Элфорус - переломка с электроприводом

Nik59 · 13 Июль 2024 в 22:43

Добрый день всем! Изготовил для личного использования вот такой аппарат. Эксплуатирую второй год, пока ничего не сломалось

Элфорус
(Electrophorus electricus - Электрический угорь)

Элфорус - это плавающий вездеход с шарнирно-сочлененной рамой, постоянным приводом всех колес и электродвигателем. Предназначен для перевозки 1-2 человек + 100 кг груза.

Основные характеристики:
Габариты на шинооболочках Арктиктранс 1300х530 Ви-3
-   длина 3300 мм
-   ширина 1950 мм
-   высота без кабины 1300 мм -высота с кабиной 2000 мм Внутренние габариты кузова:
-   длина 720 мм
-   ширина 800 мм
Колесная база 1960 мм
Масса вездехода точно не известна, порядок 500+ кг
Грузоподъемность около 300 кг
Минимальная скорость – 1 км/ч
Максимальная скорость – 20 км/ч

Электродвигатель: QS138 V3 70H 3000W со встроенным редуктором 1:2.35
Контроллер: FarDriver ND72530
Аккумулятор: LiFePo4 72v 100Ah.

Трансмиссия (односкоростная, без КПП):
-   встроенный редуктор электродвигателя 1:2.35
-   планетарный редуктор 1:5
-   цепной редуктор 1:1.46 в корпусе редуктора Салют
-   мосты Нива (ГП-3,9) с разгруженными и усиленными полуосями на 24 шлица и самоблоками Блокка (от Иж-Техно) в обоих мостах.

Поворотный узел на трех шаровых опорах «Газель», ограничитель поворота полурам цепной.

Рулевое управление:
-   рулевая рейка Ваз-2108
-   рулевой демпфер Ваз-2108

Тормозная система:
-   система электроторможения с рекуперацией
-   дисковый велосипедный тормоз на валу электродвигателя

Рама одноуровневая из профильной трубы 60х30 мм
Редуктор, двигатель и аккумулятор располагаются на задней полураме
Цепной редуктор соединен с мостами двумя передними карданами Нива, карданы располагаются ниже узла перелома

Nik59 · 13 Июль 2024 в 23:01

Электродвигатель:
Двигатель QS138 V3 70H 3000W со встроенным редуктором 1:2.35. Номинальная мощность 3 кВт.

Тип двигателя: двигатель PMSM с внутренним редуктором
Номинальная мощность: 3000W (9600W Пиковая за несколько секунд)
Номинальное напряжение: 72 В
Скорость: 4000 об/мин (базовые обороты), 6800 пик об/мин с ослаблением потока
Максимальный крутящий момент: 98 Н · м
Высота магнита: 70 мм, 5 пар полюсов
Передаточное число двигателя: 1:2.35
Максимальная эффективность: прибл. 94%
Непрерывный ток батареи: 80 А (72 В)
Пиковый ток батареи: 150 А (72 В)
Рабочая температура: 70-130 ℃, пиковая 150 ℃
Класс водонепроницаемости: IP67
Охлаждение: воздушное
Температурный датчик: KTY83/122
Фазный провод: 16 мм²
Цвет: черный
Вес нетто/вес брутто: приблизительно 12,5 кг/14 кг

Протокол испытаний

Внешний вид косозубого встроенного редуктора, со снятой передней крышкой. Ведущая шестеренка 19 зубьев, ведомая 45. В редуктор заливается 50 мл трансмиссионного масла. Сапун редуктора должен быть открыт.

Nik59 · 13 Июль 2024 в 23:08

Контроллер:
Контроллер FarDriver ND72530 является программируемым контроллером с функцией самообучения. Предназначен для управления работой электродвигателя. Приложение Android для настройки контроллера, (MotorNet - http://www.siaecosys.com/list/?classid=21&page=2) устанавливается на телефон, связь осуществляется через блютуз адаптер, которым укомплектован контроллер.

Схема подключения

Программный интерфейс приложения

Nik59 · 13 Июль 2024 в 23:25

Аккумулятор:
LiFePo4 72v 100Ah обеспечивает движение по бездорожью в течение 4 часов. Батарея собрана из четырех аккумуляторов по 25Ah каждый, соединенных параллельно и снабженных разъемами ХТ60. Суммарная масса батареи – 70кг. Каждый из четырех аккумуляторов подключается в общую сеть через автоматический выключатель типа С63. Аккумуляторы размещаются в фанерном ящике размером 620х450х300мм, на который, снаружи, также монтируется контроллер и зарядное устройство.

Для стабильной, надежной и долговечной работы аккумулятора установлена симметричная BMS плата 60A, которая защищает ячейки от перезаряда и переразряда, обеспечивает балансировку ячеек. Для удобства и безопасной эксплуатации аккумулятор оборудован защитным текстолитовым корпусом в термоусадке, который обеспечивает защиту от пыли и влаги (IP44) (https://lifepo4.ru/akkumulyator-lifepo4-72v-25ah).
Тип:
LiFePO4 - Литий-железо-фосфатный
Напряжение и емкость:
Напряжение - 72V
Емкость - 25Ah
Разряд:
Максимальный ток разряда – 60А
Рабочая температура разряда - от -20 до +60 ℃
Заряд:
Максимальный ток заряда – до 25A
Напряжение заряда - 87,6V
Рекомендуемый тип заряда - CC/CV
Рабочая температура заряда - от 0 до +40°C
Ресурс:
Число циклов до потери 20% ёмкости при 1С - >2000
Комплектация:
Тип сборки - 24S 1P
Тип ячеек - 3.2V 25Ah
BMS плата - 60A
Прочее:
Класс защиты - IP44
Рекомендуемая температура хранения - от 0 до +30°C
Вес - 17,2 кг
Габариты – 360x145×180 мм

Недавно собрал дополнительный аккумулятор из ячеек EVE LF105 номинальной емкостью 105 ач. (https://lifepo-4.ru/catalog/lifepo4-elementy)

Получился компактнее и легче основного на 20 кг. При необходимости, два аккумулятора обеспечивают автономность 8+ часов.
Вместо дополнительного аккумулятора пробовал использовать генератор. Это тоже рабочий вариант. Пользовался портативным бензиновым генератором Elemax SHX 2000 R 1,9 кВт, сухой вес 21кг, бак 7 л.

На крайний случай на нем даже можно ехать при полностью разряженном аккумуляторе (в несложных условиях). Не знаю, что при этом происходит с балансировкой ячеек... Не проверял, но подозреваю, что для них не очень полезен такой режим.
В холодное время аккумулятор подогревается с помощью системы обогрева, состоящей из четырех автомобильных ковриков подогрева сидений (https://teplodomshop.ru/cat/Emelya-1/). Для контроля температуры используется автомобильный термометр с выносным датчиком (https://market.yandex.ru/product--termo ... nsc4mHis2g), который устанавливается внутри аккумуляторного ящика.

Nik59 · 13 Июль 2024 в 23:33

Рама и узел перелома:
Рама вездехода шарнирно-сочлененная, одноуровневая, изготовлена, в основном, из профильной трубы 60х30. Поперечная балка, к которой крепится узел перелома, изготовлена из профильной трубы 60х40 мм, усилена накладками из уголка 32х32 мм. На задней полураме, к поперечной балке крепится рычаг поворотного кулака ВАЗ 2123.
Размеры передней полурамы 1100х800 мм, задней, соответственно 1500х800 мм. Мосты на передней и задней полурамах крепятся в 500 мм от бампера. Места крепления усилены уголком 32х32 мм.

Центральная труба, расположенная вне плоскости одноуровневой рамы, существенно увеличивает ее жесткость.

Узел перелома собран на трех верхних шаровых опорах от Газели (https://dvizhcom.ru/catalogs/33531/?ysc ... 3947406228). По вертикали шаровые опоры разнесены на 200 мм (на высоту узла перелома), и крепятся к его корпусу. Корпус узла перелома состоит из двух частей, П-образных в сечении. Сварен из уголка с толщиной полки 5 мм. Ответные конусные части шаровых опор изготовлены из разрезанных и сваренных сошек рулевого механизма Газель.

Оранжевые линии – корпус узла перелома
Красные линии – рама
Голубые линии – верхняя и нижняя тяги

Nik59 · 13 Июль 2024 в 23:39

Трансмиссия:
Трансмиссия односкоростная (редуктор), без КПП, собрана из трех последовательно соединенных механизмов, в единый блок (электродвигатель, планетарный редуктор, цепной редуктор в корпусе редуктора Салют). Передаточное число трансмиссии, вместе с ГП (главной передачей) мостов, составляет 67.

Двигатель соединен с планетарным релуктором, с помощью цепной муфты.

Планетарный редуктор:
Планетарный редуктор AF120-5-S2-P2 (1:5) (https://cnc-tehnologi.ru/planetarnye-re ... m681811820)

Редукция 1:5
Крутящий момент выходного вала 560 Н*м
Номинальное число оборотов 4000 об/мин
Максимальное число оборотов 6000 об/мин
Люфт 5 угловых минут
Наработка на отказ 20000 ч
Эффективность передачи 97%
Вес 6,8 кг

На валу планетарного редуктора установлена ведущая звездочка цепного привода.

Цепной редуктор:
Цепной редуктор играет роль раздаточной коробки. Звездочки цепного редуктора: ведущая – 13, ведомая – 19. Передаточное отношение 1:1,46.
В редукторе используется сальниковая цепь DID 530 VX3 с шагом 15,875 мм. Прочность цепи на разрыв 45 кН (https://did-shop.ru/product/tsep-did-530-vx3). Длина цепи: 54 звена (ролика).

Шаг цепи: 15,875 мм
Внутренняя ширина: 9,53 мм
Диаметр штифта: 5,51 мм
Длина штифта: 23,65 мм
Толщина пластины: 2,2 мм
Сальники: x-ring
Прочность: 45 кН
Индекс износостойкости: 4000
SDH штифт: нет
Кованные втулки: Да
Высокая прочность: Да

Натяжение цепи осуществляется эксцентриковым поворотом планетарного редуктора с ведущей звездочкой на валу, относительно одного из болтов крепления, с помощью натяжной гайки М 10.
Выходной вал цепного редуктора снабжен карданными фланцами и соединен с мостами двумя передними карданами Нива. Вал сварной, изготовлен из двух усиленных валов привода переднего моста раздаточной коробки Нива.

Корпус цепного редуктора, в верхней части, не является герметичным, тем не менее допускает заливку трансмиссионного масла в объеме 0,5 л., что благотворно сказывается на работе цепи.
Масса редуктора (вместе с двигателем) около 25 кг.

Nik59 · 13 Июль 2024 в 23:43

Мосты:
В конструкции вездехода использованы мосты ВАЗ 2121 Нива. Вездеход не имеет подвески, поэтому каждый мост жестко прикреплен к раме на 4 болтах М10х80. Консольные части мостов усилены сварными упорами из стального уголка.

В мостах применяются разгруженные и усиленные (24 шлица) полуоси от Иж-Техно (https://izh-techno.ru/series/razgruzhen ... uosi-niva/).

Полуось, может быть установлена/демонтирована без снятия колеса и ступицы, поскольку устанавливается снаружи, достаточно снять защитную крышку ступицы.
В обоих мостах стандартные дифференциалы заменены на блокировки дифференциала Нива из семейства локрайт (локка) (от Иж-Техно).

Благодаря блокировке, колеса вездехода всегда заблокированы и разблокируются только при поворотах (https://izh-techno.ru/series/blokirovka ... a-v-sbore/).
На сапуны мостов надет шланг, который, для переднего моста, выведен под капот, а для заднего – в кузов.

Nik59 · 13 Июль 2024 в 23:46

Шины и диски:
В качестве шин используется кордированная оболочка 1300х530-533 БК 2 слоя от АрктикТранс (https://arctic-trans.ru/catalog/kordiro ... bk-2-sloya).

В шины залит колесный герметик Battler, который способен герметизировать проколы, жеваные покрышки и прочее, образуя пробку из волокон на месте утечки воздуха. При стандартной загрузке, используемые шины обеспечивают плавучесть вездехода, без погружения в воду мостов.
Шины накачиваются с помощью ручного насоса. Давление в шинах контролируется манометром от аналогового тонометра.

В конструкции вездехода использованы бескамерные конусные диски производства SwampTools, которые легче заводских и снабжены шаровыми водопроводными кранами 1/2", что позволяет быстро устанавливать необходимое давление в шинах. Масса диска 20 кг. (https://swamptools.ru/sozdat-svoj-disk-po-parametram/)

Nik59 · 13 Июль 2024 в 23:49

Капот, кузов и кабина:
Капот из фанеры (6 и 9 мм) закрывает переднюю полураму. Вместе с установленными фанерными (4 мм) крыльями, представляет единую конструкцию. В передней части капота установлены две врезные светодиодные фары по 18 Вт., запитанные от 12в DC-DC преобразователя (https://fara-lampa.ru/goods/FLP6V-18F).
Вездеход комплектуется съемной кабиной полузакрытого типа, для защиты водителя от неблагоприятных погодных условий. Представляет собой каркас из стального профиля 15х15 мм, обшитый по бокам монолитным поликарбонатом, толщиной 3 мм. Крыша выполнена из сотового поликарбоната, толщиной 10 мм. Кабина оборудована лобовым стеклом, которое открывается вперед и вверх. Кабина крепится на 4 болтах М6.

Кресло водителя располагается на передней полураме и крепится к корпусу узла перелома (https://vodnik.ru/kreslo-myagkoe-skladn ... 74562.html).
Кузов представляет собой сварную конструкцию из стального профиля 20х20 мм, обшитого фанерой (6 и 9 мм.) Формирует соственно кузов размером 720х800 мм и площадку для пассажира, размером 560х800 мм. Устанавливается на заднюю полураму, закрывает трансмиссию, аккумулятор с контроллером и зарядное устрайство. Вместе с установленными фанерными (4 мм) крыльями, представляет единую конструкцию. Может откидываться назад на двух шарнирных петлях, для обеспечения доступа к узлам и механизмам, расположенным на задней полураме.

Узлы и механизмы задней полурамы. Электродвигатель, редуктор, аккумулятор, контроллер, зарядное устройство, куллеры воздушного охлаждения

Nik59 · 13 Июль 2024 в 23:52

Элементы управления и контроля:
1) Ключ включения электропитания
2) Электронный переключатель скоростей (3, 10 и 17 км/ч)
3) Переключатель заднего хода
4) Педаль газа
5) Педаль тормоза с рекуперацией
6) Выключатель фар
Для контроля состояния аккумулятора используется ваттметр TK15H DC8-100V 350A, который указывает параметры аккумулятора. Совместим с любыми типами литиевых аккумуляторов, обладает широким диапазоном рабочего напряжения от 8V до 100V и низким потреблением энергии. Данный прибор может определить полезную емкость, нагрузку и другие параметры аккумулятора. Имеет функцию памяти в отключенном состоянии (https://48volt.ru/catalog/vattmetry_indikatory/8740/).

Схема подключения. Шунт включается в разрыв отрицательного провода питания.

Ключ включения электропитания, трехскоростной переключатель, переключатель заднего хода и ваттметр, собраны в единый блок на панели управления, справа от рулевой колонки.

Электронный газ и тормоз, выведены на педали, соответственно справа и слева от рулевой колонки. При нажатии на педаль тормоза, вначале включается рекуперация, которая обеспечивает частичное торможение. Степень рекуперации и соответственно торможения, устанавливается в настройках контроллера. При дальнейшем нажатии на педаль, задействуется механический дисковый тормоз (велосипедный), установленный на валу двигателя.

Nik59 · 13 Июль 2024 в 23:55

Весна

Старая лесовозная дорога

На болоте

Nik59 · 13 Июль 2024 в 23:57

Видео с дрона

Nik59 · 14 Июль 2024 в 00:03

В прошлом году, в качестве эксперимента, ставил гребной винт на переднюю полураму, типа самодельного подвесного мотора. Порезвее плывет, чем с помощью колес, управляется лучше. Только цепью воду поднимает, слякоть под ногами. Благо переделывать ничего не надо. Снял-поставил, на двух болтах.

Преодолевать водные преграды возможно в двух вариантах:
1) Используя в качестве движителя колеса
2) Используя в качестве движителя гребной винт.

Гребной винт приводится во вращение собственным электродвигателем, мощностью
500 Вт, оборудованным понижающим редуктором 1:6 и независимой системой управления,
состоящей из контроллера и ручки газа с кнопкой включения и трехпозиционным
переключателем мощности.
1). Электродвигатель - https://electrohod.com/2081-1-1/
2). Контроллер - https://electrohod.com/kontroller-48-60 ... 1500-vatt/
3). Ручка газа с кнопкой включения и трёхпозиционным
переключателем мощности - https://e4bike.ru/collection/aksessuary ... ariant_id=

Электродвигатель, «нога», цепной привод и гребной винт смонтированы в единый механизм. Цепь 420 (428), шаг цепи 12,7 мм. Гребной винт с мотором расположен на передней полураме слева, сразу за балкой переднего моста. При движении по суше, гребной винт поднимается, чтобы не мешать движению. Подъем и опускание гребного винта осуществляется с рабочего места водителя, с помощью рычага с фиксатором.

Грузовой винт Нептун - https://snegohod-
buran.ru/catalog/lodochnye_zapchasti/dlya_otechestvennykh_plm/k_lodochnomu_motoru_ne ptun_23/46851/

В прошлом году дети с внуками снимали