ЭЛЕКТРОВЕЗДЕХОД «ВОСХОД», ИЛИ КАК УБЕЖАТЬ ОТ СУЕТЫ ГОРОДОВ

+Видео. Что может быть лучше в нашей жизни, полной суеты и вечных забегов наперегонки со временем, чем встреча с дикой, спокойной природой? Лишь в те редкие моменты, когда это удается, можно перевести дух, посмотреть со стороны на прожитую жизнь. Однако далеко не каждый современный человек, избалованный достижениями научно-технического прогресса, соберется, например, в пеший поход в поисках того самого природного равновесия. Что говорить, комфорт всегда и везде — жизненное кредо нашей цивилизации. Вот и устремляются в леса и поля нашей страны вереницы различных вездеходов, болотоходов, квадроциклов и прочих транспортных средств самых причудливых конструкций.

В один из жарких летних дней, совершая поездку по красивейшему лесу среднерусской полосы на квадроцикле, я вдруг почувствовал, что бензиновый мотор совсем не гармонирует с прекрасной нерукотворной идиллией, которая меня окружает. Колоссальное количество шума, тепла, выхлопных газов, неотъемлемо сопровождающих передвижение квадроцикла — все это никак не сочетается с окружающим пейзажем. И тогда у меня возникла идея постройки вездехода, который бы не нарушал экологию, был тихим. В голове родилась конструкция машины с электрической силовой установкой.

Каким же требованиям должен отвечать электровездеход? Привод на все четыре колеса, максимально возможный дорожный просвет, большие ходы подвески, минимальная масса, способность преодолевать водные преграды вплавь, комфортное размещение двух (четырех) человек и наличие багажного отделения, достаточный запас хода — вот основный задачи, которые мне предстояло решить.

В основе конструкции вездехода — несущий сварной кузов из алюминиевого сплава. Особо нагруженные компоненты силовой схемы выполнены из прочной стали, покрыты защитным составом методом горячей оцинковки и окрашены. В кузове размещаются два полноразмерных кресла с электрорегулировками для водителя и переднего пассажира, а также предусмотрены два дополнительных места во втором ряду. В задней части находится багажное отделение, под полом которого размещен герметичный отсек с аккумуляторами. Нижняя часть кузова имеет герметичную конструкцию, что обеспечивает преодоление водных препятствий. Вся электроника, расположенная в центральном тоннеле, также имеет высокую степень защиты от воды.

К переднему и заднему подрамникам кузова крепятся с помощью четырехрычажной подвески мосты. Каждый мост снабжен собственным электродвигателем с понижающим редуктором. Это позволило отказаться от громоздкой межосевой трансмиссии, увеличить ходы подвески и, в конечном счете, повысить надежность вездехода.

Мосты представляют собой ферменную конструкцию, сваренную из листовых деталей. Для увеличения дорожного просвета электродвигатели существенно приподняты над осью вращения колес. Крутящий момент на колеса передается посредствам приводных валов со ШРУСами, а также с помощью колесных редукторов, установленных на каждом колесе вездехода. Такое конструктивное решение позволило получить дорожный просвет под мостами 500 мм при использовании вездеходных колес с внешним диаметром 33 дюйма (840 мм). Под днищем вездехода просвет составляет 600 мм.

В качестве источника электрической энергии применены литий-ионные аккумуляторы (пакеты NMC) в количестве 96 штук. Емкость батареи составляет 24 кВт*ч. Для контроля и управления за всей батареей и за каждым элементом в отдельности применена специализированная система управления, не позволяющая аккумуляторам выходить за рамки допустимых значений при эксплуатации и во время зарядки.

В качестве альтернативного маломощного источника энергии в передней части вездехода отведено место для небольшого бензогенератора, предназначенного для зарядки аккумуляторной батареи, когда подзарядка от стандартной электросети невозможна.

Большое внимание при проектировании вездехода было уделено вопросам безопасности. Это позволило в кратчайшие сроки создать законченную конструкцию изделия, минимизировать количество конструктивных ошибок и детально проработать все системы. Кузов рассчитывался на прочность в специализированной программе автоматизированного проектирования SolidWorks с пакетом Simulation. Моделировались различные нестандартные варианты механического воздействия на него, будь то опрокидывание, столкновение с деревом и т.п. Для повышения безопасности экипажа в кузов был интегрирован каркас безопасности, придающий ему дополнительную прочность. Каждое кресло снабжено четырехточечным ремнем безопасности.

Для защиты людей от поражения электрическим током корпус аккумуляторной батареи выполнен герметичным и жаропрочным. Он также снабжен специальными клапанами, обеспечивающими отвод газов от аккумуляторной батареи за пределы автомобиля при возникновении нештатной ситуации. В составе электронного блока распределения питания предусмотрен модуль, непрерывно измеряющий токи утечки на корпус. При превышении заданного порогового значения система размыкает главные контакторы, расположенные внутри корпуса аккумуляторов, и полностью снимает напряжение со всех внешних цепей аккумуляторного отсека.

Неординарным способом на вездеходе решен вопрос рулевого управления. Классические схемы тут неприемлемы из-за значительных ходов подвески. Применение гидрообъемного рулевого управления также не рассматривалось, потому что, во-первых, нужно тратить часть энергии аккумуляторов на работу гидронасоса, а во-вторых, такое управление не обеспечивает жесткой механической связи между рулевым колесом и колесами автомобиля, что отрицательно сказывается на безопасности транспортного средства. Задача решена применением в конструкции рулевой рейки, размещенной непосредственно на переднем мосту. Для соединения входного вала рулевой рейки с рулевой колонкой применена система, состоящая из угловых редукторов и телескопического промежуточного вала с крестовинами. Все элементы рулевого управления выполнены герметичными.

В ближайшем будущем планируем приступить к полевым испытаниям вездехода. Это позволит выявить его сильные и слабые стороны, определить параметры проходимости, достаточность силовой установки и понять запас хода в зависимости от дорожных условий. К следующему сезону надеемся закончить работы с интерьером и экстерьером, а также устранить замечания, которые непременно выявятся в ходе испытаний. В перспективе думаем оснастить вездеход шинами сверхнизкого давления и применить независимые электромоторы для каждого колеса.

От редакции. Мотор-колеса применяются сегодня в самой различной движущейся технике: от легких скутеров и самокатов до тяжелых карьерных самосвалов. Часто устанавливают их в свои транспортные средства и самодеятельные конструкторы. Ведь, на первый взгляд, у мотор-колес практически нет недостатков: они компактные, позволяют передавать крутящий момент в широком диапазоне с минимальными потерями, имеют высокий КПД и стоят относительно недорого. Да и выбрать есть из чего — многие производители предлагают широкий ассортимент таких агрегатов различной мощности.

Реализация схемы полного привода самодельного вездехода на электротяге с помощью мотор-колес — вполне возможное решение. Однако не стоит забывать об одном важном моменте, даже о проблеме, сдерживающей от массового использования этих компонентов на транспорте. Мотор-колесо -это большая неподрессоренная масса. При этом у техники, которая эксплуатируется в тяжелых условиях данный недостаток усугубляется тем, что все элементы приводов необходимо тщательно герметизировать, а это усложняет конструкцию, увеличивая и без того немалый вес.

Основные характеристики электровездехода

Масса, кг 980
Длина, мм 3700
Ширина, мм 1790
Высота, мм 1830
Колесная база, мм 2630
Колея, мм 1590
Суммарная мощность силовых установок, кВт 160
Суммарный крутящий момент на обеих осях, Нм 8960
Емкость аккумуляторной батареи, кВт*ч 24
Запас хода по пересеченной местности, км не менее 100

Петр СЕРГЕЕВ, фото Олега КИТАЕВА (г. Нижний Новгород)