Процесс создания детского электромобиля |
|
Промежуточный вариант.Часть 1 В свое время где-то 25 лет назад, когда сыну было 5 лет, задумал я построить электромобиль. У меня был какой-то старенький педальный детский автомобильчик, по моему он назывался «Москвич». И вот на его базе я решил построить электромобиль. Но оказалось, что он совершенно для этого не приспособлен, и от него пришлось взять только рулевую штангу и рулевое управление. Решил делать открытую машину, типа картинга. В качестве несущей балки использовал квадратную трубу 40х25, и на ней все монтировал. В качестве двигателя использовал электродвигатель на 28 вольт от самолета, примерно ватт на 500. Аккумуляторы тоже были самолетные никель-серебрянные. Ну очень хорошие по сравнению с кислотными на тот период. Управление газом осуществлялось мощным переключателем дополнительных сопротивлений от тенов. Колеса использовал от детского велосипеда, правда на передние колеса диски сделал из шкивов. Делал на 7 этаже и чтобы машина входила в лифт пришлось ставить ее на попа. Для этого сзади были установлены 4 колесика от кресла, а руль сделан эллипсом. В общем, машина получилась в то время оригинальной и прослужила до настоящего времени. На ней ездил весь двор, младший сын, внук и даже супруга тренировалась, когда училась на права.На этом электромобиле катались не только дети, но и взрослые, некоторые даже учились ездить на нем и особенно учились ездить задним ходом. Электромобиль оправдал свои возможности, однако идет время, и у внуков уже другие запросы и мной было принято решение сделать электромобиль с большими возможностями. | Сейчас она выгладит примерно так:
Вид сзади, со стороны двигателей (двигатели уже от охлаждения радиатора) |
В результате получился вот такой промежуточный вариант. |
И вот в течении 5 месяцев труда по вечерам и выходным был сконструирован первый вариант электромобиля, который был назван БАЯ-1 в честь моих двух внуков Антона и Ярослава. Были поставлены следующие задачи: - более мощный двигатель; - широкая резина; - металлические диски; - дисковые тормоза; - большая грузоподъемность; - современный дизайн; - многоскоростной; - электронное управление двигателем; - безопасность водителя; - защита водителя от жесткости конструкции; - конструкция должна быть сварная или на болтах Процесс создания электромобиля шел несколько месяцев и на сегодняшний день еще не завершен. Не установлен щиток приборов, не закреплены аккумуляторы, еще не покрашен. |
Для начала определился с размерами рамы. Исходным было то, чтобы можно было кататься не только маленьким внукам, но и когда они подрастут. Да и взрослым иногда тоже можно было интересно прокатиться.
Поэтому было за основу взята рама из двух квадратных труб 40х25. |
|
В связи с тем, что при повороте передние колеса требуют уменьшения ширины рамы, было принято решение сделать раму в виде трапеции.
В качестве колес использовались колеса от тележек для перевозки груза диаметром 250 мм с подшипниками качения. Подшипники, правда плохие и их пришлось заменить. В качестве задней оси использовался калиброванный пруток диаметром 20 мм. Для крепления задней оси к раме использовались 204 подшипники через хомуты для крепления сантехнических труб. Хомуты крепились к раме на 6 мм болтах. |
|
В связи с тем, что подшипники крепятся к раме через резиновые прокладки и хомуты, возникла необходимость удерживать их от поперечного смещения, что выяснилось в процессе пробной эксплуатации. При резких поворотах задняя ось вместе с подшипниками смещалась и как результат соскакивала цепь со звездочки, закрепленной на оси. Чтобы этого не происходило, были установлены «П» - образные металлические пластинки с жесткой фиксацией на крепеже хомутов. Подшипники входят своей плоскостью в эти пластины, которые ограничивают смещение их вместе с осью в стороны.
В первоначальном варианте оба задних колеса жестко крепились на оси, то есть было два ведущих колеса и естественно тормоза на оба колеса. Однако в дальнейшем, в процессе опытной эксплуатации, пришлось отказаться от этого и оставить на оси закрепленной только одно колесо. Это было связано с тем, что на крутых поворотах тратилось много энергии на пробуксовку одного из задних колес. Также происходит занос передней части машины в связи с тем, что основной вес приходится на задние колеса. Эксплуатация электромобиля показала, что одного ведущего колеса вполне достаточно при езде автомобиля по твердому покрытию. В тоже время при эксплуатации автомобиля зимой могут возникнуть некоторые проблемы с разгоном. Рассматривается вопрос о применении обгонных муфт или дифференциала. |
|
В качестве передней балки также была использована квадратная труба 40х25 установленная на ребро и посредством 6 мм болтов жестко прикреплена к продольным трубам.
За основу поворотного механизма была взята статья «ПИОНЕР» - карт для начинающих из журнала «Моделист-Конструктор». |
|
В ступицу переднего колеса вставлены подшипники качения с внутренним диаметром 16 мм. Углы наклона поворотной оси (болт 10 мм) сделаны таким образом, что если отпустить руль автомобиль едет прямо. | |
Трапеция сделана из элементов дверного доводчика, что позволило настраивать сход передних колес. | |
Для ограничения поворота передних колес и чтобы они не доставали до рамы установлены специальные ограничивающие скобки. | |
Рулевая колонка сделана из трубы диаметром 18 мм и с двух сторон приварены шпильки с резьбой диаметром 12 мм. Опора для рулевой колонки является гайка приваренная к уголку, который на болтах прикреплен к передней балке. Гайка с одной стороны позволяет легко крутится в ней рулевой колонке, а с другой удерживает колонку от вертикального перемещения. Небольшое перемещение рулевой колонки на одну нитку резьбы не влияет на рулевой механизм. | |
Второй опорой рулевой колонки является кусок трубы с внутренним диаметром 18,5 мм, приваренной к трубе 40х25, которая в свою очередь приваренная к раме. | |
Но оказалось, что основная опора рулевой колонки слишком близко расположена к сидению водителя, что не совсем безопасно при ударе о препятствие. Это выявилось после испытаний собранного электромобиля. В дальнейшем опора была отодвинута вперед на 10 сантиметров.
Первоначально в качестве материала для рулевого колеса использовалась металлическая труба диаметром 18 мм. С использованием засыпанного в нее песка из нее было сделано рулевое колесо диаметром порядка 28 см. К рулевому колесу приварена металлическая пластина. Полученное рулевое колесо посредством этой пластины и специально выточенной втулке крепится к рулевой колонке. |
|
На рулевое колесо надевается разрезанный резиновый шланг и обматывается пластиковой лентой. | |
С двух сторон рулевое колесо жестко затягивается на рулевой колонке гайками и для исключения проворачивания фиксируется через отверстие во втулке и шпильке 5 мм болтом.
В дальнейшем в качестве рулевого колеса использовался несколько переделанный пластиковый руль от настольной игры.
Для моторного отсека была сварена конструкция из квадратных труб (детали от багажника ВАЗ) и на болтах прикреплена к основанию рамы. |
|
Много времени ушло на подбор двигателя. Рассматривались варианты со стартером, электродвигателями от самолетов и другие. И после долгих поисков двигателя подходящей мощности и экономичности было принято решение сделать двигатель состоящий из трех моторов постоянного тока от радиатора охлаждения. У этих моторов возбуждение от постоянных магнитов, что позволяет выдавать больший крутящий момент при одинаковом токе в сравнении с использованием обмотки возбуждения. Так же в нем использованы подшипники качения. Суммарная мощность составляет порядка 750-1000 Вт. По паспорту они рассчитаны на 12 вольт и ток порядка 30А. Строенный двигатель (мотор охлаждения радиатора Газель 38.3780) крепятся на петлях (чтобы была возможность натяжения цепи) | |
Были опробованы несколько вариантов объединения мощности этих двигателей и установкой их звездой и в один ряд. Однако любое объединение посредством шестеренок, ремней связано с потерей мощности. Поэтому остановился на варианте объединение валов всех трех моторов. Были сделаны специальное приспособление для соединения валов всех моторов. Соосность достигнута с использованием регулируемого крепежа на трех 8 мм шпильках. Крутится руками легко и перекосов нет.
В двух моторах на задних крышках по центру просверливались отверстия. В задних выступы осей этих моторов по центру сделаны резаком (болгаркой) прорези на глубину порядка 5-7 мм. На этот хвостовик первого мотора надевалась трубка внутри которой располагалась пластина входящая в прорезь. Также на второй конец трубки с пластиной насаживался второй мотор и сами моторы фиксировались 8 мм гайками на основании состоящей из 3 осей. Третий мотор устанавливался лицом к лицу к второму мотору через надетую на валы трубку и зафиксированной шпильками из пружинного провода. И также посредством гаек достигалась соосность валов моторов. В результате получился двигатель состоящий из трех моторов соединенных между собой. Такое соединение позволило существенно сократить потери мощности. На ось первого мотора установлена самодельная звездочка с 9 зубьями, так как готовой таких размеров не нашел. Посредством велосипедной цепи крутящийся момент с понижением оборотов примерно в 3 раза передается на велосипедную втулку SHIMANO Nexus Inter 8 (Inter 8 Роллер)Шимано. Собранный двигатель через одну из осей крепления посредством петель (от дверей) крепится к раме моторного отсека. Для натяжения цепи использовался специальный механизм. |
|
Конец части 1. | |
^Вверх^ | |
Часть 2>>> | |
Бессонов Вячеслав Федорович, 58 лет, Московская область, Октябрь 2007 г. |