ЭЛЕКТРОЦИКЛ

ЭЛЕКТРОЦИКЛЭкология и защита окружающей среды становятся всё более актуальными темами во всём мире. Постоянно ужесточаются требования по выбросам вредных веществ транспортными средствами. Поэтому основные их производители разрабатывают и начинают выпуск электро- и гибридных автомобилей. Доходят эти веяния и до нашей страны.

И если эволюционное направление развития автомобилестроения определено и им занимаются профессионалы, то в категории вспомогательных транспортных средств — непаханное поле для исследований, анализа и создания новых видов техники для активного отдыха, хозяйственных работ, первоначального обучения и т.д.

Для последней из перечисленных целей в конструкторском объединении Центра детского (юношеского) технического творчества г. Белорецк Башкортостана приняли решение сконструировать экологически чистое, простое, надёжное и безопасное в эксплуатации транспортное средство. По общему мнению, таковым должен был стать электроцикл.

В качестве силового агрегата выбрали электродвигатель с вклеенными магнитами от списанной вычислительной машины; он привлёк наше внимание качеством изготовления и высоким кпд (при работе почти не нагревается).

Напряжение питания было определено мотору в 24 вольта — оно является совершенно безопасным для человека. Его обеспечивали две автомобильные аккумуляторные батареи ёмкостью по 50 А·час. Перед установкой на электроцикл батареи упаковывали в полиэтиленовый пакет.

Управление электродвигателем осуществляется от контроллера с нейтральным положением, в которое его рычаг переходит автоматически, как только прекращается управляющее воздействие на него. Тормозная система — от мотоцикла «Восход».

Электроцикл

Электроцикл:

1 —переднее направляющее колесо (от мотоцикла ММВЗ-125); 2—передняя вилка (от мотоцикла ММВЗ-125); 3 —руль (от мотоцикла ММВЗ-125); 4—рама (от мотоцикла «Восход», доработанная); 5—электродвигатель Electromotorenwerk Harthf (N=4 кВт, n=1200 об/мин, U=48 В, I= 80 А); 6—седло (от мотоцикла «Урал»); 7— распорка (труба Ø 22); 8—заднее ведущее колесо (от мотороллера «Тулица», доработанное); 9—вилка заднего колеса (маятниковый рычаг мотоцикла «Восход»); 10—подножка; 11—контроллер (от болгарского электрокара); 12—педаль управления контроллером; 13—аккумуляторная батарея (от легкового автомобиля, 55 А·ч, 2 шт.); 14—аккумуляторный ящик (уголок 25×25,2 шт.); 15—ведущая звёздочка (z=11); 16—приводная ролико-втулочная цепь Ø=12,7); 17—ведомая звёздочка (приводная заднего колеса) (z=59); 18—защитный диск (дюралюминий, лист s1); 19—тормозная система

Заднее ведущее колесо электроцикла

Заднее ведущее колесо электроцикла:

1 — ступица (от мотороллера «Тулица»); 2—диск колеса (от мотороллера «Тулица», доработанный); 3 — болт крепления обода колеса к диску (штатный); 4 — обод колеса (составной); 5 — шина; 6 — болт крепления диска колеса к ступице (штатный); 7—подшипник (штатный, 2 шт.); 8—дистанционная втулка (2 шт.); 9—вилка заднего колеса; 10—ось (от мотоцикла ММВЗ-125); 11—гайка оси; 12—пружинная шайба (2 шт.)

При разработке конструкции хотелось обойтись одноступенчатой передачей на ведущее колесо: и делать проще, и КПД наивысший, и масса небольшая. Чтобы уложиться в тяговоскоростные параметры, установили на вал электромотора звёздочку с z=11, а на ведущее колесо звёздочку с z=59.

Приводное колесо использовали небольшого диаметра — 4×10” (покрышка и диск взяты от мотороллера «Тулица»).

С помощью тахометра замерили обороты холостого хода электродвигателя, а с учётом заданного передаточного числа трансмиссии и диаметра покрышки вычислили скорость электроцикла — 16 км/ч при 24 вольтах. Эти параметры вполне нас устраивали, чтобы решиться на данную трансмиссию. Определившись с основными параметрами, перешли к решению компоновочных задач.

Основой электроцикла стала рама от списанного мотоцикла «Восход», освобождённая от всего лишнего. Однако агрегаты на неё не компоновались, так как хотелось установить аккумуляторные батареи и электродвигатель так, чтобы получить возможно более низкий центр тяжести. Раму переделывать было нежелательно — для этого потребовался бы стапель (при сварочных работах изделие коробится).

И всё-таки нашёлся простой (можно сказать, даже красивый) вариант увеличения базы электроцикла — маятниковую вилку заднего колеса сдвинули назад и закрепили в проушинах задних подножек. А два съёмных аккумуляторных ящика, сваренных из уголка 25×25, разместили перед подножками, справа и слева от основной трубы рамы и даже на 50 мм ниже её.

Электродвигатель разместили в задней части рамы, под сиденьем водителя, что позволило использовать совсем короткую приводную цепь, а её натяжение производится небольшим перемещением оси заднего колеса в пазах вилки.

Кронштейны крепления двигателя приварили по месту. А для этого временно закрепили на раме заднее колесо и двигатель со звёздочкой и набросили на звёздочки цепь так, чтобы между их осями не было перекоса.

Сиденье использовали от мотоцикла «Урал», переднюю вилку и переднее колесо — от мотоцикла «Минск».

Серьёзных работ потребовала и переделка заднего ведущего колеса. Ступицу использовали от заднего колеса мотоцикла «Восход». Её освободили от спиц и проточили на токарном станке для получения посадочного места под установку центрующей втулки с колёсным диском, соединённых между собой с помощью сварки.

Для обода колеса по краю колёсного диска делается центровочная проточка. После сборки колеса головки болтов, крепящих обод, привариваются к колёсному диску.

Принципиальная электрическая схема позаимствована от болгарского электрокара. Отличие в том, что вместо диода установили контакт, который позволяет переключать напряжение, подаваемое на электродвигатель, с 24 вольт на 12 или наоборот.

Трогание с места и первоначальный разгон осуществляются на пониженном напряжении, когда замкнуты контакты К2 и КЗ. Пониженное напряжение используется также для рекуперации энергии при торможении и движении на спусках. При установившемся движении контакты К2 и КЗ разомкнуты, а замкнут контакт К1 — при этом на электродвигатель подаётся полное напряжение.

Впервые в нашем конструкторском объединении находится в эксплуатации электроцикп, поэтому интересно было на практике определить параметры потребления им тока и работу его электродвигателя в режиме рекуперации. Замеры проводились амперметром АП — 110 (ГОСТ 1700-66) с «0» в центре шкалы.

Было установлено, что наибольший бросок тока происходит при трогании с места: при напряжении 24 В — до 30 А , а при 12 В —до 15 А. При установившемся режиме потребляемый ток составляет 10 А при 12 В и 15 А — при 24 В. Однако нас озадачил тот факт, что при движении на 8%-ный подъём сила потребляемого тока составила 20 — 22 А при 24V, а на том же самом спуске в режиме рекуперации ток зарядки АКБ составлял всего 20А при 12V. При этом электроцикл двигался с небольшим замедлением.

Принципиальная электрическая схема электроцикла

Принципиальная электрическая схема электроцикла:

Параллельное включение АКБ— контакты К2 и К3 замкнуты; контакт К1 разомкнут—трогание с места и разгон электроцикла. Последовательное включение АКБ—контакт К1 замкнут контакты К2 и К3 разомкнуты—основной режим движения.

Электроцикл готов к действию

Электроцикл готов к действию

Объяснение столь значительных потерь электроэнергии (около 50% при столь экономичном двигателе) можно объяснить неучтёнными большими затратами электроэнергии в трансмиссии, сопротивлением качению колёс, а также неэффективным режимом работы двигателя на пониженных оборотах.

Представляется весьма привлекательным установить в эти же аккумуляторные ящики пару батарей по 24 В от грузовых автомобилей, которых хватило бы на 1,5 — 2 часа езды при резком улучшении ходовых качеств машины, если при этом не изменились бы масса, центр тяжести, а следовательно, и управляемость… Но это наша дальнейшая творческая задача.

Особенно важно отметить и то, что ребята приобрели азы конструирования и трудовые навыки, опыт создания нового. Машина постоянно модернизируется и улучшается. За этот учебный год мы сделали раму разборной — на фланцевых соединениях, что позволило перевозить электроцикл в багажнике легкового автомобиля. Сделана более жёсткая передняя вилка.

Главное преимущество транспортных средств с электроприводом, особенно для начального обучения, — постоянная готовность машины к действию. Садишься, нажимаешь левой ногой на рычаг контроллера — и поехал И при этом — заметьте — практически бесшумно и не загрязняя окружающую среду.

А. КОПЬЕВ, г. Белорецк, Башкортостан

Заметили ошибку? Выделите ее и нажмите Ctrl+Enter, чтобы сообщить нам.

Рекомендуем почитать

  • ДВУХМЕСТНЫЙ «КИТ»ДВУХМЕСТНЫЙ «КИТ»
    Подводная лодка «Кит» построена петербуржцем Михаилом Пучковым. Субмарина двухместная (капитан и пассажир). Длина - 5400 мм, ширина - 1150 мм, высота - 1300 мм, осадка - 660 мм, масса -...
  • «САЛЮТ» НА НАДУВНОЙ ЛОДКЕ«САЛЮТ» НА НАДУВНОЙ ЛОДКЕ
    Туристы, рыболовы-охотники да и просто любители отдыха на воде мечтают иметь удобную, не тяжелую, транспортабельную лодку. Для этой цели, на мой взгляд, больше всего подходит резиновая...

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: