КАРТ БЕЗ… БЕНЗОБАКА

Картинг — самый популярный и доступный для подростков вид автомобильного спорта. Он интересен еще и тем, что карты — превосходный объект технического творчества. Кроме того, приобретать первоначальные водительские навыки на них куда проще, чем на автомобилях. Можно начинать даже с девяти лет. Простота и дешевизна исходных материалов позволяют школам, Дворцам пионеров и станциям юных техников строить столько картов, сколько необходимо для одновременного обучения большой группы ребят. Немаловажно и то преимущество, что эти спортивные автомобили дешевы в эксплуатации и не требуют для хранения просторных гаражей.

Есть лишь один минус: даже со стандартными глушителями карты производят гораздо больше шума, чем автомобили. Вот почему юным картингистам не всегда разрешают использовать для повседневных тренировок площадки при школах или вблизи жилых домов.

Эта проблема, а попутно и ряд других могут быть решены с появлением электрического карта.

Простота управления — две педали и руль — делают электрокарт к тому же удобным транспортным средством для детских автогородков, где ребята на практике познают правила движения. А отсутствие выхлопных газов дает возможность использовать карты в помещениях — в больших спортзалах, на крытых стадионах. Это особенно понравится ребятам, живущим в северных районах нашей страны: продолжительная зима не помешает им тренироваться круглый год.

Мы предлагаем описание электрокарта, построенного в экспериментальной лаборатории микроавтомобилей (ЭЛМА) Курского Дворца пионеров. Здесь был использован серийный карт К5М. С него сняли двигатель внутреннего сгорания со всеми системами и бензобак, а вместо них поставили электродвигатель и аккумулятор.

Пожалуй, самой трудной проблемой был выбор подходящего и доступного электродвигателя. Студенты Харьковского автодорожного института для своего электрокарта (см. «М-К», 1976, № 8) использовали авиационный электродвигатель типа Р-2500. Он рассчитан на напряжение 24 В. На наш взгляд, это не лучший вариант.

Рис. 1. Диаграмма зависимости емкости аккумулятора от тока разряда.

Рис. 2. Модернизированный вал стартера.

Рис 3. Пластина щеткодержателя после доработки.

Рис. 4. Кронштейн двигателя.

И не только потому, что такой мотор трудно достать. При питании от обычного аккумулятора с напряжением 12 В его характеристики резко ухудшаются. Значит, для обеспечения питающего напряжения 24 В на карте нужно установить два 12-вольтовых аккумулятора, включив их последовательно. Единственное свободное место для этого на карте — за спинкой сиденья — позволяет установить два кислотных аккумулятора типа 6СТ68 емкостью 68 А*ч. Батареи большей емкости там не помещаются.

Анализируем далее. Последовательное соединение аккумуляторов, как известно, емкости батареи не увеличивает. Номинальной же она бывает лишь в режиме десятичасового разряда сравнительно небольшим током. Стоит увеличить его — и емкость кислотных аккумуляторов резко падает (рис. 1). При токе разряда 400 А (средний потребляемый ток двигателя Р-2500) для аккумулятора 6СТ68 она составит немногим более 30%, то есть около 24 А*ч. Самый оптимистический расчет позволяет в этом случае надеяться лишь на 11—13 мин работы двигателя.

При использовании же 12-вольтового двигателя было бы возможно включить аккумуляторы параллельно. Тогда общая емкость их станет 136 А*ч. Однако вместо них на то же место можно установить один аккумулятор 6ТСТ-182 (182 А*ч). На курском электрокарте стоит именно такая батарея.

Немало пришлось повозиться и с подбором электромотора. Из 12-вольтовых двигателей необходимой мощности наиболее доступными для желающих сделать электрокарт являются автомобильные стартеры (см. таблицу).

В курском электрокарта использован стартер СТ-8. При том же потребляемом токе (около 100 А) отношение тока разряда к номинальной емкости аккумулятора получилось более благоприятным (ip = 0,55 Сн). Емкость, отдаваемая батареей при этом отношении, составляет 50% от номинальной, то есть 90 А*ч. Тогда ее хватает почти на час непрерывной работы двигателя. И это при той же площади, занимаемой аккумуляторами на карте.

Автомобильный стартер, как известно, — электродвигатель постоянного тока с последовательным возбуждением. Поэтому скорость вращения его вала зависит от нагрузки, а потребляемая мощность на разных режимах колеблется в небольших пределах. Такие двигатели, используемые для микротранспорта, при прочих равных условиях обеспечивают большую дальность пробега, чем двигатели с параллельным возбуждением. Это объясняется тем, что они «нагружают» аккумулятор равномерно и потому наилучшим образом расходуют заложенную в нем энергию.

Перед установкой на карт двигатель-стартер пришлось доработать. Вместо бронзо-графитовых подшипников мы установили шариковые. Для этого взяли крышки с шарикоподшипниками от электрогенератора автомобиля ГАЗ-51. Вал ротора стартера проточили до размеров, указанных на рисунке 2. На крышку со стороны коллектора установили пластину щеткодержателя стартера, предварительно обрезав ее в соответствии с рисунком 3.

После сборки двигателя на его вал надели распорную втулку и ведущую цепную звездочку — мотоциклетную, на 12 зубьев. Звездочка также была несколько доработана. В предварительно расточенное посадочное отверстие ее вставлена стальная втулка и приварена электросваркой. Для посадки на шлицевой вал стартера во втулке нарезаны шлицы. Звездочку на валу закрепили гайкой.

Двигатель соединен с рамой с помощью кронштейна (рис. 4). Натяжение цепи — смещением мотора на болтах крепления (рис. 5).

Рис. 5. Двигатель на раме.

Рис. 6. Рамка для крепления аккумулятора.

Рис. 7. Принципиальная электросхема.

В процессе работы двигатель нуждается в принудительном охлаждении. Для этого применен электрический вентилятор от системы отопления автомобиля ЗИЛ-157. Он подает воздух по гофрированному рукаву в зону коллектора двигателя. На бандаж, закрывающий окна стартера, приварен короткий патрубок из стали для соединения с рукавом.

Аккумулятор крепится на карте с помощью рамки из стального уголка 20 X 20 мм (рис. 6). Своими кронштейнами рамка соединена с болтами двух подшипниковых опор заднего моста. Это исключает нагрузку на раму карта.

Электрическая схема карта приведена на рисунке. Двигатель включается дистанционно с помощью контактора К-250А, напряжение на обмотку которого подается при замыкании кнопки ВК-322, связанной с педалью «газа». Контактор установлен на спинке сиденья и изолирован.

В схеме можно использовать контактор другого типа, если он обеспечивает необходимую коммутацию тока, потребляемого двигателем. Допустимая токовая нагрузка кнопки должна соответствовать величине тока, потребляемого обмоткой контактора.

Вентилятор включается отдельным тумблером Вк. Он должен работать в течение всего времени движения карта, даже при кратковременных выключениях главного двигателя. Показательные заезды на электрокорте юные спортсмены Курского Дворца пионеров впервые провели во время летних соревнований 1976 года. После бензинового карта ощущения за рулем электрического несколько необычны. Ничего не надо заводить, прогревать, регулировать.

Перед поворотом нет надобности пользоваться тормозами. Достаточно отпустить педаль «газа» — и скорость быстро падает за счет торможения двигателем. На поворотах в отличие от обычных картов не происходит заноса задних колес, так как значительный вес аккумулятора обеспечивает их надежный контакт с дорогой.

Самое же необычное — тишина, господствующая на всем протяжении езды.

По скорости наш электрокарт уступает бензиновому: максимальная — в пределах 40 км/ч. Это объясняется тем, что передаточное отношение главной передачи (1 : 3) было выбрано с целью получения хорошего ускорения, а не достижения рекордов на трассе.

Нашу конструкцию мы не считаем законченной. Предстоит еще попробовать другие стартеры для использования в качестве двигателя, повысить эффективность системы охлаждения, более точно подобрать передаточное отношение. Было бы неплохо сместить центр тяжести машины несколько вперед.

Но и в таком варианте электрокарты можно применить для учебной езды, А если клубы юных картингистов заинтересуются электрокартингом, построят несколько таких машин, то уже в ближайшее время станет возможном провести первые соревнования бесшумных машин.

М. ТОДОРОВ