Tilting trike: une nouvelle approche

C'est la grande question. Pourquoi faire un tricycle inclinable ? pour disposer d'un espace de chargement entre les roues arrière comme sur l'Urbaner ? Pour améliorer le freinage ? Pour améliorer la stabilité ? Pour minimiser les chocs dus au revêtement ?

Si l'objectif est la stabilité, il est évident que la mise en virage sera plus exigeante (mais elle l'est déjà plus pour certains vélos couchés) mais on ne peut pas avoir une caractéristique et son contraire.
Sinon, si le tricycle se comporte comme un bicycle, quel est l'intérêt?

En ce qui concerne le Jetrike, ce qui a été complexe, c'est surtout sa simulation, la réalisation est marginalement plus complexe que celle d'un système à palonnier droit. Mais surtout, l'auteur ne s'est pas contenté de faire une simulation, il a fait des essais et choisi l'angle de palonnier qui lui donnait le comportement qu'il préférait. Il a fini sur son dernier prototype avec un angle de 120° mais il a aussi essayé des palonniers à 90°

Bravo Osaino pour toutes ces recherches et réalisations, le système est vraiment convaincant.

osaino a écrit:

Merci à tous pour vos encouragements !
J'utilise une camera Garmin qui a un GPS: ensuite j'utilise l'application VIRB pour choisir les données à afficher.
Effectivement pour mon vélo pouvoir récupérer l'inclinaison c'est très sympa.

Dans cette vidéo on voit le mécanisme installé sur un VH Performer : https://youtu.be/fjn_KDao7OI
D'ailleurs ce vélo je l'utilise pour faire essayer cette solution à tous ceux qui sont intéressés

Bonjour Osaino, ce système est compatible avec tous les VC ? Un Metabike RBR ? Quel est le poids supplémentaire (tilting mécanisme, roue, frein ...)
Merci

PRZ a écrit:

C'est la grande question. Pourquoi faire un tricycle inclinable ? pour disposer d'un espace de chargement entre les roues arrière comme sur l'Urbaner ? Pour améliorer le freinage ? Pour améliorer la stabilité ? Pour minimiser les chocs dus au revêtement ?

Si l'objectif est la stabilité, il est évident que la mise en virage sera plus exigeante (mais elle l'est déjà plus pour certains vélos couchés) mais on ne peut pas avoir une caractéristique et son contraire.
Sinon, si le tricycle se comporte comme un bicycle, quel est l'intérêt?

Beaucoup de bonnes questions!
Personnellement je suis arrivé au tricycle inclinable pour plusieurs raisons:
- j'avais essayé chez Joël V. le vélomobile: mauvaise sensation d'insécurité en ligne droite, plusieurs fois j'ai risqué de me capoter.
 Sans doute il faut s'adapter mais le sentiment que même en en ligne droite on peut 'tomber' est quand même pas top.
- suite au SunTrip 2017, avec un M5 Carbon avec panneaux solaires, je me suis dit que au niveau stabilité il fallait trouver du mieux.
 Le fait de rajouter les panneaux au dessus de la tête (environ 10kg) change drastiquement le centre de gravité et rends la conduite beaucoup plus délicate.

Donc à partir de ces raisons j'ai commencé à développer en 2018 le tricycle inclinable.

J'ai essayé de structurer (un minimum...) la discussion sur 'pourquoi un tilting trike?' sur mon site dans le tableau suivant:
http://gonano.eu/wp-content/uploads/2020/07/compare-recumbent-trikes.png

En gros:
- le vélo couché est plus rapide, grimpe mieux, est plus léger et plus facile à transporter
- le tricycle 'standard' est plus facile, plus stable (à basse vitesse), plus confortable, meilleur capacité de charge
- le tricycle inclinable: plus stable à haute vitesse, plus sécurisé, plus rapide dans les virages...et plus amusant (pour moi )

Dernière question:
" Sinon, si le tricycle se comporte comme un bicycle, quel est l'intérêt? "
Pour moi l'intérêt est que ça doit rester au niveau conduite 'simple comme un vélo' tout en étant plus stable dans différentes situations.

Mais encore une fois ce n'est que de la théorie, ensuite c'est comme souvent une question de sensations.

JeanYves41 a écrit:

Bonjour Osaino, ce système est compatible avec tous les VC ? Un Metabike RBR ? Quel est le poids supplémentaire (tilting mécanisme, roue, frein ...)
Merci

Bonjour,
ce système est adapté aux vélos qui sont à l'origine de Traction Avant: Raptobike, Cruzbike, Performer, etc.

Pour moi j'ai aussi développé une solution pour mon M5:
http://gonano.eu/new-2019-solar-tilting-trike

Dans ton cas il faudrait vérifier que le cadre Metabike permette de faire cette même solution....

Le poids de cette solution est d'environ 5 kg tout compris.

Voilà, j’ai fait un petit essai du tricycle inclinable de Daniele. Vu les évènements, il a fallu attendre un peu mais il faisait grand beau et c’était une bonne journée pour ça. Je suis allé chez lui avec mon Vélassi, ce n’est pas très loin (15 km) mais ça monte un peu.
Un petit peu de contexte avant de vous donner mes impressions sur le vélo de Daniele.
Le seul vélo couché que j’ai jamais conduit avant cet essai est mon Vélassi, qui est un vélo a grand empattement avec le siège assez redressé et un guidon sous le siège (sur les cotés plutôt). J’ai fait plus de 3500 km avec dont une partie importante sur des chemins non bitumés. Ce vélo (la version actuelle) n’est pas très stable à basse vitesse, il faut dépasser 8 km/h pour atteindre le point de stabilité. C’est un vélo avec lequel il faut insister pour l’engager en virage. Il m’a fallu plusieurs centaines de kilomètres pour être vraiment a l’aise avec.

Le vélo de Daniele est un SWB performer a traction indirecte avec un guidon haut étroit, sur lequel il a ajouté un système d’inclinaison des roues arrières qui rallonge le vélo de presque vingt centimètres. Les freins arrières à disque sont couplés ensemble avec une poignée de commande à câble a double tirage.
Bôme rentrée au maximum, c’est utilisable pour moi mais les pédales (plates) sont encore un peu loin. Manivelles de taille standard (170 ou 175, je ne sais pas). La hauteur du siège est bonne pour mes petites jambes. On part avec le buste redressé et le guidon redressé aussi (il y a un système à friction qui le maintient).
Une petite dizaine de mètres en draisienne, je lève les deux jambes en même temps et c’est parti tranquillement. Premier virage à gauche, le vélo s’incline et engage facilement mais je ne suis pas habitué au guidon étroit et j’oscille un petit peu. J’ai fait quelques petits tours dans la résidence avec pas mal de virages. La stabilité en ligne droite est excellente à toutes les vitesses. J’ai parcouru en tout un peu plus d’un kilomètre et ma maîtrise des virages s’est améliorée rapidement. Le vélo est stable en ligne droite mais il n’y a pas de ‘point dur’ ou de difficulté à l’engager en virage. La sensation est celle d’un vélo à deux roues, on ne se rendrait compte de rien si on ne voyait pas les roues arrières doubles.
Le pédalier haut en comparaison du mien et la position plus inclinée du siège ne m’ont pas posé de problème particulier pour piloter une fois parti. Je n’ai pas eu spontanément l’idée de baisser le guidon une fois lancé, Daniele a du me le rappeler.

Le freinage (deux disques à l’arrière et un a l’avant) est redoutable en comparaison avec mon vélo. Les manivelles sont beaucoup trop grandes pour moi (j’ai des 145 sur le Vélassi) et si j’appuie un peu, je fais osciller le vélo latéralement mais il reste aligné sur sa trajectoire (il ne fait pas de 'S').

Les pédales étant un peu loin et les manivelles trop longues, je me suis fatigué très rapidement. A noter, j’ai des manivelles de 170 sur mon vélo droit qui ne me posent pas de problèmes parce qu’en vélo droit on balance son bassin, ce qu’on ne peut pas faire en vélo couché ou il faut pivoter verticalement, ce qui est difficile et fatiguant.

La prise en main m’a paru vraiment aisée pour un vélo très différent du mien et je pense que c’est un vélo facilement abordable par un débutant mais une position plus redressée du siège permettant de partir avec le dos calé contre le dossier serait sans doute plus facile pour débuter et plus rassurante. Le guidon étroit est quand même particulier mais on doit s’y habituer assez rapidement et j’étais déjà plus a l’aise après le peu de route que j’ai fait durant l’essai.

Je n’ai pas essayé de rouler sans les les mains ni de m’arrêter sans poser les pieds par terre, pour un début mieux valait ne pas prendre de risques. Je n’ai pas essayé non plus de partir avec les pieds sur les pédales (freins arrière bloqués, le vélo tient debout).

Avant l’essai, j’ai suivi Daniele à vélo pour repérer le parcours dans la résidence, il m’a montré qu’on pouvait rouler sans les mains à vitesse modérée et je pense que ça ne doit pas poser de problèmes particulier (c’est impossible avec mon Vélassi par exemple).

La suspension basée sur un bloc élastomère ICE est assez souple et a l’air d’être a peu près correctement amortie (beaucoup plus souple que celle de mon vélo qui est aussi basée sur des élastomères) mais l’essai s’est déroulé sur une surface bien lisse. De plus, le fait qu’il y ait deux roues à l’arrière contribue a diminuer les chocs, seule une roue se lève.

Sur ce vélo a traction indirecte avec un tube de cadre de gros diamètre, ma cuisse frottait pas mal sur la poulie de renvoi.

A titre anecdotique, j’ai tendance a me mélanger un peu les vitesses car la poignée tournante d’une dérailleur tourne en sens inverse de la poignée d’une boite de vitesse Nexus (que j’utilise depuis une douzaine d’années donc j’ai pris des habitudes). Et j’ai un peu oublié qu’on ne peut pas passer les vitesses à l’arrêt sur un dérailleur…

Le système d’inclinaison est similaire a celui du Jetrike mais le palonnier est droit.  Il n’y a pas d’amortissement ni de système de blocage sur l’inclinaison qui est libre. A l’arrêt, les freins maintiennent le vélo droit mais il n’y a pas de maintien de l'inclinaison dès qu’on lâche les freins. Le système de suspension est très simple et léger.
La voie des roues arrières est limitée et ça semble une solution intéressante pour un vélomobile. Il faudrait voir le comportement au vent latéral.

On peut trouver sur le site de Jetrike un récapitulatif (non exhaustif) de tricycles inclinables à deux roues arrière:
http://jetrike.com/prior-art.html





Images extraite d'un film fait par Daniele

Heu !! PRZ ... ce SWB Performer est un traction INDIRECT ...

l etrange a écrit:

Heu !! PRZ ... ce SWB Performer est un traction INDIRECT ...

Ok, merci, corrigé

@PRZ J'ai relu le compte rendu de ton essai, et j'aurais voulu savoir où tu situais l'intérêt de ce trike inclinable. Je comprends qu'il se comporte comme un deux roues, mais j'ai toujours du mal à expliquer la stabilité supérieure, une fois en mouvement, qui semble être un autre de ses atouts. As-tu une explication, car en terme d'adhérence, la roue avant unique reste le "maillon faible", non?

À l'arrêt il faut mettre pied à terre ?

Samural a écrit:

....Je comprends qu'il se comporte comme un deux roues, mais j'ai toujours du mal à expliquer la stabilité supérieure, une fois en mouvement,  qui semble être un autre de ses atouts. As-tu une explication ?

Je ne veux pas répondre à la place de PRZ. Mais, je me permets une petite analogie pour illustrer cette question.
Dans les machines volantes (planeurs / ULM / ailes delta....) on fait la distinction entre Stabilité et Amortissement en roulis sachant que l'on recherche un savant mélange entre ces deux paramètres. Autant dire que c'est une sacrée "cuisine"  pour les concepteurs avant d'obtenir un virage agréable / précis que l'on peut modifier à tous les angles d'inclinaison sans avoir le risque de partir en spirale engagée (instabilité spirale) ni en vrille à plat (décrochage dissymétrique).

Il me semble que le système d'Osaino permet d'amortir l'inclinaison en roulis, ce qui donne un virage plus sûr, plus maîtrisable que sur un deux roues. Cela étant nécessaire du fait qu'il a des panneaux PV et donc du poids en hauteur, sans parler des bagages derrière....

Samural a écrit:

.... en terme d'adhérence, la roue avant unique reste le "maillon faible", non ?

Je pense aussi.

Samural a écrit:

@PRZ J'ai relu le compte rendu de ton essai, et j'aurais voulu savoir où tu situais l'intérêt de ce trike inclinable. Je comprends qu'il se comporte comme un deux roues, mais j'ai toujours du mal à expliquer la stabilité supérieure, une fois en mouvement,  qui semble être un autre de ses atouts. As-tu une explication, car en terme d'adhérence, la roue avant unique reste le "maillon faible", non?

Je me suis posé la question pour la bonne stabilité et je n'ai pas de réponse simple.
Une hypothèse est que la stabilité est apportée par l'augmentation de l'inertie gyroscopique mais j'ai quand même un doute... Ses deux roues ne sont guère plus lourdes qu'une roue renforcée avec un pneu très lourd genre le Marathon plus en largeur 47.
Peut-être aussi que la friction (modeste) des éléments d'articulation (ce sont des paliers, pas des roulements) contribue à la stabilité sans qu'il soit besoin d'ajouter un amortisseur d'inclinaison.
Le fait aussi qu'il y ait deux roues diminue la sensibilité aux irrégularités de la route.

Quand à l'intérêt d'un tel véhicule j'en vois plusieurs :

- Pour un vélo du type de l'Urbaner (on n'a pas de nouvelles ?) ou on installe un chargement entre les roues (Daniele m'a montré que sur son vélo, malgré la relative étroitesse de la voie, il pouvait déjà mettre pas mal de choses entre les roues).

- En ajoutant un frein sur le palonnier ([Edit] il n'y en avait pas sur le vélo de Daniele lorsque je l'ai essayé, mais il en a ajouté un depuis) on peut faciliter les démarrages, c'est intéressant pour un vélo chargé et/ou un cycliste débutant [Edit] Et pour un vélo caréné.

- En tout terrain ou sur piste , le fait qu'il y ait deux roues diminue considérablement la sensibilité aux irrégularités de la route et on se fait beaucoup moins secouer. Peu de cycliste couchés font du tout terrain mais j'en fait un peu (à un très modeste niveau) et on se fait quand mal pas mal secouer quand le terrain est mauvais (mais ma suspension n'est pas terrible, celle du vélo de Daniele est bien meilleure). Pour un raid comme le SunTrip ou en plus tu dois rouler alors que tu es fatigué, ce genre de choses peut-être important.

- Pour les mêmes raisons, on a moins de risques d'incident sur les roues en conditions dures et chargé, non seulement la charge est diminuée par deux mais c'est un peu comme si on divisait la hauteur des irrégularités par deux en plus.

- Le palonnier est droit donc il n'y a pas de stabilité ajoutée par la cinématique comme sur le Jetrike mais c'est une possibilité facile a mettre en œuvre qui peut être intéressante, surtout quand tu as du poids en hauteur comme les panneaux solaires.

Je ne sais pas ou en est Daniele mais comme son vélo était prévu pour le SunTrip, il dépend un peu des décisions de l'organisation quand à la tenue de cet évènement.

Je suis d'accord avec tes conclusions. Je penche pour l'effet de la friction sur la stabilité accrue.

PRZ a écrit:

- En ajoutant un frein sur le palonnier (il n'y en a pas sur le vélo de Daniele) on peut faciliter les démarrages, c'est intéressant pour un vélo chargé et/ou un cycliste débutant.

Ses 2 freins arrières étant couplés, en les actionnant, il bloque le basculement.


Reste la question de l'adhérence qui est aussi l'argument avancé par les scooters à 3 roues. Pour ces derniers l'avantage est plus évident car le risque de voir l'avant se dérober, lors du freinage par exemple, est divisé par 2.

PRZ a écrit:

Je me suis posé la question pour la bonne stabilité et je n'ai pas de réponse simple.
Une hypothèse est que la stabilité est apportée par l'augmentation de l'inertie gyroscopique mais j'ai quand même un doute... Ses deux roues ne sont guère plus lourdes qu'une roue renforcée avec un pneu très lourd genre le Marathon plus en largeur 47.
Peut-être aussi que la friction (modeste) des éléments d'articulation (ce sont des paliers, pas des roulements) contribue à la stabilité sans qu'il soit besoin d'ajouter un amortisseur d'inclinaison.

Il me semble qu'il y a un polymère ou autre amortisseur dans son mécanisme ( tube rond avec les 2 capuchons bleus) puisque celui-ci est récupéré d'un appareil de stepping comme dans les salles de sport. Pour muscler les adducteurs / mollets il faut bien qu'il y ait un frein au mouvement, réclamant un effort et de verser qq gouttes

Par rapport a ses premiers prototypes, Daniele a modifié le mécanisme de basculement, il n'utilise plus le levier central du système de stepping, il a monté un vrai palonnier avec des biellettes à rotules (qui apportent sans doute un peu de friction). Il a fait fabriquer à la demande le tube central support qui n'est plus issu du système de stepping. Par contre, je pense qu'il utilise encore les paliers du système d'origine mais je n'en suis pas sûr, il faudrait lui demander.

Lorsque j'ai été le voir, il avait un autre vélo avec le même mécanisme pour lequel il était en train d'essayer de monter un carénage. C'est ce vélo là qui était prévu pour le SunTrip mais il ne le fait pas essayer, probablement parce qu'il craint la casse sur les supports de panneaux et de carénage. Et qu'il est moins facile à régler. Ce vélo est aussi plus bas donc sans doute un peu plus difficile à contrôler.

@Samural Je suis au courant pour le système de blocage par freinage simultané, Daniele m'a montré comment ça marche. Mais comme ce système n'est opérationnel qu'a l'arrêt complet, son usage nécessite un peu d'entraînement tant au démarrage qu'a l'arrêt. C'est intéressant si tu as des pédales automatiques mais ce n'est pas un accessoire pour débutant complet comme l'est un frein sur le basculement. Je ne l'ai pas utilisé. [Edit] Il a depuis ajouté un frein de basculement sur le palonnier mais il n'y en avait pas lors de mon essai.

[Edit2]. Il faut aller voir ses vidéos, il a pas mal progressé, il a son carénage. Le mécanisme de blocage est intéressant pour s'arrêter avec le carénage.

Son vélo caréné est devenu l'Aérotilt, qui bénéficie d'un fil spécifique sur le forum:
http://velorizontal.1fr1.net/t26703-aerotilt-tilting-velomobile



[Edit3]Et ici on voit bien le chargement entre les roues

vide, erreur de manip

@PRZ
les informations concernant l'Aerotilt se passe dans ce sujet

Samural a écrit:

Je suis d'accord avec tes conclusions. Je penche pour l'effet de la friction sur la stabilité accrue.

Moi aussi
La "stabilité" qui me manquait sur le Cruzbike, c'était en côte à petite vitesse où j'avais peur.
Pas besoin de grand chose, une toute petite réaction quand ça penche bêtement, m'aurait peut-être suffit pour pédaler plus relaxe ...

J'ai oublié un autre phénomène physique sur les systèmes d'inclinaisons à bras tirés.
Les roues à bras tirés restent dans deux plans parallèles équidistants, ce qui fait que quand le vélo s'incline, la voie augmente (le carré de l’hypoténuse, toussa, toussa...). les pneus travaillent donc latéralement et résistent à l'écartement, ce qui doit freiner l'inclinaison mais ce phénomène doit être très dépendant du type de pneu utilisé et de la pression de gonflage. Ça doit être assez difficile à mesurer.

Samural a écrit:

Je suis d'accord avec tes conclusions. Je penche pour l'effet de la friction sur la stabilité accrue.

Je penche, c'est le cas de le dire !

PRZ a écrit:

Les roues à bras tirés restent dans deux plans parallèles équidistants, ce qui fait que quand le vélo s'incline, la voie augmente

??? Ca fait un parallélogramme, la voie est constante ?

Pour un angle d'inclinaison de 25°, cos alpha = 0,906. On a donc un accroissement de la voie de 10%.

@PRZ: cela doit en effet sûrement contribuer à la stabilité à haute vitesse.