Cud malina przedstawienie tematu
Idea umieszczenia samego napędu w ten sposób też jest b.dobra. Powiedz mi tylko, czy ten napęd ma sprzęgło jednokierunkowe ? Domyślam się, że ma, żeby nie kręcić silnikiem niepotrzebnie przy pedałkowaniu soute.
Powiesz jeszcze coś bliżej n.t. bateryjki ?
W odwzajemnieniu trudu trochę fotek ode mnie. Nieco w nieładzie, jak dokopię się na strychu do istotnej reszty to uzupełnię.
20190404_182826.jpg
To z grubsza szkielet tego, co siedzi w środku tej niebieskiej piasty. Zawiera jeden duży silnik gradientowy (wyjaśnię za moment cóż to za wynalazek), jego dwa sterowniki ESC, dwa przełączniki biegów, dwustopniową rozgałęzioną przekładnię zębatą ze sprzęgłami podatnymi w kołach zębatych, sprzęgło jednokierunkowe główne i zbrojenia skrajne do montażu w ramę. Te zbrojenia to jakby końce osi, jest podzielona i brak jej środkowej części, zajmuje ją silnik. W tych końcach są złącza prądowe 1 pin+ oraz masa z prawej strony i sygnałowe 9 pin z lewej. Złącza są rzeżbione DIY od podstaw, projekt jest z 1999 roku, nie było wtedy tylu dóbr na rynku co teraz.
20190404_182858.jpg
To jeden z dwóch przełączników biegów, na prąd ciągły 90A, samoczyszczący.
20190404_182826.jpg
20190404_182807.jpg
A to jego napęd. Nie było na rynku serw do wyboru do koloru jak teraz, trza było samemu zmajstrować takie. Jest silne i szybkie, z suwakiem stykowym który ciężko jest ruszyć palcyma (bardzo duży docisk styków) radzi sobie bez problemu.
Tu słów kilka wyjaśnienia, po co ten majdan a la Krecik jako żywo.
Panuje poniekąd słuszne powszechne przekonanie, że wielostopniowej przekładni o skokowo zmiennym przełożeniu (lub płynnie zmiennym przełożeniu - jak hydrokinetyczna czy też stożkowo pasowa) nie da się niczym zastąpić, że nie da się nijak uzyskać tych samych efektów w inny sposób. Te efekty to zmiana proporcji momentu obrotowego do prędkości obrotowej przy zachowaniu stałej mocy na wyjściu. Każdy samochód to ma i dzięki temu dobrze przyspiesza, mogąc jednocześnie rozwinąć znaczną prędkość. To głównie dlatego, że silnik ICE (spalinowy) zupełnie nie nadaje się do napędu pojazdów, jednak nie ma żadnej cechy całkowicie go dyskwalifikującej, więc jest powszechnie stosowany, bo wszystkie inne silniki takową cechę podobno posiadają. Żeby wąski zakres prędkości obrotowej ICE jakoś rozszerzyć, używa się skrzyń biegów, czyli wspomnianej zmiennej przekładni.
Można by zrobić auto o takich samych osiągach bez skrzyni biegów, ale potrzebny byłby pięcio-siedmiokrotnie większy silnik. Z wszystkimi następstwami takiego rozwiązania oczywiście - gabaryty, ciężar, spalanie, koszt itd.
W takim rowerkowym napędzie przełożenie jest stałe, nie ma skrzyni biegów (ściślej - nie ma w tym omawianym, są i takie ze skrzynią). Więc osiągi są kompromisem pomiędzy przyspieszeniem i zdolnością do pokonywania wzniesień a prędkością maksymalną. Ten kompromis determinuje wielkość użytego silnika, a także niezbędną wydolność baterii czyli w znacznej mierze koszt całego systemu.
Silnik spalinowy jest nieprzeciążalny. Silniki elektryczne owszem tak, ale niewiele - 20...50% i przy bardzo pogorszonych parametrach przetwarzania energii. Przeciążalność to zdolność do pracy krótkotrwałej przy wysileniu większym niż ciągłe, nie doprowadzające do uszkodzenia silnika lub zmniejszenia jego żywotności.
Nie da się dowolnie długo intensywnie przyspieszać a każdy podjazd w końcu ma swój szczyt. Więc gdyby miec taki silnik, który jest przeciążalny o tyle, ile potrzeba zmiany przełożenia skrzynią biegów to stanie się ona zbędna.
Ta zmiana przełożenia, czyli rozpiętość przekładni to zwykle 4...7 razy. Znaczy się, jeżeli np. przełożenie pierwszego biegu jest 5:1, a ostatniego 0,8:1, to rozpiętość przekładni wynosi 6,25.
Ile potrzeba rowerkowi, żeby dobrze jeżdził ? W moim skromnym przypadku to "dobrze jeżdził" było dość jasno określone przez firmę współpracującą (tak, finansującą też): ma zdeklasować osiągami konkurencję na targach u Niemca.
Tyle, że nie było całkiem jasne, co pokaże ta konkurencja. Zakłada się najgorszy przypadek - konkurencja też wyjedzie z czymś znakomitym. Udział w targach nie jest tani...
No to ile potrzeba, żeby powalić na kolana całą resztę i pokazać, że Polak krowie spod ogona nie wyleciał ?
Przypomnę jeszcze, że był to czas początku wielkiego boomu w tej dziedzinie, jeszcze nie było przepisów ograniczających, to było coś zupełnie nowego i nieznanego, dotąd uważanego za niemożliwe ('...Panie, jak by to było możliwe, to by to już dawno zrobili, co mi pan tu opowiada..." - taki tekst słyszałem wiele razy, także w słuchawce telefonu, gdy po drugiej stronie była bardzo znana i wysoko postawiona wówczas osoba; na szczęście ekipa TVN programu Automaniak miała szersze horyzonty i dobrą znajomą z motocykli, byli już następnego dnia całą ekipą + VIPy; niestety, nie dane mi było widzieć miny tego tępego kutasa po obejrzeniu pierwszej emisji programu - a bardzo bym chciał !!!
).
Co jest wąskim gardłem silników elektrycznych, ograniczających ich przeciążalność ?
Jest kilka, to zwykle przemyślane, zgrane maszyny. Pierwszym jest rdzeń twornika. Twornik to ten podzespół, gdzie wytwarza się siła elektromotoryczna. Może być nim wirnik albo stojan, zależy od rodzaju i konstrukcji silnika. Zawsze jest tam jakieś uzwojenie, wytwarzające strumień magnetyczny, ten strumień jest prowadzony rdzeniem właśnie. Rdzeń jest z materiału ferromagnetycznego miękkiego i nie ma nieograniczonych możliwości przewodzenia strumienia, granica jest dość jasno określona jego tzw. nasyceniem. Nasycony nie przyjmie więcej i w dodatku będzie się grzał, narobi jeszcze innego bałaganu zjawiskom w silniku.
Czemu silniki wyglądają tak, jak zwykle wyglądają, czemu właśnie tak się je wykonuje ? Ano, kompromis pomiędzy kosztami a efektem, dobry kompromis, bo na urządzenie powszechnego użytku z silnikiem stać każdego dzięki niemu.
Ale mnie taki kompromis nie obowiązywał.
Może da się zrobić taki "czysty", bezkompromisowy silnik, jak najdokładniej odzwierciedlający surowe fizyczne zjawisko działania siły na przewód z prądem w polu magnetycznym, bez "pasożytniczych" elementów ? Może być drogi i niełatwy w zrobieniu, co innego się tu liczy. A co mianowicie ?
- sprawność, czyli jak najmniejsze straty na ciepło, bo silnika w piaście nie za bardzo jest jak chłodzić; energia w bateriach tez powinna być oszczędnie zagospodarowana na przejechanie jak największego dystansu
- wydajność, czyli zdolność do przetwarzania energii elektrycznej w pracę mechaniczną odniesiona do gabarytów i masy silnika. Określana w watach na dm sześc. i na kilogram. Wychodziło z grubsza, że tak w pobliżu 700-1000 W/kg powinien mieć. Wtedy to nie było tak mało... Ale i nie przerażająco, to tylko ciut lepiej niż najlepsze powszechnie znane wówczas silniki.
- przeciążalność - właśnie, to ona zadecyduje o być albo nie być silnika. I nie tylko jego... Kurde, wychodzi czterokrotna najmarniej, pięciokrotna byłaby bezpiecznym odskokiem od konkurencji chyba... Chyba...
- prędkość obrotowa musi być jakaś ludzko akceptowalna, nie skrajnie niska ani wariacko wysoka.
Kurczaki, co ja wtedy miałem... Mnóstwo kawy wyżłopałem, przywołałem całą zdobytą skromną wiedzę, rzuciłem się na literaturę...
Ale dało się. Przecież miałem już do dyspozycji magnesy neodymowe z AGH, konkurencja nie wiadomo. Ale przynajmniej była szansa, że nie dam doopy na całej linii.
Szczegółów konstrukcji tych silników, które dziś już się rozpowszechniły trochę może nie będę opisywał. Dość, że ten rdzeń przybrał zupełnie inny kształt i miejsce w silniku. Uzwojenie powędrowało z niego w powietrze, ono się nie da magnetycznie nasycić. Wszyscy znamy silniczki bezrdzeniowe (coreless) w serwach, tyle że stałoprądowe komutatorowe jeszcze przeważnie.
20190404_184215.jpg
Stojan (twornik) takiego silnika, tu rozmiar M58-40. Moc ciągła 300W przy sprawności 97%, przeciążalność minutowa 5x , 10-cio sekundowa 10x. Czyli 3 kW przez 10 sekund ze sprawnością nie gorszą niż 85%. Średnica zewnętrzna 58 mm, długość rdzenia 40 mm.
20190404_184125.jpg
Wirnik opancerzony. Niewiele się różni od tych w modelarskich inrunnerach, tylko jest wytrzymalszy i odporny na wstrząsy i wibracje. A, i strumień magnetyczny kilka razy większy... Oraz wyważony dynamicznie dokładnie.
20190404_183923.jpg
Tu nieco większy, widać dyski wyważników ze śrubkami jako ciężarki. Nie kręci się zbyt szybko, 16000 tylko, ale waży swoje bo ma potężne magnesy. Muszą takie być, aby w jak największej przestrzeni zajmowanej przez uzwojenie dać względnie nieduży gradient pola, czyli pole możliwie jednorodne. Szczelina powietrzna jest tak z 50 razy większa niż w modelarskim.
20190404_184403.jpg
Taki niezbyt prosty przyrząd do formowania cewek uzwojenia.
20190404_183437.jpg
A to zestaw elementów przekładni jednego z typów napędu z trzema możliwymi wartościami przełożenia całkowitego - na miasto, górski i jako silny holownik do przyczepki. Te koła zębate zawierają wewnątrz sprzęgła podatne, niezbędne do symetrycznej pracy rozgałęzionej przekładni i chroniące zęby przed połamaniem wściekłym momentem silnika, gdyby zabezpieczenie elektroniczne się spóżniło o jakieś tysiączne sekundy. Ponadto dają miękką i cichą pracę przekładni - coś, na czym mi bardzo zależało.
20190404_183700.jpg
Dyski powyższych sprzęgieł są osadzone w kołach zębatych na łożyskach igiełkowych, tam nie może być żadnego luzu.
20190404_184807.jpg
Koło zębate drugiego stopnia przekładni (zdawcze). W widocznych czterech wyfrezowaniach pracują zwyczajne "pieski" - zapadki sprzęgła jednokierunkowego, najpowszechniej stosowanego w rowerach. Przesuniecie naprzeciwległych par piesków o połowę podziałki koła zapadkowego zagęszcza sprzęgnięcia dwukrotnie i czterokrotnie zmniejsza energię uderzenia przy nagłym sprzęgnięciu. Sprzęgła podatne tak robia robote do tego, że sprzęgnięcie na zapadkach jest zupełnie niewyczuwalne. Dobrze kurde, w życiu nie domyślą się ci na targach, jak to jest zrobione
cdn
Nie masz wymaganych uprawnień, aby zobaczyć pliki załączone do tego posta.
Pozdrowionka od... Andrzeja
Nie umiem latać tak jak Wy, ale się uczę.
W ogóle ciągle się uczę. Wszystkiego, czasem od nowa...