Шкив для велосипеда своими руками

Добавил пользователь Владимир З.
Обновлено: 05.10.2024

Изучив рынок электровелосипедов, я пришел к выводу, что у большинства дешевых серийных электробайков от китайских производителей очень плохое качество: ломается буквально все, а заявленные характеристики не соответствуют реальным. Поэтому я решил собрать электровелик своими руками. Пришлось немного заморочиться, но результат стоит того.

В идеале мой веломопед должен был выглядеть как на заглавной картинке, но все было намного хуже. К сожалению, фотографии не сохранилось. Несмотря на все недостатки этого агрегата, я с большим удовольствием отъездил на нем целый сезон, после чего он скоропостижно скончался.

Прошли годы, и как-то в интернете мне встретился видеоролик об электровелосипедах. Тема меня очень заинтересовала, и я решил собрать подобный агрегат — но сначала полюбопытствовал, что сейчас представлено на рынке. Оказалось, что в продаже есть огромное количество модификаций электровелосипедов. Стоимость серийных изделий варьируется от 50 тысяч до 5 млн рублей.

Электромотор — его сердце. Контроллер — его мозг. Аккумулятор — еда. Ручка газа регулирует подачу напряжения на двигатель. Датчик тормоза ставится опционально, если есть рекуператор энергии. На дисплей можно вывести рабочее напряжение, заряд батареи, текущую скорость и так далее. Но электровелосипед можно собрать и без него, потому что основной параметр заряда батареи дублируется на аккумуляторе.

Еще одна опция — pass assist, помощник при педалировании. В зависимости от частоты вращения педалей он дозированно подает энергию на электродвигатель. В основном эти помощники работают очень плохо, и большинство людей с опытом езды на электровелосипедах не ставят их вовсе.

Далее мне надо было определиться, какой электровелосипед мне нужен, по каким критериям я буду подбирать основные компоненты.

Во-первых, мне нужен был запас хода около 50 километров — это дорога от дома до работы и обратно. Для меня было важно, чтобы велосипед был легким, чтобы я мог спокойно запихнуть его в машину, перевезти в общественном транспорте и занести в квартиру. Не менее важен был и внешний вид, чтобы из велосипеда не торчали провода, чтобы он выглядел аккуратно.

Многие электровелосипеды делают излишне быстрыми. Я для себя определил, что он должен ездить чуть быстрее, чем если бы на нем крутил педали обычный велосипедист. Наконец, общая стоимость велосипеда обязательно должна была быть низкой.

Моторы для электровелосипедов можно условно разделить на три категории:

малой мощности, способные разогнать велосипед до 40 км/ч;
средней мощности — до 60 км/ч;
высокой мощности, когда велосипед летит со скоростью до 100 км/ч и выше.

Какие типы моторов применяются на велосипедах?

Кареточный ставится на каретку педалей. Этот тип моторов довольно сложный, у них имеется обгонная муфта, но при этом есть большой недостаток — мотор дает дополнительную нагрузку на весь цепной привод, из-за чего очень быстро изнашиваются звездочки и цепь. Второй недостаток — высокая стоимость: за китайскую версию просят от 30 тысяч рублей.

Мотор прямого хода довольно громоздкий и тяжелый. Такие моторы относятся к категориям средней и высокой мощности. Единственное преимущество — долговечность из-за отсутствия шестеренок. Цена — от 15 тысяч рублей в зависимости от мощности. Из недостатков: на малых оборотах мотор имеет слабый крутящий момент.

Редукторный мотор. Внутри него установлен планетарный редуктор с шестернями, он очень легкий и компактный. Цена ниже, чем на остальные. Такие моторы относятся к категории малой мощности

Я решил, что мне вполне хватит скорости до 40 км/ч, поэтому выбрал редукторный мотор.

Редукторные моторы часто устанавливаются на передний привод. Это самый простой способ установки, трудозатраты минимальны. Но, поскольку нагрузка на переднюю ось велосипеда невелика, очень часто возникает пробуксовка переднего колеса, ухудшается маневренность, при этом колесо может пойти юзом, что приведет к потере равновесия.

Задний привод — классический вариант. Основная нагрузка в велосипеде приходится на заднюю ось, и все недостатки переднего привода сразу исключаются.

Мотовелосипед своими руками

В-третьих, скутер много весит: как на легковой машине довезти его до дачи? Ездочить своим ходом? Не смешно! После 300 км пути я останусь без рук, без ног, без пятой точки.

Рычаг газа (указан стрелкой).

Из 5-мм листа дюрали сделал полочку, установил ее вместо заднего багажника. В вертикальной плоскости ее держат две стойки от старого велосипеда. В продольной - отверстие, которым она надета на трубу, в отверстии закреплено седло. А поперечную устойчивость конструкции гарантирует откос с правой стороны. К этой достаточно жесткой конструкции и прикрутил четырьмя болтами мотор.

Слева на руле: 1 - рычаг выжима сцепления; 2 - рычажок фиксатора; 3 - кнопка выключения зажигания.

Механизм сцепления: 1 - трос; 2 - пластина; 3 - болты - направляющие пластины; 4 - ролик; 5 - пружины.

Главный компонент - под бейсболкой

В декабре провел испытания. Запуск моторчика - шнуром. Стартовал при помощи педалей. Два-три оборота - и о них можно забыть.

Так крепится ведомый шкиф к колесу: 1 - ведомый шкиф; 2 - проточенный шкивок; 3 - болты с большими шайбами.

Извините за технологические огрехи, которые видны на фото - спешил поделиться идеей, не все успел облагородить. Ничего, доделаю.

Так крепится ведомый шкиф к колесу: 1 - ведомый шкиф; 2 - проточенный шкивок; 3 - болты с большими шайбами.

Общие данные:

сухая масса - 32 кг,
длина - 1830 мм,
высота - 1100 мм,
высота по седлу - 850-950 мм,
ширина - 600 мм,
база - 1230 мм,
дорожный просвет - 180 мм,
обьем бензобака - 1,8 л,
максимальная скорость - больше 60 км/ч.

Шины:
передняя и задняя - 47-507.

Тормоза:
штатные велосипедные. Электрооборудование: пока отсутствует.

Гражданский проспект, 118к1
Трасса Юкки 1 (Мега Парнас)

Будни с 10:00 до 22:00
Выходные с 09:00 до 23:00

Главная SKI блог Электровелосипед своими руками

Электровелосипед своими руками

Велосипед можно без особых проблем модернизировать за счет установки мотора.

Содержание:

Есть несколько вариантов:

- готовый комплект электрооборудования;

- бензиновый ДВС (двигатель внутреннего сгорания);

- покупка привода отдельно и его монтаж;

- приобретение готового электровелосипеда.

Рассмотрим подробнее эти способы.

Электроколеса и электроприводы

Преимущество таких комплектов в легкости и простоте монтажа.

Самой тяжелой частью набора будет батарея, суммарно вес транспорта может увеличиться на 10 и более кг.

Установить можно два типа силовых установок:

В первом случае конструкция имеет много общего с электрическими самокатами, привод интегрирован в ступицу. Это компактное решение, менять придется все колесо в сборе.

Навесные придется монтировать на раме к колесу или встраивать в каретку, но большая часть комплектов дополнена переходниками и кронштейнами, которые позволят установить мотор на любом велосипеде.

Большая часть комплектов для переделки включают:

Основных вариантов несколько:

Характеристики

Подвесной, Magic Pie-3

Кареточный, Bafang BBS02

Фрикционный, Rubbee

Цена, руб:

Около 25 000 без акк.;

Скорость, км/ч:

До 50 (некоторые модели до 90);

Время работы аккумулятора, км:

Время зарядки с полного разряда, час:

2,5, но зависит от емкости;

Рейтинг покупаемости, балл:

Простота установки, балл:

10 (буквально одно движение);

Соотношение цена/качество, балл:

Magic Pie-3

Первый вариант – это встроенный в ступицу привод, обычно такое колесо в сборе ставят назад, но не запрещено монтировать спереди или даже собрать полноприводный байк.

По мощности вариантов масса: от 150 до 2000 Вт.

Установить комплект не сложно, достаточно заменить колесо или отдельно ступицу на привод.

Далее разводится проводка, ставятся органы управления и батареи.

Такая конструкция в сборе выглядит эстетично, но весит минимум 6 кг и более.

Bafang BBS02

Кареточный мотор, например, интегрируется в каретку, после чего он вместе с цепью закрывается металлическим кожухом. При работе усиливается вращение педалей, что способствует экономии сил.

Мощности двигателей варьируются от 350 до 1600 Вт.

Для монтажа может потребоваться замена всего узла, включая каретку, цепи и звезды. Они обычно включены в комплект, но это увеличивает стоимость и трудоемкость.

В сборе вес значительный, потому подойдет вариант для стальных рам.

Открытые части подвержены интенсивному износу, при работе шумит.

Rubbee

Фрикционный - простейший вариант, устанавливается на колесо, на которое передается вращение путем трения по покрышке.

Для монтажа не нужна разборка, простейшие двигатели дешево стоят.

При этом конструкция шумная, покрышка быстрее изнашивается, тяга падает при спущенном колесе, а мокрое и вовсе может проскальзывать.

Самодельные

Из самоделок стоит выделить два варианта:

- на основе бензопилы;

- покупные электромоторы из магазина электрики, в нашем случае рассмотрим асинхронный двигатель.

Характеристики

Бензопила

Асинхронный двигатель

Цена, руб:

Скорость, км/ч:

Время работы на одной заправке, км:

Зависит от емкости бака, расход в среднем 0,7л/час;

Простота установки, балл:

Соотношение цена/качество, балл:

Инструмент

Для работы понадобится следующий набор инструмента и оборудования:

- набор гаечных ключей, желательно накидных и рожковых;

- сварочный аппарат инверторный, электроды 2-3 мм;

- угловая шлифмашина, достаточно на 125 мм;

- дрель и сверла по металлу диаметром 4-10 мм;

- паяльник для проводов с припоем и флюсом;

- изолента или термоусадка.

Установка

Начнем с установки двигателя от бензопилы. При этом можно избежать полной разборки конструкции, достаточно снять шину.

Современные пилы обеспечивают мощность до 2-х л.с.

Такие характеристики позволят разогнаться до 40 км/ч, но точная цифра зависит от веса райдера.

Инструкция для установки мотора от бензопилы:

1. Снимаем шину пилы, если приводной шкив закрыт кожухом, то его нужно снять;

2. Далее нужен расчет передачи, иначе мотор не сможет нормально работать:

будет перегреваться или вообще не сможет стронуть с места велосипед с водителем, обычно подбирают от 1:26 до 3:8, зависит от мощности и оборотов двигателя;

3. Теперь нужно установить шкив или звездочку на ступицу колеса, для этого понадобится несколько болтов, гаек с шайбами и соответствующие ключи.

Крепить нужно жестко, чтобы избежать раскручивания на ходу, поможет в этом фиксатор резьбы;

4. Теперь крепим сам привод. Для этого нужно сделать кронштейн из металла, если основа стальная, то его проще всего приварить к ней.

К алюминиевой тоже можно приварить, но для этого потребуется аргонная сварка.

Сверлить конструкцию для посадки на болты не желательно, так как это ее серьезно ослабит.

Можно приварить кронштейн в виде скобы над колесом, для жесткости нужна третья точка крепления, для этого стоит задействовать подседельный штырь или участок рамы, в который он вставляется;

5. На скобе подготавливаются отверстия для фиксации.

Идеально прикрутить болтами с гайками и шайбами, либо фиксатором резьбы;

6. Далее выводим органы управления на руль, для этого пропускаем трос от дроссельной заслонки бензопилы до руля. Придется заменить ручку поворотным аналогом от мотоцикла, а к ней уже прикрепить трос;

7. Емкость для топлива встроена в пилу, но если хочется увеличить, то придется делать отдельно.

Можно установить металлическую или пластиковую, но, так как бензин имеет свойства растворителя, надежнее использовать металл.

Большой плюс пилы в том, что у нее уже есть сцепление, так называемое центробежное, которое запускается при определенных оборотах.

Внимание: самодельные емкости для топлива могут быть взрывоопасны!

Асинхронный двигатель

Асинхронные достаточно крупные и тяжелые, в данном случае используем 750-ваттный, который дает высокий КПД и очень мощное ускорение.

Лучше всего ставить на велосипеды с высокой рамой, кстати, если вы еще не определились с рамой, вы можете обратиться к нам, в прокат велосипедов , и выбрать размер и форму, подходящую именно вам.

По скорости он будет уступать аналогичным по мощности мотор-колесам. Но, будет стоить гораздо дешевле.

Для сборки понадобится:

Порядок работы:

1. Начинаем с демонтажа звездочек на каретке, убираем педали и шатуны – они не понадобятся при данной компоновке;

2. Затем нужно сделать кронштейн крепления привода.

Проще всего, если основа стальная, тогда можно выставить и приварить пару профилей из стального уголка, например.

В них размечаются и высверливаются отверстия под выбранный движок.

Вместо приваренных кронштейнов можно сделать съемные, которые будут удерживаться по принципу хомутов;

3. Аккумуляторы в данном случае нужны емкостью 12Ач и напряжением 24В.

Можно соединить последовательно несколько меньших;

4. Батареи весят много, потому для них тоже понадобятся кронштейны.

Подбирать аккумуляторы стоит так, чтобы они уместились внутри каркаса, так компактнее;

5. Контроллер проще всего установить ближе к аккумуляторам, чтобы не тянуть провода через всю конструкцию.

Можно купить небольшую сумку и жестко ее зафиксировать, а внутрь положить управляющее устройство;

6. Затем электрика: провода спаиваются, припаивается зарядный разъем.

Незащищенные участки изолируем изолентой или термоусадкой.

Если нет возможности полностью скрыть провода, стоит проложить их в кабель-канале, чтобы защитить от влаги и грязи.

Готовый электровелосипед

Проще и надежнее всего купить уже готовый электробайк, для знакомства приведем 3 наиболее востребованных на данный момент:

- Eltreco FS-900 26;

- HOVERBOT CB-4 X-Rider;

- WELT Rockfall 1.0 E-drive.

WELT Rockfall 1.0 E-drive

Это модель 2018 года, стоимостью 50-55 тысяч – самый доступный вариант из рассматриваемых. По классу – горный, кросс-кантри.

Батарея 13 Ач, ростовки разнообразны, можно покупать для райдеров от 150 см и более.

Стоковая резина достаточно цепкая, даже при езде по пересеченной местности. Из недостатков можно выделить слабые тормоза.

Eltreco FS-900

Двухподвес из бюджетной ценовой категории – всего 65 тысяч. По классу – кросс-кантри, год старта выпуска – 2018.

Обладает достаточно емким аккумулятором, который способен тянуть райдера до 50 км.

Время на зарядку – до 6 часов. Интегрирована подсветка, причем, передний фонарь питает батарея, а задний – небольшая солнечная панель. Некоторые пользователи жалуются на жесткость заднего амортизатора, но его не сложно заменить.

HOVERBOT CB-4 X-Rider

Новинка 2019 года, байк стоимостью – от 87 тысяч. Относится к горным и кросс-кантрийным моделям.

Из плюсов надежные механические дисковые тормоза, на надежные механизмы китайцы не поскупились, что и отразилось на цене.

Рассчитан велосипед на райдеров весом в пределах 110 кг.

Батарея 36-вольтовая, емкостью 10,4 Ач, хватает на 50 км пробега без подзарядки.

Характеристика

Eltreco FS-900 26

HOVERBOT CB-4 X-Rider

WELT Rockfall 1.0 E-drive

Рама:

Максимальная скорость, км/ч

Материал рамы:

Амортизация:

Размерность колес:

Число скоростей:

Мощность мотора, Вт

Вес, кг

Пробег на полном заряде, км

Цена, руб

Из всех вариантов самым экономичным, но трудозатратным будет самостоятельная сборка велосипеда с мотором.

Дороже и проще монтаж готового комплекта, но не исключен риск ошибки.

Готовый электровелосипед дороже всего, зато гарантирована безопасность, качество и на руках будет гарантийный талон, с которым можно получить фирменное обслуживание своего транспорта.

Многим владельцам велосипедов приходит в голову идея переделать байк в мопед.

Чаще всего такой самодельный транспорт можно встретить загородом, особенно в дачных условиях.

Работа при этом не представляет особой сложности. В статье мы рассмотрим вопрос о том, как сделать из велосипеда мопед с электрическим или бензиновым двигателем.

Как сделать мопед из велосипеда своими руками?

Установка бензинового двигателя

велосипед
бензобак
бензиновый мотор
аккумулятор
крепежные хомуты
цепь или передаточный ремень
шестерни или шкивы
трос для привода

Рекомендуемая мощность мотора — 2 лошадиные силы. Выбирайте двигатели объемом не больше 20 куб. см. Более слабый движок подойдет только в том случае, если вы планируете стартовать путем кручения педалей. Силы такого двигателя не хватит на разгон с места.

Откуда взять движок?

Можно использовать двигатель от старого мопеда, часто такие продаются онлайн на досках объявлений. Также подойдут варианты от косилки для газона, триммера или бензопилы.

Мотор, аккумулятор и бензобак устанавливаются на раму. Крепление осуществляется хомутами. Расположить элементы удобно следующим образом: аккумулятор монтируем на верхнюю трубу рамы байка. Двигатель размещаем на месте стыка передней нижней и подседельной труб. Рядом с мотором располагаем бензобак.
Устанавливаем шкивы. Шкивами являются узлы, передающие на заднее колесо усилие от двигателя. Основой для шкивов могут быть колесики небольшого размера, имеющие внешние барьеры. Колесики важно выбирать диаметром примерно как CD диск — этот размер оптимально подойдет для сборки. Материал в обязательном порядке должен быть прочным, а крепление стабильным.

К валу мотора подсоединяем переднее колесо передачи.
Монтируем на втулку заднего колеса второй шкив.
Одеваем на оба шкива ремень. Натяжение должно примерно совпадать с силой натяжения цепи. От того, насколько прочно ремень сидит на шкивах, зависит стабильность передачи усилия колесу будущего мопеда.

Если мы используем не ремень, а цепную передачу, шкивы не используются. Вместо них на колесо и мотор устанавливаются шестеренки.

Трансмиссия готова, переходим к следующему этапу работы.

Устанавливаем двигатель. Соединяем аккумулятор и мотор. Собираем механизм зажигания. На рулевую ручку устанавливаем тормозной рычаг, соединяем его с помощью троса с корпусом двигателя. Натяжение при этом регулируем таким образом, чтобы было комфортно стартовать двигатель ручкой руля.

Установка бензинового мотора

Этот вариант — более сложный, однако конечный результат работы гораздо больше будет напоминать настоящий мопед.

Для работы нам понадобятся:

Бензиновый мотор
Запчасти от мопеда: амортизаторы, тормоза, выхлопная труба, колеса
Надежная велосипедная рама
Инструменты

Рама для мопеда должна иметь хорошую прочность. Можно выбрать тяжелую стабильную раму. Готовьтесь к тому, что придется немного изменить геометрию рамы, подогнав ее под мопедную.

Колеса закрепляются к раме велосипеда. Геометрию вилки при этом придется почти точно расширить. Колеса наверняка окажутся шире расстояния между дропаутами. Устанавливаем на вилку амортизаторы. Этот элемент не является обязательным, но очень желателен.
Разбираем силовой агрегат бывшего мопеда. Исследуем детали на наличие дефектов, заменяем неисправные части на новые.
Установка двигателя требует нахождения правильного места на раме. Можно приварить для него внизу рамы пластину из металла.
Закрепляем бак для топлива и двигатель на площадке. Монтаж осуществляется металлическими креплениями.
Ставим на раму аккумулятор. Лучше расположить его поближе к рулевой колонке.
Монтируем выхлопную трубу. Присоединяем ее к нижней части движка. Тело трубы надежно присоединяем к раме, чтобы избежать шатания элемента во время езды.
Устанавливаем трансмиссию. Для этого демонтируем педали и задние звездочки бывшего велосипеда.
Устанавливаем звезды на заднее мопедное колесо и вал. На колесо закрепляем звезду большего размера.
Монтируем заднее колесо от мопеда на раму.
Соединяем цепью звезды трансмиссии.
Подключаем двигатель. Для этого необходимо соединить дроссельную заслонку и сцепление через приводные тросы с рычагом зажигания. Оптимальное натяжение должно позволять пуск двигателя и старт движения колеса.
Подключаем тормозную систему. Лучше установить двойную систему тормозов. Конструкция мопеда весит довольно много. Чтобы сократить тормозной путь, рекомендуется использовать задний тормоз в сочетании с дополнительным нажатием переднего.

Готово! Новоиспеченный мопед можно аккуратно протестировать в безопасном месте.

Поскольку передвижение на мопеде предполагает гораздо большую скорость, чем катание на велосипеде, для катания по дорогам необходимо оснастить транспортное средство всеми необходимыми габаритными огнями. Также не забудьте и про экипировку. Одного шлема будет мало. Велошлем придется заменить на мотоциклетный, а также докупить наколенники, мото костюм, крепкую обувь.

Собираем велосипед с электрическим двигателем

Если вариант бензинового движка кажется вам неэкологичным и устаревшим, можно установить электродвигатель. Купить его можно опять же через онлайн доски объявлений. Можно приобрести и новую модель.

Или установить своими руками любой электродвигатель с подходящего по мощности прибора. Идеальным вариантом будет двигатель от старого электрического мопеда. Он обладает необходимыми габаритами и мощностью.

Есть два варианта установки такого движка на велосипед:

мотор-колесо
отдельный двигателей на ременной или цепной передаче

Вариант мотор-колесо имеет приводной механизм, расположенный в его центральной части. Приводы соединяют его с блоком управления. Плюсом конструкции является возможность превратить байк в переднеприводной. При этом трансмиссия не претерпевает каких-либо изменений. Можно установить даже два мотор-колеса. На мопед готовая конструкция вряд ли будет похожа, но ездить при правильной сборке будет исправно.

Вариант с электрическим двигателем выигрывает перед бензиновым. Как минимум не понадобится выхлопная труба, а, значит, вес готового мопеда будет меньше. Чем проще сборка, тем меньше шансов поломки.

Собрать в домашних условиях мотор с нуля сможет лишь редкий механик, поэтому рассмотрим установку цельного вал-мотора.

Алгоритм работы здесь следующий:

На ось каретки монтируем новую звезду и шкив от передачи. Мы рассматриваем вариант ременной передачи.
Монтируем вал и ведущий шкив к подседельной трубе.
Соединяем между собой шкивы с помощью ремня.
Подключаем вал к источнику питания. Для этого используем специальные провода.
Выключатель, расположенный на ручке руля, соединяем в аккумулятором при помощи провода. Сам аккумулятор при этом лучше расположить на багажнике или на нижней трубе рамы, ближе к рулевой колонке.

При старте двигателя начинает вращаться валик. Он цепляет покрышку заднего колеса и подталкивает его вперед.
Передняя звезда и шкивы передают усилие трансмиссии.
При смене одно передачи на другую на выходе меняется крутящийся момент, скорость вращения самого валика при этом не меняется.

При желании можно соединить с передним колесом и второй вал. Для этого надо соединить его с основной передачей при помощи ведомого шкива.

Итоги

При желании установить на велосипед двигатель, необходимо тщательно спланировать действия, подготовить все необходимые элементы и материалы соблюдать алгоритм работы. Собрать мопед можно из подручных материалов, лишь некоторые элементы придется докупить отдельно.

Мопед, собранный на базе велосипеда, является бюджетным вариантом. Работа не предполагает больших изменений в конструкции байка, поэтому все эксперименты имеют опцию и обратного хода: при необходимости мопед возможно снова прекратить в велосипед путем демонтажа оборудования.

Все началось в прошлом году, когда я стал все чаще и чаще ездить на работу на велосипеде, т.к. ожидания в автомобильной толпе, после рабочего дня, момента приезда домой стали напрягать все больше и больше. Путь на велосипеде от дома до работы занимал по времени почти также как и на машине. Но с учетом того, что путь проходил большую часть по дорогам, на которых практически отсутствовало движение автомобилей, вдоль прибрежной полосы водохранилища и живописной аллеи, в которой в утренние часы проводили разминку спортивно-ориентированные люди, а берег украшали зевающие рыбаки с удочками – езда на велосипеде доставляла еще и моральное удовлетворение от любования за всем происходящим вокруг.

Единственным недостатком, омрачающим поездки на работу была горка, протяженностью около 300 метров с довольно крутым подъемом, при въезде на которую приходилось сбрасывать на низшие передачи и прикладывать значительные усилия. Следствием этого являлось не комфортное состояние перед началом рабочего дня в офисе.

Мысль о покупке готового набора с мотор-колесом на переднем приводе казалась мне банально простой, а также две другие причины: малая развиваемая мощность (до 500 Вт) и дороговизна – сыграли не в ее пользу.

Акцент был сделан на задний привод и использование бесколлекторного двигателя. КПД такого решения, казалось, должно быть выше, чем использование переднеприводного мотор-колеса.

Уже имея небольшой опыт в радиомоделизме, я решил использовать для реализации своей задумки компоненты от HobbyKing, как основные при постройке электровелосипеда. Механику же было решено использовать ту, которую легко достать в любом авто- или веломагазине.

Компоненты

Для постройки электровелосипеда использовались следующие компоненты:

HobbyKing

Автомагазин

Шкив генератора ВАЗ-2108, 4 шт. (500 руб.)
Ремень генератора ВАЗ-2108, 2 шт. (200 руб.)

Веломагазин

Фривил (150 руб.)
Втулка, 2 шт. (500 руб.)
Цепь (150 руб.)
Переключатель передач (300 руб.)
Звезда 52T (300 руб.)

Строительный магазин

Алмазный диск 150 мм (150 руб.)
Винты, гайки, шайбы (150 руб.)
Алюминиевый профиль 20×10 (100 руб.)

Итого 7300 руб.

Изготовление (механика)

Так как электровелосипед я планировал построить заднеприводным, для передачи крутящего момента на заднее колесо решил использовать цепную передачу, а для увеличения коэффициента передачи поставить звезду с большим числом зубьев.

Изначально я планировал вырезать звезду с нужным количеством зубьев с помощью лазерной резки в какой-нибудь мастерской, но поиски готового 3D-шаблона нужной конфигурации заняли много времени и ни к чему путному не привели. Заказ же резки вместе с изготовлением дизайнером шаблона выливался в копеечку (около 1500 руб.). Это ставило на нет основной принцип задуманной идеи – минимизация расходов на заказные и использование доступных готовых недорогих компонентов.

Поэтому в веломагазине (веломастерской) была приобретена самая большая звезда 52T, снятая с кассеты. А для крепления ее к втулке заднего колеса в строительном магазине куплен алмазный диск для болгарки подходящего диаметра (15 см). Центральное отверстие диска пришлось расточить сверлом и напильником до нужного диаметра втулки заднего колеса. Крепление этой конструкции к заднему колесу выполнено тремя болтами к спицам. Желательно для крепления использовать “ушастые” гайки, которые хорошо цепляются за спицы, а также автоконтргайки (с вкладышем). Звезду следует отбалансировать на крутящемся колесе, чтобы не было биений в разные стороны.

Для предотвращения передачи крутящего момента на двигатель с вращающегося колеса я использовал фривил на 16 зубьев, который легко купить в любом веломагазине. Проблема в том, что он предназначен для использования с более крепкими цепями и стандартные узкие цепи на него не садятся. Чтобы это стало возможным надо зубья фривила немного обточить по бокам. Я использовал для этого ручную бор-машинку с насадкой из точильного камня. 10 минут и все готово – напильником это растянулось бы надолго.

Так как фривил предназначен для накручивания на заднюю толстую втулку он имеет внутреннюю резьбу большого диаметра и для крепления его к передаточной втулке (с диаметром резьбы 10 мм) необходим переходник. Такой переходник я тоже смог найти в веломагазине. Он продавался в комплекте с втулкой черного цвета и я не знаю для чего она нужна. На фото представлен второй такой же переходник, который был с другой стороны с обратной резьбой.

Для натяжения цепи от фривила до ведомой звезды заднего колеса я использовал стандартный недорогой переключатель скоростей. Конфигурация натяжителя получилась, конечно, не самой удачной, но в целом он выполняет свою роль, а ничего лучшего я придумать не смог.

Для поэтапной передачи крутящего момента с двигателя на фривил я использовал две переходных втулки с установленными на них шкивами под клиновой ремень генератора ВАЗ-2108. Вся конструкция крепится с помощью алюминиевых профилей на раме велосипеда.

UPD. Рама не должна быть из композитных материалов вроде карбона, т.к. она должна быть монолитной и без повреждений для сохранения прочности. В противном случае рама может лопнуть. Не рекомендуется также использование алюминиевых рам. Лучше всего использовать как у меня стальную раму.

Переходные втулки тоже не обычные. У них значительно больше диаметр плоскостей, куда крепятся спицы. Это позволило прикрепить их к алюминиевым профилям. Для этого дырки под спицы немного рассверливаем под винты M3.

Шкивы для ремней имеют больший внутренний диаметра, чем диаметр резьбы переходной втулки, поэтому для исключения неточной установки шкивов я наматывал на резьбу втулки изоленту слой за слоем до диаметра отверстия шкива, а для фиксации под гайки использовал шайбы диаметром 30 мм.

В принципе, можно использовать одно передаточное звено клиноременной передачи. Запаса мощности двигателя хватит для езды по прямым дорогам и небольшим склонам. Но для уверенной езды по песку и в горки лучше использовать два звена. Каждое звено имеет кратность около 2x. Тем самым увеличивая в 2 раза передаваемый на колесо крутящий момент.

Изготовление (электрика, электроника)

Контроллер двигателя я прикрепил с помощью стяжек к одному из алюминиевых профилей, прикрепленных к раме, используя для лучшего контакта термопасту. Это позволяет лучше отводить тепло от контроллера и в процессе езды чувствуется как профиль и рама в окрестности контроллера нагреваются. С другой стороны контроллера, где установлен его радиатор, я аккуратно срезал ножом термоусадку и пристроил маленький вентилятор от старого процессора Intel 586. Хотя, по опыту эксплуатации он оказался не нужным.

Для управления мощностью двигателя я использовал серво-тестер, переведенный в ручной режим управления. Для питания серво-тестера и вентилятора охлаждения используется микросхема L7805 (КРЕН5А).

Поначалу, я отпаял с серво-тестера переменный резистор и поместил его рядом с правой рукояткой на руле. Оказалось, что такой способ плавной регулировки мощности имеет свои недостатки. Особенно неудобно им пользоваться в экстремальных ситуациях, когда приходится резко тормозить, когда рука перемещается на рычаг тормоза, а двигатель продолжает выдавать крутящий момент на тормозящее или даже блокированное колесо.

Поэтому, я упростил схему и сделал миниатюрную герконовую кнопку “газ в пол” (без фиксации) под большой палец правой руки, при нажатии на которую, двигатель начинает выдавать максимальную мощность. Для исключения резких рывков поставил на вход серво-тестера делитель напряжения на двух резисторах и конденсатор на 100 мкФ. Тем самым обеспечил плавное увеличение и уменьшение оборотов двигателя при нажатии и отпускании кнопки “газ в пол” примерно за 0,5 – 0,7 секунды.

На руль поставил ваттметр для контроля напряжения аккумулятора и измерения “расхода” запасенной в аккумуляторе емкости. Аккумулятор расположен в застегивающейся на молнию подседельной сумке. Тем самым убил двух зайцев – аккумулятор легко снимается для подзарядки и во время эксплуатации находится в замкнутом кожухе безопасности, на случай нештатного выхода из строя.

На левую рукоятку на руле поставил герконовую кнопку (без фиксации) для звукового сигнала отпугивания пешеходов. В качестве сигнала применил пьезокристаллическую автомобильную сирену — свистелку. Она вполне нормально себя чувствует при кратковременной работе на напряжении 22 В (аккумулятор 6s). Только громче чем на 12 В.

Итоги

Опишу несколько преимуществ и недостатков примененных решений. По порядку.

Цепная передача на заднее колесо имеет довольно длинный пробег, что приводит к слету цепи с фривила при движении по ухабистой дороге. Для избегания этого пришлось городить некое подобие направителя цепи перед фривилом из куска алюминиевой полоски и пластикового ролика. Так как цепь при движении бьется об него это создает неприятный громкий стучащий звук. По хорошему надо ставить натяжитель или успокоитель цепи перед фривилом, но пока не придумал как.

Крепление задней ведомой звезды к колесу не самое надежное. Есть вероятность повреждения спиц или соскакивания крепления звезды со спиц. Такое один раз уже было, когда я применял обычные гайки. После этого я поставил “ушастые гайки” и автоконтргайки. Текущую втулку лучше поменять на втулку с креплением для дискового тормоза и большую звезду посадить на его место. Но т.к. диаметр звезды гораздо больше дискового тормоза, я не уверен, что расстояния до рамы хватит для свободного вращения.

Клиновая передача усилия от двигателя до фривила по началу работала достаточно приемлемо. Однако КПД такого решения оставляет желать лучшего. При увеличении натяжения ремня увеличивается нагрузка на подшипники переходных втулок и двигателя, что приводит к повышению износа и сил трения, а отсюда понижению КПД передачи. При уменьшении натяжения ремни при высоких нагрузках (старте с места, движении в гору) начинают проскальзывать, и это тоже ведет к понижению КПД. Найти баланс крайне сложно. Применение поликлиновых шкивов проблематично из-за их громоздкости. Лучшим решением видится использование зубчатой ременной передачи.

Управление мощностью двигателя как в первом варианте с помощью переменного резистора, как я уже писал, часто неудобно. Использование кнопки “газ в пол” часто неоправданно, т.к. бывают моменты, когда необходимо ехать медленно и плавно. Схема движения “газ в пол – разгон – выбег на нейтралке” хоть по расходу емкости аккумулятора практически сравнима по эффективности с движением при постоянной работе двигателя, имеет немаловажный недостаток – проскальзывание клинового ремня при разгоне. Зато в режиме “газ в пол” ощущаешь всю мощь, установленную под своим сиденьем.

Ну и, не принципиально, но все же, звук работающего двигателя и двигающейся цепи при открытой конструкции часто пугают прохожих. Если кто из моделистов знает, как свистят бесколлекторные движки, тот поймет.

Несколько интересных фактов

Исходя из диаметров шкивов клиновой передачи (150 мм и 80 мм) и количества зубьев фривила и звезды на заднем колесе (16 и 52) получаем, что общее передаточное число равно 11,4. Это не очень много и не хватает для резвого заезда в гору, приходиться помогать ногами. Поэтому на двигатель я поставил керамический шкив от стиральной машины (купленный на барахолке) диаметром 64 мм. Это позволило увеличить передаточное число до 14,3. При напряжении батареи 22,2 В максимальная теоретическая скорость будет 45 км/ч. С учетом сопротивления воздуха и потерь мощности в передаточных звеньях, похоже на правду, т.к. по прямой я разгонялся до 40 км/ч.

Максимальный ток, потребляемый двигателем при разгоне в режиме “газ в пол” около 60 А. Таким образом, выдаваемая мощность около 1250 Вт, что в несколько раз выше чем у большинства продаваемых мотор-колес. Разгон до 40 км/ч по прямой не более 10 сек.

В текущей конфигурации я отъездил в прошлом сезоне с июля по октябрь почти каждый день на работу при суточном пробеге около 20 км.

Читайте также: