Vélo à double direction avant-arrière (version 2)

Bon, ca y est, je vais me lancer. Velo a double direction avant et arriere. J'ai achete' quelques vieux velos, un appareil pour souder et une meuleuse d'occaze.

But: Velo a haut rendement, confortable, solide (plutot rigide que leger), stable et maniable.

Concept: traction avant directe, comme vous avez eu la gentillesse de me l'apprendre, avec une tentative d'amelioration de la stabilite et de la maniabilite par la double direction. L'idee est que les speculoos se conduisent sans les mains apres la phase d'apprentissage, on peut donc utiliser les mains pour la direction arriere. La perte de rendement induite par l'ajout d'une nouvelle direction devrait etre compensee par un equilibre meilleur et des trajectoires plus rectilignes (la roue arriere participe a l'equilibre) et par moins de torsion sur le cadre (une partie de lla torsion du cadre est envoyee dans la direction de la roue arriere)

Risque: plantage total possible avec un velo impossible a conduire. Y'a jamais eu de velo a direction arriere vraiment fonctionnel. Je ne connais pas en revanche de tentative en double direction.

Sensations attendues: sensation de glisse comme pour les surfeurs au ski qui pilotent a la fois l'avant et l'arriere de leur engin grace au decalage des pieds. Avec la double direction, on peut choisir l'inclinaison du velo comme on veut. On devrait donc entrer dans le virage en tournant a plat avec roues inversees pour retarder le freinage, puis sortir du virage en se penchant fortement avec roues paralleles et en utilisant l'adherence des pneus pour ralentir, un peu comme on tourne en se penchant et derapant en ski (ce qui entrainera probablement une usure plus rapide des pneus, comme pour les voitures a double direction).

Choix techniques:
- chasse positive a l'arriere et a l'avant pour que les 2 roues participent a l'equilibre
- a l'avant, je vais reprendre les plans des TAD qu'on trouve sur ce forum
- direction inversee (on tourne le guidon a gauche pour tourner a droite) afin de preserver les reflexes equilibrateurs ( coup de guidon a gauche pour rattraper un desequilibre vers la gauche)
- triangulation importante: pour eviter le jeu lateral du siege et gagner en rendement, je vais fixer le siege par 2 points d'attache sur sa partie inferieure au lieu d'un seul : Le siege coulissera le long de 2 rails. Au depart, je voulais attacher les 2 rails a la poutre horizontale principale. Mais a ce niveau de poids, autant trianguler tout le cadre en supprimant la poutre principale et en considerant que les 2 rails qui supportent le siege forment le cadre.
- systeme de confort leger sans amortisseur et sans debattement pour preserver le poids et le rendement. Pour amortir: cadre acier, siege isole du cadre par des composants en liege, boyaux de cyclo-cross plutot que des pneus.
- roues de 700 pour le confort et le rendement, puisque la maniabilite ne devrait plus etre un probleme avec la direction arriere.

Choix qui reste a fixer:
- est ce que la distance de chasse doit etre plus grande pour l'avant ou pour l'arriere ?

Voili, voilou.
Je suis en train d'apprendre a manipuler Blender pour faire les plans. Je vous mettrai quelques esquisses quand j'aurai des plans visibles.
Laurent.

Sincèrement, j'approuve le projet pour sa dimension un peu folle, son audace. Mais je ne puis m'empêcher de faire une critique... malheureusement non constructive, je le confesse !

Laurent49 a écrit:

[Si j'ai bien compris, vous espérez, par rapport aux TD "normales"], un equilibre meilleur et des trajectoires plus rectilignes (la roue arriere participe a l'equilibre).

...et je reste perplexe, à dire vrai. Mon Sucre d'Orge garde l'équilibre et roule droit ! (N'accordez pas trop de foi à une ignominieuse vidéo tournée clandestinement après 1100 km de course, montrant un démarrage aléatoire sur un bas-côté pentu, humide et gravillonneux, je vous en supplie !)

Avez-vous déjà testé une TD ?

Ceci dit, je vous saurais plus gré que vous ne pourriez l'imaginer de balayer d'un revers de main ce scepticisme grincheux. Je me réjouis de voir ce que vous fabriquerez et vous souhaite de réussir !

En voici un qui a déjà essayé la double direction :

http://rohorn.blogspot.com/2006/11/my-first-venture-into-recumbent-design.html

Jéjon a écrit:

[Si j'ai bien compris, vous espérez, par rapport aux TD "normales"], un equilibre meilleur et des trajectoires plus rectilignes (la roue arriere participe a l'equilibre).

...et je reste perplexe, à dire vrai. Mon Sucre d'Orge garde l'équilibre et roule droit !
(N'accordez pas trop de foi à une ignominieuse vidéo tournée clandestinement après 1100 km de course,

Bonjour Jejon et d'abord merci bien pour les encouragements !

Est-ce que la trajectoire sur le sucre d'orge est beaucoup plus rectiligne qu'avec un velo droit ? Sur un velo droit et a vitesse usuelle, je dirais que la deviation par rapport a la ligne droite est a vue d'oeil d'une petite dizaine de cm tous les 10 metres. Ca veut dire une perte d'envirion 0,5% en distance et en vitesse, ce qui correspond a une perte superieure a 1% sur la puissance a une vitesse usuelle.

Si on diminue cette deviation par rapport a la ligne droite par 2, on gagne donc environ 0.5% de rendement.

Le rendement d'un roulement a bille est de l'ordre de 90%. Si on considere que 1% de notre force va dans notre action sur la direction et 99% sur les pedales, ca fait 0.1% de perte dans la direction.

Le bilan total semble donc positif si on arrive a rendre la trajectoire davantage rectiligne.

Citation :

Avez-vous déjà testé une TD ?

Non, mais j'aimerais bien

Oulà... Je suis incapable de chiffrer ainsi la déviation ! Je dirais que la trajectoire est semblable à celle d'un VD. Je roule parfois avec les copains du club, et je peux me placer à leur côté pour discuter sans aucune difficulté, alors que nos guidons se frôlent littéralement.

amidesign a écrit:

En voici un qui a déjà essayé la double direction :

http://rohorn.blogspot.com/2006/11/my-first-venture-into-recumbent-design.html

Merci du rappel. J'avais vu ce lien que tu avais mentionne' sur les directions arrieres, mais je n'avais pas bien compris le mecanisme. Je croyais qu'il n'y avait que 2 choix possibles pour la coordination roue avant roue-arriere.

J'ai aussi oublie' de mentionner les velos pas serieux et pas vraiment fonctionnels, genre velos de cirque ou construits pour le fun. Par exemple, le sideways http://www.sidewaysbike.com/

Pour choisir la position sur mon velo, j'ai fait quelques tests et pris des photos.

D'abord la position actuelle:

La position dans laquelle je me sens bien pour pousser : les pieds tres hauts et le bassin en retroversion. Malheureusement, on n'y voit pas tres bien devant soi dans cette position. Les pieds genent la vue


Finalement, la position choisie, l'axe du pedialier 16 centimetres au dessus du point de fixation du siege.


Une petite derniere avec seulement le siege pour voir l'inclinaison.

Sur la base de ces mesures, j'ai commence' le plan du velo. L'image represente l'ensemble (cadre + siege+axe de pedalier) avec les mesures. Je mettrai la fourche avant et la fourche arriere plus tard.

A noter:
- le siege glisse de 7 cm derriere et 25 cm devant par rapport a la position ideale, pour que je puisse faire les derniers reglages en condition reelle et pour que je puisse preter le velo (d'ou les 25 cm, qui ne correspondent pas a ma taille). De meme, l'inclinaison reste reglable pour le dossier.
- le siege est fixe' sur un tube, qui sera enroule' de liege pour completement isoler le siege du cadre et reduire les vibrations (aucune piece metallique ne mettra en contact le siege et le cadre, pas meme une vis). Le meme type de systeme isole le dossier du cadre pour la fixation en haut du siege.

Je suis desole' pour la qualite' de l'image, je n'ai pas reussi a faire mieux. Si j'augmente la resolution, image shack reduit l'image pour que le poids soit petit et on lit encore moins bien les cotations...

Jéjon a écrit:

Sincèrement, j'approuve le projet pour sa dimension un peu folle, son audace. Mais je ne puis m'empêcher de faire une critique... malheureusement non constructive, je le confesse !

Laurent49 a écrit:

[Si j'ai bien compris, vous espérez, par rapport aux TD "normales"], un equilibre meilleur et des trajectoires plus rectilignes (la roue arriere participe a l'equilibre).

...et je reste perplexe, à dire vrai. Mon Sucre d'Orge garde l'équilibre et roule droit ! (N'accordez pas trop de foi à une ignominieuse vidéo tournée clandestinement après 1100 km de course, montrant un démarrage aléatoire sur un bas-côté pentu, humide et gravillonneux, je vous en supplie !)

Avez-vous déjà testé une TD ?

Ceci dit, je vous saurais plus gré que vous ne pourriez l'imaginer de balayer d'un revers de main ce scepticisme grincheux. Je me réjouis de voir ce que vous fabriquerez et vous souhaite de réussir !

J'suis d'accord, mais moins diplomate :"y'a peu de chances que ça marche, à moins de faire une usine à gaz au niveau de la direction arriere, surtout que je le confirme , une traction directe ça marche très bien, tant sur la précision de la trajectoire que sur le rayon de braquage.
De plus, piloter une TD sans guidon à l'avant c'est pas térrible, on n'est jamais relax, surtout à haute vitesse..."
A mon sens tu devrais commencer par une traction directe...

As-tu pensé à construire un maquette? Genre simple en bois, alu ou les deux avec les 2 directions pour te donner une idée de comment agit l'engin.

EIO---[+] a écrit:

As-tu pensé à construire un maquette? Genre simple en bois, alu ou les deux avec les 2 directions pour te donner une idée de comment agit l'engin.

Merci pour le conseil Eddy. Non, je suis en train de finaliser les plans seulement. Mais il me semble difficile de comparer le comportement de la maquette et de l'engin reel. Par exemple les velos usuels sont instables sans pilote dessus : c'est le poids du cycliste qui permet de tirer parti de la chasse positive et qui cree l'equilibre.

djiji a écrit:

J'suis d'accord, mais moins diplomate :"y'a peu de chances que ça marche, à moins de faire une usine à gaz au niveau de la direction arriere, surtout que je le confirme , une traction directe ça marche très bien, tant sur la précision de la trajectoire que sur le rayon de braquage.
De plus, piloter une TD sans guidon à l'avant c'est pas térrible, on n'est jamais relax, surtout à haute vitesse..."
A mon sens tu devrais commencer par une traction directe...

Toutes les critiques sont bonne a prendre Mais pourquoi est ce que tu penses que y'a peu de chances que ca marche ? Ca m'est plus utile si tu me dis pourquoi...

Je reconnais qu'il y a un risque que le projet echoue, je l'ai dit en introduction, mais il me semble quand meme plus probable que le velo roule correctement. Les voitures a double direction donnent des resultats interessants, une moto fonctionnelle existe, et le sideways que j'ai cite dans un des posts ci-dessus roule alors qu'il est apparamment super mal foutu (chasses nulles, centre de gravite trop haut, moments d'inertie du poids du cycliste trop grand sur les axes de rotation des directions).

La ou tu as sans doute raison, c'est que c'est sans doute un peu sport de commencer un nouveau modele alors que je vais seulement apprendre a souder Mais comme c'est ca que je trouve rigolo a faire, ben je fais ca :toto:

Citation :

Par exemple les velos usuels sont instables sans pilote dessus : c'est le poids du cycliste qui permet de tirer parti de la chasse positive et qui cree l'equilibre.

Huuu? TU parles des vélo couchés juste? Car les vélos droits roulent très bien sans pilote.

POur la maquette: c'est juste pour sentir comment se comporte les 2 directions. Ca peut te faire sentir comment ça se comporte en vrai. J'en ai fait une pour mon TD. Ca n'a pas servi à grand-chose, maisje sentais une nette différence de comportement de la direction en modifiant l'axe.

EIO---[+] a écrit:

POur la maquette: c'est juste pour sentir comment se comporte les 2 directions. Ca peut te faire sentir comment ça se comporte en vrai. J'en ai fait une pour mon TD. Ca n'a pas servi à grand-chose, maisje sentais une nette différence de comportement de la direction en modifiant l'axe.

Bon, je vais voir. Peut etre qu'il y'a moyen de faire une maquette assez rapidement, je ne sais pas ...

laurent49 a écrit:

Toutes les critiques sont bonne a prendre Mais pourquoi est ce que tu penses que y'a peu de chances que ca marche ? Ca m'est plus utile si tu me dis pourquoi...

Ben, les velo deux roues à direction arr ça marche pas ( ou ça marche moins bien qu'un à direction av ), et ensuite, rouler en TD sans les mains, ça marche aussi moins bien .
Donc tu cumules deux parametres qui font que le vélo marche moins bien.
A la différence des math, je doute que deux tels elements négatifs s'annulent.
Mais conseil d'amis, tu seras 100 % satisfait avec une TD" classique".

Sinon, 100 % d'accord avec toi, faut essayer et oublier les grincheux dans mon genre..
Derniere info, le pilotage : j'ai mis 400 km avant de rouler sans les mains en TD. Je sens qu'on va rigoler avec tes comptes rendus sur le pilotage de ta machine.

Quand on regarde les sideways je me dit qu'il n'y a pas de raison que ça ne marche pas... mais sûrement pas facile facile a apprendre... (c'est aussi ce qui peut être amusant)
Mais je pense qu'un une version qui pourrais être très intéressante serait de prévoir la liaison de la direction arrière à la direction avant par câble croisé par exemple: ne plus avoir deux directions indépendantes mais une seule, comme un TD "classique" mais avec une maniabilité nettement accrue: tourner plus avec moins d'angle, je pense que ça pourrais être une amélioration significative pour un TD. Sûrement plus facile a basse vitesse, plus maniable en général... ça peut être très bien!

laurent a écrit:

Mais je pense qu'un une version qui pourrais être très intéressante serait de prévoir la liaison de la direction arrière à la direction avant par câble croisé par exemple: ne plus avoir deux directions indépendantes mais une seule, comme un TD "classique" mais avec une maniabilité nettement accrue

Point de vue maniabilité, ça revient à diviser l'empattement par 2, non ?

EIO---[+] a écrit:

Citation :

Par exemple les velos usuels sont instables sans pilote dessus : c'est le poids du cycliste qui permet de tirer parti de la chasse positive et qui cree l'equilibre.

Huuu? TU parles des vélo couchés juste? Car les vélos droits roulent très bien sans pilote.

En effet : une petite démo.

laurent a écrit:

Tourner plus avec moins d'angle.

Hmm, si j'en crois la discussion sur la prise d'angle en virage, celle-ci ne dépend que du rayon de courbure de la trajectoire et de la vitesse, mais pas de la maniabilité du deux-roues. Je ne sais pas, on n'avait pas conclu par une démonstration évidente...

Jéjon a écrit:

EIO---[+] a écrit:

Citation :

Par exemple les velos usuels sont instables sans pilote dessus : c'est le poids du cycliste qui permet de tirer parti de la chasse positive et qui cree l'equilibre.

Huuu? TU parles des vélo couchés juste? Car les vélos droits roulent très bien sans pilote.

En effet : une petite démo.

Oui, tres impressionnant ce petit film. La geometrie du velo a ete calculee' pour que l'experience marche. Ca depend du choix de la geometrie du velo. L'equilibre du velo avec et sans pilote sont differents. Les equations qui gouvernent le mouvement sont differentes. Il y a des velos pour lesquels c'est stable avec et sans pilote, et des velos pour lesquels c'est stable seulement avec pilote. Ca depend aussi de la vitesse.

Ils disent dans ce lien que les motos en modelisme construites en reproduction des motos reelles etaient instables

http://www.gizmag.com/go/5695/
en simple..

Les petites moto RC ont un gyro pour stabiliser , c est ce qui se passe qd il n y as personne sur un VD .( ils ne sont pas expres calculer pour rouler droit sans pilote , ils sont calculé pour rouler droit tt court )

Nos VC ont moins d effet gyro dans la roue avant , la zone de Centre de Gravité est pas du tout au meme endroit .

uUne maquette donnera un petit feeling au bout des doigts,le mieux serai un modelisation sous blender ou sketchyphysics( apres tu pilote en virtuel ton modele avec un joystick ) , mais pour un VC c est dur de modeliser le pilote .

Enfin sans sortir les maths mecanique( qui serai un peu inutile car rien ne vaut le feeling au guidon ) , je peux te predire que si c est toi qui gere les directions de ton VC, ca va etre sport !

https://www.youtube.com/watch?v=6eOKV0F8KJM

Le parc de loisir a coté de chez moi , j y allais gamin , ils avaient toutes sortes de velos et tricycle rigolo fait par eux meme , je me rappelle pas etre monter sur un double direction , mais j aimais rouler avec mes velos pliant sans les serrer , en VC pour l instant , j ai pas encore les bonnes liaison neuronale pour piloter un TAD !

en gros, un vélo pour s'amuser =)

Rendement? avec 2 articulations, j'ai peur que de l'énergie se dissolve dedans au lieu de passer à la route. Mais ce n'est qu'une impression de béotien.
Stable? mmm il le sera si tu le stabilises en conduisant, travail en plus pour le pilote.
ET une articulation en plus = Poids en plus.
Des choix à faire.

Merci Tioub pour le lien, tres interessant pour mon projet. Tres maniables ces swing bikes, mais aussi assez instables visiblement.

Il y a trois parties sur un velo a double direction : fourche avant, fourche arriere et cadre au milieu. Pour le swing bike, ils sont assis sur la fourche arriere, ce qui fait que le cadre au milieu ne porte aucune masse et tourne dans tous les sens. Pour mon projet, le poids du cycliste sera sur le cadre au milieu, donc le cadre bougera beaucoup moins et la dynamique devrait etre assez differente quand meme. Le velo devrait etre moins maniable et plus stable par rapport aux swing bikes.

EIO---[+] a écrit:

Rendement? avec 2 articulations, j'ai peur que de l'énergie se dissolve dedans au lieu de passer à la route.

J'ai fait un calcul d'ordre de grandeur dans un des messages ci dessus, c'est moins de 1% de l'energie perdue dans une direction. En revanche, il y a de l'energie perdue dans la torsion du cadre a l'arriere qui est perdue dans un velo usuel, et qui sera recuperee ici car transmise dans la direction de la roue.

Si on reflechit aux ordres de grandeur, le speculoos a un rendement difficilement explicable. La vipere a augmente' ses vitesse d'environ 10%. Comme les frottements de l'air dependent du cube de la vitesse, ca veut dire qu'il faut augmenter la puissance d'environ 30% pour augmenter la vitesse de 10%. Sachant que la transmission sur un velo usuel a un rendement de 90%, on peut a priori n'augmenter la puissance que d'environ 10% en ameliorant la transmission. D'ou viennent donc les 20% qui manquent dans le calcul ? Une partie sans doute du progres physique de la vipere, mais sans doute pas seulement.

L'hypothese que je retiens aujourd'hui, c'est que la difference vient du fait que le pedalier bouge avec la direction. C'est autour du pedalier que les contraintes physiques sont les plus fortes et que le materiel travaille le plus. En permettant au pedalier de bouger, on obtient un systeme qu'il faut reapprendre a stabiliser, mais le gros avantage de cette contrainte, c'est que l'energie qui etait perdue dans le travail du metal autour du pedalier est maintenant recuperee dans la direction avant et participe a la conduite du velo.

Si cette hypothese est correcte, alors le rendement avec double direction sera meilleure que la simple direction pour la meme raison. Quand la roue avant bouge, il y a beaucoup de travail sur le metal a l'arriere du velo. En permettant des deformations a l'arriere du velo via un transmission, on recupere cette energie perdue. Il faut neanmoins comme pour le speculoos apprendre a coordonner les mouvements et recuperer cette energie perdue.