de recente trip betekende dit kleding, schoenen en dergelijk in kleinere pakketten in plasticzakken en/of rugzakjes stoppen.
Rechthoekige zaken, zoals een doos, vormen al snel een probleem.Wil je je velomobiel voor boodschappen gebruiken, dan is dat niet heel erg praktisch.
Boodschappen doen betekent bijvoorbeeld dit - indien ik met de gewone toerfiets ga -: ik neem een vouwbox onderin het boodschappenwagentje in de supermarkt mee en aan de kassa wordt alles netjes in die box gestapeld (bij Colruyt zijn ze daar echt meesters in). Die box komt op de bagagedrager en wat er niet meer bij kan, stop ik wel in de fietstassen. Thuis til ik de box van de fiets en alles wordt rechtstreeks in de berging op de juiste plaats gelegd.
Wel: met de velomobiel kun je dat vergeten. De vouwbox kan er simpelweg niet in. Het gevolg is dat alles los gestapeld moet worden en thuis weer overgeladen.
Dat kan natuurlijk opgelost worden door een fietskar mee te nemen. Echter: doe ik dat met de bukker, dan blijft het voordeel, want dan kunnen maar liefst drie vouwboxen mee: met de Croozer Cargo zet ik er twee in de kar en de derde op de bagagedrager. De Velomobiel heeft weer het onderspit moeten delven. Daarentegen biedt die ontegensprekelijk voordeel bij slecht weer én de ondersteuning (die natuurlijk ook op een gewone fiets kan) maakt het op tempo brengen met veel extra gewicht een pak makkelijker.
De enige uitzondering die ik ken, is de Leiba Cargo.

Je zou kunnen denken aan een bagagedrager op de staart, maar daarmee haal je het aerodynamische voordeel al weg en met een geladen box erop komt je zwaartepunt veel hoger te liggen, want onveilig is bij bochten: het punt waarop de velomobiel neigt tot kantelen is veel sneller bereikt, temeer omdat het extra gewicht op het slechtste punt terechtkomt (boven het achterwiel). Dit is dus geen haalbare oplossing.

Met een vierwieler, mits een ruim toegankelijke bagageruimte, zou het wel mogelijk moeten worden. Maar: dan moet je voor of achter de achteras en/of aandrijving een voldoende vloeroppervlak hebben! Het streefdoel is dus een bagageruimte waar je een vouwbox of bierkratje in kwijt kan. Nog liever twee... Gebaseerd op de maten van een Croozer Cargo, waar er twee in kunnen, zou je dan een vloeroppervlak van ongeveer 75 x 50 cm moeten hebben. Dit moet zo vlak mogelijk zijn, zodat je lading stabiel staat. Een cargo-velomobiel dus. Het concept zou dan liefst zo zijn dat je in die ruimte ook een tweede (kinder)zitje kwijt kan, voor het geval dat...
Denk hierbij aan een transportfiets, zoals die tegenwoordig populair zijn bij fietskoeriers, maar dan met vier wielen en een stroomlijn. Het leuke aan een vierwieler is dat de ruimte tussen de wielen min of meer vrij komt, daar waar bij de huidige concepten het achterwiel net op de plaats zit waar je de bagage wil hebben. 75 cm ruimte achter de velonaut is niet overweldigend veel en 50 cm breedte ook al niet. Dit zou dus haalbaar moeten zijn. De uitdaging zit vooral in de hoogte, omdat de staart niet enkel dienst doet als bergruimte, maar ook voor een groot deel de totale luchtweerstand bepaalt.

Zoals ik het zie, heb je dan een basis met twee sporen, waarbij de achterwielen exact achter de voorwielen lopen. Dat zijn 4 20" (406) wielen, zodat je ook maar reserve voor één wielmaat nodig hebt en omdat grote achterwielen in een dergelijke configuratie geen enkel voordeel bieden. Je zou in dat geval bijvoorbeeld simpelweg een compleet reservewiel kunnen meenemen.

De grootste hindernis wordt gevormd door de aandrijving. Je ketting loopt van je trapas naar de achteras en drijft daar de wielen aan. In een conventioneel ontwerp loopt die ketting door een tunnel exact in het midden en dat neemt veel ruimte in. Wil je daar een box bij krijgen, dan moet die voor of achter de (achter-)wielen kunnen - dat zal niet zo vlot toegankelijk zijn - ofwel er bovenop, maar dan wordt die achterkant weer hoog.

Misschien valt dat op te lossen met een asymmetrische aandrijving, waarbij de ketting links of rechts van het midden loopt. Technisch niet simpel. Als oplossing valt te denken aan een tussenas net achter de voorste wielkast, waar de ketting dan min of meer naar de zijkant verhuist. Dat betekent wel extra weerstand onderweg. Ook de achterste wielkasten beperken de ruimte waarbinnen je kunt schuiven met de aandrijving.
Een andere piste is nog minder evident, maar die maakt wel de bagageruimte heel wat groter: voorwielaandrijving introduceren, maar dan wel op allebei de voorwielen. Dat is niet eenvoudig, want dan moeten aandrijving en sturing gecombineerd worden. Twee wielen aandrijven betekent ook dat je ofwel een differentieel ofwel een dubbel freewheel moet toepassen. Sturing, aandrijving en vering combineren, betekent ook dat er homokinetische koppelingen bij komen. Dan heb je nog het probleem dat Allert aanhaalt: je aandrijving kan in de weg komen te zitten voor je benen.
Een alternatief zou kunnen zijn dat je maar één voorwiel aandrijft. Het probleem is dan dat dit wiel alle tractie verliest als binnenwiel in een bocht en dat alle vermogen door enkele vierkante centimeters op het wegdek moet overgebracht worden. Met twee aangedreven wielen halveer je het vermogen per wiel en verdubbel je ook het bandoppervlak dat het vermogen overbrengt. In bochten levert het buitenwiel dan ook altijd voldoende vermogen. In Nederland en Vlaanderen is dat misschien niet zo belangrijk, maar voor wie in heuvel- of berggebied woont, maakt het wel degelijk wat uit! Wie een velomobiel ontwerpt, moet rekening houden met meer dan enkel het eigen dorp, toch?

De voordelen van voorwielaandrijving zijn wel duidelijk: een veel kortere kettingloop (minder gewicht), geen tunnel meer die tot achteraan loopt en dus veel gewonnen binnenruimte. De achterwielen zijn dan onafhankelijk opgehangen, waarbij de enige "verloren" ruimte gevormd wordt door de wielkasten.
Indien je de spoorbreedte voor en achter gelijk neemt, zal je wellicht wel wat inboeten wat betreft luchtweerstand, maar je wint weer op het praktische vlak. Het concept van Allert betekent vier sporen en dus vier keer kans om door een put, op een steen(tje) en dergelijke te botsen. Het is telkens een kwestie van compromissen. Anderzijds heeft Allert ook veel zaken al aangehaald op zijn blog. Het is duidelijk dat het ook hier weer om keuzes gaat.

Kiezen voor vier wielen betekent ook een extra wiel met alles wat daarbij komt kijken en dus extra gewicht. Maar ook dat hangt af van waar je vandaan komt. Zoals Allert het stelde: een Quest heeft achteraan een 26" wiel en dat weegt niet zoveel minder dan 2 20" wielen met bijhorende banden.
Zijn streven is een vierwielvelomobiel met de hoogst mogelijke efficiëntie in de aandrijving en het laagst mogelijke gewicht voor een zo laag mogelijke prijs. Daar valt natuurlijk veel voor te zeggen. Het is ook de basis geweest voor de Quest en Strada.

Mijn insteek is anders (en puur theoretisch): een zo veelzijdig mogelijk inzetbare velomobiel. Laat me het zo stellen: het is mijn verlanglijstje voor een polyvalente en veilige velomobiel.
Efficiëntie is natuurlijk belangrijk: je moet de verliezen in de aandrijving beperken. Anderzijds bestaan er nu heel behoorlijke elektromotoren die een deel van het werk kunnen overnemen en met in het achterhoofd het idee dat de vierwielvelomobiel ook als "vrachtfiets" moet kunnen dienen, is die extra power wel wenselijk. Je verliest dus wat rendement, maar wat je in de plaats krijgt is behoorlijk wat ruimte, beschutting tegen de weersomstandigheden en een veel lichter en energie-efficiënter voertuig dan een klassieke (bestel)wagen.Vermoedelijk bereik je hiermee ook een ander publiek. Lukt dat, dan hebben we het over grotere productie-aantallen en dat kan de prijs drukken, indien de productie kan volgen.

Zo komen we bij een idee waarover ik bij Flevobike hoorde: een modulaire, vierwielige cargofiets. De basis is een aluminium buizenframe met vier 406 wielen. Naargelang de wensen en noden kunnen daar koetswerkpanelen en een elektrische ondersteuning aan toegevoegd worden. Je zou vooraan een windscherm (genre Streamer) kunnen plaatsen of achterop een afsluitbare bagageruimte (zelfs in verschillende hoogtematen). Je kunt beiden combineren of kiezen voor een volledige stroomlijn.
Dan sta je wel ver af van de zelfdragende structuur van zowat alle huidige velomobielen, maar je krijgt er modulariteit voor in de plaats. Wat het betekent voor het gewicht? Geen idee.

Als ik dan denk aan de situatie in mijn thuisstad, Gent, is er nog een extra voordeel. Met een conventionele velomobiel, zoals we die nu kennen, heb je drie sporen. In straten waar ook trams door rijden, heb je geheid problemen: er zal altijd wel één van de wielen in een rail willen terechtkomen. Met vier wielen, maar dan wel netjes twee op een lijn, heb je al 1/3 minder kans hierop.
Terwijl we toch aan het dromen zijn: graag een concept waarin het mogelijk is om banden genre Big Apple te gebruiken. Dat kan het comfort enkel verhogen. Ik merk nu al het verschil tussen 35 en 40 mm bandjes (geluid en trillingen).

Als afsluiter: een interessant concept voor modulaire en goedkope opbouw van vrachtfietsen. Dit principe zou het skelet van zo'n vierwielvelomobiel kunnen vormen.