Самодельный велосипед с мотором чертеж

Электровелосипед «Турист» своими руками: чертежи, видео

Илья Голошумов увлекся велосипедами еще в детстве. Со временем заинтересовался теми, что на электротяге, но готовые модели, которые можно купить, его не интересовали. Строил технику сам, под свои задачи. После трех лет езды на электровелосипедах и постоянной их доработки решил собрать что-то действительно мощное. Но из имеющихся на рынке рам ничего не нравилось — все они были большими, но при этом одноместными. Также не хотелось использовать мотор-колесо из-за проблем с его перегревом и перегруженности заднего колеса. А все центральные моторы (так называемые Mid drive) были недостаточно мощными. Так и родилась идея сконструировать раму самому. Так как передвигаться на новом электробайке планировалось преимущественно вне дорог, по концепции подходили классические вседорожные и легкие мопеды/мотоциклы. Оттуда и черпал идеи. С мотором было решено «схитрить»: установить распространенное мощное мотор-колесо не в колесо, а в раму.

Мотор-колеса, особенно в скоростных версиях (с трехвитковой обмоткой), способны развивать высокие обороты (до 1500 об/мин), что на практике, при установке таких моторов в колесо, попросту не позволяет раскрыть их потенциал. Уже половина от максимально возможных оборотов обеспечивает байку очень высокую скорость, которая не нужна для выполнения поставленной задачи — езды вне дорог, к тому же требуются уже мотоциклетные узлы. На низких же оборотах мотор-колесо работает в неэффективном режиме и может быстро перегреваться. Установка такого мотор-колеса в раму и использование понижающей трансмиссии позволили использовать почти весь потенциал мотора и снизить зону низкого КПД, тем самым получив еще более высокий крутящий момент на колесе, избавиться от проблем с перегревом и добиться ювелирной дозировки скорости.

Цепная передача от мотор-колеса к колесу имеет передаточное отношение 2:1, то есть колесо вращается в два раза медленнее мотора. Во время наших заездов в лесу, по тяжелому слипшемуся снегу, мотор на ощупь стал еле теплым. Илья как знаток дела утверждает, что у обычного электромопеда он бы в таких условиях разогрелся весьма сильно. Установка мотора в базе машины обеспечивает развесовку по осям, максимально приближенную к соотношению 50:50.

Нельзя не отметить и еще один очень существенный момент: все электробайки с мощными безредукторными моторами (Direct drive) лишены возможности свободного наката при сбрасывании газа, поскольку вал мотора и ось колеса жестко связаны между собой. При сбрасывании газа питание на мотор не поступает, он замедляется вместе с колесом. В электромобилях это используется для рекуперации энергии, когда инерция свободного выбега машины позволяет чуть подзаряжать аккумуляторы, благодаря тому, что двигатель переключается в режим генератора. Однако в нашем случае ось заднего колеса имеет муфту свободного хода, как у обычного велосипеда, поэтому мопед может просто катиться, а вал мотора при этом оставаться неподвижным. Экономия энергии, запасенной в аккумуляторах, оказывается существеннее, чем при использовании рекуперации. К тому же, исключается самоторможение двигателя, обусловленное взаимодействием электромагнитных полей. Как видим, конструкция с вынесенным из ступицы мотор-колесом имеет ряд важных преимуществ по сравнению с традиционной схемой, поэтому нет ничего удивительного в том, что Илья защитил свою разработку патентом. А электромопед, сделанный по такой схеме, он назвал «Турист», ведь настоящего путешественника всегда тянет подальше от городов, в леса и горы.

Быть может, стоило поставить обычный электромотор? Мотор-колеса распространены на рынке, они устанавливаются в дропауты (dropout — плоские щеки с прорезями, в которых фиксируется ось колеса). В «Туристе» сделано аналогично, только дропауты находятся посередине рамы. При необходимости можно заменить мотор-колесо на любое другое, с расстоянием между дропаута-ми не более 150 мм.

Итак, мотор-колесо номинальной мощностью 3 кВт вращается в два раза быстрее, чем ведущее колесо — это главное. Цепь использована мотоциклетная, стандарта 420. Вместе с звездочками — это единственные не велосипедные детали в конструкции, поэтому обслуживать и ремонтировать мопед можно в любой велосипедной мастерской. Для натяжки цепи служит специальная маленькая звездочка с подвижной осью. Колеса — от фэтбайка, размерностью 20×4 дюйма. Втулка передней вилки с подшипниками — также от велосипеда, подобрана по нагрузке. Основа мопеда — рама и передняя вилка — полностью самодельная. Указанные детали сварены из изогнутых труб с использованием стали СТ 20, наружный диаметр трубы 22 мм, но толщина стенки разнится в зависимости от места. Если на ненагруженных частях рамы труба тонкостенная, всего 1,5 мм, то на вилке толщина стенки составляет уже 6 мм. Можно заметить, что средние продольные трубы рамы спилены на половину диаметра — это нужно для монтажа/демонтажа мотор-колеса, для этого достаточно только снять заднее колесо.

Поначалу, еще не зная, как покажет себя новая концепция размещения мотора, и просто из интереса Илья экспериментировал с системой переключения передач. КПП, как у мототехники, конечно, не планировалась — использовалась система переключения передач от велосипеда, перекидывающая цепь на оси заднего колеса между звездочками различного диаметра. Но для оффроуда она оказалось совершенно непригодной — беспрерывно отказывала. Такая система полезна при использовании тягового, менее оборотистого мотора, но бессмысленна, если поставить высокоскоростной мотор. Мотор-колесо с передачей на колесо дает на последнем тягу, с которой комфортно чувствуешь себя в любых дорожных условиях. Любопытно, что большинство падений неопытных ездоков, решивших опробовать электромопед Ильи на ходу, связано с переворотом через заднее колесо при слишком резком старте с места. Такой значительный крутящий момент передается на колесо!

Читайте также:  Моторы для мотоблока салют

Для использования наиболее подходящих к данным дорожным условиям настроек мотора на левой рукоятке руля есть переключатель на три положения. Режим L- аналог пониженной передачи: соответствующая электронная настройка контроллера — «мозга» электромотора -не позволит развить скорость более 15 км/ч, можно вообще ползти со скоростью неспешного пешехода, однако мотор при этом выдает полную мощность. Кстати, мотор-колесо, установленное на традиционном месте — на оси заднего колеса, физически не может вращаться настолько медленно. В режиме D езда становится существенно веселее, однако мотор способен развить не более 40% от максимальной мощности. Это, можно сказать, основной режим движения. Наконец, перещелкнув переключатель на позицию S, все ограничения снимаются — это как режим «Спорт» на автомобилях с АКПП. Мопед очень резво откликается на ручку газа, ведет себя как норовистый конь.

Вопрос, который наверняка вертится на языке у каждого читателя: «Сколько же можно проехать? Наверное, не далеко. » Питается «Турист» от аккумуляторной батареи, упрятанной в аккуратно сшитую сумку из кожзама. Ее хорошо видно посередине рамы, над мотором, пилот обхватывает ее коленями при езде. Согласитесь, что размеры этой «сумки с питанием» весьма скромные. Даже не верится, что это какой-то серьезный источник энергии. Между тем, батарея общей емкостью 21 Ач, развивая номинальное напряжение 85 В, позволяет проехать на мопеде километров 150. Разумеется, очень многое зависит от условий движения, стиля езды, нагрузки. Илья признался, что именно полторы сотни километров за раз не проезжал, но 110 км как-то покрыл. (Заметим, что общий пробег мопеда на сегодняшний день составляет 3500 км.) Число 150 получено расчетным путем, на основании показаний вольтметра, контролирующего разряд батареи. Возможно, в реальности будет и больше 150 км. Представляется, что запас хода более чем внушительный! Скорее устанешь ехать, примостившись на довольно кургузом сиденьице, чем мопед «скиснет». Кстати, он считается двухместным, для пассажира можно установить подножки, также можно установить сиденье побольше.

О текущем состоянии аккумуляторов информирует яркий цифровой вольтметр на правой рукоятке руля. Поворотная рукоятка акселератора, выполнена не под всю ладонь, как на мотоциклах, а под хват большого и указательного пальцев. Таким образом, можно крепко держать руль и не бояться ненароком добавить или сбросить газ, что актуально при активной езде по пересеченной местности.

Максимальная скорость ограничена электроникой и составляет 50 км/ч. Если она будет выше, то транспортное средство автоматически попадет в разряд электромотоциклов. То же самое произойдет, если номинальная мощность мотора будет более 4 кВт. Как видим, «Турист» вполне вписывается в сегмент электрических мопедов. Впрочем, говорить о подобном разграничении пока преждевременно, наверное: в нашей стране на законодательном уровне с этим вопросом пока полная неразбериха. Но не приходится сомневаться, что рано или поздно «гайки закрутят», как это происходит сейчас с тюнингом автомобилей. Сам же трехкиловаттный мотор при соответствующей настройке контроллера способен разогнать мопед до 70 км/ч. Тут уместно заметить, что мотошлемом пренебрегать ни в коем случае не стоит!

Подвески машина не имеет, вся амортизация происходит только за счет мягких объемных шин, и тут важно правильно подобрать давление. Тормоза -велосипедные, дисковые. Специальные колодки с металлическими накладками не так подвержены износу при езде по грязи, как обычные.

Немного удивило, что мопед не оборудован светотехникой и на нем нельзя кататься в темное время суток. Впрочем, Илья предпочитает использовать быстросъемные велофонари. Очевидно, что каждый волен подбирать «свет» в соответствии со своими задачами и пристрастиями, надо лишь поставить преобразователь, понижающий напряжение до привычных 12 В.

Полная зарядка аккумуляторов занимает порядка 3,5 часов. Достаточно вытянуть из сумки провод с разъемом и подключить его к соответствующему зарядному устройству, подключенному в свою очередь к бытовой сети 220 В. Единственное ограничение — батарею, как и любой литиевый аккумулятор, нельзя заряжать на морозе. Поэтому сумка с аккумулятором должна быть быстросъемной, чтобы при зимней эксплуатации мопеда ее можно было относить домой на зарядку, пока техника, например, ночует в холодном гараже. Аккумуляторы -весьма важная, самая дорогостоящая часть машины! Илья использовал далеко не самые дешевые, зато он уверен, что при грамотной эксплуатации они выдержат 1000 циклов заряда/разряда, прослужат не менее 10 лет. Выносливый «Турист» получился!

Источник

Самодельный велосипед с мотором

11 минут Автор: Михаил Скворцов 2150

Использование велосипеда в качестве транспорта имеет ряд очевидных преимуществ. Он недорог, экологически чист, позволяет поддерживать хорошую физическую форму. С ним любая поездка превращается в приятную прогулку. Ежедневный маршрут из дома на работу и обратно приносит лишь удовольствие, ведь байк позволяет избежать пробок в часы пик и избавляет от необходимости штурмовать переполненные вагоны метро или салоны автобусов.

Читайте также:  Мотор трясется пассат б6

Но если ваш офис находится в другом конце города, рельеф которого представляет собой сплошные подъёмы и спуски, то лёгкая прогулка превращается в тяжёлый труд, а каждый пройденный метр напоминает вам о муках первых христиан. Когда же, наконец, вы попадаете на работу, то чувствуете себя усталым и измождённым. Ваше тело требует отдыха, а ведь впереди ещё целый трудовой день. Перспектива того, что вечером придётся проделать весь путь в обратном направлении, тоже не способствует поднятию настроения. Если к тому же отсутствует возможность принять душ, то весь день вас будет сопровождать стойкий запах пота.

Что же делать, если расставаться с байком не хочется, но искать работу поближе к дому тоже как-то не с руки? В этом случае можно приобрести велосипед с моторчиком или установить двигатель на уже имеющийся. Промышленно изготовленный вариант не требует доработок, но стоит довольно дорого и часто имеет не слишком привлекательный дизайн. Чтобы снизить себестоимость, производители используют в этих велосипедах дешёвые комплектующие и рамы из хайтена. В результате такой байк весит более 20 кг, и если двигатель по какой-либо причине откажет, передвигаться на нём с помощью педалей будет очень нелегко.

Самодельный велосипед с мотором лишён этих недостатков. В прошлом подобные аппараты были довольно неуклюжими и использовались в основном подростками, но сейчас рынок предлагает широкий спектр решений, с помощью которых можно своими руками превратить обычный байк в высокотехнологичное транспортное средство. Такая переделка не потребует каких-либо серьёзных технических знаний, поэтому стоит остановить свой выбор именно на этом варианте.

Двигатели для велосипедов

Перед началом работ следует определиться с типом силового агрегата, который вы собираетесь использовать. При выборе следует руководствоваться такими критериями, как вес и предпочтительный вид используемого топлива. Основных видов всего два, так что сильно ломать голову не придётся:

  • Двигатель внутреннего сгорания (ДВС). Долгое время бензиновый моторчик оставался единственно возможным решением, доступным для установки на велосипед. Чаще всего это были переделанные бензопилы и газонокосилки. Сейчас найти подходящий малогабаритный двигатель не составит труда.
  • Электродвигатель. Ещё совсем недавно он был явным аутсайдером, но появление компактных аккумуляторных батарей высокой ёмкости позволило ему отодвинуть бензиновый мотор на задний план.

Бензиновый двигатель

Использование ДВС позволяет легко развивать значительную скорость, и это обстоятельство часто становится решающим фактором при выборе силовой установки. Однако не стоит забывать, что велосипед остаётся всё тем же велосипедом, и его узлы не рассчитаны на такие высокие нагрузки. Необходимо постоянно следить за его техническим состоянием, иначе он может попросту развалиться в самый неподходящий момент.

Обычно бензиновый мотор устанавливается на багажник или крепится к раме. В обоих случаях для сообщения крутящего момента от двигателя к колесу потребуется передача того или иного вида, что увеличивает сложность и массу конструкции. Не стоит забывать и о весе самого двигателя, а также запаса топлива, который придётся возить с собой. При выходе мотора из строя езда на таком велосипеде с помощью одних педалей будет весьма непростым занятием.

Использование бензина в качестве топлива убивает саму идею о недорогом и экологически чистом виде транспорта. Во время прогулки вместо пения птиц вы будете слышать только треск мотора, а если надумаете хранить велосипед дома, то в вашей квартире всегда будет пахнуть, как на бензоколонке.

Ещё один аспект, который требует пристального внимания, относится не к технической, а правовой стороне вопроса. Во многих странах использование велосипедов, оснащённых ДВС, требует регистрации и наличия прав соответствующей категории.

Совокупность всех этих обстоятельств позволяет смело исключить бензиновый мотор из рассмотрения. В самом деле, зачем в очередной раз «изобретать велосипед» (или мотоцикл), если на рынке и без того полно доступных скутеров и мопедов. Поэтому стоит оставить ДВС в стороне и перейти к рассмотрению второго варианта, который сейчас является приоритетным.

Электрический велосипед

Хотя идея сделать велосипед с электрическим приводом появилась ещё в конце XIX века, уровень развития электротехники не позволял в полной мере использовать её на практике. В начале 90 годов прошлого века произошёл всплеск интереса к подобным устройствам. С тех пор электрический байк занял прочные позиции среди городских видов транспорта, а его популярность с каждым годом только растёт.

Для переоборудования велосипеда понадобятся электродвигатель, аккумуляторная батарея, контроллер, а также приспособления для управления. Всё это можно легко приобрести в магазине или через интернет. Однако перед установкой следует решить, какой вид привода лучше поставить на байк.

Первым делом следует исключить из рассмотрения двигатель с фрикционной передачей, так как его низкая надёжность и недостаточная эффективность не позволяют достичь при его использовании сколько-нибудь приемлемых результатов. Остаётся два варианта: подвесной двигатель и мотор-колесо, и оба имеют свои плюсы и минусы.

Читайте также:  Производства по выпуску лодочных моторов

Подвесной мотор

У подвесных велосипедных двигателей есть ряд преимуществ. Они поставляются в виде готового комплекта, установка которого своими руками не вызывает никаких затруднений; двигатели легко крепятся на раму или прямо на каретку, имеют небольшие габариты и вес. Существуют также варианты электромотора, интегрированного в кареточный узел. Многие из них позволяют переключать передачи, используя уже имеющуюся велосипедную трансмиссию. В конструкции некоторых двигателей заложена опция рекуперации энергии, существенно экономящая заряд аккумулятора. Мощность таких электродвигателей колеблется в диапазоне от 250 до 2 тыс. Вт, что даёт возможность развивать довольно приличную скорость.

Но у этого решения помимо многочисленных достоинств есть один огромный недостаток – высокая цена, сравнимая по величине со стоимостью заводского электровелосипеда. Если добавить сюда затраты на приобретение аккумуляторной батареи, контроллера и прочих запчастей, то выгода данного варианта становится совсем неочевидной.

Дешёвый транспорт превращается в весьма дорогой, и далеко не каждый согласится пойти на подобные издержки.

Альтернативой заводскому комплекту может стать сборка силового агрегата из доступных запчастей. Часто для этих целей используются двигатели от различной бытовой техники или электроинструментов. Установка такого мотора своими руками может стать нетривиальной задачей, особенно для людей, не обладающих навыками механика. Некоторые из проблем уже упоминались при рассмотрении бензинового двигателя. Во-первых, это увеличенные нагрузки на узлы велосипеда, вызванные повышенной скоростью. Во-вторых, необходимость использования ременной или цепной передачи, что усложняет конструкцию и увеличивает вес.

Трудно посоветовать что-то конкретное тем, кто решился самостоятельно взяться за подобный проект, так как каждый случай индивидуален и зависит от множества факторов. Можно привести лишь несколько общих соображений.

  • Для начала следует выбрать подходящий по мощности и габаритам двигатель. Если он должен лишь помогать крутить педали и снижать физическую нагрузку, то подойдёт небольшой моторчик мощностью 200–250 Вт. Если же вы стремитесь к высоким скоростям, то придётся подыскать модель на 350 Вт и выше.
  • Затем нужно тщательно продумать крепление двигателя, выбрать для него подходящее место, правильно рассчитать параметры передачи, длину цепи или ремня. Используйте уже известные, хорошо зарекомендовавшие себя решения. Это убережёт вас от серьёзных ошибок, сэкономит время и деньги.
  • Не стоит чрезмерно увлекаться и пытаться сделать революцию в технике. Для некоторых людей важен сам процесс технического творчества. Они проводят массу времени, постоянно что-то переделывая и улучшая. Можно с почти стопроцентной уверенностью сказать, что их агрегат, собранный из самых невероятных компонентов, никогда не будет завершён. Такие «франкенштейны» обречены провести всю свою жизнь в гараже, а если и покидают его для испытаний, то едут недалеко и недолго, сразу ломаются и возвращаются в мастерскую для доработки и усовершенствования.
  • Уделите особое внимание прочности конструкции. Именно от неё зависит ваше здоровье, особенно если вы собираетесь поставить мощный двигатель.

Мотор-колесо для велосипеда

Самая популярная и доступная разновидность электродвигателя для велосипеда – мотор-колесо. Это устройство лишено многих недостатков, присущих подвесным моторам. Оно представляет собой электродвигатель постоянного тока, вмонтированный прямо в ступицу. Его мощность колеблется в самых широких пределах, что позволяет легко подобрать версию, соответствующую вашим запросам. Оно гораздо дешевле и практически не меняет внешний вид байка. Установка моторколеса не занимает много времени, и с ней легко справится любой, кто умеет читать инструкцию, а для остальных существует большое количество рисунков и видеороликов, детально иллюстрирующих процесс.

Как правило, производитель предлагает два вида поставки: неоспицованный мотор и готовое колесо со спицами и двойным ободом. Первый вариант позволяет вставить двигатель в уже имеющееся колесо, а второй полностью готов к использованию, недостаёт только покрышки с камерой. Обычно в набор также входят контроллер, ручки газа и тормоза, соединительные провода, крепёж и зарядное устройство. Аккумуляторную батарею чаще всего приходится покупать отдельно.

При выборе моторколеса следует обратить внимание на соответствие размеров его втулки расстоянию между ногами вилки или перьями рамы. Если её длина будет больше, то их придётся раздвигать, что крайне нежелательно.

Трансформация простого велосипеда в электрический обычно занимает всего полчаса. Мотор-колесо легко устанавливается как спереди, так и сзади. Можно использовать сразу два двигателя и получить в итоге полноприводный байк. Далее подключается контроллер, батарея закрепляется на раме или подседельной трубе, на руле размещаются ручки газа и тормоза. Затем все эти компоненты соединяются при помощи проводов. Каждый из них имеет индивидуальный разъём, так что ошибиться невозможно. Вот и всё, можно садиться на велосипед и отправляться в путь.

В рамках одной статьи трудно ответить на все вопросы, которые могут возникнуть в процессе установки двигателя на ваш любимый байк. Каждый из перечисленных вариантов переделки имеет свои преимущества и недостатки. Можно лишь отметить, что по таким параметрам, как цена и простота установки, бесспорным лидером является мотор-колесо. Приложите немного усердия и смекалки, и у вас непременно всё получится. В конце концов, вы собираете не машину времени, а всего лишь велосипед с мотором.

Источник

Поделиться с друзьями