В дорогу, электромобиль!

Представьте: около подъезда нас ожидает миниатюрный автомобиль приятной современной формы. Давайте проделаем на нем маленькое путешествие. Дверь не распахивается, как в большинстве случаев, а мягко откатывается назад, освобождая широкий проем для посадки. Установленные на шарнирах сиденья выдвигаются наружу, мы садимся в них прямо с тротуара, и они легко занимают прошлое положение.

Возможно ехать.

Но смотрите: в кабине нет привычных для приборов и всех органов управления — их заменяют один рычажок да пара кнопок. Шофер легко отклоняет автомобиль — и рычажок медлено и очень тихо трогается с места.

Вырвавшись на широкий проспект, отечественный экипаж не уступает в скорости своим соседям — простым машинам. Не смотря на то, что у нас не слышно привычного рокота двигателя, не чувствуется запаха бензина и выхлопных газов…

Вы уже додумались — это миниатюрный электромобиль, что для многих еще лишь фантазия.

Примечательно, что вообще-то электромобиль практически ровесник бензиновому. При рождении, в конце прошлого века, он развивался подчас кроме того более стремительными темпами, чем другие виды машин. Достаточно сказать, что именно электромобиль во второй половине 90-ых годов девятнадцатого века в первый раз преодолел 100-километровый предел скорости, достигнув невиданной по тем временам цифры: 106 км/ч.

Но через чур уж громадны были главные недочёты таковой автомобили: громадная масса, небольшой запас хода кроме того при низкой средней скорости. Показался второй, важный и сильный соперник — автомобиль с бензиновым двигателем. Об электромобиле на долгое время забыли.

Отыскали в памяти о нем лишь в 60-х годах, в то время, когда остро поднялась, в особенности в капиталистических государствах, так называемая «неприятность транспорта больших городов»: отравление улицы ядовитыми выхлопными газами машин, уже не вмещающихся на проезжей части — так много их стало.

Пригодилось новое, бесшумное и компактное, транспортное средство специально для городов, которое не выделяло бы в воздух населенных пунктов вредные газы. Таким средством призван стать электромобиль.

У нас многие конструкторы в течение последних лет трудятся над созданием разного рода электромобилей для города. Самодеятельные автомобилестроители способны оказать в этом громадном деле неоценимую по мощь: их электромобили смогут воплотить в себе уникальные ответы, стать испытательной лабораторией для ученых.

Рис. 1. Схема муниципального электромобиля (вид сбоку спереди).

Электромобиль предоставляет довольно широкие возможности для технического творчества, а его постройка и разработка не связаны с расходами и большими трудностями. Машина возможно выполнена на базе узлов и стандартного электрооборудования от простых машин. Ее отличает предельная простота в изготовлении и в эксплуатации. Размеры же электромобиля смогут быть маленькими: так как аккумуляторную батарею легко расположить под сиденьями, а электродвигатель компактнее бензинового.

Вот один из вероятных вариантов достаточно несложного и миниатюрного электромобиля. Он пригоден для поездок по городу в течение нескольких часов без промежуточных подзарядок батарей и запланирован на среднюю семью, складывающуюся из двух взрослых и одного-двух детей, другими словами число мест соответствует формуле «2 + 2».

В электромобиле нет сложных агрегатов, кроме того привод от электродвигателя на ведущие колеса возможно упростить.

задняя оси и Передняя, подвеска, тормоза, колеса, рулевая колонка употребляются от простых машин либо мотоколясок. Для управления же помогают две педали; одна связана с реостатом и изменяет скорость перемещения, вторая — педаль тормоза.

Аккумуляторные батареи возможно применять стандартные, свинцовокислотные, напряжением 6 либо 12 В. Такие батареи недороги, надежны и несложны в обращении, но имеют два очень значительных недочёта — невысокую энергоёмкость и большую массу (другими словами энергию, снимаемую с единицы собственной массы, в среднем 18—25 Вт•ч/кг). Очень перспективны железоникелевые батареи, каковые имеют по сравнению со свинцовыми намного больший срок работы и меньшую массу, их удельная энергоемкость образовывает 23—30 Вт•ч/кг.

Другие типы особых аккумуляторная батарей, владеющих высокой энергоемкостью при малой массе, пока еще не вышли Из стадии опытов. Практически все электромобили, производимые кроме того в заводских условиях, сейчас снабжаются свинцовыми батареями.

Аккумуляторные батареи — сердце электромобиля и одновременно с этим самое не сильный его место.

Так как все характеристики электромобиля — запас хода, динамика, скорость, вес — зависят в первую очередь от них. Из-за малой же энергоемкости каждой батареи приходится увеличивать их количество, что, со своей стороны, ведет к снижению веса запаса и повышению машины хода, динамики и скорости.

Исходя из этого нужно достигнуть минимальной массы всех кузова и узлов электромобиля. У существующих моделей неспециализированная масса батарей образовывает 50—70% от полной массы электромобиля.

Рис. 2. Неспециализированная компоновка узлов электромобиля:

1 — аккумулятор, 2 — передняя подвеска.

Само собой разумеется, увеличения запаса хода возможно добиться и промежуточными подзарядками батарей, на краткосрочных остановках присоединяясь к простой сети, но данный путь не совсем эргономичен. И конструкторы нашли возможность подзарядки батарей кроме того не на остановках, а прямо в пути.

Так как при муниципальном перемещении машина довольно часто тормозит, едет накатом либо под уклон. В этом случае электродвигатель может служить генератором, производящим ток для подзарядки батарей. Данный принцип именуется рекуперацией энергии, а дабы своевременно создавать автоматическое переключение на разрядку либо подзарядку батарей, помогают особые электронные тиристорные совокупности управления, каковые кроме этого содействуют более рациональному расходу электроэнергий.

На отечественном электромобиле под передними сиденьями установлено в один либо два последовательности 6 либо 12 аккумуляторных батарей: их количество зависит от типа, черт, габаритов и массы. Вероятна установка еще 4 дополнительных батарей в пространстве между задними колесами, но наряду с этим соответственно сократится емкость грузового отделения. При средней массе одной батареи около тридцати килограмм их неспециализированный вес будет равна примерно 360 кг.

Все батареи нужно устанавливать на выдвижных поддонах, по 3—4 штуки на каждом, дабы возможно было систематично создавать их обслуживание и осмотр. Полная зарядка ведется ночью в течение 8—9 часов от простой сети через подзарядное устройство.

В качестве мотора предлагается применять два тяговых сериесных электродвигателя постоянного тока мощностью по 3—5 кВт.

Оба электродвигателя устанавливаются на подрамнике конкретно за батареями, поперечно, на одной оси. Любой из них через ременную либо цепную передачу вращает собственный колесо. В зависимости от мощности электродвигателей, диаметра и расчётной скорости электромобиля его ведущих колес соответственно изменяется передаточное отношение.

Задняя подвеска свободная, уникальной конструкции, с применением стандартных пружин и гидроамортизаторов от «Запорожца». Колеса крепятся на продольных рычагах коробчатого сечения, качающихся на оси, общей с осью электродвигателей. Цепные приводы заключены в кожухи рычагов. Для данной цели смогут быть использованы кроме этого и рычаги задней подвески «Запорожца» либо другого автомобиля, но при соответствующем трансформации их конструкции.

Передняя рулевое управление и подвеска смогут быть применены от автомобиля ЗАЗ-965 без всяких трансформаций, но в таком виде передняя подвеска с двумя поперечными торсионами будет создавать помеху для установки педалей и ног водителя. Действительно, возможно отнести вперед всю совокупность подвески, но наряду с этим увеличится и протяженность электромобиля. Исходя из этого предлагается разнесение торсионов подвески: верхний торсион находится немного выше и соединяется с нижним при помощи рамы С-образной формы.

Эта рама с внутренней стороны огибает переднюю панель кузова и делает кроме этого роль каркаса безопасности либо особого буфера, защищающего пассажиров и водителя при аварии. Финиши рычагов от торсионов соединены поворотными стойками; на них действуют тяги рулевой трапеции, каковые кроме этого перенесены наверх. Целесообразно предусмотреть надёжную конструкцию рулевой колонки — к примеру, телескопического типа.

В качестве совокупности управления электромобилем возможно применить несложный реостат барабанного типа: движок его связывается с педалью управления. Торможение может выполняться при помощи реверсирования тягового электродвигателя, но в целях увеличения безопасности электромобиль нужно снабдить и простой совокупностью торможения.

Реостатная совокупность управления самая несложная и недорогая, но при ее применении появляются большие утраты энергии, в особенности при разгонах электромобиля. Исходя из этого перспективными совокупностями управления считаются безреостатные, на полупроводниковых управляемых вентилях (тиристорах) с импульсным способом регулирования тягового электродвигателя. Такие совокупности снижают утраты энергии, улучшают характеристики электродвигателя, и снабжают рекуперирование электричества.

Благодаря созданию замечательных полупроводниковых вентильных выпрямителей стало возмможно преобразования постоянного тока от аккумуляторных батарей в переменный ток нужной частоты. Это разрешает применять более качественные электродвигатели переменного тока, каковые отличаются от электродвигателей постоянного тока существенно уменьшенными габаритами и массой, а это очень принципиально важно для электромобиля.

Подробнее ознакомиться с этими новыми совокупностями возможно по книге О. Ставрова «Электромобили» (М., «Транспорт», 1968).

Кузов возможно выклеен из стеклопластика и иметь высокие и широкие боковые окна, переднее ветровое стекло поднятых размеров, в особенности в нижней части. Это дает водителю громадной обзор, что принципиально важно в стесненных условиях муниципального потока.

На щитке крепятся указатели и необходимые приборы, а с наружной его стороны за продольной прозрачной накладкой возможно установить 2 либо 4 фары. указатели поворотов и Продолговатые подфарники устанавливаются спереди на боковых скруглениях кузова с тем расчетом, дабы их было видно как спереди, так и сбоку. Позади кроме этого крепятся стоп сигнал и указатели-поворотов.

Боковые двери электромобиля возможно сделать простыми, раскрывающимися на петлях, но достаточно заманчивой возможно новая конструкция сдвижных дверей, как в купе вагонов. Это разрешит намного сократить занимаемое электромобилем место на стоянке, из него возможно будет вольно выйти, даже в том случае, если расстояние между стоящими рядом автомобилями не превышает 25—30 см.

Сиденья выполняются упрощенно: так как муниципальные поездки непродолжительны, и человек не почувствует усталости, как на протяжении дальних путешествий. Но при конструировании основания передних сидений нужно учесть требования безопасности к ним: при любых нагрузках на протяжении вероятной аварии сиденья не должны сдвигаться со собственного места. Нужно предусмотреть кроме этого использование ремней безопасности.

Задние, детские места выполняются объединенными либо раздельными, они немного меньше и находятся на возвышении, под полом которого находится электрическая часть автомобили.

Задние сиденья смогут быть складными либо съемными, что разрешает эту часть автомобили применять и для перевозки багажа. С данной же целью задняя стена электромобиля поднимается, как у грузопассажирских автомобилей .

Помимо этого, заднее либо одно боковое стекло возможно сделать раскрывающимся вовнутрь: это разрешит складывать приобретения в электромобиль конкретно с улицы, не открывая дверей.

На электромобиле возможно установить колеса маленького диаметра от мотоколясок, размером 5,20—10. Но в связи со применением и значительной массой электромобиля стандартных подвесок целесообразнее применять колеса от «Запорожца» либо «Жигулей».

Итак, отечественный электромобиль спроектирован. Вот его главные параметры, пока только расчетные. В зависимости от типов применяемого электрооборудования электромобиль при средней скорости 32—40 км/ч должен иметь запас хода 60—70 км и большую скорость 65—70 км/ч. Протяженность электромобиля 2,5—2,7 м, ширина 1,5—1,6 м, высота 1,5 м. Личная масса с аккумуляторными батареями в зависимости от их количества от 600 до 800 кг, нагрузка 350 кг.

Теоретическое время разгона электромобиля с места до скорости 60 км/ч 10—12 с, что считается в полной мере приемлемым для современного муниципального перемещения.

Мы внесли предложение вам неспециализированную схему устройства легкового электромобиля для города; вариантов же схемы и конструкции возможно неограниченное количество. Первоначально возможно сделать умелый самый несложный вариант электромобиля, а после этого, неспешно дополняя и модернизируя его, прийти к самый оптимальному варианту.

Итак, в первых рядах неизведанная дорога поисков, на которой самодеятельные конструкторы смогут найти занимательные ответы. А возможности огромные: создание особых легких и энергоемких аккумуляторных батарей, легких и замечательных электродвигателей минимальных размеров, каковые возможно было бы располагать прямо в колесах, создание новых электронных совокупностей управления электромобилем, использование переменного тока и эргономичных подзарядных устройств, применение только одного рычажка для управления направлением и скоростью перемещения автомобили, как у электромобиля будущего, обрисованного в начале, создание прочного и легкого шасси, эргономичного кузова современной формы.

В добрый путь, электромобиль!

Е. КОЧНЕВ, инженер

КОММЕНТАРИЙ ЭКСПЕРТА

Неприятности электромобилей затрагивались на страницах «Моделиста-конструктора» еще в то время, в то время, когда («громадное автомобилестроение» и не занималось ими. Тогда электромобили казались занятными автомобилями-игрушками.

За последние годы сложилась новая обстановка. Электромобили становятся все более нужными. Исходя из этого последовательность заводов и институтов исследует, сооружает и испытывает электромобили, налаживается выпуск их умелых партий.

направляться ли из этого, что самодеятельным конструкторам сейчас нечего делать в области электромобилей?

Нам думается, наоборот, как раз сейчас имеется возможность изучить, применять и развить накопленный экспертами опыт. Белее того — постараться решить не решенные ими неприятности.

А таких неприятностей много. Тут и кузова конструкции электромобиля и облегчение механизмов для уменьшения его массы, не обращая внимания на наличие ка нем других электроагрегатов и тяжёлых аккумуляторов.

И защита людей от поражения током — так как его напряжение может (в зависимости от числа и характера аккумуляторная батарей, схемы их соединения) достигать 200—300 В. Устройство отопления кузова, конструкция легкосьемных аккумуляторных контейнеров и другое.

Статья Е. Кочнева дает самодеятельным конструкторам нужные идеи постройки электромобиля.

В будущем мы попытаемся ознакомить читателей с современными отечественными и зарубежными электромобилями: экспериментальными, серийными и… любительскими. А такие уже имеется!

Ю.

ДОЛМАТОВСКИЙ, кандидат технических наук, зав. лабораторией Национального НИИ автомобильного транспорта

Игромир

В дорогу, электромобиль!

Рандомные статьи:

Путешествие на электромобиле Nissan LEAF по Украине

Похожие статьи, которые вам понравятся: