Концепция гибридного, ультралегкого вездехода

[dimobile]

Друзья, мучительно хочу собрать последовательный, гибридный, трехколесный вездеход.
Однако, сделать его достаточно легким с механической трансмиссией, очень сложно, ибо все эти автомобильные КПП и мосты весят просто катастрофически много.
Эскизно, должно выглядеть так:



Так как конструкция подразумевается ультралегкой, большая мощность для нее не нужна.
По мощности подходит, например, такой готовый комплект, на 3 кВт:


И генератор на 4 кВт:


Т.е. один двигатель на переднюю ось, второй на заднее колесо. Они бывают разные - на 48, на 60 и 72 Вт. 
Как считаете будет работать такая схема?
Тут основная проблема, в подключении переднего моста.
Постоянно ведущим будет заднее колесо, собственно вопрос в том, будет передняя ось крутится без сопротивления с выключенным электродвигателем?

[edw123]

Постоянно ведущим будет заднее колесо, собственно вопрос в том, будет передняя ось крутится без сопротивления с выключенным электродвигателем?

Можно и постоянно на всех ведущих. Не будет проблемы торможения. Расход будет только меньше.

[SMILE1]

 dimobile,
а. 3х колесная схема сама по себе - не самый удачный вариант для  вездехода.
б. мосты - не самый удачный вариант для вездехода.
в. основной привод на заднее управляемое колесо - не самый удачный вариант...
г. генератор должен быть на 25-30% мощнее суммы всех электродвигателей.
д. на тихоходных схемах гораздо проще, выгоднее и надежнее использоать гидропривод.

Постоянно ведущим будет заднее колесо, собственно вопрос в том, будет передняя ось крутится без сопротивления с выключенным электродвигателем

Зависит от конструкции моста. Например, шестеренчатый почти не будет, а червячный будет обязательно.

[dimobile]

а. 3х колесная схема сама по себе - не самый удачный вариант для  вездехода.
б. мосты - не самый удачный вариант для вездехода.
в. основной привод на заднее управляемое колесо - не самый удачный вариант...
г. генератор должен быть на 25-30% мощнее суммы всех электродвигателей.
д. на тихоходных схемах гораздо проще, выгоднее и надежнее использоать гидропривод.

Капец, я же не просил совета или мнения по механической части, и тем более "экспертного" мнения по высказанным поводам. Это вопросы на которые я для себя уже ответил. 
 

[SMILE1]

Ок. Вот ответ на волновавший вопрос:

Как считаете будет работать такая схема?

Будет конечно. 

[dimobile]

Будет конечно. 

У меня 3 кВт на два двигателя и генератор на 4 кВт, запас по мощности 25%, я правильно понял что принципиальное условие работоспособности схемы соблюдено?
Можно еще несколько вопросов:
1. Какое напряжение генератора и двигателей предпочтительнее - 48,60 или 72 В?
2. В катастрофическом случае, связанным, например, с переворотом на воде, водителя током не убьет?
3. Какой емкости аккумулятор достаточен для работы системы, только в режиме непрерывного питания от генератора?
4. В режиме движения по воде, посредством отдельного гребного винта, могу я на него снять 1,5 - 2 кВт с генератора, при отключенных двигателях трансмиссии?
5. Можно использовать один контроллер для согласованной регулировки оборотов обоих двигателей? 
6. Нужно какое то дополнительное охлаждение электродвигателей, включая водяное, например?       

... думаю, что, вопросы будут еще, но, это для начала

[SMILE1]

 dimobile,
1. непринципиально. Если провести аналогию с ДВС - напряжение это как марка бензина. Важно не напряжение, а крутящий момент. Вот его должно быть достаточно.
2. Нет, если вы не сердечник.
(напоминаю что при равной геометрии сторон площадь треугольника в 2раза меньше площади прямоугольника поэтому и перевернуть его вдвое легче)
3. в идеале он вообще не нужен.
4. да
5. нет.
6. зависит от двигателей и нагрузки.

[dimobile]

(напоминаю что при равной геометрии сторон площадь треугольника в 2раза меньше площади прямоугольника поэтому и перевернуть его вдвое легче)

У меня, с геометрией, все очень хорошо, и, остойчивость на воде у меня будет выше любого 4х колесника
По бокам будут подъемные блоки плавучести, которые будут работать только в воде. Собственно, и, поэтому то же, была выбрана трехколесная схема. Объем колеса (тора), погруженного в воду, при одинаковых кренах и дифференте, гораздо меньше, чем объем цилиндра.
Мне просто плавать, нужно будет больше, чем ехать. 
Поэтому и не устраивает движение на воде за счет колес, а предусматривается гребной винт, ну, и одно колесо вместо двух это сразу минус 35-40 кг., что то же в копилку водоплавания.   


 

[dimobile]

непринципиально. Если провести аналогию с ДВС - напряжение это как марка бензина. Важно не напряжение, а крутящий момент. Вот его должно быть достаточно.

Понятно.
Раз речь зашла про крутящий момент - я рассчитываю трансмиссию, по количеству оборотов подходящего электродвигателя, и при максимальных оборотах электродвигателя, максимальная скорость вездехода у меня составит 30-35 км/час., как сильно будет меняться крутящий момент, при движении со скоростью допустим в 10 раз меньшей, 3 - 3,5 км/час?  Или в таком диапазоне электродвигатель вообще работать не будет?

[edw123]

Понятно.
Раз речь зашла про крутящий момент - я рассчитываю трансмиссию, по количеству оборотов подходящего электродвигателя, и при максимальных оборотах электродвигателя, максимальная скорость вездехода у меня составит 30-35 км/час., как сильно будет меняться крутящий момент, при движении со скоростью допустим в 10 раз меньшей, 3 - 3,5 км/час?  Или в таком диапазоне электродвигатель вообще работать не будет?

У электро максимальный момент практически с 0 км/ч. С 1км/ч точно будет, но хватит ли его для езды по тяжелой дороге - очень большой вопрос. Особенно при отстутствии кпп. По хорошему без кпп надо расчитывать по другому: брать самые тяжелые условия и измерять силу сопротивления движению. Из неё, через известный максимальный паспортный момент, считать передаточное. Подозреваю, что максимальная скорость окажется заметно ниже 30км/ч.

[AlexS4]

У электро максимальный момент практически с 0 км/ч.

только с оговоркой что это не асинхронник с кз ротором.

и думаю небольшой аккумулятор ~1kWh за свои +5kg даст больше плюсов, особенно для лазанья, там где нужны короткие импульсы момента. да и тихо прокатиться пару километров тож бывает оч полезно если для охоты.

а напряжение чем выше тем выше диапазон оборотов(скорость при неком достаточном моменте), и чащевсего кпд, но и цена контроллеров и батареи тоже

 постоянного напряжения особо бояться ненадо, хоть 200v, можно сказать безопасно  при обычном грамотном конcтруировании, если электроцепи изолированы от крупных металлических деталей, просто не возникает условий для возникновения опасных токов, даже в соленой воде ( из-за маленькой площади "электродов"), даже при повреждениях изоляции. опасно только если 2 крупные металлические детали оказались под разными потенциалами и их потрогали мокрыми руками напр, но этого легко избежать защитным электрическим соединением всех таких элементов.

еще надо помнить что отсутствие дифференциала между поворотными колесами создает на хорошем держаке оочень заметное сопротивление поворачиванию, как по рельсам будет на твердом)).

[dimobile]

У электро максимальный момент практически с 0 км/ч. С 1км/ч точно будет, но хватит ли его для езды по тяжелой дороге - очень большой вопрос.

Информация по крутящему моменту очень приятная
... я считаю как механик. Обычные 4х колесные вездеходы, крайне редко бывают сухой массой до 500 кг. Добавим вес водителя, пассажира и снаряжения, получится минимум 750 кг.
Обычное дело, это двигатель в 15 л/с, что позволяет уверенно двигаться по любому болоту. Таким образом достаточная энерговооруженность это 1 л/с на 50 кг. веса.
Вес моей конструкции будет до 200 кг., плюс вес водителя и снаряжения это 350 кг.
3 кВт мощности электродвигателей, это грубо 4 л/с., и энерговооруженность 1 л/с на 87 кг. 
Уже очень близко, но, нужно понимать, что, при разнице в весе больше чем в два раза, у меня сопротивление движению, будет намного (думаю в разы) меньше !!!
Конечно лучше бы применить электродвигатели по 2 кВт каждый, но, я что то не находил низковольтных электрогенераторов постоянного тока мощностью больше 4 кВт.    
С двумя, 2х кВт ными движками, энерговооруженности в 1 л/с на 63 кг., с учетом низкого веса, точно хватило бы за глаза. 

[dimobile]

и думаю небольшой аккумулятор ~1kWh за свои +5kg даст больше плюсов, особенно для лазанья, там где нужны короткие импульсы момента. да и тихо прокатиться пару километров тож бывает оч полезно если для охоты.

Это утопия
Если не хватит акумулятора на обратную дорогу, то привезти другой заряженный будет нереально.  А если кончится бензин, то можно за пяток километров, литров 5-10 и пешком дотащить

[dimobile]

еще надо помнить что отсутствие дифференциала между поворотными колесами создает на хорошем держаке оочень заметное сопротивление поворачиванию, как по рельсам будет на твердом))

Именно по этому у меня постоянно - ведущее одно заднее колесо, ну, а в болотах вообще практически никакого сопротивления поворачиваемости нет, и дифференциал там не нужен, это не лужица на асфальте  

[AlexS4]

 dimobile, я про БУФЕРНЫЙ аккумулятор, который позволит кратковременно отдать в контроллеры больший ток чем генератор. ну и для обеспечения заметного (скажем x5) преимущества по токоотдаче его емкость лития будет достаточной на несколько километров по лесу, чисто как бонус.   к холивару литий-углеводороды это не имеет отношения)).

[dimobile]

я про БУФЕРНЫЙ аккумулятор, который позволит кратковременно отдать в контроллеры больший ток чем генератор. ну и для обеспечения заметного (скажем x5) преимущества по токоотдаче его емкость лития будет достаточной на несколько километров по лесу

Алекс, Вы, же видите, что, в электрике, я вообще ничего не понимаю!!!
... как нибудь попроще можно доносить свои мысли до сирых и убогих 

[AlexS4]

Именно по этому у меня постоянно - ведущее одно заднее колесо

неважно включен привод или нет если он выключается не отсоединением обоих колес, то что поворотные колеса будут связаны 1 осью уже создаст плохую управляемость. если же поворотным делать единственное колесо то устойчивость еще более ухудшится, почти полностью cьестся преимущество 2f-1r компановки перед 1f-2r. 

[dimobile]

неважно включен привод или нет если он выключается не отсоединением обоих колес, то что поворотные колеса будут связаны 1 осью уже создаст плохую управляемость.

Ну, вот теперь я понял, что Вы имели в виду.
А кто сказал, что у меня колеса будут сидеть постоянно связанными на оси? Я написал, что привод от электродвигателя будет непосредственно на ось без дифференциала.   
... колеса будут подключаться пневмо хабами, хоть оба сразу, хоть по одиночке.
Не беспокойтесь Вы за механику, у меня, там, все, более чем, нормально, лучше подскажите по электрической части