проектирование солнечного электро вездехода - нужна консультация

[Павел Ходько]

[user]просто_вася[/user], Где то я это уже слышал толи у Карла Маркса толи у Ленина и в библии что то похожее было.Я даже помню параграф в школьном учебнике "В 1980году советский народ будет жить при коммунизме" и как ни странно я в это верил.....или может мне просто этого хотелось, точно не припомню.

[просто_вася]

[user]просто_вася[/user], Где то я это уже слышал толи у Карла Маркса толи у Ленина и в библии что то похожее было.Я даже помню параграф в школьном учебнике "В 1980году советский народ будет жить при коммунизме" и как ни странно я в это верил.....или может мне просто этого хотелось, точно не припомню.

не я в эти европейские сказки не верю
западный образ жизни это мрак

мне милее монголький кочевой стиль - когда нет начальника и ты ничо никому не должен
просто надо както к этому добавить высокие технологии

[просто_вася]

[user]РОМАС[/user], а зечем мне солнечные панели и электромобиль и компьютер и тд ?

ты уверен что понял смысл темы?

[просто_вася]

этой темы ТВОИ мечты и треп........удачи и постарайтесь не ТЫКАТЬ впредь.

ну вот начались обычные форумные оскорбления

пришел нагадил победил


Добавлено 02 Дек. 2014 в 19:57
[user]РОМАС[/user], ты с МОШЕ знаком ?

[просто_вася]

Я уверен что ТЫ никогда этого не построишь, а смысл этой темы ТВОИ мечты и треп........удачи и постарайтесь не ТЫКАТЬ впредь.

ты постарайся не заходить в мою тему и не гадить

[SMD]

А интересная ведь тема. Даже заставила меня зарегистрироваться, и превратиться из читателя в писателя. Позволю себе высказаться и дать автору несколько советов.

Во-первых возникает главный вопрос - ради чего и для чего она создана: а) поболтать и пофантазировать; б) кто-то (автор темы) реально собирается что-то сделать. Далее будем исходить из того, что имеет место второй вариант (что сомнительно).

Любой процесс проектирования всегда начинается с ТЗ. Попробуем написать его, вырвав строки из постов автора:

-Собрать свою машинку вездеходного типа, чтобы ездить за грибами на рыбалку.
-Цена не имеет значения, выбираем лучшее, используем только мотор-колесо
шины вездеходные низкого давления, аккумуляторы какие-нибудь получше.
-В принципе вопрос можно уменьшить до масштаба вело-мото.
-Особое экстремальное бездорожье мне не нужно - просто езда по пересеченной относительно ровной местности, по снегу, по камням, по песку, на шинах  низкого давления на небольшой скорости.
-Нагрузка - 5 тонн.
-Грузоподъемность увеличивается путем добавления колес. То есть в основе - один модульный элемент.
-Скорость передвижения - 20-50 км/ч.
-Дом на колесах.
-Предполагаю использовать большое количество колес - 8-10.
-Убирать колеса надо для плавания, также будет модуль реактивного гидропривода.
-Всё это для простой мечты жить на природе, на Алтае в Монголии и Казахстане...
-Есть желание разработать простую в изготовлении машину - чтобы любой мог повторить скачав чертежи из интернета, не переплачивая
-Есть планы по созданию дешевого модульного стационарно-мобильного жилья для Сибири - чтобы любой желающий смог тыщ за 500 собрать
-С автономным жизнеобеспечением - холодильники канализация баня туалет водопровод вентиляция оранжерея.
-Ездить подальше от дорог.
-Дело в гигантизме и сверхнадежности и сверхпроходимости, то есть чтобы совсем не было проблемы проходимости и автономности.
-Такую задачу не решить если ограничивать себя стандартной шириной 3м и лилипутскими колесами, и колес должно быть много - чтобы было возможно ехать при отказе половины из них.

Из этого видно, что ТЗ фактически нет, а автора носит из стороны в сторону. Сначала это машинка вездеходного типа, чтобы ездить за грибами. Которую в принципе можно уменьшить до масштабов вело-мото. Потом оказывается, что это должен быть дом-амфибия на 8..10 колесах, шириной много метров и грузоподъемностью 5 тонн, да еще и за 500 тыс. рублей. Смахивает на нашего главного конструктора, у него тоже все одновременно ездит, летает и плавает.
Так что прежде чем начать что-то рассчитывать и проектировать, необходимо задаться четкими исходными данными. Конкретно - чего и сколько везем, в каких условиях, с какими скоростями и на какие расстояния. Сколько денег готовы на это потратить. После ответов на эти вопросы, можно продолжить.

Далее - тут были высказаны некоторые мысли по поводу конструкции.

Изготавливать самодельные шины - дорогостоящая и никому не нужная процедура. Стоит оперировать тем, что есть в продаже.

Мотор-колесо скорее всего приспособить не удастся. Чтобы машина имела высокую проходимость, динамический фактор должен быть не ниже где-то 0,8. Для треколовских шин 1300х600-533 рекомендуемая нагрузка, обеспечивающая нормальную проходимость по снегу - 500 кг (это со слов одного из разработчиков Вектора со 2 страницы). Считая, что радиус качения 630 мм, необходимый момент на колесе составит 2470 Н*м. Берем шину большего типоразмера - 1700х750 с максимальной нагрузкой 1500 кг. Для нее эта цифра составит около 9700 Н*м. Эти значения обеспечат должный уровень проходимости, иначе есть шанс никуда не доехать. Сколько будут весить такие мотор-колеса? И влезут ли они в колесные диски диаметром пол метра? На эти вопросы ответят форумчане, компетентные в вопросе. Но я думаю, что подходящих вариантов нет.

Идея разработать колесный модуль - ось, и набирать на его основе многоосные шасси, вполне здравая. Однако это работает до определенного числа осей. Подвеска и колесно-ступичный узел двухосной машины при диагональном вывешивании перегружается относительно статической нагрузки в 2 раза. Трехосной машины - в 3 раза. Если же 5-и осная машина при переезде неровности повиснет на центральной оси, перегрузка составит 5 раз. Что получается: рассчитываем на 2-х кратную перегрузку - на  многоосной машине происходят поломки. Рассчитываем на 5-кратную - машины с 2..3 осями получаются излишне тяжелыми и везут только сами себя.  В итоге, для разного числа осей нужно делать разные подвески и ступичные узлы.

По поводу числа осей. Делать просто наобум 4...5 осей, исходя из повышения надежности, явно не стоит. Чем меньше осей - тем лучше/проще/дешевле. Определять их число в данном случае стоит исходя из заданной полной массы вездехода, выбранного типа шин и желаемого предельного давления на грунт. Говорить же о возможности продолжать движение при неисправности половины колес, мне кажется, не стоит, так как необходимости в этом нет. Все ремонты стоит проводить на месте, иначе, чтобы добраться до обустроенного места ремонта, придется потратить несколько недель. Учитывая мизерную среднюю скорость такого "дома на колесах".

Поднятие колес при движении на плаву - от этого сразу стоит отказаться. Затея для подобного транспорта не полезная, но в корне вредная. Шины низкого давления за счет своего водоизмещения должны обеспечить бОльшую часть плавучести. Шина Трекол 1300х600, заглубленная в воду на 800 мм, обеспечит водоизмещение около 360 кг - это более чем в 2 раза больше веса колеса с колесно-ступичным узлом. Остальное водоизмещение получается при помощи герметичного корпуса - лодки. Движение на воде стоит осуществлять только за счет вращения колес - это даст скорость 2...5 км/ч. Для большей скорости -  винт с электроприводом. Если же мы поднимаем колеса над водой - получаем кучу проблем: необходима длинноходная подвеска, необходимо предусмотреть место для размещения колес в корпусе, увеличивается осадка, необходимо значительно бОльшее водоизмещение корпуса, для движения на воде обязательно необходим отдельный водный движитель. В итоге особых преимуществ не получим, так как сопротивление воды все равно будет высоким, зато получим кучу проблем с компоновкой и удорожание машины.

По поводу применения подобных "домов на колесах". Говорить о том, чтобы любой желающий мог собрать подобную штуку за 500 тыс. рублей, конечно не приходится. Исходя из того, что я знаю о подобных машинах, могу сказать, что стоимость опытного образа при заданных параметрах будет измеряться в десятках миллионов рублей - без учета АКБ. А для того, чтобы он не только существовал, но и хорошо выполнял свои функции - к разработке придется привлечь инженеров и расчетчиков. Даже в случае начала мелкосерийного производства, конечная стоимость сильно не изменится. Энергозатраты для движения подобного транспортного средства по пересеченной местности будут достигать десятка киловатт на километр, масса АКБ, необходимых для перемещения на 50...100 км, составит несколько тонн, ее стоимость - десятки миллионов рублей.  Так что не купит такую дом-машину никто.  А самостоятельное изготовление невозможно в принципе, потому как собрать столь специфичный вездеход из готовых запчастей не получится. Для изготовления потребуются литейный цех, станочный парк, завод по намотке композитных корпусов, стапель размером с дачный дом для сварки пространственной рамы и подъемный кран для ее транспортировки. В общем кочевники будут и дальше передвигаться пешком и на животных, а любители отдыха на природе будут покупать себе ГАЗ-66 с утепленным кунгом.

Так что же все-таки можно сделать?
Смотреть следует в сторону существующих вариантов конструкций легких вездеходов на шинах низкого давления. Под легкими я подразумеваю те, которые имеют нагрузку на колесо до ~500 кг, т.е. использующие шины типоразмера 1300х600 или около того.
Попробуем определиться с массой. Посчитаем необходимую грузоподъемность шасси с кузовом. Пусть в машине едут 4 человека по 80 кг каждый. У каждого с собой 50 кг личных вещей. Запас еды и питьевой воды на 2 недели - по 4 кг в день на человека. Посуда, техническая вода, инструмент, запчасти и прочие общие вещи - 100 кг. Столы, стулья, койки и т.д. - 100 кг. Расход энергии пусть будет 500 вт*ч/км (ткнул пальцем в небо), проехать хотим 100 км, соответственно получаем 400 кг батарей - на 50 кВт*ч. Чтобы зарядить их за 20...30 солнечных часов - 10 250-ваттных солнечных модуля по 20 кг каждый - это еще около 200 кг. И того получаем требуемую грузоподъемность шасси - 1544 кг.
Теперь обратимся к существующим вездеходам. Их можно разделить по принципу поворота - с управляемыми колесами, с ломающейся рамой и с бортовым поворотом.
Первые не слишком подходят для дома на колесах, так как зона ометания управляемых колес съедает очень много полезного пространства. Чтобы максимально расширить возможности применения вездехода, его желательно делать в пределах разрешенных габаритов (ширина до 2,5 метра), а в этом случае ширина центрального прохода между арками составит менее метра - не пойдет. Кроме того, существующие модели таких машин в среднем имеют низкий коэфф. грузоподъемности - около 0,4. Т.е. полная масса будет 5,6 тонны - потребуется 5 или 6 осей.
Колесные машины с бортовым поворотом делают крайне редко, и обычно они достаточно легкие - 1..2 тонны. При повороте узлы машины испытывают сильные перегрузки, и чтобы их снизить применяют колеса малого диаметра - для нас не айс. Энергозатраты на поворот тоже очень большие - плохо. Соотношение длины и ширины таких машин должно быть не больше определенного предела, иначе - не повернуть. Так что сделать машину шириной до 2.5 метра не удастся. В общем одни минусы, плохая идея.
А вот схема с ломающейся рамой подойдет как нельзя лучше. В плюсах - простота конструкции, возможность вообще отказаться от подвески (за счет скрещивания полурам отрыва колес от опорной поверхности не будет), а главное - высокий средний показатель коэффициента грузоподъемности - около 0,7. Недостатки - плохая устойчивость в поворотах (пофиг) и разделение внутреннего пространства на 2 части (переживем). Так что эта схема, на мой взгляд, самая подходящая.
Допустим, масса ДВС, его трансмиссии и бензобаков равна массе ЭД, трансмиссии и электроники. Тогда, с учетом грузоподъемности 1544 и kгп=0,7, получаем полную массу 3750 кг. Округлим до 4 т. - 250 кг запас на опоры, устанавливаемые во время стоянок, дополнительные батареи, утепление корпуса и прочее неучтенное говно. Получаем 4-х осную машину, по 500 кг на шину.
Привод - на каждое колесо по двигателю ~10..15 КВт, через редуктор и жесткий вал, без всяких там ШРУСов. Надежнее некуда. Рулевое - гидравлика. Компоновка -  возможны варианты.
1. Первое звено - одноосное, в нем только один ряд сидений шириной во всю машину, расположенный например в переднем свесе. Второе звено - трехосное, в нем жилое пространство и все вещи. Батареи распределены для выравнивания нагрузки на оси. Минусы - во время стоянок первое звено практически не используется, место пропадает.
2. Оба звена - одинаковые, по две оси. В первом - основное жилое пространство и органы управления. Во втором - спальные места и вещи.
Стоимость подобной машины может составлять:
1,5..2 млн. руб. - АКБ, солнечные батареи, электродвигатели с управлением и колеса.
До 500 т.р. и более - все остальное
Вот это уже куда реальнее, правда все равно придется добавить несколько тысяч часов работы по проектированию, изготовлению и сборке.

Ну а для тех нищебродов, которые не могут потратить 2..3 ляма, можно сделать эконом вариант: колесная формула 3х2, самодельные колеса низкого давления из камер, сварная рама, цепная трансмиссия, мотор GoldenMotor 10 КВт и сотня кг хороших АКБ. Сверху - легкий кузов из листового пластика или алюминия. Кочевников на такое счастье не пересадишь, зато стоить будет реальных денег, и на рыбалку отвезет хоть за 40 км по бездорожью. 

Все мое ИМХО. Обоснованная критика - принимается.
Автору темы: если ты там реально собрался что-то проектировать и строить, хотя бы последний вариант - пиши в Л.С, подкину хорошей литературы по автомобилестроению.

 

[stoyan]

к предыдущему посту можно добавить лишь то что тема мобильного жилья уже много лет топчется дипломниками дизайнерами и архитекторами.
В сети такие работы имеются. Как пример:

Раскольнокова Наталья
проект интерьера автомобиля-амфибии для геологических экспедиций
(руководитель Гаврилин К.В.)
Оценка - отлично.



Тема дипломного проекта была выбрана дипломницей самостоятельно. Прототипом послужил вездеход ЗИЛ "Синяя птица", дизайн которого был разработан в 60-х годах. Наталье в полной мере удалось создать комфортные условия для работы и отдыха для четырех членов экспедиции. Макет из пластика в масштабе 1:10 наглядно продемонстрировал функциональные зоны и детали интерьера.

[Андрей123]

Можно на прямую . 
Дизайн отличный. Но проходимость как у иномарки - гладильная доска . У нас так называют авто , когда в лес заедут и гладят выступы на дороге и после них дорога такая гладкая . А представьте впереди пень затаился . Все конец - точно останутся ночевать на радость волкам. Ребята подвеску поднимите  .   

[stoyan]

Можно на прямую . 
Дизайн отличный. Но проходимость как у иномарки - гладильная доска . У нас так называют авто , когда в лес заедут и гладят выступы на дороге и после них дорога такая гладкая . А представьте впереди пень затаился . Все конец - точно останутся ночевать на радость волкам. Ребята подвеску поднимите  .   

Ну вообще то использовано шасси "синей птицы" если это кому то что то говорит Будем надеятся что сильно не испортят.

Вспомнилось еще про советскую транс-антарктическую экспедицию с ее харьковчанками



«Снежный крейсер». Танки в Антарктиде.


а вот еще один мобильный жилой дом от дизайнеров
http://www.cardesign.ru/files/gallery/photo/part_18/183954/res/0__USAAA_020__1280_482.jpg

[100%трезвый]

[user]stoyan[/user],  Такую штуковину уже несколько раз до него разработали. Берём кружку и элемент пельтье, врезаем пельтье вместо дна, подключаем. Та часть пельтье, где холоднее будет конденсировать влагу на себе, на горячую сторону надо обязательно поставить радиатор.  Ещё в журнале Радио писали про такую штуковину.

[100%трезвый]

[user]SMD[/user], Какие аккумуляторы рассчитывал, что они дофина весят? Свинцовые?

[SMD]

к предыдущему посту можно добавить лишь то что тема мобильного жилья уже много лет топчется дипломниками дизайнерами и архитекторами.
В сети такие работы имеются. Как пример:

Раскольнокова Наталья
проект интерьера автомобиля-амфибии для геологических экспедиций
(руководитель Гаврилин К.В.)
Оценка - отлично.



Тема дипломного проекта была выбрана дипломницей самостоятельно. Прототипом послужил вездеход ЗИЛ "Синяя птица", дизайн которого был разработан в 60-х годах. Наталье в полной мере удалось создать комфортные условия для работы и отдыха для четырех членов экспедиции. Макет из пластика в масштабе 1:10 наглядно продемонстрировал функциональные зоны и детали интерьера.

Красивые полочки и столики я тоже могу нарисовать. А теперь посмотрите, что находится в корпусе оригинальной "Синей птицы":



и разместите агрегаты в вышеприведенном макете. В итоге, обедать будем сидя с карданом в животе, упершись лицом в двигатель. Судя по колесным аркам - у этого макета и подвески совсем нет, хотя для такой машины отсутствие подвески допустимо лишь для центральной оси, иначе будет прыгать по ямам, как мячик. Как она поворачивает - тоже загадка, при попытке повернуть передние колеса они явно будут цеплять за колесные арки, а бортовой поворот при таких пропорциях нормально работать не будет.
Вывод - на поделки дизайнеров смотреть явно не стоит. Хотя именно с точки зрения электропривода, с отдельными двигателями на каждое колесо, данный макет может быть интересен. После определенной переработки.

[user]SMD[/user], Какие аккумуляторы рассчитывал, что они дофина весят? Свинцовые?

Я считал исходя из 130 Вт*ч/кг. Емкости и массы аккумуляторов - примерные, так как расход я взял с потолка.

[просто_вася]

[user]SMD[/user], ответ зачетный, спасибо

500тр - это я говорил про модульное жилье, и очень приблизительно
у монголов стандартное жилье = 30тр
добавляем панели и акумуляторы и тд... кстати если кто может дайте приблизительную оценку стоимости для небольшой семьи

про убирание колес - убедил
но остается вопрос длительного пребывания колес в воде - если надо месяц плавать на озере

Смотреть следует в сторону существующих вариантов конструкций легких вездеходов на шинах низкого давления. Под легкими я подразумеваю те, которые имеют нагрузку на колесо до ~500 кг, т.е. использующие шины типоразмера 1300х600 или около того.
Попробуем определиться с массой. Посчитаем необходимую грузоподъемность шасси с кузовом. Пусть в машине едут 4 человека по 80 кг каждый. У каждого с собой 50 кг личных вещей. Запас еды и питьевой воды на 2 недели - по 4 кг в день на человека. Посуда, техническая вода, инструмент, запчасти и прочие общие вещи - 100 кг. Столы, стулья, койки и т.д. - 100 кг. Расход энергии пусть будет 500 вт*ч/км (ткнул пальцем в небо), проехать хотим 100 км, соответственно получаем 400 кг батарей - на 50 кВт*ч. Чтобы зарядить их за 20...30 солнечных часов - 10 250-ваттных солнечных модуля по 20 кг каждый - это еще около 200 кг. И того получаем требуемую грузоподъемность шасси - 1544 кг.

отдельное спасибо за такой примерный расчет

сейчас мне видится наилучшим решением поезд из одинаковых таких небольших модулей грузоподьемносйтью 1,5т каждый
у каждого модуля 4 колеса полноприводных без поворота

такой корпус нетрудно наматывать и каркас делать даже в одиночку
количество модулей - например штук 7 - в каждом своя специализация - баня, кухня, хлолодильник...

каждый модуль разделен на три элемента - панели корпус и колесная платформа
возможна быстрая замена

[SMD]

[user]SMD[/user], ответ зачетный, спасибо
но остается вопрос длительного пребывания колес в воде - если надо месяц плавать на озере

Я считаю, что от длительного пребывания на воде стоит отказаться. Только преодоление водных преград. Иначе - получаем массу проблем (поднимаем колеса - см. выше). Как правило, универсальное хорошим не бывает. 

[просто_вася]

Я считаю, что от длительного пребывания на воде стоит отказаться. Только преодоление водных преград. Иначе - получаем массу проблем (поднимаем колеса - см. выше). Как правило, универсальное хорошим не бывает.

согласен

делаем отдельный модуль плавающий
и отдельный летающий

для ускорения можно заказывать колесные платформы на стороне

[просто_вася]

(автор темы) реально собирается что-то сделать

в идеале хотелось бы освоить весь цикл производства самостоятельно
и выложить в сеть чертежи для всех желающих бесплатно

[просто_вася]

схема вроде бы проверенная:









если вычесть колесную платформу - получается высокотехнологичное модульное жилье

если такие дома расположить в виде круга то будет защита от волков
получится мини деревня

[просто_вася]

всетаки колеса надо поднимать - тогда много преимуществ: огромный просвет и плавучесть и защита от волка
и наверное износ шин на стоянке меньше