woensdag 26 maart 2014

VeloTilt wielkasten


De VeloTilt krijgt achter twee gestroomlijnde wielkasten. Zonder zou ook kunnen als er goedgevormde wieldeksels op de wielen worden gemonteerd. Als het regent zal de hele fiets in no-time met modder worden ondergesproeid. Zelfs met goede wieldeksels zal de luchtstroom niet mooi aerodynamisch verlopen. David heeft uitgerekend dat goedgevormde wielkasten rond 3 km per uur snelheidswinst zullen opleveren. Doordat de binnenkant van de wielkast vrijwel vlak is en de buitenkant de vorm van een vliegtuigvleugel heeft zal de wielkast lift genereren en bijdragen aan de voortstuwing.

Om te beoordelen of het digitale bestand de vorm van de wielkasten goed weergeeft wordt er eerst een run gemaakt in polystyreen. Dit goedkope materiaal werkt razendsnel. Daarna kan er gekozen worden voor het frezen in bijv. Styrodur waarna door lamineren met glasvezel, plamuren, schuren en polijsten een gladde plug ontstaat. Van de plug worden de mallen gemaakt.
De andere methode is de vorm van de wielkast in een blok schuim uitfrezen. Als je iets verder freest dan nodig, kan het schuim daarna bekleed worden met een hard tooling materiaal. Daarna wordt precies op maat nagefreesd en gepolijst. De mal is dan klaar. Omdat wij nog niet precies weten waar de deelnaad van de wielkast komt hebben wij voor de eerste, arbeidsintensievere, methode gekozen.


11 opmerkingen:

justme zei

Perhaps Google mistranslated?

I don't see how reducing drag will result in a propulsion increase. You'll just reduce drag.

I can imagine that the airfoil shape could propel the velo if there was a cross wind hitting the velo at just the right angle. Other than that, the only propulsion source would be the cyclist's legs.

Of course, reducing drag results in a higher speed but not because of an increase in the propulsion.

Again, perhaps Google messed up the translation.

Wim Schermer zei

Justme,
Because of the speed the angle of the wind is often 25 to 40 degrees on front. The drag is than reduced because of the good shape of the wheelbase.
You are right of course that it is only reducing drag.
Best regards,
Wim

Gerrit Govaerts zei

Hi Wim ,
I am posting this in english for the benefit of dutch challenged readers. The propulsive effect on disc wheels aka sailing has been known for a long time . Zipp has done a lot of measurements on this topic , but they measure at 30 mph (speeds that pro's travel at) and at angles between 0 and 20 degrees . They claim that pro's on average encounter apparant side wind angles between 10 and 15 degrees most of the time at that speed (and they actually optimize their wheels for that angle : see this http://www.zipp.com/_media/images/dynamicproducts/808_drag_chart.gif). If that is true then 25 to 40 degrees seems to stretch reality a bit IMHO , even if you travel at 35 mph in a velomobile

Wim Schermer zei

Hi Gerrit,
Discwheels are much flatter and have a uniform shape all around. Our wheel cases have a better aerodynamic shape, thicker in the front part, thinner in the back. Only the outer part is curved, the inner side is flat, maybe even a little hollow.
With a speed of 25 knots, windspeed of 15 knots, and the true wind on 90 degrees, you get an apparent windangle of 31 degrees. If you measure this with an true wind of 45 degrees, you get an apparent wind of 17 degrees.
Best regards,
Wim

Gerrit Govaerts zei

Hoi Wim ,
ff wat gerekend aan de banden die in die wielkasten gaan draaien : indien je je doel van 150 watt bij 55 km/h wil halen , dan zit er volgens mij niks anders op dan Michelin radiaal te gebruiken (en zelfs dan wordt het krap) . Assumpties zijn een rho (air density) van 1.2kg/m3 , CdA van 0.045 , Crr van 0.003 . Bij 55 km/h verbruik je dan 143 watt , en dat is dan voor een 100% efficiente aandrijving . De Rohlof alleen doet daar nog 5% (voor een rechte kettinglijn ...) bovenop , zit je zo aan 150 watt . Als ik dan je gecorrigeerde Crr waarden lijst bekijk , dan duiken alleen de Ultremo ZX (0.0029) en de Michelin radials (0.0017) onder de 0.003 , maar die waarden zijn op tegelvloer . Op asfalt moet je er nog ca 25% bovenop tellen. Conclusie : alleen met radials lukt het indien je niet meer dan een 20 watt verlies hebt in je "drive train"

Gerrit Govaerts zei

in mijn recente posting de massa assumptie vergeten : 25 kg velotilt + 80 kg rijder = 105 kg
Is mogelijk overschat

Wim Schermer zei

Dag Gerrit,
Je ziet het goed, alleen met de Michelin radiaalbanden zal de ontwerp snelheid van 55 km/u bij 150 Watt worden gehaald. Die banden zijn nu wat makkelijker te krijgen en zullen uitsluitend voor wedstrijden worden gebruikt.
Groeten,
Wim

Wim Schermer zei

Gerrit,
Ik denk dat de eerste VeloTilt wel zwaarder wordt dan 25 kg. Als t.z.t. alle aluminium wordt vervangen door carbon kunnen we onder 25 kg komen. Ik weeg 83 kg dus ook deze aannamen zijn aardig goed.
Groeten,
Wim

Gerrit Govaerts zei

Wim ,

bedankt voor de bevestiging van mijn rekenwerk . Nog wat calculaties gedaan en ik kom voor jouw vermogen van 22O watt (en een efficientie van 90 % in de drive train) gedurende een uur dan op een theoretisch maximum van 65 km op CV . Heel indrukwekkend en een heel pak sneller dan je volledig . getunede quest . Die 65 worden het waarschijnlijk niet , 63 of 64 is waarschijnlijker , want je moet nog accelereren van 0 tot kruissnelheid en je rijdt niet de ganse tijd aan de koord . Vergeleken met je beste gemiddelde een vooruitgang van 7 a 8 km/h , dacht ik . Met F-lites kom ik uit op theoretisch maximaal 58.7 km/h . Zo zie je maar dat die radiaal banden een onglooflijk verschil uitmaken

Gerrit Govaerts zei

Trouwens Wim , ik ga er vanuit dat je achterwielen 0 graden camber hebben (ik zie het nut van camber niet in een tilting design) , en dat houdt de rolweerstand even laag als bij een 2-wieler .Ik dacht op de site van Miles Kingsburry (Quattro pages) gelezen te hebben dat een milde vorm van camber (< 10 graden) maximaal 20% meer rolweerstand kost , maar ik denk dat het veel meer is , als ik zo door de analyses lees van de roltesten in Duitsland deze winter .

Wim Schermer zei

Gerrit,
De achterwielen krijgen inderdaad geen camber.
Zo blijven ze onder alle hoeken parallel aan elkaar.
Groeten,
Wim