Прогулочная машинка (для детей и взрослых)

[DIVAS]

У меня во время испытания на скорости возникло ощущение, что на высокой скорости машинка "летит", то есть, если уменьшить немного передаточное число - то без проблем поедет еще быстрее. Но при трогании с места (и в горку) - сил не хватало, трогается тяжеловато. Отсюда и возникли мысли про вариатор (и про КПП в том числе). Хотя опять же в интернете куча статей о том, что у ЭТ - одноступенчатые трансмиссии, что диапазона частот вращения двигателя вполне хватает и т.д. и т.п.

Диапазона частот - да, хватает. А вот КПД и мощность есть только в дальнем конце этого диапазона, и чтобы до него добраться, нужна КПП.

Всё просто. Вот у Вас двигатель 1500Вт. Что это значит? То что при 100% токе(=моменте) и 100% скорости он жрёт мощность 1500Вт и с неким вменяемым КПД (допустим, 85%) выдаёт на выходе 1275 Вт чистой механической мощности, плюс оставшиеся 225Вт в тепло. Это при 100% моменте и 100% скорости. Мощность = момент*угловая скорость. Тепловая мощность (и, соответственно, потери на неё) квадратично зависит от тока (=момента), но не от скорости.

Вот у Вас односкоростная трансмиссия, при которой двигатель выходит на номинальные обороты при 40км/ч, тогда 40 км/ч - это его 100% скорости.
Вот Вы пытаетесь въехать в гору и давите газ в пол, но машинка ехать не очень хочет. Что при этом происходит?
Контроллер дует в двигатель 100% тока, двигатель выдаёт 100% момента, но момента маловато и он не может разогнаться - в итоге он ползёт со скоростью 4км/ч (=10%), выдаёт 100%момента*10%скорости=10% мощности (127 Вт - смешно) и жарит в тепло всё те же 225Вт. Т.е. из Ваших 1275Вт Вы получаете только 127Вт в движение, ещё 225Вт в тепло (КПД <30%), а остальная мощность тупо недоступна на такой скорости!

Что делает КПП?
С помощью КПП подбирается такая передача, при которой на скорости движения 4км/ч обороты двигателя будут равны его 100%, и тогда при полном 100% моменте все 1275 Вт мощности будут доступны в механическом виде, а в тепло пойдут лишь всё те же 225Вт. При использовании КПП в тяжёлых условиях доступно в десять раз больше мощности (все 100%!) и с номинальным КПД (к примеру, 85%), а не одна десятая мощности при КПД=1/3. Ощутили разницу? И это не магия и не обман физики, а всего лишь несколько шестерёнок.

Поэтому любое электротранспортное средство, которое может эксплуатироваться в холмистой местности, остро нуждается в КПП.

Не имеет смысла ставить КПП только на те электротранспортные средства, которые по своей сути очень лёгкие и всегда ездят по плоской местности и хорошим дорогам на ровной крейсерской скорости. Ну, разгоны считать не будем, потому как на электротяге использовать КПП для разгона - это уже излишество - дольше скорости переключать, чем разгоняться сразу на последней.

Конечно, стоит оговориться, что контроллер обычно позволяет вдувать в двигатель в несколько раз больше чем 100% тока, и разгонять его до больших, чем 100%, скоростей. Но в целом от этого ничего особо не меняется, поскольку даже на 500% токе при 10% скорости двигатель едва ли достигнет и половины своей номинальной мощности, зато греться будет в 25(!!!) раз сильнее и КПД будет ниже плинтуса - верный способ за несколько секунд сжечь мотор и вообще никуда не доехать.

[big17]

...на электротяге использовать КПП для разгона - это уже излишество - дольше скорости переключать, чем разгоняться сразу на последней.

О, ключевой момент!

[DIVAS]

Тут нужен комплексный подход, а лучше эксперимент.

Да и эксперимент не нужен, есть физика и элементарные расчёты.

Я уже в соседней теме недавно расписывал всё это:
https://electrotransport.ru/index.php?msg=650635 и далее.

Немного добавлю. Одноступенчатый привод - это неизбежный компромисс между тягой, приемистостью, скоростью и расходом электричества.

Скорее это компромисс между всем перечисленным и простотой конструкции. МК получили широкое распространение благодаря простоте конструкции и надёжности, а главное - благодаря тому что при повседневной езде по обычному плоскому городу этого достаточно и щёлкать передачами нет смысла.

А вот в холмистой местности МК отдыхают (либо ещё на полках магазинов, либо уже сожжённые на свалке) и рулят миддрайвы.

[besn]

Я на БАЯ-2 для решения вопроса нормального движения в пересеченной местности применил в качестве КПП планетарную 8-скоростную  втулку Шимано на каждом двигателе (800 ватт). Разность передаточных отношений с 1 по 8 скорость более 300%. Вес машинки более 200 кг. Пока все работает нормально.

[big17]

Я на БАЯ-2 для решения вопроса нормального движения в пересеченной местности применил в качестве КПП планетарную 8-скоростную  втулку Шимано на каждом двигателе (800 ватт). Разность передаточных отношений с 1 по 8 скорость более 300%. Вес машинки более 200 кг. Пока все работает нормально.

Хм.. очень-очень интересно!
Я даже не представлял, что существуют такие планетарки. Почитал интернет - пишут, что слабоваты для экстремальных нагрузок. Но у Вас похоже, проблем нету. Прикинул на свою конструкцию - можно поставить вместо промежуточного вала (вобщем то, как и у Вас на фото - у меня там тоже две звездочки стоят) - то есть нагрузка будет меньше, т.к. после промежуточного вала - еще на редукторе передаточное число 1:2... 

А как используете в эксплуатации? Переключение передач используется для разгона или это просто выбор "режима движения"?
А где располагается сам переключатель? (было бы очень интересно посмотреть фото)

[pchelomor]

Я на БАЯ-2 для решения вопроса нормального движения в пересеченной местности применил в качестве КПП планетарную 8-скоростную  втулку Шимано на каждом двигателе (800 ватт). Разность передаточных отношений с 1 по 8 скорость более 300%. Вес машинки более 200 кг. Пока все работает нормально.

Хм.. очень-очень интересно!
Я даже не представлял, что существуют такие планетарки. Почитал интернет - пишут, что слабоваты для экстремальных нагрузок. Но у Вас похоже, проблем нету. Прикинул на свою конструкцию - можно поставить вместо промежуточного вала (вобщем то, как и у Вас на фото - у меня там тоже две звездочки стоят) - то есть нагрузка будет меньше, т.к. после промежуточного вала - еще на редукторе передаточное число 1:2... 

А как используете в эксплуатации? Переключение передач используется для разгона или это просто выбор "режима движения"?
А где располагается сам переключатель? (было бы очень интересно посмотреть фото)

Насколько я информирован, там нужно с бубном побубнить чтобы реверс был. Втулка фривилл

[besn]

Первые передачи используются и при разгоне и при движении в гору. У меня выезд с участка в небольшую горку и с небольшими препятствиями (примерно высотой 10-13 см). Переключатель на торпеде по рулем. Также используется механизм удвоения переключения, чтобы переключались две коробки одновременно. Аналогичная втулка Шимано используется у меня на БАЯ-1 уже 8 лет.




Добавлено 02 Сен. 2015 в 10:29
Да действительно долго бился чтобы решить вопрос с задней скоростью. И оказалось, что он тоже решается. Для этого я использовал втулку с ножным тормозом и сделав небольшую доработку (подрезал тормозной рычаг) все прекрасно работает. И даже используется накат (используется внутренняя трещетка).

[big17]

Еще вот нашел компактную двухскоростную КПП (для Бурана): http://tundd.ucoz.ru/index/drugie_uzly/0-12
Правда передаточных чисел не приведено, черкнул письмо разработчикам.
Стоимость - 18 т.р. 
Добавлено 02 Сен 2015 в 10:38:46
Реверс.... забыл совсем про него... и про рекупирацию тоже забыл.... То есть, втулка - тоже не 100%-ая панацея.

[besn]

Да рекуперация при использовании втулки Шимано проблематична. Но при таких скоростях на мой взгляд это мизерная энергия. Так, что зацикливаться на ней на малых скоростях нецелесообразно.

[Piramidon]

Еще вот нашел компактную двухскоростную КПП (для Бурана): http://tundd.ucoz.ru/index/drugie_uzly/0-12
Правда передаточных чисел не приведено, черкнул письмо разработчикам.
Стоимость - 18 т.р. 
Добавлено 02 Сен 2015 в 10:38:46
Реверс.... забыл совсем про него... и про рекупирацию тоже забыл.... То есть, втулка - тоже не 100%-ая панацея.

Тогда проще такой мост купить, эксплуатирую такой, только односкоростной, прицеп Зубренок с грузом 500 кг прет нормально 
http://ru.aliexpress.com/item/Electric-tricycle-accessories-5-speed-transmission-48V500W-differential-Motors-gearbox-gear-display/32383387096.html?spm=2114.03020208.3.67.DSujFK

[абориген]

 Тоже смотрел на втулки шимано, проблема с реверсом. И тоже хотел использовать втулку с ножным тормозом и через него организовать реверс но iq не хватает сообразить.
besn, можно поподробней про реверс? и насколько надёжно получилось синхронизировать переключение втулок?

Так-же рассматриваю вариант с этим http://prodacha.ru/shop/UID_375.html только заместо выходных валов вкорячить дифф от классики или имосквича, и главное реверс и 2 передачи готовы , причём передачи длинные (вроде как разница меду 1 и 2 почти 3х) 

[big17]

Так-же рассматриваю вариант с этим http://prodacha.ru/shop/UID_375.html только заместо выходных валов вкорячить дифф от классики или имосквича, и главное реверс и 2 передачи готовы , причём передачи длинные (вроде как разница меду 1 и 2 почти 3х)

А какие там передаточные числа?

[pchelomor]

и еще

[besn]

Реверс получается только с втулкой с ножным тормозом. Обрезается рычаг ножного тормоза, чтобы не цеплялся при кручении. Дополнительно наносится смазка между рычагом и шайбой и все. При реверсе вся втулка крутится назад вместе с обрезанным рычагом. Для синхронизации двух втулок сделана прямоугольная рамка с рычагом посередине. К рычагу подводится трос с переключателя и два троса от втулок. Переключение четкое без проблем.

 
Добавлено 02 Сен. 2015 в 12:21
Параметры втулок Шимано здесь. http://velobig.ru/NewShimano.shtml

[AS2]

Тогда уж лучше такой вариант.
Как уже выше писали - гибрид коробки от "Дельты" и электропривод. К тому-же индикация включенной передачи.
http://ru.aliexpress.com/item/Electric-tricycle-accessories-national-patent-*-Yang-five-speed-variable-speed-motor-5-speed-transmission-differential/32374336586.html?spm=2114.03020208.3.1.Mjdjcx&ws_ab_test=201407_1,201444_5,201409_4

[Babylon4]

Функцию вариатора можно реализовать используя два двигателя, всё решается на электрическом уровне без лишнего механического трения.

А это как?

  Вот темаhttps://electrotransport.ru/index.php?topic=3262.0, расписано по моему  всё есть примеры реализации с положительным эффектом.  Основной проблемой для повторения было отсутствие планетарных редукторов(сейчас для небольшой мощности есть) и необходимость использовать 2 контролера, но это тоже решаемо. например использованием двух двигателей с последовательно включенными обмотками, при чём один может быть асинхронным, для наката такой вариант наиболее приемлемый.

[DIVAS]

Спойлер

Функцию вариатора можно реализовать используя два двигателя, всё решается на электрическом уровне без лишнего механического трения.

А это как?

  Вот темаhttps://electrotransport.ru/index.php?topic=3262.0, расписано по моему  всё есть примеры реализации с положительным эффектом.  Основной проблемой для повторения было отсутствие планетарных редукторов(сейчас для небольшой мощности есть) и необходимость использовать 2 контролера, но это тоже решаемо. например использованием двух двигателей с последовательно включенными обмотками, при чём один может быть асинхронным, для наката такой вариант наиболее приемлемый.

Помню такую тему, давно уже обсуждалась...

Нечто подобное, только ДВС+БДПТ1+БДПТ2 уже было в "Приусе".
Там как раз два БДПТ занимаются тем, что помогают ДВСу всегда оставаться на оптимальных оборотах. Но при этом БДПТ там работают в широком диапазоне оборотов, т.к. поддерживать правильные обороты ДВС и первого БДПТ одновременно технически невозможно. Второй БДПТ там крутит уже вал трансмиссии напрямую, после планетарного дифференциала.
Основная фишка трансмиссии Приуса в том, что любой БДПТ или даже оба одновременно могут в любой момент времени работать как моторами, так и генераторами. Первый БДПТ работает также стартёром и запускает ДВС. После запуска ДВС он же начинает работать генератором и заряжает батарею. При трогании с места он продолжает работать генератором, поглощая в батарею всю дельту оборотов ДВС и трансмиссии, а второй БДПТ помогает крутить вал трансмиссии. По мере разгона первый БДПТ в режиме генератора добавляет нагрузку на валу, чтобы ДВС крутил вал трансмиссии быстрее. При необходимости резко поддать газу (например для обгона) уже оба БДПТ могут работать в режиме двигателей и помогать ДВСу, но недолго (ибо батареи надолго не хватит).
Зато при торможении двигателем можно вообще вырубить ДВС и обоими БДПТ генерировать энергию в батарею.
Основная суть этого гибрида в том, чтобы поддерживать среднюю суммарную интенсивность заряда и разряда батареи близкой к нулю и при этом обеспечивать работу ДВС в наиболее оптимальном режиме.

Вот тут с картинками и даже с видео:
http://www.insidecarelectronics.com/ustroystvo-i-shema-raboti-korobki-peredach-i-dvigateley-toyota-prius-toyota-prius-video/

Гениальная вещь, но если выкинуть ДВС и переставить на его место второй БДПТ с неким другим коэффициентом передачи, то смысл этой конструкции сведётся к трёхскоростной двухмоторной дифференциальной трансмиссии:
1 скорость - работает один мотор с одним коэффициентом передачи (второй с замкнутыми обмотками заблокирован)
2 скорость - второй мотор с другим коэффициентом передачи (первый заблокирован),
3 скорость - оба вместе работают, на выходе сумма скоростей.
Промежуточные варианты, когда один из моторов прикидывается генератором, смысла не имеют, поскольку энергетической выгоды это не даёт - всё что сэкономил тот БДПТ, который работает двигателем, в это же время потеряет второй, который работает генератором - ведь КПД генератора тоже точно также зависит от оборотов. Поэтому это всё-таки трёхступенчатая трансмиссия, а не вариатор. Тем не менее, этих трёх ступеней достаточно для большинства применений.

Но в целом, идея такой дифференциальной двухмоторной КПП очень интересна. И она была бы втройне интересна в исполнении внутри МК (не спрашивайте, не знаю как).

[Babylon4]

Но в целом, идея такой дифференциальной двухмоторной КПП очень интересна. И она была бы втройне интересна в исполнении внутри МК (не спрашивайте, не знаю как).

     Решить в пределах МК(теоретически) не проблема, но вот сделать оказывается труднее.

   И кстати ДВС упоминался в моей ветке как один из двигателей но не обязательный, когда начинал тему не было таких больших успехов, по применению асинхронных двигателей и здорово акцентировать на этом не было смысла, на  данном этапе асинхронники прочно укрепили свои позиции в электротранспорте и объедение асинхронного двигателя и двигателя с ПМ имеет на данный момент наилучшие перспективы для использования в связке. Даже можно в пределах одного корпуса асинхронного двигателя выполнить это объединение.