Двигатель от стиральной машины на велосипед

Двигатель от стиральной машины на велосипед

Из числа необычных применений двигателя от стиралки самым необычным можно считать превращение его в мотор для велосипеда. Мотор для велосипеда из стиральной машины – звучит более чем экстравагантно, а выглядит совершенно исключительно. О том, возможно ли изготовить данный «технический артефакт» и как это сделать, читайте в данной публикации. Предупреждаем сразу, проект технически сложный и довольно затратный, так что, если не уверены в своих силах, лучше не начинайте.

Детали, необходимые для реконструкции велосипеда

Прежде всего, приступая к работе над созданием новой конструкции велосипеда с электромотором, понадобится приобрести: пляжный круизер Felt, выбранный за его мощную раму, к которой крепиться будут основные элементы и правильные формы. Можно выбрать другую модель.

Главное, чтобы присутствовала надежная рама, которая позволит закрепить элементы, благодаря чему максимально низко будет находиться центр тяжести.

История еще одного электровелосипеда своими руками v2.0

Предисловие

В прошлой статье я рассказывал о том, как построил электровелосипед из компонентов для радиоуправляемых моделей и подручных материалов, найденных в магазинах. В конце статьи я упомянул, что собираюсь переделать клиноременную передачу на зубчатую. Представляю отчет о том, что из этого получилось.

(Есть картинки и видео)

Как я уже упоминал в прошлой статье основным недостатком клиноременной передачи является ее малая КПД по сравнению с зубчатой и малое передаточное число, т.к. клиновой ремень довольно толстый и плохо гнется и поэтому радиус малого шкива нельзя сделать достаточно малым в отношении к большому шкиву. На шкивах, примененных мной в прошлой конструкции от генератора ВАЗ-2108 передаточное число равнялось 2 (2,34 при использовании шкива от стиральной машины).

Поэтому я решил заказать на sdp-si зубчатые шкивы под ремень и сам ремень. Для этого воспользовался их калькулятором. Калькулятор довольно удобный – позволяет подбирать число зубьев на шкивах в зависимости от желаемого передаточного числа и расстояния между центрами шкивов, а также подходящий ремень. Я задал как можно большее значение передаточного числа и ограничился пластиковыми шкивами, т.к. металлические слишком дороги. Калькулятор предложил мне следующий вариант:

A 6Z 3M15DF09508 — пластиковый шкив на 15 зубьев с двумя бортиками и алюминиевой вставкой (для крепления на двигатель), цена $6.91 (даташит)
A 6L 3M78SF09510 – пластиковый шкив на 78 зубьев с одним бортиком без вставки, цена $11.50 (даташит)
A 6R 3M116095 – неопреновый ремень размера 5.08mm (XL) на 116 зубьев шириной 9.5мм, цена $7.53

Доставка стоит $7 + накладные расходы $3. Итого все обошлось в $37.

После месяца ожидания и получения посылки я принялся за работу.

Изготовление

В новой версии электровелосипеда я решил перенести всю силовую конструкцию на место заднего багажника, чтобы оно не мешалось под ногами. Как и в прошлый раз для крепления элементов использовал алюминиевый профиль.

Т.к. большой шкив на 78 зубьев имел широкое посадочное место и при установке его на переходную втулку не хватало место для гайки пришлось сточить на нем одну сторону посадочного места заподлицо с плоскостью шкива (видно на фото). Для этого использовал ручную бор-машину с насадкой в виде металлического диска (другие насадки оказались хрупкими и ломались).

Малый шкив встал как положено, т.к. при окончательном выборе в таблице на сайте sdp-si я сразу указал соответствующий диаметр ротора двигателя.

В качестве натяжителя цепи также использовал переключатель скоростей, только теперь в вертикальном положении. Фривил также остался.

Каких-то особых сложностей в размещении компонентов я не ощутил. Скорее даже наоборот, схема размещения на месте заднего багажника мне показалась более удачной и удобной.

Испытания

Сложности возникли после первого тестового заезда.

1) При резком усилении газа тяговое усилие двигателя на цепь оказалось настолько сильным, что левая опора, выполненная из полоски алюминия шириной 2см сгибалась под нагрузкой. Это вело к перекосу всей конструкции и сползанию цепи с фривила. Решение – замена опоры на алюминиевый профиль 2×1см. Профиль не гнется 🙂

2) При больших скоростях из-за неравномерного натяжения цепи (в силу кривизны некоторых элементов – ведомой звезды и др.) при отпускании газа цепь спрыгивала с фривила. Аналогичная проблема возникала при движении по кочкам. Решение – установка ограничителя цепи (успокоителя) из алюминиевой полоски перед самым фривилом. Недостаток такого решения – цепь бьется об ограничитель и неприятно звучит.

3) Самая важная и пока не решенная проблема. Прежде чем покупать шкивы и ремень я прочитал несколько тем на endless-sphere о подобных применениях зубчатой передачи и выяснил, что в основном применяют два вида ремней HTD и XL. HTD менее крепок по сравнению с XL, но может использоваться на очень больших скоростях. В моем случае максимальная скорость вращения двигателя 10000 оборотов/мин укладывалась в нормы ремня XL поэтому я остановил выбор на нем. Также я ориентировался на расстояние между зубьями и вариант ремня типа XL мне показался оптимальным, т.к. для него это расстояние равно 5.08мм. Следующим более крупным вариантом остается только L (9.525мм). Я посчитал, что XL должно хватить. Однако, уже после открытия посылки меня насторожили очень маленькие зубья ремня. Они оказались шириной не больше 1.5мм, а остальные 3.58мм – это пустое пространство на ремне. По высоте зубья и того меньше. Именно маленькие зубья стали причиной проблемы, а именно проскальзывания ремня. Честно, я даже не мог подумать, что зубчатый ремень может проскальзывать 🙂 Проскальзывание происходит при резком усилении газа на малых скоростях. В таких режимах двигатель может выдавать до 1.5 – 2 кВт мощности и такой ремень просто не в состоянии передать ее на колесо. Временным решением проблемы стало ограничение мощности двигателя до 800 Вт. Стало гораздо проще управлять ручкой газа, возникает меньше моментов со срывом ремня в проскальзывание. Однако, это ограничило максимальную скорость до 25 км/ч.

Итоги

Дополнительные материалы (видео)

Обзор велосипеда и основных компонентов

Демонстрация ускорения на холостом ходу в режиме «полный газ».

К оборудованию контроля на велосипеде с электрическим приводом относят:

1. специальный датчик, который запускает мотор при кручении педалей;

3. тормозная система, отключающая мотор при торможении;

4. фара, сигнал, индикатор уровня заряда аккумулятора.

Типы электрических приводов

Принято выделять 3 вида электроприводов на велосипед, некоторые из которых можно собрать и установить своими руками:

• цепной;
• фрикционный;
• мотор-колесо.

Фрикционный привод

Данный вид приводов в продаже можно встретить нечасто, ведь этот способ передачи больше подходит для оснащения детских электромобилей, нежели городских велосипедов. Вращение колес от элетромотора происходит благодаря трению ролика о покрышку. Главным преимуществом фрикционного привода является простота установки, которая производится на подседельный штырь. Справиться с монтажом данного электропривода на велосипед можно своими руками.

Однако эта конструкция имеет ряд существенных недостатков:

• покрышка колеса, о которую трется ролик, быстро стирается;
• при езде по мокрому снегу, дороге или подъеме на уклон может возникать пробуксовка;
• необходимость поддержания стабильно высокого давления в камере рабочего колеса.

Ременной (цепной) электрический привод

Данный вид приводов многие умельцы, при наличии необходимого инструментария, могут собрать самостоятельно из моторов стиральных машин, стартеров, цепей, аккумуляторов, клиновых ремней.

Ременной привод обладает рядом достоинств:

• Возможность подключения к многоскоростной передаче байка. Таким образом, при подъеме на уклон, езде по снегу или песку можно регулировать мощность двигателя, просто переключая передачи.
• Подключение скоростной цепной передачи поможет развить относительно большую скорость.
• Установка электродвигателя с таким приводом может производиться в любом месте, благодаря возможности изменения длины цепной передачи.

Однако у этой системы есть и некоторые недостатки:

• подверженность передачи быстрому износу;
• относительно сильный шум при эксплуатации привода;
• конструкция передачи довольно громоздкая.

Мотор-колесо

Мотор-колесо является одним из самых востребованных видов электроприводов и подразумевает монтаж бесколлекторного электрического двигателя в колесную ступицу.

Среди достоинств данного вида приводов выделяют:

1. Возможна сборка велосипеда с полным приводом, за счет установки устройства на каждое из колес.

2. Практически бесшумная работа бесколлекторного двигателя.

3. Возможность монтажа мотор-колеса как на переднюю вилку, так и на раму (сзади).

4. Красивый эстетический вид: велосипед с большой ступицей смотрится эффектнее, нежели байк с электродвигателем, закрепленным на раме.

Однако в процессе использования мотор-колеса, необходимо следовать некоторым правилам:

Запрещен монтаж колеса с мощным электродвигателем на вилку из алюминия, в противном случае усик дропаута вилки сломается под действием тангенциальной силы вращения. Установку мотора с максимальной мощности лучше производить на задние дропауты.

Мотор-колесо с выходящими из него замкнутыми проводами нельзя крутить, поскольку принудительное вращение заставляет двигатель вырабатывать ток, который при замкнутости контактов и наличии искры способен вывести из строя датчик.

• Чтобы колесо вращалось в правильную сторону, необходимо осуществить его монтаж таким образом, чтобы выходящие из ступицы провода находились слева.
• Поскольку во многих странах действует запрет на передвижение на электробайках со скоростью превышающей 25 кмч, конструкция контроллера предусматривает блокировку от превышения скоростного лимита. Даже если дополнительно ускоряться педалями, разогнаться быстрее допустимого предела не получится.

Заключение

Собирать электропривод на велосипед своими руками или купить готовый комплект в магазине или взять на прокат — решать Вам. На рынке представлено широкое многообразие проверенных производителей, выпускающих качественные наборы электрических приводов на любой велосипед.