Представляю Вам свой проект детского электрического автомобиля WILLYS MB.

Автор Antonchik, 17 Янв. 2017 в 14:04

« назад - далее »

0 Пользователи и 1 гость просматривают эту тему.

Antonchik

Категорически рад всех приветствовать!

С Вашего разрешения представляю Вам свой проект детского электрического автомобиля WILLYS MB.

Свой рассказ о машине я решил вести в формате хронологии (всего будет около 30-ти глобальных хронологических заметок), рассказ будет повествовать о ходе реализации проекта строительства машины, от зарождения идеи, до передачи ключей моему самому дорогому заказчику, сыну. Надеюсь, кому то будет интересно, и даже быть, может полезным, а возможно проект перерастёт, во что-то большое и серьезное. Каждую новую хронологическую заметку буду стараться публиковать не реже раза в неделю, постараюсь чаще.

Для кого я все это решил написать, для таких же родителей, как и я. Возможно, мой рассказ поможет чьему то папке построить машину лучше, качественнее, быстрее и дешевле.

Итак, поехали..........

1. Хронологическая заметка первая – «Предисловие».

В данной хронологической заметке хотел бы рассказать о причинах побудивших меня заняться созданием машины и всех предварительных работах.

После завершения летнего сезона 2015 года я начал задумываться, о смене текущего транспорта моего сына на что новое. Текущим транспортом моего 6-ти летнего (сентябрь 2015 года) сына на тот момент был китайский электрический автомобиль Hammer, вот эта машина.



Замена Hammer потребовалась по нескольким причинам, основная – сын вырос из данной машины, нет, он, конечно, помещается и относительно комфортно сидит, но он вырос из одной педальки, 6 вольт и скорости 2-4 км/час. Пару слов про Hammer, машина стоит своих денег, но китайские детские машины я покупать больше не буду, ибо общее качество машины, так же как и качество отдельных узлов и агрегатов очень и очень посредственное, с запасными деталями тоже большая проблема, китайцы постоянно модернизируют выпускаемые машины и через год после покупки новой машины, запасные детали к ней уже не найти. Машина отслужила четыре сезона, пробег приблизительно два-три моточаса в неделю (с апреля по ноябрь). Первый год эксплуатации прошел нормально, без особых поломок, разве что вывалились задние фонари (вклеил) и облезли наклейки. На протяжении второго года эксплуатации сломалось все что касается электроники, свет, звуковой сигнал, зарядка и пр, все было отремонтировано. Третий год эксплуатации отличился поломками редукторов, ведомые шестерни в обоих редукторах с разницей в три недели потеряли зубья, поменял мотор-редукторы в сборе, так как шестерни купить отдельно нельзя, а делать шестерни на заказ не увидел ни какого экономического смысла. В сезоне лета 2015 года машина уже не ломалась, но внешний вид машины уже говорил о том, что она сильно устала, пластик выцвел и частично потрескался, резиновые ободья пластмассовых колес практически сточились, подвеска грохочет (грохот собственно был с самого начала), редуктора свистят, аккумуляторы уже с трудом выдерживают 2-4 км. Вот так я пришел к идеи смены машины.




Рынок детского транспорта.

Более полутора месяцев я факультативно и неспешно изучал и переписывался с производителями (именно с производителями) детского транспорта. Резюмируя анализ рынка, могу сказать следующее, рынок транспорта для детей возрастной группы 5-10 лет крайне скуден по сравнению с возрастной группой 3-5 лет. Что есть:

1. Китайские мануфактуры – поделок великое множество (как с электрическим приводом, так и с бензиновым), есть машины, джипы, скутеры, мотоциклы, квадроциклы и пр. Китайские поделки в основном имеют спорный внешний вид и простейшие машиностроительные решения. Разброс цен на китайские машины в Москве от 15 000 до 70 000 р. Отдельно обращу Ваше внимание на одну, как мне показалось интересную компанию - «Wiztem Industry Company Limited», компания существует с 2004 года и выпускает много интересного транспорта. С 2010 года производит машину «Mini Jeep Willys», машина лишь отдаленно напоминает оригинальный WILLYS MB. Машина производится и поставляется как с электрическим приводом (500 w, батарея 48 V 20 AH, заявленная дистанция при весе с пассажирами 180 кг – 130 км!!!), так и с ДВС (линейка двигателей включает 50, 110, 125, 150 и даже 300 см3). Машины в Москве стоят от 140 000 до 265 000 р.

2. Известные европейские производители - Peg Perego и аналоги, есть машины, джипы, скутеры, мотоциклы, квадроциклы и пр. (все изделия производятся на электрическом приводе). Качество машин хорошее, но все изделия рекомендованы для возрастной группы до 8 лет. И еще один минус, двигатели слабоваты и запас хода мал (30-40 минут). Разброс цен на машины разных модификаций в Москве от 45 000 до 115 000 р.

3. Малоизвестные производители или производители, не представленные на нашем (РФ, центральный регион) рынке, например:

- Fapinha (Бразилия);
- Drymer (Голландия);
- Yung Driver (Британия), модель Firefly;
- Simbel (Бразилия).

Выше указанные производители имеют достаточно длинную историю существования (некоторые существуют с 1970 г.), а так же производят очень качественные средства передвижения. Но, к сожалению, стоимость (некоторые экземпляры стоят без учета доставки и таможенного оформления) более 800 000 р., и полное отсутствие какого либо сервиса и склада запасных и расходных частей не позволяет серьезно рассматривать указанных производителей.

4. Самодельные единичные изделия – это варианты машин, которые кто-то собрал и готов воспроизвести еще один экземпляр для Вас. Много предложений из дальнего зарубежья, но есть несколько очень толковых предложений из стран СНГ. Стоимость машин с электрическим приводом колеблется в пределе от 120 000 до 470 000 р. (с учетом доставки и таможенного оформления). У всех подобных предложений один единственный, закономерный недостаток, машины выглядят кустарно, это происходит не из-за кривых рук собирающих их людей, а из-за отсутствия серийности.

5. Европейские кит комплекты – несколько компаний предлагают как готовые кит комплекты для самостоятельной сборки, так и машины в сборе. Например, компания ToyLander (Англия) предлагает кит комплект WILLYS MB на базе двух электромоторов (130 v) по цене от 1 230 до 1 550 фунтов (106 000 и 135 000 р. соответственно), указанная стоимость не включает в себя дополнительные затраты на доставку, таможенное оформление, приобретение дополнительных комплектующих, сборку и окраску. Цена готовой машины с доставкой и таможенным оформлением настольно высока, что и писать не хочется.

6. Американские кит комплекты – несколько компаний предлагают как готовые кит комплекты для самостоятельной сборки, так и машины в сборе. Например, компания Struck Corporation (Cedarburg, USA) предлагает кит MINI-BEEP MBA80 (2wd и 4wd) на базе ДВС по цене от 1 523 до 2 804 $ (98 000 и 180 000 р. соответственно), указанная стоимость не включает в себя дополнительные затраты на доставку, таможенное оформление, приобретение дополнительных комплектующих, сборку и окраску. Цена готовой машины от 3 764 до 5 045 $ (241 000 и 323 000 соответственно) и это без затрат на доставку и таможенное оформление. Дополнительно отмечу, кит комплекты от Struck Corporation это не совсем детские машины, это почти полноценные машины (масштаб 4/5) и они еще, что то типа амфибии.

7. Премиальный сегмент, здесь представлены компании готовые произвести для Вашего ребенка практически любой автомобиль. Например, компания Pocket Classics (Великобритания) готова воспроизвести для Вашего сына или дочери автомобиль AC COBRA 1965 на базе ДВС (110 см3) и с 100% аутентичностью за всего лишь 13 000 фунтов (1 131 000 р.), без учета стоимости аксессуаров, доставки и таможенного оформления. Есть так же предложение по Willys MB на базе ДВС (150 см3) по цене 4 995 фунтов (430 000 р.) за кит комплект для самостоятельной сборки и 5 995 фунтов (516 000 р.) за готовую машину и это без учета части комплектующих, стоимости доставки и таможенного оформления.


В конце 2015 года, готовясь к празднованию нового года, в один из вечеров я анализировал накопленный в огромном количестве материал и пытался принять решение о покупке той или иной машины. Решение не принималось, внутреннее я всячески сопротивлялось принимать решение о покупке ради покупки. Большинство машин меня категорически не устраивало по причине низкого качества изготовления, либо по причине не приемлемых ТТХ, те же машины, которые меня устраивали по качеству и ТТХ не подходили мне по стоимости. Спустя несколько дней размышлений и родилась идея - «А что если построить машину», именно ту, которая устроит по ключевым характеристикам и денежным затратам.

P.S. продолжение следует.
С уважением, Я.

Antonchik

И снова здравствуйте!!!

2.   Хронологическая заметка вторая - «А что если построить машину».


Решение о строительстве машины зрело и укоренялось все новогодние праздники (новый год 2015 года). А ведь действительно взять и построить машину, именно такую которую хочется, которая будет устраивать по всем параметрам. Датой начала проекта можно считать январь-февраль 2015 года именно в этот период окончательно сформировалось решение о строительстве машины.

Небольшое отступление о терзаниях души и принятие решения о самостоятельном строительстве машины.

Хватит ли меня, хватит ли знаний и навыков......

За плечами уже третий десяток и не самое плохое образование, МВТУ ми. Баумана, факультет «СМ5» (1996-2002), второе высшее «Финансы и кредит» (2002-2006), и достаточно большой опыт в реализации сложнейших и неповторимых проектов от больших (завод площадью 12 Га) до крохотных (производство площадью 250 м2), был так же и опыт в освоении различных технологий, много чего было, есть что вспомнить. Не понаслышке знаю, что такое проектирование, строительство, ввод в эксплуатацию и выход на проектную мощность и все что с этим связанно.
Одним из моих хобби (у меня их два) является посещение различных заводов, я побывал на превеликом множестве заводов (наверное, больше чем я ни кто не видел заводов), от пищевых до машиностроительных, от медицинских до огромных ГОК, наибольшее впечатление на меня произвели следующие заводы - только-только закрытый завод ЗиЛ (2009), завод в Штутгарте собирающий двигатели для Mercedes в автоматическом режиме, завод CIFA в Китае и наконец, завод по выращиванию грибов в Московской области, наверное, я видел все виды и типы заводов, в том или ином виде. Немного фото.

Завод CIFA (Китай)



Завод Mercedes-Benz в Untertürkheim   



Второе мое хобби это BMW, я являюсь, большим поклонником данной марки, первый раз я увидел BMW когда мне было лет 10 не более и это был кабриолет 8-ой серии (е31), вот тогда для меня открылся увлекательный мир BMW. Для меня BMW является эталоном в области машиностроения (автомобилестроение является частью отрасли машиностроения) так как именно данная компания (исключительно мое мнение) уделяет наибольшее внимание в равной степени всей структуре автомобилестроения, а именно, проектированию, безопасности, маркетингу, научным изысканиям в области новых материалов и технологий, производству, логистике, сервису, рециклингу и наконец экологизации самих машин и производств (написал в порядке значимости для меня).  О данной марке я могу говорить и писать бесконечно, это лучшие машины, я сам езжу на BMW и вот, что я скажу о нем, каждое утро, садясь в машину одной рукой рулю, а второй слезы счастья вытираю. Я собираю литературу о данной марке, собираю коллекционные масштабные машины данной марки (строго до 1970 года и только Minichamps, AutoArt ), интересуюсь семьей Квандт (пожалуй самая закрытая в плане информации семье, а ведь по мимо BMW им принадлежит почти половина всей европейской промышленности). Ну да ладно, не о BMW и уж тем более не обо мне разговор.

Что значит построить машину, строительство машины это огромная комплексная, командная работа, я бывал на автомобилестроительных заводах это сложнейший живой организм, в жизнь которого вовлечены многое специалисты и многие, многие отрасли. Даже такие гении как современники Gorazio Paganini и Christian von Köenigsegg (Paganini мне все же больше импонирует) признаются, что созданием поистине хороших машин это удел воодушевленных, вдохновленных и преданных своему делу людей.  Строительство машины, пусть даже детской лишь кажется простой задачей, которую можно решить за пару выходных. К сожалению, а быть может к счастью я перфекционист, причем в последней стадии и плюс еще и педант, ну какой есть.  Строить машину «на коленке» приварив один профиль к другому  абы как, без документации, без осознания конечного результата и сметной стоимости это точно не мое.

На этапе поиска машины для покупки я видел много проектов где люди с действительно золотыми, а я бы даже сказал брильянтовыми руками, собирали машины без документации, «на коленке», и машины действительно получались хорошие, да что там классные. Но я не такой, у меня далеко не золотые руки, да и квалификация во многих аспектах у меня не дотягивает до требуемого уровня, и вот тут я задумался над вопросом приобретения рабочей конструкторской документации.

«Проект, проект и ни как иначе».

Без проекта строить машину нельзя, я много раз обжигался на вопросе «без проекта» бывали слабые ожоги, но были и сильные, жизнь меня научила, что без документации делать, что либо нельзя и это правило (иногда я отступаю от этого правила и абсолютно всегда, потом жалею). Итак, документация, из ранее накопленной информации я вычленил ряд фирм, которые предлагали к продаже не только машины или кит комплекты, но и отдельно документацию. Всем фирмам направил запрос с предложением продать мне только документацию, часть компаний откликнулось, а вот часть, причем большая не ответила вовсе (причина молчания так и осталась загадкой), спустя пару месяцев когда работа уже кипела некоторые все же ответили. Частные мастера практически все отказали (кто-то по причине коммерческой тайны, кто то по причине того, что большая часть документации «в голове» и не перенесена на какой либо носитель). В результате через две – три недели у меня на столе лежали два комплекта документации, оба от иностранцев. Детально и скрупулёзно изучив документацию я осознал, что я стал обладателем не рабочей конструкторской документацией, а лишь кусками проектной конструкторской документации. Вопрос комплектности конструкторской документации вообще расстроил, многие узлы и детали не указаны, а если указаны, то лишь в виде набросков или эскизов (были даже карандашные зарисовки не узлов, а конкретных деталей). Конечно же, я предполагал, что документация будет не идеальна, но что бы на столько......., в части графических документов частично отсутствовали или присутствовали в неудобоваримом виде  такие чертежи как ОВ (общий вид), ГЧ (габаритный чертеж), МЧ (монтажный чертеж), ЭСБ (электронная модель сборочной единицы), с текстовыми документами вообще дела плохи, документов ПЭ (перечень элементов), ПЗ (пояснительная записка), И (инструкция), ВС (ведомость спецификаций), ВП (ведомость покупных элементов) и пр. просто нет. Например про колеса было написано так – «приобретите подходящие колеса». Примеры чертежей публиковать не буду, по этическим соображениям.

Строить по данной документации конечно можно, но сложно и конечный результат мало прогнозируем, стоимость и сроки производства так же прогнозу не поддаются. И да, я очень слабо представлял себе как многие чертежи передавать на производство и потом контролировать, практически везде отсутствуют припуски, допуски, отклонения, не проставлены допуски свободных размеров и пр, это скорее некое базовое руководство по созданию автомобиля, причем из материалов, которые на нашем рынке применяются несколько для других целей  (как Вам предложение изготовить кузов из МДФ, или ОСП плиты). Надежда на скорейшее начало строительства машины рухнула, началась апатия и почти грусть в уверенности реализации данного проекта. Вопрос строительства машины я решил  отложить, дабы отвлечься и уже позже решить, что делать дальше.

Бросать начатое, пусть даже после серии неудач это удел людей не уверенных в будущем и не верящих в свои силы.
Утвердившись в том, что идею с машиной необходимо довести до конца я принял на тот момент, как мне казалось правильное решение, необходимо проектировать самостоятельно, причем с нуля, но опираясь на опыт людей, которые уже прошли путь постройки машины.

Продолжение следует.
С уважением, Я.

Электрикер

Спасибо что делитесь своим опытом, очень интересно.

Вы там киты иностранные упомянули, может сразу бы пару ссылок или фото кита вставили бы? Для себя я искать не буду, но если бы фотки или ссылки были глянул бы с удовольствием. И про заводы - интересны были бы фото цехов, а не как выглядят здание снаружи, хотя наверно внутри нельзя фотографировать...

Antonchik

Цитата: Электрикер от 18 Янв. 2017 в 20:52
Спасибо что делитесь своим опытом, очень интересно.

Вы там киты иностранные упомянули, может сразу бы пару ссылок или фото кита вставили бы? Для себя я искать не буду, но если бы фотки или ссылки были глянул бы с удовольствием. И про заводы - интересны были бы фото цехов, а не как выглядят здание снаружи, хотя наверно внутри нельзя фотографировать...

Спасибо Электрикер за комментарий и интерес к моему опусу. Про иностранные кит комплекты машин - названия компаний я указал, ссылки как я понял указывать не приветствуется, ибо могу быть заподозрен в рекламной деятельности и наказан сурово, но справедливо, действующим Реввоенсоветом. По названиям фирм легко найдете интернет ресурсы, а на форумах этих фирм увидите еще больше, например такое:





Что касается фоток заводов, то тут как говорится у меня этого добра хватает, но не уверен, что многим это будет интересно. И да Вы правы, на многих иностранных заводах съемка запрещена, но "если очень захотеть, можно и в космос полететь". Если еще буду касаться вопроса заводов, то обязательно приложу больше фото, например такие (абсолютно новый еще не открытый на момент посещения в 2014 году завод по производству вертикального транспорта).

Участок порошковой окраски.
Изделия поступают в камеру порошковой окраски.
Склад РЭС и прочих компонентов.
Приказной пост.
Упаковка кабин.
И конечно самое главное, брильянты завода, станки TRUMPF (на заводе все оборудование TRUMPF), этот конкретно LiftMasters Sort.

Уверен, не всем это будет интересно.


С уважением, Я.


Antonchik

И снова здравствуйте!

Продолжим пожалуй.

Хронологическая заметка третья – «Проектирование».
Часть первая – «Выбор метода проектирования».

В моем детстве мы проектировали и строили тачки на подшипниках, вернее не проектировали, а сразу строили, строили на коленках без какого либо проекта, методом проб и ошибок  (все же помнят, четыре или три подшипника, деревяшки, болты гвозди и вуаля, без шлемов, наколенников, налокотников, лишь бы быстрее, горка круче и дорога шире).



Потом приходило понимание и тачки модернизировали, меняли диаметры подшипников, делали втулки под посадочные размеры подшипников, делали ручки управления, самые серьезные любители тюнинга применяли изоленту, а еще более серьезные даже раскрашивали тачки. Но это в моем детстве, тогда машин в одном дворе то было, пальцев на двух руках чуть меньше. Потом были велосипеды, с ними тоже много чего делали, от трещоток (дабы быть хоть чуть схожими с мото техникой) до кастомных рулей. Далее были мопеды, а особым везунчикам даже удавалось дойти до этапа мотоциклов. Это было мое детство, детство нынешних детей это совсем другое.  Да и предполагаемая к строительству детская машина сложнее тачки на подшипниках и велосипедов, сильно сложнее.

Так уж сложилось в моей жизни, но с проектированием автомобилей, узлов автомобилей и уж тем более детских автомобилей ранее мне сталкиваться не приходилось, не возникало таких задач и потребностей. Возникали, конечно, задачи локальной узловой модернизации изделий машиностроительной отрасли, но вот чтобы весь объем работ от концепции до опытной модели или серийного производства, нет.

Но не так все плохо, повспоминав прошлое, в памяти всплыли проекты, связанные со средним, общим и даже тяжелым машиностроением, были даже проекты с точным машиностроением.

Итак, опыта проектирования автомобилей нет, но есть смежный опыт, понимание процесса и огромное желание построить детский автомобиль. Выполнить проектирование детского автомобиля, как мне виделось, можно двумя методами.

Метод первый – «быстрое прототипирование» (если такой термин уместен в данном случае). Данный метод предполагает следующие действия, рассмотреть оба комплекта имеющейся документации, выбрать лучшие (на мой взгляд) узлы и агрегаты каждого варианта и объединить в одном варианте. При этом в данном варианте проектирования не предполагается наложение собственных пожеланий к машине, так как это повлечет перепроектирование существующих узлов и агрегатов и в конечном итоге приведет к полному перепроектированию машины. Вариант имеет положительные стороны в части скорости проектирования, конечный вид машины прогнозируем, возможно оценить стоимость строительства, но есть и отрицательные стороны, машина получится «чужая», в ней не будет того что хотелось бы, а это очень важно.

В виду того, что задача по замена текущей детской машины на новую уже вышла за изначально установленные временные рамки, и задача уже трансформировалась из просто купить детскую машину, в построить детскую машину и далее трансформировалась, в спроектировать и построить детскую машину, странно было бы сейчас упираться во временные затраты и решаться на вариант не совсем меня устраивающий. Поэтому, от первого варианта проектирования отказываюсь и останавливаюсь на втором варианте.

Вариант второй – новое проектирование в самом его классическом виде.
Итак, до момента проектирования необходимо принять решение о новом проектировании (есть даже такая наука о принятии решений), многим покажется смешным, но если человек, принимающий то, или иное решение не  может ответить сам себе, для чего он принимает то или иное решение, решение чаще всего является ошибочным или ложным. Для принятия или не принятия, а вернее сказать проверки правильности принимаемого мной решения о новом проектировании мне необходимо ответить на три главных вопроса (не имея четких, однозначных, ответов на эти три главных вопроса проектирование бессмысленно), вопросы:
1.   Что это  – детская электрическая машина.
2.   Зачем это –  для развлечения детей и привития навыков вождения, существующие аналоги не устраивают.
3.   Кому это нужно – нужно моему сыну и другим детям.

Решение о новом проектировании принято, начинаем. Для проектирования детского автомобиля все же хорошо бы было понять, что же крайне важно и необходимо, что важно, но не критично и наконец, что второстепенно, но тоже важно. Логичнее всего задать этот вопрос заказчику, сыну, ну я и задал. Вот короткое описание того чего бы хотел мой сын от машины:
1.   Машина должна быть большой, что бы ездить с друзьями.
2.   Колеса должны быть большие, как у бигфута, дабы не застревать в зыбучих песках.
3.   Колеса должны автоматически меняться на гусеницы.
4.   Машина должна иметь ранцевые реактивные двигатели с поворотными соплами.
5.   Машина должна быть мощной, на столько мощной, что бы возить или тащить, огромные грузы, как например фронтальный погрузчик. 
6.   Должен быть багажник и отсеки для складирования различного спасательного оборудования.
7.   На машине должна быть установлена пушка и пулемет, все как у Т34.
8.   Должны быть мощные фары, танковый зенитный фонарь, поворотники, лампа индикации заднего хода, аварийная сигнализация, мигалка желтого цвета и мощный гудок-ревун.
9.   В задней части должен быть крюк для прицепа, а на переднем бампере крючья для тарана препятствий и лебедка.
Ну как бы все понятно и ясно.

Попробую все же несколько нормализировать и адаптировать к пониманию  полученное задание в рамках подготовки технического задания. Для чего я столь скрупулёзно занимаюсь подготовкой технического задания, все просто. Требования к конструкции детского автомобиля на самом деле крайне многочисленны, разнообразны (практически такие же как и к настоящим автомобилям), но наиболее важные это требования к безопасности, надежности, комфорту и экономичности, наверное, не стоит писать, но, тем не менее напишу, чем больше детская машина отвечает этим требованиям тем качественнее она получается.

Что есть новое проектирование, это полный набор научно-исследовательских и конструкторско-экспериментальных работ, целью которых является создание технической документации детского автомобиля.

На сколько мне известно, процесс нового проектирования любого машиностроительного изделия (детская машина хоть и детская, но, тем не менее, является машиностроительным изделием), состоит из шести основных этапов:

Этап первый - Предпроектный.

На данном этапе собирается и обобщается как можно больше информации, о уже существующих машинах-аналогах, оцениваются положительные и отрицательные стороны инженерных решений  этих машин, изучается тенденция развития данных машин, оценивается рынок сбыта, изучается потенциальный покупатель, анализируются климатические условия эксплуатации, изучаются нормативные акты и законодательные требования, ну и еще много чего. Логическим завершением данного этапа является разработка документа «задания на проект», фактически это задание основных характеристик детского автомобиля (не стоит путать с техническими требованиями). Поскольку мой проект строительства детского автомобиля реализовывается как самостоятельный и не коммерческий, то можно считать, что данный этап выполнен. Мне абсолютно понятно, что производится внутри страны (ничего) и что производится за пределами и ввозится на территорию страны. Мне понятен конечный потребитель (я же отец), понятны климатические условия, условия эксплуатации и все остальное.

Этап второй – Этап разработки технических требований.

На данном этапе формулируются  технические требования к детскому автомобилю (конструктивные параметры, эксплуатационные свойства машины, значимые особенности узлов и агрегатов). Технические требования к системе производства, на данном этапе мне не требуется (проект не коммерческий и серийное или мелко серийное производство на текущий момент не рассматривается). Технические требования к системе технического обслуживания и ремонта,  на данном этапе так же мне не требуется (по причинам описанным выше).

Итак, начнем, технические требования к детскому автомобилю:

1.   Исходные требования к детскому автомобилю.
1.1.   Цель создания детского автомобиля – обеспечение ребенка транспортным средством для возможности свободного передвижения и привития навыков вождения.
1.2.   Назначение транспортного средства – транспортное средство для эксплуатации возрастной группой детей от 6 до 11 лет, для индивидуального использования.
1.3.    Семейство детского автомобиля - на момент проектирования не определено и требует уточнения после создания опытного образца.
1.4.   Унификация детского автомобиля - предпочтительна,  перечень моделей возможной унификации приведен в хронологической заметке первой – «Предисловие», абзац «Рынок детского транспорта». Дополнительно, унификация желательна с квадроциклами, мопедами и автомобилями первой группы особо малого класса ("A-класс", "Сегмент А", "Супермини").

2.   Общие требования к детскому автомобилю.
2.1.    Условия эксплуатации детского автомобиля – центральный регион РФ, дорожные условия, от проселочных дорог без твердого покрытия, до дорог общего пользования (СНТ, КП, парки, скверы, тротуары, вело дорожки и пр.). Предельный режим эксплуатации обусловлен температурным режимом от -25 до +250С (при меньших или больших температурах машина сохраняет полезные свойства, однако детям при подобных температурах рекомендовано находится в отапливаемых помещениях или в тени). Номинальная полезная нагрузка составляет не более 140 кг. (четверо детей в выросте 11 лет).
2.2.   Безопасность конструкции детского автомобиля – регламентируется действующими нормативными актами, в том числе ГОСТ 25779-90.
2.3.   Надежность автомобиля – определяется средним ресурсом силового агрегата до капитального ремонта и составляет не менее 5000 моточасов.

3.   Потребительские требования к детскому автомобилю.
3.1.   Машина внешне и внутренне должна напоминать армейский джип с адаптацией на эксплуатацию данной машины детьми, возрастной группы от 6 до 11 лет.



4.   Технические требования к составным частям детского автомобиля.
4.1.    Детский автомобиль состоит из рамы и кузова. К раме крепиться ходовая часть, двигатель, кузов и элементы безопасности.  Кузов состоит из моторного отсека, кабины открытого типа и багажно-пассажирского отсека.
4.2.   Технические требования к компоновке детского автомобиля.
В данном разделе я опишу принятые решения (до момента проектирования), и обоснования принятия решений, дабы в конечном ТЗ вопроса обоснования не касаться.

Рама автомобиля – автомобиль рамного типа, рама лонжеронного типа.
Обоснование решения – рамная конструкция проще по конструкции относительно самонесущих кузовов и имеет хорошо отработанные методики расчёта.
Отдельная рама считается более пригодной для восприятия больших нагрузок, в моем случае четыре ребенка в возрасте 11 лет суммарно весят не менее 140 кг.  На одной и той же раме могут строиться самые различные модификации детского автомобиля.
Рамная конструкция упрощает сборку детского автомобиля, так как все основные агрегаты собираются на раме, после чего она в сборе прикрепляется к кузову, что проще, чем крепить агрегаты по отдельности на несущем кузове. В довершение обоснования напомню, что Ford Crown Victoria моделей 1979, 1992 и 1998 годов отличались кузовами, но имели практически идентичные рамы.
Плюсы решения  - жесткость, простота, унификация кузовов.
Минусы решения - увеличение массы относительно варианта с несущим кузовом.

Подвеска автомобиля – передняя подвеска независимая с амортизаторами, задняя подвеска независимая с амортизаторами.
Передняя подвеска – независимая на двойных поперечных рычагах (изначально думал о торсионной подвеске, но предварительный просчет стоимости заставил отказаться от данного решения).
Задняя подвеска – конструктивно представляет собой маятниковую одно рычажную подвеску.
Обоснование решения – без подвески автомобиль не может быть автомобилем, автомобиль без подвески может быть лишь гужевой повозкой. Подвеска необходима для комфорта, так как работа подвески заключается в преобразовании энергии удара при наезде на неровности дороги (не забываем где будет эксплуатироваться машина) в перемещение упругого элемента. Упругий элемент уменьшает силу удара, передаваемую на кузов, и в результате плавность хода и комфорт увеличиваются. Амортизаторы, наверное, всем понятно зачем, напишу на всякий случай, гасить колебания.  Независимая подвеска, так же, наверное, всем понятно, напишу на всякий случай, так как общей оси нет, управляемость и общий комфорт существенно выше, нежели чем у зависимой подвески.

Колеса автомобиля – полно резиновые, камерные, пневматического типа, стальные диски.
Обоснование решения – резиновая покрышка неотъемлемый элемент автомобиля, использование китайских полиэтиленовых или пластмассовых покрышек считаю не приемлемым. Выбор типоразмера остановил на шине с камерой, размер 4.00-10.

Рулевое управление – без усиления.
Обоснование решения – автомобиль детский, скорость не высокая. Проектировать рулевую рейку и усилитель смысла не вижу, вес машины не на столько велик. Диаметр рулевого колеса 270 мм.

Приводная ось – задняя.
Обоснование решения – с точки зрения физики, автотранспорт на твёрдых средах тянуть или толкать практически одно и тоже (это к вечному вопросу, что проше).  Наиболее значимым плюсом заднего привода является преимущество называемое «преимущество разгона», объяснять, в чем оно заключается, считаю излишним. Так вот для детского автомобиля, причем автомобиля с внушительным весом и нагрузкой (не забываем, про 140 кг нагрузки) вопрос разгона один из важнейших.

Трансмиссия – не предусмотрена.
В общем понимании трансмиссия не предусматривается.
Обоснование решения – решая трансмиссионную задачу, было много вариантов, в итоге принято следующее решение, каждое заднее колесо приводится в движение своим мотором (не мотор-колесо). Почему именно так, потому что установка на каждое заднее колесо своего силового агрегата имеет много плюсов, а именно, возможность реализации полноценной независимой задней подвески (без применения различных дорогостоящих типов передач, например карданных), живучесть машины (поломка одного мотора не обездвиживает машину) и прочее и прочее.

Силовой агрегат – электрический  двигатель.
Обоснование решения – самым простым решением, конечно же является установка в качестве силового агрегата, агрегата типа ДВС, плюсов много, но минусов не меньше, например во многих коттеджных поселках, СНТ, парках и т.д. детям запрещено перемещаться на мототехнике, ну или если не запрещено, то не приветствуется, как например ребенок лет шести-семи будет подъезжать к детской площадке на машине с ДВС, правильно, никак, ибо мамы и бабушки выгуливающие детей лет от 1 до 5 быстро обрушат свой праведный гнев на молодого водителя и он будет вынужден ретироваться. И это я еще не поднимаю вопроса бензина, масла и обслуживания самого ДВС, а еще есть вопросы выхлопной системы и температурных режимов (ДВС надо еще как то безопасно разместить в машине и провести выхлопную систему и все это надо так сделать, что бы ни кто из пассажиров не обжегся). Если кому, то интересно мое мнение, то лично я за ДВС, причем атмосферный и w12 и выхлоп правильный и электроники поменьше, но на взрослых машинах, на детском транспорте я за электро тягу.

Тип силового агрегата – бесколлекторный электродвигатель постоянного тока.
Почему принял такое решение – изначально при проектировании машины я решил закладывать решения характеризующиеся простотой и высокой надежностью тем самым предполагал повышать надежность и живучесть машины. Бесколлекторные двигатели имеют четыре главных неоспоримых преимущества над обычными коллекторными двигателями, а именно,  двигатели более компактны (это важно в условиях миниатюрности детской машины), двигатели обладают лучшими показателями КПД и показателем мощности на килограмм собственного веса, двигатели переносят большую нагрузку по моменту, двигатели меньше греются. Единственным недостатком является необходимость использования контроллера для управления двигателем, в моем случае необходим специальный контроллер способный одновременно управлять двумя двигателями. Требования к машине:
1.   Расчетная максимальная скорость – 17 км/ч.
2.   Запас хода – не менее 40 км. 
Максимальная скорость движения автомобиля ограничена применяемыми шестернями, в случае необходимости увеличения максимальной скорости закладывается возможность установки (смены) текущих шестерен (ведущая, ведомая) на другие шестерни (расчет шестерен для достижения максимальной скорости в 40 км/ч выполнен, шестерни требуемого диаметра могут быть установлены без специальных доработок).

Привод – ременный.
Обоснование решения – выбор цепной или ременной передачи всегда  вызывает ожесточенные споры. По моему мнению, ремень для данной задачи предпочтительней. Ремень эластичнее цепи (эластичность на прямую влияет на плавность), работа ременной передачи значительно тише работы цепной передачи, ременная передача не требует смазки и прочих регламентных работ которые требует цепная передача. Цепные передачи мне еще с ВАЗ 2106 не нравились, все эти дополнительные устройства типа натяжителей, успокоителей и пр, все это лишь усложняет и затрудняет (исключительно мое мнение).

Тормозная система, стояночный тормоз – механическая, тросовый привод.
Обоснование решения – тормозная система на проектируемом автомобиле не совсем обычна и представляет собой комбинированную систему, электронную и механическую. Электронная система реализуется на базе контроллера и торможение машины при нажатии педали тормоза осуществляется за счет торможения электродвигателя. Так как к машине предъявляются повышенные требования к безопасности, электронная система дублируется механической, а именно, на задней оси, на каждой ведомой шестерне устанавливается тормозной диск с тормозной машиной (диск и машинка производства Shimano). Стояночный тормоз необходим для предотвращения откатывания машины в момент стоянки, возможность откатывания обусловлена тем что в моторах нет тормоза и даже при отключении питания моторы не блокируются (конечно можно было бы использовать моторы с тормозом, но тогда возникает вопрос буксировки машины при полной разрядки аккумулятора). 

Электрооборудование автомобиля – бортовая сеть автомобиля основная 24 вольт, вспомогательная 12 вольт.
Обоснование решения – двигатели требуют 24 вольта, 12 вольт используется для освещения и прочих систем автомобиля (устанавливать 24 вольтовою светотехнику не стал по причине дороговизны и редкости). Система управления основана на контроллере и позволяет реализовать следующий функционал – движение вперед, назад, плавное бесступенчатое ускорение и торможение, плавный старт, круиз контроль, ограничение мощности. Педали автомобиля электрического типа с датчиками Холла. Контрольные приборы – спидометр, показатель уровня топлива (заряда аккумулятора), часы.
   
Система питание силового агрегата – аккумуляторная батарея (технология LiFePo4).
Обоснование решения – вариантов было всего два, применить классический свинцовый (тяговый) аккумулятор или применить литиевый аккумулятор. Изначально планировал применять свинцовые аккумуляторы, но отказался в пользу лития, так как режим работы машины предполагает частые глубокие разряды аккумулятора, даже эпизодические  глубокие разряды свинцового аккумулятора быстро выведут его из строя, и потребуется замена. Общий вес требуемых свинцовых аккумуляторов более 15 кг, это много. Литиевый аккумулятор конечно сильно дороже свинцового, практически в два раза, но если посчитать, то получается, что за время выработки ресурса литиевого аккумулятора потребуется не менее четырех замен свинцовых аккумуляторов.

Кузов машины – не несущего типа.
Обоснование решения – так как предполагается использование рамы. Кузов автомобиля производится из березовой фанеры ФСФ ш2 сорт 1, толщина 12 мм., почему кузов из фанеры, а не пластиковый, карбоновый, стеклопластиковый, стальной или напечатанный на 3D принтере расскажу отдельно, когда буду рассказывать о процессе сборки кузова.  Капот автомобиля изготавливается из металла толщиной 3 мм, с устройством шпангоута (почему капот именно такой расскажу когда буду описывать процесс сборки кузова). Рамка лобового стекла откидывающегося типа, лобовое стекло из прозрачного поликарбоната.

5.   Этап эскизного проекта.

На данном этапе предполагается на основании подготовленных технических требований к детскому автомобилю произвести эскизную компоновку машины для выбора оптимального варианта конструктивной схемы. Данный раздел проектирования практически в полном объеме будет пропущен по причине того, что тип кузова автомобиле не проектируется «с нуля», другими словами, кузов будущей  машины копируется с оригинальной машины и лишь масштабируется и частично видоизменяется, но аутентичность сохраняется. В данном разделе необходимо определиться с прототипом кузова, согласно пожеланиям заказчика машина должна иметь кузов армейского джипа, вариантов прототипов не так уж и много и вот они:
Hammer – не нравится заказчику, да и было уже.
ГАЗ 67 – вариант хороший, но заказчиком не одобрено.
WILLYS mb – именно то что надо.

Так как машина строится на раме и кузов не самонесущий в случае необходимости (например, кузов WILLYS надоел или перестал устраивать по тем или иным причинам), кузов можно будет изготовить заново, например кузов ГАЗ 67 и установить на имеющеюся раму. Единственное на что в данном разделе требуется уделить особое внимание так это на вопросы эргономики кабины. Проблем особо не возникает, так как антропологические данные о детях возраста от 6 до 11 лет ясны и понятны.

Краткие характеристики машины:
1.   Длина машины (без аксессуаров) – не более 1800 мм.
2.   Ширина машины (без аксессуаров) –  не более 900 мм.
3.   Высота машины (без учета рамки ветрового стекла) – не более 860 мм.
4.   Вес машины (полный) – не более 90 кг.

6.   Этап технического задания.

На данном этапе создается финальный документ – комплексное техническое задание. В техническом задании объединяются технические требования, технические предложения с результатами эскизного проектирования. Техническое задание крайне важный и необходимый документ, так как именно на основании данного документа ставятся конкретные задачи конструкторам с гарантией их взаимосвязанности и достижимости технических показателей, заложенных в проекте.  В общем виде любое техническое задание состоит из девяти разделов, описывать все девять разделов я не вижу необходимости и лишь опишу самый важный раздел - Технические (тактико-технические) требования.



На самом деле техническое задание гораздо шире приведенного, но публиковать в полном объеме на страницах данного форума большого смысла не вижу, ибо детальность и скрупулёзность понятна.

Собственно все, техническое задание есть (хорошее, плохое, полное, не полное, оно есть), оно понятно и согласованно, можно начинать проектировать. Но не так быстро, есть одна важная проблема, решить которую необходимо до начала проектирования. Проблема заключается в том, что при проектировании взрослых машин такие важные моменты как колеса (покрышки) и двигатель либо выбирают из существующего многообразия, либо проектируют и создают заново. В моем случае проектировать двигатель и покрышку и уж тем более осваивать производство покрышки и двигателя не целесообразно. Предстоит выбрать покрышку и двигатель из существующих предложений. Сейчас детально на вопросе как выбирал и через что при этом прошел писать не буду, позже опишу.
Покрышка – К96 производства «ПЕТРОШИНА», размер 4.00 х 10, колесный диск стальной, составной.
Двигатель – Z5BLD300-24Gu-30S производства Hongjun Science and Technology Co., Ltd

Пару слов об оформлении документации.

Все кто сталкивался с проектированием, а тем более с машиностроительным меня поймут, дело в том, что документация разрабатывается, а вот ее оформление всегда страдает и всегда это происходит под предлогом – «сейчас надо срочно, дооформим потом», ни разу в моей жизни не было иначе и «дооформим потом» тоже не случалось. В этом проекте я решил делать правильно сразу, никакого «потом». Итак, автомобилестроительная документация несколько отличается от прочей, а именно должна оформляться не только в соответствии с ЕСКД, но и ГОСТ 2.109-73, уверен, что и в этот  раз не получится, посмотрим.

Проектирование началось в середине феврале 2016 года, собственными силами, программный комплекс AutoCad.  Спустя две недели начались первые проблемы, проблемы не позволяющие двигаться согласно мной же разработанного графика выпуска документации. Суть проблемы – перфекционизм, другими словами, сегодня разработанный узел или деталь завтра в «пух и прах» разбивается и все начинается с начала, виной всему желание сделать абсолютно идеально. Некоторые детали были отправлены на производство, для расценки стоимости и цена приблизилась к стоимости чугунного моста. Дальнейшее продвижение проекта становилось туманным, было два варианта выхода из сложившейся ситуации, по первому варианту я дальше проектирую и проектирование растягивается на неопределенный период и стоимость машины растёт с каждым днем, вариант второй, отдать проектирование сторонним людям. Через пару дней решение о передаче проектирования было мной принято, тем более, что на тот момент я уперся в вопросы в которых знаний мне явно не хватало.

На этом часть первая хронологической заметки № 3 завершается. В части №2 хронологической заметки № 3 я расскажу о выборе проектной организации, стоимости проектирования и наконец, покажу модель машины, дальше будет интереснее.

Продолжение следует.
С уважением, Я.


andg

Имхо.  По названию темы еще ничего не увидел, а читать устал. Мега много букв в пустую.

kol

Цитата: andg от 26 Янв. 2017 в 11:21
Имхо.  По названию темы еще ничего не увидел, а читать устал. Мега много букв в пустую.
Читать полезно это развитие.

Александр CRV

Согласен. Хочется чтото прочитать по теме вопроса, но кажется не в этом месяце.
Зато человек поведал нам много о себе. ИМХО многое иррационально типа любовь к марке без привязки к модели или хоть типу авто.

den007

Описывать лучше то что сделал уже ( с фотками) это самый востребованный материал. А не то что хочешь делать да еще на  5 страниц это никому не захочется читать.

borliandii

Лично мне очень нравится читать данную статью (так уместнее, наверное сказать)
Не очень понимаю, людей которые пишут как лучше вести повествование. Имхо не нравится - не читай :pardon:
P.s. Автору респект! :wow:

Stalker

Я по своим трем проектам (законченым) столько не написал !
Автор любит о себе рассказывать !

pchelomor

Сколько здесь тем без конечного результата?И что? Если кто-то не умеет излагать свои мысли, то пусть ищет и смотрит фото. Кому не нужно не читайте. Мне очень нравится формат изложения материала. Это очень важно с точки зрения развития человеческих  и инженерных качеств уметь грамотно донести свою точку зрения и мысли.
Человек очень доходчиво объясняеет все этапы проектирования и разработки. Практически все, так или иначе проходят через эти этапы при проектировании и реализации. Просто не задумываются. А некоторые вопросы сознательно игнорируют и получают "недострои" просто банально из-за того что была допущена ошибка в самом начале. А переделывать лень! Или замахнулся на все и сразу и не рассчитал силы. Знакомо?
Забегая вперед скажу, я веду с ТС переписку уже больше года. Его проект это НЕ просто мысли что он хочет. этот проект на стадии завершения. И он здесь не от нечего делать. Человек убивает 2 зайцев сразу. Совершенствует свои качества и помогает нам с Вами задуматься и избежать возможных ошибок. Всем удачи и ждем продолжения.
Мой проект https://electrotransport.ru/index.php?topic=22864.0
Чертежи бесплатно. Информация в шапке.

P.Mikhail

Спасибо, тема интересная, как вы планируете решить самую главную проблему самодельщика,    приличный корпус машинки? Начали тему вы мощно, тем приличнее придется выполнить модель, иначе будет пшик >:D

adig05

[user]Antonchik[/user], Очень интересно читать! Тут некоторые умники пишут так, что им потом вопросы на много страниц задают. Иногда у людей имеется хороший результат,  но ничего не расписано сразу и форумчанам приходится спрашивать, уточнять. В результате читаешь 5-10 и более страниц, где ответов меньше, чем вопросов и очень трудно сложить всё воедино. Ваш стиль мне очень нравится и я лучше эти 5-10 страниц прочитаю с удовольствием, чем в поисках каких-то ответов. Так держать!

adig05

Цитата: P.Mikhail от 26 Янв. 2017 в 17:57
Спасибо, тема интересная, как вы планируете решить самую главную проблему самодельщика,    приличный корпус машинки? Начали тему вы мощно, тем приличнее придется выполнить модель, иначе будет пшик >:D
Сразу понятно, что "пшика" точно НЕ будет, ибо автор имеет намного больше знаний и опыта, чем большинство мечтателей "хочу сделать..." , "ничего не понимаю, но подскажите..." и т.д. Это Вам не переделка педального москвича в девятнадцати страницах.

Antonchik

Всем добрый вечер!

Спасибо за то, что читаете и комментируете. Уже в следующей заметке я закончу повествование о проектировании и представлю модель машины.
Что касается замечаний "много текста, ни о чем, не интересно", ну так на то мы и люди, мы все разные и у нас разные мнения, тем мы и ценны.

С уважением, Я.

Antonchik

[user]P.Mikhail[/user], спасибо за оценку темы.  В моем случае необходимо получить не только приличный кузов, еще и шасси. Планирую решать данный вопрос  достаточно стандартным способом, качественной подготовкой поверхностей, качественной окраской.  Если Вы о качестве изготовления кузова, то тут тоже есть решения, буквально через две заметке я буду рассказывать о производстве кузова.

С уважением, Я.

Stalker

Начинающий прочитав это (создание документации , заказ на производстве и т.д.) ужаснется и мы можем его потерять !
А профи , один черт , пойдет своим путем !