Электромобиль для внучки


Статья: Токмаков Н.М., Сыктывкар, 2009 г.

Эпиграф:

"Умом Россию не понять.
Аршином общим не измерить."


Житель г. Королев Андрей Юрьевич Бельский, специалист по ремонту автомобилей, решил изготовить для своей внучки электромобиль. Это первый этап, проба пера перед тем как сделать серьезный электромобиль для повседневной эксплуатации. Прочувствовать суть электротранспорта на электротяге. Почувствовать какие-то особенности и проблемы автомобиля на электричестве.

Андрей Юрьевич не новичок в самодеятельном конструировании. В свои 50 лет он имеет богатейший опыт в этом направлении творчества. Правда, пока до сих пор без применения электричества. На его счету веломобили, вездеходы. А также минитракторы и минимотоциклы. Некоторые самоделки получились весьма удачные и до сих пор эксплуатируются. Порывшись во всемирной паутине нашел вот такое устройство рук Андрея Юрьевича. Насколько я информирован, прицеп прошел регистрацию.
Но настоящая статья посвящена процессу изготовления детского электромобиля.
Большой практический опыт, на мой взгля, помог разработать практичную, простую в реализации конструкцию машины и легкоуправляемую даже ребенком.

Тактико-технические данные

Когда-то начал делать электротележку, но по разным причинам дело было заброшено. Сейчас и внучка подрастает, уже три года, надо дело довести до конца.
Сформулированы следующие требования к устройству:
- мягкая подвеска
- вес конструкции 30-40 кг.
- вес тяговых батарей до 15-20 кг
- посадка в электромобильчик боковая по типу автомобиля
- грузоподьемность 60-70 кг
- плавное управление крутящи моментом (оборотами)
- дистанционное управление остановкой машины с пульта.

К настоящему времени имеем следующий вес:
- Колеса с подшипниками - 4.8 кг.
- ведомая колесная шестерня (диск и венец) - 2 кг
- задний мост с тормозом - 3 кг
- рычаг передней подвески - 4 кг
- рулевое колесо и руль - 2 кг
- двигатели - 2.4 кг
- рама с рулевым механизмом - 6 кг
- кузов - 3 кг
- аккумуляторная батарея - 15 кг
- ИТОГО - 43 кг.

Электрооборудование электромобиля.

Электрооборудование включает в себя два электродвигателя, вращающие задние колеса, устройство плавного управления вращающим моментом - оборотами электродвигателя. Для контроля за движением и возможностью остановить машину в случае опасности предполагается применить пульт дистанционного управления силовым агрегатом.
В качестве приводного двигателя служит электродвигатель охлаждения радиатора мощностью 250 вт, 2700 об/мин и напряжением питания 12 в. Пока установлен один двигатель, в последствии будет добавлен еще один. Для такого веса предполагаю, что такой мощности будет достаточно. Тяговых батареи будет две, соединенные последовательно с целью уменьшения сечения силовых проводов.
Несколько слов о применении отдельных электродвигателей на каждое колесо. В отличие от механического дифференциала при котором одно из колес при поворотах работает в режиме обгона и находится в разгруженном состоянии, при этом вся мощность прикладывается к другому колесу, которое идет по меньшему кругу, электрический привод на колеса не создает такой ситуации. При движении колес на повороте электродвигатели продолжают работать в штатном режиме, выдавая крутящий момент заданный электрическим током протекающим через его обмотки. Таким образом прохождение поворотов никаким образом не влияет на кинематику автомобиля и его трансмиссию.

Устройство трансмиссии.

Задний мост представляет собой тонкостенную трубу с вваренными наконечниками и на них уже одеваются колеса. К колесу приварены диски с венцом диска сцепления от автомобиля "ОКА". К нему непосредственно подключен электродвигатель с насаженной на вал звездочкой со стартера. Таким образом вращение передается непосредственно на колесо. Понижение скорости вращения на таком редукторе вполне достаточно для детской машины.

Обратите внимание, рычаги заднего моста изготовлены из отрезков реактивных тяг автомобиля "Таврия". Пружины подвески установлены на полочки, одетые на штырь. Пружины амортизаторов представляют собой клапанные пружины от двигателя автомобиля "Волга", сваренные по две штуки. Внутри пружины вставляется отрезок шланга. На рисунке не показано. Шланг предотвратит болтание пружин и перемещение. Штырь - направляющая имеет диамет 6 мм, на концах резьба М6 для крепления. Для изготовления передней подвески также использованы реактивные тяги "Таврии" и пружины от "Волги".
Колесная шестерня (венец+диск) крепятся к колесу следующим образом: на корпусе внутреннего подшипника сделана проточка, на нее плотно одета наша шестерня и прихвачена сваркой в 2-3 точки. Таким же образом закреплены в колесе и сами корпуса подшипников, внешнего и внутреннего.
В конструкции переднего моста технический интерес представляет узел поворотного кулака. Именно на него приходится вся нагрузка при встрече с препятствиями.
Обычно поворотный кулак устанавливается так, чтобы ось вращения поворотного кулака проходил через точку контакта колеса с дорогой и немного впереди колеса для динамической устойчивости. При такой конструкции рулевое управление имеет минимальное усилие при управлении.
Конструкция переднего моста не проста, поэтому пришлось пойти на компромисс и не делать наклонов колес и рулевых кулаков. Но для компенсации этого были предприянты меры по облегчению работы рулевого управления. А именно рулевой редуктор выпоняет такую роль.
Корпус поворотного кулака выточен под подшипники от ВАЗ. Внизу побольше 50706-от опоры первичного вала КПП, что в маховике, верхний малый от генератора N201. Вал поворотного кулака снизу крепится в специальном уголке гайкой. В другую сторона этого уголка крепится колесо. Тоже на гайке.
На фотографии вид снизу машины на рулевой редуктор. Можно видеть редуктор подьемника стекла от Волги. Рулевой вал посажен непосредственно на вал привода стеклоподьемника.
Внимательного читателя не должна пугать алюминиевая тяга между левым и правым поворотными кулаками, это временное явление. Для наладочных мероприятий.
Здесь на фотографии, щелкнув на ней указателем мыши, можно увидеть способ крепления рулевого вала, а также и рулевой тяги. Рычаги передней подвески имеют значительный габарит, поэтому для экономии пространства они расположены под углом к раме машины.
Следует отметить, что вся рама изготовлена из тонкостенных труб. Поставленная цель изготовить электромобиль минимального веса требует экономии на всех узлах.
На сегодняшний день имеем такой вид конструкции. Руль спортивный от восьмой серии Жигулей.
20 июля 2009 года стал днем первого испытания ходовых качеств электромобиля.
Выводы следующие:
- Одного двигателя (180 вт) оказалось вполне достаточно, несмотря на явную перегрузку по весу (вес водителя 80 кг), машинка уверенно трогается, едет по сухой грунтовке. Несмотря на то, что привод только на заднее левое колесо, правый и левый повороты проходит практически одинаково. Только при попытке ехать по нескошенной траве, ощущается нехватка мощности,
- Максимальную скорость не замерял (GPS не было) но думаю что более 10 км/ч, считаю, что передаточное число и тип передачи для данного аппарата получился оптимальный,
- Ездил 5 минут с различными манёврами, двигатель за это время нагрелся не сильно, поэтому принудительное охлаждение мотору делать не буду. Детали контроллера вообще не нагрелись,
- Рулевое управление оказалось очень лёгким (как будто установлен ГУР),
- Реверсом пользоваться удобно (справа под рулём), фото ниже в галерее изображений,
- Подвеску, даже с моим весом до конца не пробивает.
Недостатки:
- Неэффективные тормоза
- В момент подключения питания, не зависимо от положения педали газа, происходит кратковременный рывок двигателя.

Галерея изображений

Работы по этому проекту практически закончены. Сейчас работаю над вездеходом - пневматиком.


В процессе изготовления материал будет добавляться, следите.

На главную

   Rambler's Top100