Электромобиль Токмакова Николая

(Репортаж о строительстве электромобиля)

Статья автора:    Токмаков Н.М.

                                                 ... О сколько нам девайсов чудных готовит вдохновенья дух.
                                                 И опыт, сын ошибок трудных, укрепится дерзкой мыслью.
                                                 Наступят экомобилей времена, потомки ДВСа наполнят города.
                                                 И вонючие предтечи кунскамеры пополнив, канут в лету навсегда.

                                                                        Токмаков Н.М., Пушкин А.С.



    

Идея строительства электромобиля возникла и вынашивалась в сознании долгие годы. Толчком к постройке послужили доставшиеся практически бесплатно электродвигатели по 1.5 КВт. Реальным поводом все-таки явилось желание позаниматься управлением большими токами. Занятие электроникой было долгие годы одним из хобби.
     Электромобиль в последние годы занимает заметное место в интересах автомобилестроителей и государств. Экологическая обстановка в больших городах с каждым годом ухудшается из-за все возрастающего количества автомобилей и никакие технологические ухищрения по снижению токсичности двигателей внутреннего сгорания ситуацию кардинально не меняют. Переход на электрический транспорт является наиболее реальным способом решения проблемы экологии. Первое время будут трудности с утилизацией аккумуляторов и кислот, но с разработкой эффективных топливных элементов эксплуатация электромобилей будет гораздо проще и безопасней.
     Особенностями данного проекта является рамная конструкция с максимальным использованием узлов от ЗАЗ-968. Привод от двигателей на КПП осуществляется через цепную передачу. Таким образом упрощается передача крутящего момента на КПП от двух электродвигателей. Электромобиль имеет единственное сидение для водителя. Возможно это является недостатком. Первоначально предполагалось два сидения сзади для пассажиров, но это место в последствии заняли аккумуляторы и электродвигатели. Это явилось следствием недостаточной проработки конструкции на этапе проектирования. Пассажирские сидения все-таки наверное будут, но их придется поднять выше уровня водителя.
     Кузов будет выглядеть как у Ретро-мобиля. Это вытекает из рамной конструкции. Автор не имеет желания тратить много времени на изготовление кузова современных форм. Таким образом форма будет выглядеть достаточно угловатой с навесными панелями, без крыши.
     Назначение электромобиля - детские шалости, если удастся договориться с местным ГАИ, то возможно будет использоваться для поездок на короткие растояния по городу и до дачи на растояние 40 км от города.
     На фотографии изображен электромобиль и сьемочная группа НТВ, снимавшая сюжет о строительстве электромобиля в октябре 2007 года. Корреспондент Программы "Главная дорога" Константин Морозов в центре. Автор проекта крайний слева. Рядом с ним сотрудник компании "Содействие" Максим, отправивший в адрес программы "Главная дорога" картинку электромобиля и сопровождавший сьемочную группу по Сыктывкару. Группа снимала еще сюжет о дорогах республики Коми и Сыктывкара.
     Рабочее название электромобиля "Касатик"





     Август 2006 г. Донорами электромобиля как уже говорилось, является ЗАЗ. На приведенных фотографиях видно, что было заготовлено для сборки электромобиля. Здесь может быть не показано рулевое управление, передний мост и главный тормозной цилиндр. Последний применен от ГАЗ-53 (УАЗ-469 и др.). Предварительно все эти узлы были отревизированы, заменены резиновые детали, отобраны лучшие запчасти вынутые из разобранных авто.



      Следующим этапом после подготовки узлов, была подготовка блока КПП к сопряжению с электродвигателем. Для этого изготовлена панель, закрывающая картер корзины сцепления. На токарном станке выточен блин с посадочными выступами, благо что картер имеет цилиндрическую соосность с первичным валом КПП. Сразу же выточено посадочное отверстие для опорного подшипника первичного вала КПП. В последствии лишние, выступающие части блина за пределы КПП были срезаны болгаркой.



       Требует пояснения устройство полученной КПП и устройство подключения электродвигателей.
       Уже сказано, что передний конец первичного вала опирается в опорный подшипник, находящийся в пластине закрывающей картер. На вал одето две шестерни для передачи вращательного движения электродвигателей. Шестерни одеваются на первичный вал с помощью шлицевой втулки от диска сцепления. Для этого выточена обойма в которую, на горячей посадке всажена шлицевая втулка. Снаружи этой обоймы закреплены две мотоциклетные шестерни. Точно не помню, кажется приварены. Размер их такой же как видно на фотографии. Размер обоймы таков, что она не имеет заметного смещения на валу и упирается в пластину с одной стороны, а с другой стороны ее ограничивает шлицевая часть первичного вала.

       Устройство подключения электродвигателей на фотографии изображено сверху. Это довольно сложная и трудоемкая в изготовлении конструкция, хотя и простая на первый взгляд.
       Здесь два вала для подключения двух электродвигателей типа 3ДТ31, 24в, 80А (приводы передних колес от электрокара). Валы с двух стороны закреплены в подшипниках. Шестеренки находятся в разных плоскостях, поскольку шестерни внутри КПП одеты на одну втулку (обойму). Они разнесены именно на такое же растояние как и шестерни внутри КПП. От смещения их предохраняют втулки из капролона. Шестерни зафиксированы на валу с помощью стопорных винтов. Это сделано с целью того, чтобы их можно было заменить впоследствии при подборе скорости движения электромобиля.


      

Первый вариант узла КПП показан крупным планом слева. Впоследствии две части были разделены и узел крепления электродвигателей был оформлен в виде самостоятельной корзины. Справа показано как выглядит с закрепленным двигателем.

Январь 2007 г. Так выглядит задний отсек с установленной КПП и одним двигателем. Крепление для установки аккумуляторов еще не сделано. Не установлены элементы ручной тормозной системы.



      Далее видим раму электромобиля с закрепленным передним мостом и кронштейном для рулевой колонки. Задняя перекладина служит для крепления рычагов задней подвески.

      Следующая фотография дает представление о задней части рамы. Установлены элементы подвески, места установки двух аккумуляторов. Нижняя рама служит элементом придания прочности задней части всего каркаса, а также на ней устанавливается еще один (из четырех) аккумулятор и зарядное бортовое устройство. Это в виде полки сзади всей конструкции.



       Первый пробный выезд состоялся весной 2006 года. Автомобиль прошел около 50 метров и при развороте сгорел самодельный контроллер управления. Разработка контроллера управления являлась составной частью проекта. В настоящий момент испытания завершены. По его материалам публикуется статья в Журнале "Радио". Доработка контроллера продолжалась всю зиму 2006-2007 г.г. Летом работы по строительству материальной части были продолжены.

       Ноябрь 2007 г. На сегодняшний день электромобиль выглядит примерно так. И находится в изгнании. Постройка осуществлялась на территории предприятия, где работает автор. После сьемок НТВ директор предприятия подверг репрессиям и автора и его конструкцию.

         

       В рамках проекта электромобиля разрабатывался контроллер управления электродвигателем постоянного тока. На фото ниже представлен вид контроллера. Схема электрическая принципиальная подробно рассмотрена на страничке http://www.samodelkin.komi.ru/electron/shim_doc.doc   этого же сайта.

Контроллер Контроллер Корпус контроллера


       Январь 2008 г. В зимнее время, при ограниченных возможностях удалось немного поработать и дополнить электромобиль капотом, обрешеткой задней части кузова. В качестве запора переднего капота применен запор багажника ВАЗ-2101. Тросик от ВАЗ-1118 "ОКА". Ручка расположена в привочном месте, слева под щитком.


       Для освещения дороги применены фары от автомобиля "ОКА". После долгих примерок и размышлений поставил их на передние крылья. Врезать в передок не получилось по причине того, что не предусмотрел для этого места. Все пространство занято аккумуляторами. Это недостаток работы без проекта. Проект все-таки нужен. Корпус для фары склеен из стеклопластика. С помощью пенопласта заданы формы, затем обклеено стеклотканью. Пенопласт оставлен внутри.
Задние фонари - блок от трактора МТЗ-80, новая модификация. Из фанеры склеен бокс, обклееный и приклееный к кузову вертикально стеклотканью с эпоксидной смолой.

Фара Фара Задние фонари


       Май 2008 г. Кабина изготовлена для одного водителя. Переднее и заднее стекла из оконного стекла 4 мм, обклеенные изнутри усиливающей пленкой для защиты водителя при разбивании. Боковые стекла из оргстекла. Пока не обклеены пленкой. Фирмачи не принимают на обклеивание по причине того, что пленка расчитана на обычное стекло. Ищу пленку в продаже.
Каркас для кабины сварен из профильной трубы 15х15 мм. Боковушки закрыты щитами из ДВП обклееные стеклотканью. Двери-калитки из крашеной фанеры на петлях-шарнирах от ВАЗ-2109 (приварные). Верхняя часть кабины поднимается вверх. Крепится на трех мощных мебельных петлях и удерживается в поднятом положении на двух газовых амортизаторах от ВАЗ-2111, что используются для задней двери. Для запирания в опущенном состоянии опять использован запор багажника "копейки". Тяга выведена наружу со стороны водителя. При запертой кабине колпак фиксируется отдельно, поэтому свободный доступ к ручке запора не беспокоит.
Под лобовым стеклом наблюдается горизонтальный козырек. Он служит для закрывания щели образующейся от капота. При этом капот можно открыть только при поднятом колпаке кабины.



       Панель заднего отсека изготовлена из двух склееных листов ДВП, обклееных стеклотканью. На ней укреплены два фонаря заднего хода от ВАЗ-2101, фонарь подсветки номерного знака ВАЗ-2102.
В нижней части установлено три штыря для установки в перемычку каркаса, в верхней части замок от почтового ящика с ключём. По краям для надежной фиксации, запоры от оконных рам, закрываемые поворотной ручкой. Ручка снимается и хранится отдельно.



       Июнь 2008 г. Для изготовления бамперов куплены алюминиевые профили передних бамперов ВАЗ-2108. Для придания нужной формы бамперам электромобиля из фанеры 9 мм вырезаны фигурные накладки - верхняя и боковые ("клыки"). Обработаны антисептиком. К прифилю прикручены саморезами. Там где надо сделаны подкладки из фанеры 16 мм. Затем все это обклеено стеклотканью и эпоксидной смолой. Получился своеобразный фанерный стеклопластик. Конструкция после склеивания не разборна. Задний бампер аналогичен.

       июль 2008 г. Впервые после зимней стоянки электромобиль увидел свет. Вид его сильно изменился. Но и многое еще надо сделать. Произведенные замеры показали, что нагрузка на передний мост составляет 277.2 кг, на задний мост 426.6 кг без учета веса водителя. Общий вес электромобиля составил 704 кг.

Выезд после зимней стоянки Сьемка для телеканала Russia Today

В летний период электромобиль стал героем публикаций в газетах "Комсомольская правда", "Красное знамя", участником сюжетов в новостных программах "Вести" и телеканала "Russia Today" на английском и арабском языках.

2009 год. Электромобиль получил грузовой кузов. Подключены световые приборы, появился на первой обложке газеты "11 регион"
2010 год. 30 апреля газета "Республика" вышла с передней обложкой, изображающей электромобиль и его автора.
                17 сентября сьемки сюжета для телеканала "Юрган"

Сьемка для телеканала Юрган




Продолжение следует.

Второй электромобиль - легкий трайк "Кузя"

Работы с первым электромобилем, получившем название "Нафаня" явно затягиваются. Хочется начать ездить на электрическом транспортном средстве, если не постоянно, то хоть периодически. Решение принято и работы начались в перерывах работы с "Нафаней".
     В связи с тем, что машина запланирована небольшая, то и помещение подобрано соответствующее. Это помещение электронной мастерской.
     В кратце проект можно описать следующими словами: Двухколесный передок с классическим рулевым управлением. Есть подходящий рулевой редуктор от ЗАЗ-965 (тридцатка). Рулевую трапецию делаем самодельной. В качестве приводного двигателя такой же электродвигатель как и на "Нафане" мощностью 1.4 киловатта. Аккумуляторы размещаем под передним капотом - две штуки. Резервное место для двух аккумуляторов под сидением. Привод от электродвигателя напрямую на колесную звездочку. Коэффициент редукции близок к 4. В связи с тем, что колеса использованы от Муравья, скорость будет вполне разумной. Практическая эксплуатация показала, что все-таки лучше коэффициент редукции увеличить до 5. Для малого транспортного средства с открытой кабиной быстро ездить не надо. Скорости 35-40 км/час вполне достаточно. Облицовка, сидение, багажник, крылья делались так как позволяла конструкция трайка. Дизайн не прорабатывался.

Кузя Кузя


     На фотографии изображены узлы переднего моста. Можно видеть амортизатор. Это амортизаторы от мотоцикла "Восход". Как показала практика, они слабы. Позднее применены амортизаторы от мотоцикла "Урал". Для соединения элементов рулевой трапеции применены подшипники скольжения от гидроцилиндров. Они конечно уязвимы для влаги, но машина для ближних поездок, пробег не велик, таких подшипников хватит на довольно длинный период времени. Можно заметить на фотографиях интересный рулевой палец. Я поздно обнаружил такую запчасть в магазинах. Иначе бы рулевая трапеция была сделана на этих пальцах. В завершение интриги скажу, что она где-то в передней подвеске "Волги".

Кузя Кузя Кузя Кузя


     В качестве задних амортизаторов применены амортизаторы от передней подвески "Муравья". На фотографии можно видеть, что электродвигатель закреплен на вилке заднего колеса. Поскольку он располагается около поворотного узла этой вилки, то и вес неподрессоренной массы увеличивает не существенно. Еще обратите внимание, что заднее колесо двускатное. Это вызвано необходимостью соединения в одном узле двух функций - привод от электродвигателя и барабанные тормоза.
Еще обратите внимание на привод тормоза. Ножной тормоз и ручной стояночный тормоз соединены на одну тягу. Все это можно рассмотреть на фотографиях. Для просмотра в отдельном окне, щелкните по нужной фотографии.



     На первой фотографии ниже видим узел заднего колеса. Использована конструкция переднего колеса от мотороллера "Муравей". Ступица проточена и на нее одето крепление для второго колеса и приводная звездочка. Звездочка одета на шпонку. Шпонка тоже требует пояснения. Стандартная шпонка не годится в связи с тем, что узел сделан из трубы и проточки делать не возможно. На трубу в нужном месте приварена широкая полоска металла шириной 15 мм и толщиной 4 мм. Под нее сделан шпоночный паз в зведочке.
На двух последующих фотографиях узел электрического реверса. Конструкция вполне понятна. Использованы элементы рубильника, какие используют электрики в своей деятельности.



     Электрическая часть состоит из двух аккумуляторов общим напряжением 24 вольта. Силовая часть электрической схемы защищена автоматическим выключателем на 300 ампер. Он же служит и для выключения питания по окончании поездки. Все соединения выполнены медным кабелем сечением 35 кв.мм. с кабельными наконечниками.
Регулятором оборотов является ШИМ контроллер собственного изготовления. Описание его можно посмотреть в статье . Он описан в пункте 3 - "Второй вариант ШИ-регулятора".
При подключении необходимо учесть тепловыделение на проводах. Если внимательно рассмотреть фотографии с изображением контроллера можно увидеть, что проводники подпаяны к плате в разных точках. Печатные проводники усилены медным проводом сечением 1.5 кв.мм. Для безопасной работы устройства сечение проводников должно быть не менее 8 кв.мм. (два провода по 4 кв.мм)
Слаботочное оборудование, приборы запитаны от основной батареи 24 вольта через отдельный автомат. За ним следует основательный LC-фильтр с ферритовыми сердечниками и конденсатором на 440 мкф (+ керамический конденсатор 1 мкф) для сглаживания высокочастотных помех в сети, далее интегральный стабилизатор на 12 вольт для питания цифровых измерительных приборов.
Световые приборы: габариты, повороты, стоп-сигнал изготовлены на основе мощных светодиодов. Фара временно работает с лампой накаливания. Но в перспективе в ней тоже обоснуются сверхяркие светодиоды.
Управление работой ШИ-регулятора осуществляется через педаль "газа". С педалью соединен резистор - датчик положения дроссельной заслонки от ВАЗ десятой серии. Датчик положения продается в каждом магазине, но вот провод с разьемом придется поискать. Его продают не везде.
     По окончании работ электротрайк был вынут из помещения мастерской через выставленное окно с помощью шести человек. Вытаскивать пришлось повернув боком. А вес его оказался без учета снятых аккумуляторов 170 килограмм. В настоящее время весит "Кузя" вместе с установленными аккумуляторами 90 а/час и некоторыми доработками уже 220 килограмм. Передок весит в полтора раза больше чем задний мост в варианте размещения аккумуляторов под передним капотом.
    По конструкции и перспективах использования трайка можно пообщаться на форуме электротранспорта. Там уже высказаны некоторые пожелания и критические замечания по конструкции трайка.

  

   Для связи с автором конструкции:       E-mail: girosil@mail.ru

       



   Rambler's Top100  

        Возврат на главную страницу       
"www.samodelkin.komi.ru"