Увидеть металлический диск внутри оси велосипедного колеса сегодня можно довольно часто. Не сложно догадаться, что это не что иное, как велосипедный электродвигатель – мотор-колесо – изобретение ученого Василия Васильевича Шкондина. Несколько десятков лет тому назад казалась совсем невероятной возможность переоборудования обычного велосипеда в электрический при помощи небольшого набора электрокомпонентов, и потому стоит отдать должное российскому ученому, который более 20 лет занимался активным внедрением в транспортную промышленность своего главного изобретения – импульсно-инерционного электрического мотор-колеса.
История трудовых достижений человека, не единожды получавшего награды за изобретения, касаемые электротранспортных технологий, заслуживает особого внимания наших читателей. Довольно удачные попытки совмещение двигателя с колесом воедино, так чтобы отпала необходимость в трансмиссии, предпринимались ещё в XІX веке. 14 апреля 1900 года на парижской выставке World Expo был замечен электромобиль Lohner-Porsche с электрическими мотор-колесами. Данную двигательную установку в автомобиле реализовал ни кто иной, как молодой инженер Фердинанд Порше – всемирно известный производитель автомобилей в XІX веке. Конструкция мотор-колес Порше настолько пришлась людям по вкусу, что начиная с 1911 года колесными электродвигателями системы Лонера-Порше стали оборудоваться не только автомобили, но и троллейбусы, самосвалы, железнодорожные локомотивы. Правда, с развитием бензиновых двигателей, мотор-колеса начали встречаться в автомобилях куда реже, но сама идея – подобная разработка просто не могла быть забыта. Тогда почему же мотор-колеса начали использоваться лишь в габаритных транспортных средствах и немного обошли стороной велосипеды? Неужели двухколесные транспортные средства не заслуживали внимания? Дело в том, что конструкторам того времени было довольно сложно добиться сочетания высокой производительности велосипедного мотор-колеса и его малого веса. Как правило, мотор-колеса, встречающиеся на транспортных средствах XІX века, были довольно громоздкими, но в принципе, с весом не особо приходилось заморачиваться, ведь устанавливались эти электромоторы на довольно большие, увесистые средства передвижения. Совсем же другое дело крохотный велосипед... В период с 1860 по 1895 год было создано несколько версий электрических велосипедов, среди которых присутствовали и модели с мотор-колесами. В 1895 году Огдэн Болтон получил патент за разработку щеточно-коллекторного двигателя постоянно тока, внедренного во внутреннее пространство заднего колеса. Попытки оснащения велосипедов мотор-колесами предпринимались не раз, но по причине того, что велосипедные электрические двигатели были довольно увесистыми и не обеспечивали развития достаточного показателя крутящего момента, довольно долгое время данное изобретение находилось в небытие.
Создать дешевое электрическое велосипедное мотор-колесо совсем небольших размеров и малого веса, но с отличным показателем крутящего момента, да ещё лишь с одной единственной вращающейся деталью удалось в 1980-х гг. инженеру Василию Василиевичу Шкондину. Поставив перед собой цель создания двигателя, существенно превосходящего традиционные моторы по показателям работоспособности, сотрудник Института русского языка им. А. С. Пушкина, журналист по образованию В. Шкондин собрал рабочий образец импульсно-инерционного двигателя. Принципы однополярных и чередующихся импульсов в последующем были подтверждены целым рядом патентов, выданных на имя изобретателя.
Изобретение В.Шкондина было поистине революционным, ведь ему первому за многие годы удалось решить задачу установления идеального баланса между велосипедом и электрическим двигателем. На Всемирном салоне изобретений "Брюссель – Эврика - 1990" Василий Шкондин был удостоен звания человека года, а за свою разработку инвалидной электроколяски получил золотую медаль. Несколько позже российский изобретатель получил награди на выставках в Брюсселе, Женеве, Сауле, Ганновере, Париже. Но как ни печально, мировая слава постучала в двери Василия Васильевича не сразу, мало кто проявлял коммерческий интерес к его творениям. Изобретения ученого регулярно патентовались, однако до серийного производства довольно продолжительное время дело так и не доходило. Не получив поддержки на родине, Шкондин взял курс на запад. В 1992 году Шкондин получил патент на свое изобретение в США. В середине 1990-х обращения к представителям иностранных государств принесли плоды – было налажено сборку электровелосипедов на основе двигателя Шкондина на Кипре. В 1997 году программой электрофикации велосипедного транспорта В. В. Шкондина заинтересовался Всемирный Банк, который начиная с 1998 года решился на оснащение мотор-колесами его разработки рикш в Бангладеше, но как-тодальше выпуска небольшого тиража электрических трициклов дело не дошло. Зато в 2003 году российского ученого ждало истинное счастье – его изобретение было высокого оценено английской фирмой «Flintstone Technologies», которая, не долго думая, решилась на значительные финансовые вложения в область развития электрического транспорта с мотор-колесами Шкондина, так как увидела в данном изобретение значительные коммерческие преимущества. Для реализации данного проекта даже было создано предприятие «Ultra Motors», статутный капитал которого в момент основания составлял практически миллион долларов. В данной компании Василий Шкондин, как и полагалось, занял должность технического директора. Согласно неофициальных данных Flintstone Technologies принадлежало более 44% акций новообразованной компании. Как говорится, счастье лишним не бывает... В тот же знаменательный для Шкондина 2003 год состоялось ещё одно финансовое "вливание" в реализацию его разработки – в качестве инвестора выступила также компания «Русские технологии», возложив на проект Василия Васильевича "большие надежды", исчисляемые более чем одним миллионом долларов. Экологически безопасными и эффективными в работе мотор-колесами заинтересовалась и индийская компания «Crompton Greaves». В 2005 году она занялась выпуском мотор-колес системы Василия Шкондина с целью комплектации ими велосипедов, скутеров, трициклов, инвалидных колясок, погрузочных электрокаров.
Свое главное изобретение В. Шкондин позиционирует, как мотор-колесо. Хоть сам по себе коллекторный электрический двигатель может быть модифицирован и использован в разного рода электротехнике, его главное предназначения – расширение возможностей велосипедного транспорта. Для того, чтобы понять особенности и принцип работы мотор-колеса Шкондина, его нужно прежде всего сравнить со стандартным двигателем постоянного тока и бесколлекторным электромотором.
Бесколлекторные вариант мотор-колеса Шкондина
Шкондин получил несколько патентов на свои изобретения, но наиболее важно то, что российский ученый рассматривал возможность использования в электрическом транспортном средстве двигателя без коллектора (щеточного-коллекторного узла). Электродвигатель Шкондина – это объединение магнитных дорожек, динамично изменяющих параметры при переключении обмоток электромагнитов.
Схема обмоток и щеточного узла мотор-колеса Шкондина
Вначале Василий Васильевич испытал свой двигатель на инвалидной коляске, после чего уже решился на установку мотор-колеса на велосипед, скутер, мотоцикл и даже автомобиль. Как отметил разработчик, мотор отлично показал себя во всех вариантах комплектации. Так как электродвигатель, интегрируемый во внутреннее пространство колеса транспортного средства, уже не имел редуктора, шестеренок и трансмиссии, он получился значительно более прочным и долговечным.
Что касается конструктивного исполнения, то устроен электродвигатель Шкондина довольно просто - состоит он лишь из 5-6 основных деталей. Конструкция данного импульсного инерционного электродвигателя несколько похожа на электрогенератор Джона Серла, поэтому, понимая принципы работы последнего, можно легко разобраться и с работой шкондиновского мотор-колеса. Главными элементами мотор-колеса является внутренний статор с круговым магнитоприводом и внешний ротор. На статоре на одинаковом расстоянии друг от друга размещено 11 пар магнитов неодим-железо-борного состава, образуя 22 полюса. На роторе, отделенном от статора воздушным промежутком, имеется 6 подковообразных электромагнитов, расположенных попарно и сдвинутых на 120° в отношении друг друга. Благодаря тому, что растояние между полюсами электромагнитов ротора равно расстояние между магнитами статора, при соприкосновении одного из полюсов электромагнитов с соседними полюсами магнитов статора контакта между полюсами иных электромагнитов с полюсами магнитов не возникает. При изменении положения полюсов магнитов относительно друг друга создается градиент напряженности магнитного поля, который, по сути, и является источников образования крутящего момента. Получается, что в определенный момент времени крутящий момент формирует пять электромагнитов ротора и 20 магнитов статора.
Иные компоненты конструкции мотор-колеса Шкондина – закрепленный на корпусе статора распределительный коллектор, состоящий из отдельных, изолированных друг от друга токопроводных пластин, количество которых равно числу электромагнитов, и токосъемники с элементами токосъема. Каждая из пластин соединяется с одним из выводов катушек двух соседних электромагнитов. Каждый из электромагнитов имеет по две катушки с последовательно встречным направлением обмотки. Принцип создания намотки указанных электромагнитов таков: если одна катушка мотается по часовой стрелке, то другую выполняют против часовой стрелки. Обмотки катушек соседних электромагнитов соединяются последовательно, а выводы противоположных – соединяются между собой. Количество витков в обмотках противоположных электромагнитов может быть различным.
В основе работы электродвигателя Шкондина лежит действие сил электромагнитного притяжения и отталкивания, наблюдаемые при взаимодействии электромагнитов ротора и неодимовых магнитов статора. Когда электромагнит проходит между осями неодимовых магнитов, образуется магнитный полюс одноименный с полюсом магнита, который ему уже удалось преодолеть, и противоположный полюсу магнита, к которому он движется. Иными словами, электромагнит отталкивается от одного магнита и притягивается к другому – последующему в направлении вращения. Указанное электромагнитное взаимодействие и обеспечивает вращение обода. Если электромагнит достигает оси магнита, то он обесточивается, так как именно здесь располагается токосъемник. Использование своеобразных "пауз" позволяет существенно экономить энергию аккумуляторных батарей транспортного средства, питая двигатель лишь тогда, когда это будет выгодно. Скорость вращения мотор-колеса прямо зависит от количества электричества подаваемого к токопроводящим пластинам.
КПД электродвигателя составляет 83%. При создании тяги в электродвигателе противоЭДС не наблюдается, однако на холостом ходу конструкция электрического мотор-колеса позволяет максимально эффективно возвращать часть энергии в аккумуляторы за счет позникновения противоЭДС, а не только в момент торможения, существенно увеличивая таким образом дальность пробега электровелосипеда (функция рекуперации энергии).
Внешняя корпусная защитная часть электромотора Шкондина имеет отверстия для продевания спиц и соединения с ободом велосипедного колеса.
Василий Шкондин предполагал возможность расположения ротора, как с внешней стороны статора, так и изнутри (фиг.1, фиг.2). Что же касается конструктивного исполнения двигателя, то его форма тоже может быть изменена с колесообразной, скажем, в цилиндровую, наподобии той, которая популярна среди целого ряда двигателей постоянного тока. Последний момент особо важен, так как делает возможным использование электродвигателей конструктивной разработки Василия Шкондина не только при сборке наземного транспорта, но и воздушного, космического. Помимо электродвигателя Василий Васильевич собрал несколько вариантов генераторов, который могли бы использоваться параллельно с электромоторами. Когда электродвигатели будут обеспечивать пространственное перемещение транспортного средства, электрогенераторы обеспечат выработку электрической энергии для питания аккумуляторных батарей, повысив таким образом КПД электроустановки до 90%. Среди технологических разработок Шкондина выделяется и симбиоз электромотора и генератора, дополняемого солнечной батареей.
Электродвигатель Шкондина со статором внутри ротора
Электродвигатель Шкондина с ротором внутри статора
Что касается достоинств мотор-колес Шкондина, то они характеризуются не только малым весом и доступной ценой, но и более высокой производительностью, нежели электродвигатель стандартной конструкции. Изобретению Шкондина при относительно простом конструктивном исполнении свойствен свободный инерционный ход, большая скорость вращения. Так, на 300W электродвигателе, выпушенном согласно его задумки, можно разгонятся без педалей до 25-30 км/ч на ровной дороге. Не совсем низкой будет и скорость перемещения по местности с уклонов в 8 градусов – около 20-22 км/ч. Поддержка функции рекуперации энергии при торможении и спусках позволяет возвращать в аккумуляторные батареи до 180W энергии.
Благодаря использованию малого количества деталей удается не только повысить надежность мотор-колеса Шкондина, но и уменьшить его себестоимость практически в два раза по сравнению с иными типами электрических двигателей. В отличии от большинства электромоторов велосипедного транспорта, комплектуемых электронным блоком управления, мотор-колесо Шкондина не требует внешнего управляющего устройства. Этот электродвигатель совершенно не боится пилы, влаги, не имеет свойства нагреваться во время работы.
Простота исполнения, низкая стоимость производства, эксплуатации и ремонта, отличные качественные характеристики делают мотор-колеса Шкондина весомым и ценным продуктом. В настоящее время ведутся работы в направлении широкого внедрения данного электродвигателя в механизм работы разных видов транспорта: электровелосипедов, электроскутеров, электромобилей, водного и воздушного электротранспорта. Данная разработка позволяет ослабить зависимость средств передвижения от сырьевых ресурсов и увеличения их экологичности.
Велосипед - это отличное средство передвижения не только для тех, кто постоянно ищет себе адреналин, покоряя новые и новые горные и лесные дороги, но и для тех, кто совершает короткие поездки за продуктами в магазин. Зачастую эти люди довольствуются обычными велосипедами, работа которых основана на мускульной тяге. Но все же с каждым годом растет количество тех, которые двигаются при помощи маленького электрического двигателя. При этом велолюбителю предоставляется возможность ехать на педалях и таким образом заехать на крутую гору еще с большей скоростью. Но не обязательно приобретать новый транспорт в таком случае. Достаточно лишь доукомплектовать старый специальным элементом, которое называется колесо-мотор. На какие правила необходимо обратить внимание при его изготовлении, рассмотрим прямо сейчас.
мотор своими руками? Готовим инструменты
Для начала нам необходимо приобрести новое колесо диаметром от 20 до 28 дюймов. Можно использовать и старое, но в таком случае нужно убедится в его нормальной работе. В идеале колесо не должно образовывать «восьмерок» на ходу и быть хорошо отрегулированным на спицах.
Кроме этого, для создания нужно приобрести аккумуляторную батарею. А для того чтобы можно было регулировать скорость движущегося велосипеда, нужно позаботится об установке специального регулятора скорости. Для хранения батареи покупается чехол или сумка, соответствующая размерам АКБ.
Еще одна немаловажная деталь - контроллер. Этот элемент представляет собой блок с множеством проводов, отвечающий за работу всего мотор-колеса. Контроллер являет
собой плату, расположенную в металлическом (чаще всего алюминиевом) корпусе для защиты от негативного воздействия внешних факторов. Чаще всего он устанавливается на место крепежа фляги, непосредственно на раму.
Чтобы обеспечить бесперебойность работ всех электромеханизмов, следует заготовить комплект предохранителей и провода. Последние можно использовать от обычных аудиоколонок.
Принцип работы устройства
Перед тем как начать изготавливать колесо-мотор, нужно вникнуть в его принцип действия. Данный элемент представляет собой постоянного тока. Колесо-мотор заспицовывается в велосипедный обод и может монтироваться как сзади, так и спереди (некоторые устанавливают его сразу на два колеса). По своей мощности электрические моторы, применяемые для таких байков, могут быть 250 Вт, 500 и даже 1000 Вт. Последний способен развить скорость до 60 километров в час. Правда, вряд ли это будет безопасно на горной трассе или в жилой зоне в черте города. Кстати, вне зависимости от мощности данные электромоторы не нуждаются в дополнительных настройках, регулировках и обслуживании.
колесо своими руками? Правила изготовления
Преимущества использования мотор-колеса на велосипедах
Во-первых, благодаря наличию электрического двигателя вы можете безо всяких физических усилий преодолевать большие расстояния, что особо важно для пожилых и неподготовленных людей. Во-вторых, для езды на таком транспорте, в отличие от мотоциклов и скутеров, не требуется прав определенной категории. А это значит, что управлять им может абсолютно каждый. В-третьих, за счет компактности велосипеда вы не будете стоять в постоянных пробках. К тому же для хранения такого транспорта не нужно приобретать отдельный гараж.
Обслуживание
Сделанное мотор-колесо своими руками (а точнее его электродвигатель), в отличие от двигателя внутреннего сгорания, практически никогда не нуждается в дополнительном обслуживании. А это значит, что затраты на его содержание будут минимальными.
Работает колесо-мотор Шкондина от энергии аккумулятора, который без подзарядки способен преодолеть до 30 километров пути. Но даже если АКБ разрядится, все равно вам не придется буксировать его - в любой момент этот транспорт может превратиться в обычный велосипед, движение которым осуществляется мускульным усилием.
Сколько стоит данная деталь в магазинах?
В среднем новый электродвигатель, устанавливаемый на обод велосипеда, можно приобрести по цене от 10 до 30 тысяч рублей стоит еще дороже). При этом стоит отметить, что стоимость может существенно варьироваться от мощности устройства. Комплект может стоить и 3 тысячи, но его хватит лишь на 200 метров езды.
Изготавливая же его самостоятельно, вы можете сами подобрать для себя такое устройство, которое бы соответствовало вашим требованиям и характеристикам.
Итак, мы выяснили, как сделать мотор-колесо своими руками.
Тема, с которой хочу ознакомить вас уважаемый читатель сегодня, возникла внезапно. Во время проведения Х международной специализированной выставки по энергоэффетивности и ВИЭ-2017 в МВЦ Киев, на прошлой неделе, к нашему стенду подошел посетитель и зразу задал вопрос, есть ли в нашем журнале «Винахідник і раціоналізатор» информация о мотор-колесе Шкондина . Мой отрицательный ответ смутил его, но мы разговорились и нашли точки соприкосновения в изобретениях, касающихся электроприводов для велосипеда.
В свое время на блоге я рассказывал об асинхронном колесе российского инженера Дмитрия Дуюнова. Но нашего посетителя интересовала разработка именно Шкондина, поэтому я нашел подходящий материал и решил возобновить в памяти это оригинальное устройство, способное значительно усилить эффект езды на велосипеде и не только на нем.
Об истории изобретения
Увидеть металлический диск внутри оси велосипедного колеса сегодня можно довольно часто. Не сложно догадаться, что это не что иное, как велосипедный электродвигатель, названный мотор-колесо. В свое время такую разработку выполнил и запатентовал инженер-изобретатель Василий Шкондин. Нужно отдать должное российскому ученому, который более 20 лет занимался внедрением своего главного изобретения - импульсно-инерционного электрического мотор-колеса.
Изобретения электротранспортных технологий всегда пользовались особым вниманием. Довольно удачные попытки совмещение двигателя с колесом воедино, так чтобы отпала необходимость в трансмиссии, предпринимались ещё в XІX веке. В апреле 1900 года на парижской выставке World Expo был замечен электромобиль Lohner-Porsche с электрическими мотор-колесами. Данную двигательную установку в автомобиле реализовал ни кто иной, как молодой инженер Фердинанд Порше - всемирно известный производитель автомобилей в XІX веке.
Конструкция мотор-колес Порше настолько пришлась людям по вкусу, что начиная с 1911 года колесными электродвигателями системы Лонера-Порше стали оборудоваться не только автомобили, но и троллейбусы, самосвалы, железнодорожные локомотивы. Правда, с развитием бензиновых двигателей, мотор-колеса начали встречаться в автомобилях куда реже, но сама идея - подобная разработка просто не могла быть забыта.
А что же велосипеды? В период с 1860 по 1895 год было создано несколько версий электрических велосипедов, среди которых присутствовали и модели с мотор-колесами. В 1895 году Огдэн Болтон получил патент за разработку щеточно-коллекторного двигателя постоянно тока, внедренного во внутреннее пространство заднего колеса. Попытки оснащения велосипедов мотор-колесами предпринимались не раз, но по причине того, что велосипедные электрические двигатели были довольно увесистыми и не обеспечивали развития достаточного показателя крутящего момента, довольно долгое время данное изобретение находилось в небытие.
Создать дешевое электрическое велосипедное мотор-колесо совсем небольших размеров и малого веса, но с отличным показателем крутящего момента, да ещё лишь с одной единственной вращающейся деталью удалось в 1980-х гг. инженеру Василию Шкондину. Поставив перед собой цель создания двигателя, существенно превосходящего традиционные моторы по показателям работоспособности, Шкондин собрал рабочий образец импульсно-инерционного двигателя. Принципы однополярных и чередующихся импульсов в последующем были подтверждены целым рядом патентов, выданных на имя изобретателя.
Это изобретение стало поистине революционным, ведь впервые за многие годы удалось решить задачу установления идеального баланса между велосипедом и электрическим двигателем. На Всемирном салоне изобретений "Брюссель - Эврика — 1990" Василий Шкондин был удостоен звания человека года, а за свою разработку инвалидной электроколяски получил золотую медаль. Несколько позже российский изобретатель получил награды на выставках в Брюсселе, Женеве, Сеуле, Ганновере, Париже.
Но как ни печально, изобретение длительное время нельзя было реализовать и до серийного производства дело так и не доходило. В середине 1990-х после получения патента США, была налажена сборка электровелосипедов на основе двигателя Шкондина на Кипре. А в 2003 году изобретением российского ученого заинтересовалась английская фирма «Flintstone Technologies». Для реализации данного проекта было создано предприятие «Ultra Motors», статутный капитал которого в момент основания составлял практически миллион долларов. В данной компании Василий Шкондин, занял должность технического директора.
В этом же году состоялось ещё одно финансовое "вливание" в реализацию его разработки - в качестве инвестора выступила компания «Русские технологии», возложив на проект Василия Васильевича "большие надежды", исчисляемые более чем одним миллионом долларов. Экологически безопасными и эффективными в работе мотор-колесами заинтересовалась и индийская компания «Crompton Greaves». В 2005 году она начала производить мотор-колеса системы Василия Шкондина с целью комплектации ими велосипедов, скутеров, трициклов, инвалидных колясок, погрузочных электрокаров.
Свое главное изобретение Василий Шкондин позиционирует, как мотор-колесо. Хоть сам по себе коллекторный электрический двигатель может быть модифицирован и использован в разного рода электротехнике, его главное предназначения - расширение возможностей велосипедного транспорта. Для того, чтобы понять особенности и принцип работы мотор-колеса Шкондина, его нужно прежде всего сравнить со стандартным двигателем постоянного тока и бесколлекторным электромотором.
Шкондин получил несколько патентов на свои изобретения, но наиболее важным было то, что ученый рассматривал возможность использования в электрическом транспортном средстве двигателя без коллектора (щеточного-коллекторного узла). Электродвигатель Шкондина - это объединение магнитных дорожек, динамично изменяющих параметры при переключении обмоток электромагнитов.
Вначале Василий Васильевич испытал свой двигатель на инвалидной коляске, после чего уже решился на установку мотор-колеса на велосипед, скутер, мотоцикл и даже автомобиль. Как отметил разработчик, мотор отлично показал себя во всех вариантах комплектации. Так как электродвигатель, интегрируемый во внутреннее пространство колеса транспортного средства, уже не имел редуктора, шестеренок и трансмиссии, он получился значительно более прочным и долговечным.
Конструктивные особенности и принцип работы
Что касается конструктивного исполнения, то электродвигатель Шкондина довольно прост — состоит он лишь из 5-6 основных деталей. Главными элементами мотор-колеса является внутренний статор с круговым магнитоприводом и внешний ротор. На статоре на одинаковом расстоянии друг от друга размещено 11 пар магнитов неодим-железо-борного состава, образуя 22 полюса. На роторе, отделенном от статора воздушным промежутком, имеется 6 подковообразных электромагнитов, расположенных попарно и сдвинутых на 120° в отношении друг друга.
Благодаря тому, что расстояние между полюсами электромагнитов ротора равно расстояние между магнитами статора, при соприкосновении одного из полюсов электромагнитов с соседними полюсами магнитов статора контакта между полюсами иных электромагнитов с полюсами магнитов не возникает. При изменении положения полюсов магнитов относительно друг друга создается градиент напряженности магнитного поля, который, по сути, и является источников образования крутящего момента. Получается, что в определенный момент времени, крутящий момент формирует пять электромагнитов ротора и 20 магнитов статора
Иные компоненты конструкции мотор-колеса Шкондина - закрепленный на корпусе статора распределительный коллектор, состоящий из отдельных, изолированных друг от друга токопроводных пластин, количество которых равно числу электромагнитов, и токосъемники с элементами токосъема. Каждая из пластин соединяется с одним из выводов катушек двух соседних электромагнитов. Каждый из электромагнитов имеет по две катушки с последовательно встречным направлением обмотки. Принцип создания намотки указанных электромагнитов таков: если одна катушка мотается по часовой стрелке, то другую выполняют против часовой стрелки. Обмотки катушек соседних электромагнитов соединяются последовательно, а выводы противоположных - соединяются между собой. Количество витков в обмотках противоположных электромагнитов может быть различным.
В основе работы электродвигателя Шкондина лежит действие сил электромагнитного притяжения и отталкивания, наблюдаемые при взаимодействии электромагнитов ротора и неодимовых магнитов статора. Когда электромагнит проходит между осями неодимовых магнитов, образуется магнитный полюс одноименный с полюсом магнита, который ему уже удалось преодолеть, и противоположный полюсу магнита, к которому он движется. Иными словами, электромагнит отталкивается от одного магнита и притягивается к другому - последующему в направлении вращения. Указанное электромагнитное взаимодействие и обеспечивает вращение обода. Если электромагнит достигает оси магнита, то он обесточивается, так как именно здесь располагается токосъемник. Использование своеобразных "пауз" позволяет существенно экономить энергию аккумуляторных батарей транспортного средства, питая двигатель лишь тогда, когда это будет выгодно. Скорость вращения мотор-колеса прямо зависит от количества электричества подаваемого к токопроводящим пластинам.
КПД электродвигателя составляет 83%. При создании тяги в электродвигателе противоЭДС не наблюдается, однако на холостом ходу конструкция электрического мотор-колеса позволяет максимально эффективно возвращать часть энергии в аккумуляторы за счет возникновения противоЭДС, а не только в момент торможения, существенно увеличивая таким образом дальность пробега электровелосипеда (функция рекуперации энергии).
Внешняя корпусная защитная часть электромотора Шкондина имеет отверстия для продевания спиц и соединения с ободом велосипедного колеса.
Что касается достоинств мотор-колес Шкондина, то они характеризуются не только малым весом и доступной ценой, но и более высокой производительностью, нежели электродвигатель стандартной конструкции. Изобретению Шкондина при относительно простом конструктивном исполнении свойствен свободный инерционный ход, большая скорость вращения. Так, на 300 ваттном электродвигателе, выпушенном согласно его задумки, можно разгонятся без педалей до 25-30 км/ч на ровной дороге. Не совсем низкой будет и скорость перемещения по местности с уклонов в 8 градусов - около 20-22 км/ч. Поддержка функции рекуперации энергии при торможении и спусках позволяет возвращать в аккумуляторные батареи до 180Вт энергии.
Благодаря использованию малого количества деталей удается не только повысить надежность мотор-колеса Шкондина, но и уменьшить его себестоимость практически в два раза по сравнению с иными типами электрических двигателей. В отличии от большинства электромоторов велосипедного транспорта, комплектуемых электронным блоком управления, мотор-колесо Шкондина не требует внешнего управляющего устройства. Этот электродвигатель совершенно не боится пыли, влаги, не имеет свойства нагреваться во время работы.
Простота исполнения, низкая стоимость производства, эксплуатации и ремонта, отличные качественные характеристики делают мотор-колеса Шкондина весомым и ценным продуктом. В настоящее время ведутся работы в направлении широкого внедрения данного электродвигателя в механизм работы разных видов транспорта: электровелосипедов, электроскутеров, электромобилей, водного и воздушного электротранспорта. Данная разработка позволяет ослабить зависимость средств передвижения от сырьевых ресурсов и увеличения их экологичности.
Спасибо за прочтение. Если вам понравилось, пожалуйста, поделитесь с друзьями и в комментариях черкните пару слов своего мнения.
На самой границе Московской области, за Окой, в 80 километрах от МКАД, есть очаровательный «наукогородок» Пущино. Серьёзно-напыщенное – «наукоград» – ему как-то не к лицу, всего чуть больше 20 тыс. жителей. На них, правда, приходится целых 9 научно-исследовательских институтов и радиофизическая обсерватория РАН. И один изобретатель – Василий Шкондин. Там, где прячется гениальность Ждём Василия Васильевича на автостоянке Института белка – там он арендует помещения для мастерской-лаборатории. «Мороз и солнце – день чудесный». Появляется свежая иномарка-минивэн, за рулём сам Шкондин. Приглашает следовать за ним. Едем по извилистым дорожкам института и наконец паркуемся на крошечной площадке перед задней частью какого-то крупного одноэтажного здания, напоминающего цех средних размеров. Знакомимся – на первый взгляд (да и на второй тоже) изобретатель совсем не тянет на 1941 год рождения. Заранее заготовленный образ «непризнанного гения» тает как парок на ветру. Нас встречает и обнюхивает средних размеров гончий пёс. По глазам видно, что давно не щенок, серьёзный товарищ и он первый сюрприз Шкондина. Изобретатель утверждает, что собаке от роду 22 года. Прочитал на моём лице недоверие и призвал в качестве свидетелей помощников – как оказалось, к мастерской он прибился совсем маленьким щенком в 1992 году, с первого дня аренды. Подумалось – может быть, институт занимается не исследованиями структуры и функций белка, а давно решил вопрос, как побороть старость? И Шкондин подозрительно моложав и энергичен… Внутри небольшого, не более 100 кв. м, помещения, разбитого на три пространства, атмосфера типичной мотовеломастерской. Куда ни кинь взгляд – рамы, колёса, скутера и солидный трёхколёсный байк. Тесно… Много места занимает огромный допотопный фрезерный станок. И только приглядевшись, замечаешь, что колёса необычные – внутри ободов установлены диски, внешне что-то вроде коробок от киноплёнки. На рабочих столах преобладают тестеры, магниты и ещё какие-то совершенно незнакомые детали. Техника на грани фантастики Увесистый трёхместный и трёхколёсный байк-рикша, с огромными мягкими креслами, тяжёлой рамой, широченными колёсами и начисто лишённый каких-либо обтекателей, призванных экономить топливо и энергию (аэродинамика обувной коробки, а то и хуже), на 14 литрах топлива способен преодолеть без дозаправки 1400 км – заслуга мотор-колёс Шкондина. Расход – 1 литр на 100 километров. Большой и мощный мотор выброшен, установлен маленький и слабосильный бензиновый, который призван компенсировать механические потери и подзаряжать аккумуляторы. Динамика – зверская. Осталось создать конструкцию с благородными формами, изначально спроектированную под мотор-колёса Шкондина, и революция в автопроме будет неизбежной. Удалось испытать в деле далеко не самую новую и максимально «простую» разработку Василия Васильевича – велосипед с мотором в заднем колесе и несколькими аккумуляторами. Шкондин с сомнением посмотрел на меня, на снег со льдом, переключил двигатель на малый ход (до 40 км/ч), проинструктировал: – Тормоза обычные, педали не крутите. Вот ручка газа, как на мотоцикле. Я взгромоздился на седло (минус 22оС, толстенный свитер и дублёнка – не самая удобная одежда для «ходовых испытаний» велотехники) и крутанул ручку газа на себя. С трудом парировал желание велика встать на заднее колесо и опрокинуть седока. Из-за спины слышу вопль Шкондина: «Осторожно!!!» Отчаянно торможу – до кирпичной стены осталось меньше метра… Только тогда понял, осознал, какая мощь таится в этих шкондинских мотор-колёсах. Освоился, сделал несколько кругов, помечтал – эх, мне бы такое чудо – летом по Москве рассекать. Василий Васильевич именно на нём частенько летает к себе на дачу в Тульскую область. Это не очень далеко, 30 с небольшим километров. Преимущество его мотор-колёс перед всеми остальными не только малый вес, в разы большие дистанции пробегов на небольших и совершенно обыкновенных кислотных аккумуляторах (показывал и суперсовременные батареи, их установит на новые модели), но и колоссальная тяга, момент силы, выраженный в ньютон-метрах (Н·м). В горку, как на импортных электровелосипедах, педали крутить не надо. Мотор-колёса для велотехники и скутеров при максимальной электрической мощности, сопоставимой с компактной кофемолкой, имеют момент до 65 Н·м – подтверждено испытаниями в МЭИ. Для сведения: у бензинового двигателя внутреннего сгорания малолитражного авто (те же «Жигули») этот показатель равен 70 Н·м. И КПД – 30%.
В хозяйстве изобретателя Василия Шкондина в подмосковном наукограде Пущино всё по-прежнему. Сам – воплощение энергии. Только не встречает пёс-долгожитель – скончался на 23-м году жизни. Его заменил здоровенный «двортерьер» Фока, который взял под опеку мастерскую изобретателя и своим басом постоянно вмешивался в разговор. Куда китайцам против русского Левши… Кажется, стало ещё теснее на легендарных 100 кв. метрах, арендованных у института. Колёса, велосипеды, скутеры… С потолка лопухами свисает и периодически падает штукатурка. Рядом, за стеной, уже готово помещение в 370 кв. метров, светлое, куда более удобное. Но переезд сродни пожару, а на столах у инженеров-технологов – дикое нагромождение приборов, диодов, магнитов и множество мелких деталей. Страшно тронуть – концов не найдёшь. У входа в мастерскую-лабораторию стоит слегка распотрошённый мотоскутер. Василий Васильевич поясняет: – Этот электромотоцикл привезли из Шанхая, там это писк моды. Максимальная скорость не мотоциклетная – 45 км/ч, дальность пробега на одной зарядке – 45–50 км. Мы сейчас ставим своё мотор-колесо, оно на 10 кг легче, источник тока остаётся прежний – нет смысла переделывать, аппарат собран и изготовлен отлично. В итоге получаем скорость свыше 80 км/ч, дальность увеличилась до 130 км. Спидометр пришлось ставить свой – прежний, родной, оцифрован до 45 км/ч. Мысленно, глядя на электромотоцикл, облизнулся. С мотор-колесом Шкондина это уже не игрушка, а нормальное транспортное средство, да ещё и выстреливающее со светофора до максимальной скорости за считаные секунды. Очень удобен, низкий центр тяжести обеспечен за счёт грамотного размещения аккумуляторов. Шкондин смеётся: «Можно медведя сажать, и в цирк, на арену». Модернизированный электромотоцикл хотят отвезти обратно в Китай и продемонстрировать его новые возможности директору предприятия-изготовителя. Я заволновался: – Скопируют, китайцы же мастера по этой части! – Нет, без нас у них ничего не выйдет, – успокаивает Шкондин. Печально другое, и Василий Васильевич озвучивает проблему: – Если начнём с ними соревноваться, то никогда в массовом производстве Китай не обойдём.
У нас выточенный на станке простейший алюминиевый корпус велосипедного мотор-колеса по цене равен целому китайскому электровелику – в полном оснащении, с аккумуляторами и мотором. Неказистый электровелик уделал породистых немцев Электромотоцикл вывезли, чтобы не мешался выкатить на свет божий трицикл (трёхколёсный аппарат) и дать возможность журналисту на нём «прохватить» по длинным институтским дорожкам. Трицикл сделали из обыкновенного квадроцикла, вместо двух задних колёс приладили одно мотор-колесо, выкинули мотоциклетный двигатель и трансмиссию (она не нужна!), установили аккумуляторы. Сначала его оседлал Василий Шкондин – я фотографирую. Стоящий рядом седовласый мастер Володя тихо, себе под нос, бубнит: «Ну его к чёрту, убиться можно…» Аппарат переходит мне. Минус одно колесо сзади устойчивости не прибавило, приходится оттормаживаться перед поворотами, зато на прямиках – восторг! Моментальный, гоночный набор скорости – только держись. Конструктор объясняет, что сделали трицикл для демонстрации возможностей колёс большого диаметра. Вообще вся колёсная техника Шкондина заставляет концентрировать внимание – огромный момент «хиленьких», по меркам двигателей внутреннего сгорания, моторчиков требует нежного и аккуратного обращения с ручкой или педалью газа. Двигатель мощностью всего 300 ватт выдал на стенде 70 ньютонов на метр – тяга, сопоставимая с мотором небольшого легкового автомобиля. Инвалидная история В 80-х Шкондин, имея в активе диплом факультета журналистики МГУ, работал по специальности – директором издательства. И подрабатывал организацией концертов своего друга, певца и композитора Владимира Мигули (что приносило больше). А всё заработанное тратил на мечту – создавал самый эффективный мотор в мире. Фанатик-радиолюбитель с детства мастерил приборы, служил в армии на радиолокационных станциях ПВО. Признаётся, что именно конструктивные особенности РЛС натолкнули его на идею создать «электродвижитель». Уверяет, в гараже и на кухне родились сотни моделей, прежде чем в «железе» воплотил самую первую разработку, готовую для серийного производства – самоходную инвалидную коляску. Но время для внедрения было неудачное – 1990 год. Перестройка, митинги, развал промышленности. Эта коляска и сегодня на ходу, объехала с изобретателем весь мир, собрала целую гору медалей и дипломов самых престижных выставок. В начале 90-х показывали её и в правительстве РФ. «Смотрите, покрышки протёрты до корда, купить новые невозможно, такой типоразмер сейчас не производится», – поясняет Шкондин. Я с уважением трогаю «лысую» резину и спрашиваю: – Неужели самоходная инвалидная коляска сегодня уже никому не нужна? – Ещё как нужна! Наконец заключили договор, будут делать. Именно это инвалидное кресло (точнее, его оригинальные электроколёса) стало первым в череде украденных у Шкондина изобретений. Тогда это сделало НПО «Композит» из Королёва. Шкондин пришёл в Госкомизобретений – «Что делать?». Посоветовали срочно уступить лицензию американцам. Уступил и заработал 600 тыс. долларов. Для 1991 года сумма фантастическая. Американцы отказались выплачивать деньги и предложили недвижимость – купили изобретателю дом на Кипре, квартиру в Москве и дачу недалеко от Ясной Поляны. Они знали ситуацию в стране, знали, что наличность могут «умыкнуть». Заокеанская компания и сейчас себя неплохо чувствует. Вовсю пользуя стартовый патент В. Шкондина, вложили 90 млн. долл. и произвели 15 тыс. электробайков-велосипедов для армии США и 10 тыс. – для полиции. Когда по телевидению показывают несущихся по пустыне на электровеликах американских солдат в полной военной экипировке, знайте, что без русских мозгов такая картина была бы невозможна. Василий Васильевич знаком с этой техникой: – Они здорово развили первое поколение моих мотор-колёс, особенно их применение. Но у меня есть уже куда более совершенные и мощные разработки. Сейчас для наших силовых структур подготовили образцы электробайков, только МВД потребуется около 10 тысяч штук. Мотор-колёса для них готовят к серийному производству на нескольких заводах. Золотая клетка NASA Спрашиваю у Шкондина: «Частота оборотов двигателей ограничена?» – Теоретически – да. Но на практике хватает того, что есть. Например, мы сейчас делаем автомобильное колесо. Там требуется, допустим, 1600 оборотов в минуту, скорость машины в этом случае будет около 190 км/ ч – ерунда. Группа «Макларен» обращалась – им требуется 400–460 км/ч. Нет проблем, это где-то 2500 оборотов мотор-колеса. Чешские бизнесмены мечтают получить в свои руки технологии Василия Шкондина. Уговаривают: «Стоит к нам приехать, вы уже нигде больше не захотите работать. Будут лаборатория и всё, что пожелаете. О цене договоримся!» Братья-славяне почувствовали возможность утереть нос всему миру. У чехов промышленность за постсоветские годы изрядно просела, владельцами предприятий в основном стали немецкие концерны. Пару месяцев назад привёз в Германию свой новый внешне неказистый электровелик, на убогой китайской раме – главное-то мотор-колесо. Немцы посмотрели, посмеялись, предложили соревнование со своими самыми «крутыми» моделями от фирмы «Ауди». После первого же «заезда» российского чуда немцы отказались от соревнования-сравнения и тут же предложили Шкондину договор на 6 млн. долларов. При мне Шкондину звонили с уговорами из США: «Приезжайте, будем делать мотор-колёса для марсохода, деньги колоссальные». Отказывается: «Понимаю – престижно, интересно. Но мне 72 года, и я не хочу замыкаться на чём-то одном, идеи так и бурлят». Объясняет уже мне: – Не хочу попасть в «золотую клетку». Тут я свободный человек. В НАСА не позволят заниматься ничем другим. Что я там не видел? Не нравится мне в Америке. Зная мою страсть к рыбалке, предлагают яхту и выход в море на тунца, говорят: «Тогда ты, Василий, поменяешь позицию». Не поменяю. Нужно делать своё, отечественное. В России всё для этого есть. В оборонке – сверхсильные магниты, не чета китайским, с которыми я работаю. Вот простор для развития. Перспективное направление – авиадвигатель Турбовинтовой авиационный двигатель делают обязательно с понижающим обороты редуктором – скорость вращения турбины – около 10 тыс. оборотов в минуту. Воздушный винт, или винтовентилятор, эффективен в диапазоне оборотов от 1 до 2 тыс. в минуту. У несущего винта вертолёта число оборотов ещё меньше, максимум до 700. Двигатель Шкондина как раз попадает в эту нишу, выдавая огромный крутящий момент практически с места без всяких редукторов. Он может стать идеальной силовой установкой для множества летательных аппаратов. Вертолётчики об этом уже «пронюхали» и навестили изобретателя. Выигрыш – топливная экономичность, даже если для подзарядки аккумуляторов и электропитания двигателя Шкондина придётся использовать силовую установку традиционного типа. Да, традиционного, но раз в десять меньшей мощности, чем сегодня требуется, чтобы поднять в небо аппарат тяжелее воздуха. Нам бы не «проспать» перспективное направление. Под крышей авиастроительного концерна Airbus («Эрбас») компания AeroCompositeSaintongeуже дорабатывает и испытывает электрический самолёт E-Fan. Это двухместный летательный аппарат из композитных материалов, свыше полутонны весом, оборудован парой электродвигателей суммарной мощностью 60 кВт и двумя литий-полимерными аккумуляторными батареями. Время полёта на одной зарядке – 1 час. Разрабатывается 4-местная версия с гибридной двигательной установкой, которая сможет держаться в воздухе 3–4 часа. К счастью, европейские авиастроители не знакомы с технологиями В. Шкондина. Он уверен, два мотора его конструкции по 10 кВт каждый легко потянут 4-местный самолёт. Установить вместо ободов и покрышек воздушные винты – и передаваемое усилие будет соответствовать бензиновому мотору мощностью около 300 л. с. Всё посчитано, просто у изобретателя и его команды до этой темы «руки ещё не дошли». Но здесь уже должно «попахивать» госфинансированием или участием достаточно крупного предприятия, знакомого с авиационными технологиями и заинтересованного в создании силовых установок нового типа. Тогда будет шанс утереть нос заносчивой Европе и остальному миру. Но что-то ходоков из Объединённой двигателестроительной корпорации (ОДК) в гостях у Василия Шкондина никто не видел.
Мотор можно заспицевать в обод 20,24,26,29 или другой диаметр. Эта услуга стоит дополнительно. Уточнйте у менеджеров.
Заднее мотор-колесо, подходит для ЛЮБОГО велосипеда с колесами 26 дюймов, 36 спиц усиленных (2.5мм), двойной алюминиевый обод, диаметр оси велосипедного стандарта.
Технические характеристики двигателя:
Номинальное напряжение питания 48 вольта
Мощность номинальная 1000Вт(1 кВт), также есть мотор-колеса мощностью 500w, 1000w,1500w,3000w.
Скорость 50км/ч при номинальном напряжении, при повышении напряжения батареи можно повысить еще на 20-30%.
Муфта свободного хода в моторе — при разряде позволит спокойно доехать используя педали, испытывая незначительное сопротивление от двигателя!
Установить мотор-колесо возможно на любой велосипед от современного гибрида (найнера) до дачной «Украины», «Минска», ХВЗ и т.п.
Модернизация не потребует больших усилий, так же всегда сохраняется возможность простой обратной трансформации в обычный велосипед.
Интернет магазин E-Trail представляет основную линейку элетродвигателей типа мотор колесо от фирмы bafang, наиболее часто устанавливаемых на велосипеды с мотором.
Все электродвигатели данного типа имеют планетарные редукторы, которые в совокупности с обгонной муфтой, встроенной в мотор колесо, обеспечивают мягкость и легкость хода электровелосипеда, как при движении на велосипеде на электротяге от электродвигателя, так и при движении в обычном педальном режиме.
Ротор и статор электродвигателя вмонтированы в легкий разьемный алюминиевый корпус, к которому спицуется обод колеса велосипеда, в результате получается единое электроколесо с электропитанием от аккумулятора.
Провода электропитания и управления электромоторм, подводятся к его обмоткам и другим электронным компонентам через специальное отверстие в оси двигателя.
В интернет-магазине имеется в продаже практически вся линейка электрических двигателей для велосипеда на 250 вт, 350вт и 500вт, напряжением 36в и 48 вольт.
В настоящее время электродвигатель на 48в 500 вт является наиболее мощным из всех выпускаемых фирмой бафанг и имеющихся в продаже двигателей с планетарным редуктором.
В то же время, двигатель для велосипеда на 250вт или на 350 вт, также является вполне динамичным. При этом, такие электродвигатели потребляют меньше электроэнергии от аккумулятора.
Для оптимальной работы электрического двигателя на электровелосипеде, рекомендуется использовать специальные тяговые аккумуляторы.
Применяют для этих целей не обслуживаемые тяговые гелевые аккумуляторы. В последнее время все чаще стали применять литий ионные аккумуляторы, как более легкие, удобные и долговечные и к тому же способные работать при отрицательных температурах.
Выбрать и купить мотор колесо или аккумулятор в нашем интернет-магазине, а также другие запчасти для велосипеда с мотором или аксессуары, можно непосредственно в нашем пункте выдачи или заказать через интернет магазин, либо по телефону.
Обращаем внимание покупателей на то, что магазин осуществляет продажу тяжелых и крупногабаритных товаров только по предоплате. Доставку товара в регионы осуществляем транспортными компаниями. Доставка по Москве — курьером или автотранспортом.
1111den
Мотор колесо Шкондина – от создания и до наших дней
История обычного велосипеда насчитывает уже не одно столетие. И на протяжении всего этого времени проводились работы по улучшению его технических характеристик. В частности это касается скорости передвижения. Ведь у каждого из нас была ситуация когда нужно подъехать буквально 10 – 15 км от дома с небольшим грузом. Заводить машину и тратить деньги на дорогостоящее топливо нет желания, а общественный транспорт не подходит (слишком далеко до остановки). Пройтись пешком, так же не решение проблемы – попросту не успеете. Отличным выходом является мотор колесо Шкондина. С его помощью обычный велосипед становится в разы быстрее и мощнее.
История создания
Сейчас мотор колесо Шкондина купить не составляет особых проблем. А в начале 80-х годов о нем еще никто не слышал. Изобретатель его еще только разработал и даже не запатентовал. В стране начала набирать обороты перестройка. Общее отсутствие денег у населения, бартерные производственные схемы, высокая бюрократическая составляющая сделала невозможным выпуск продукции на долгие годы. Но Шкондин не унывал. Он предложил свое изобретению заводу, изготавливающему инвалидные коляски. Дело начало двигаться с мертвого места. Но это было недолго. Предприятие обанкротилось, и предприимчивое его руководство создало свои собственные фирмы по выпуску инвалидных колясок. При этом интересы изобретателя остались в стороне.
Для того чтобы Шкондин наладил производство собственного изобретения в больших объемах потребовалось долгих 20 лет. Только в 2002 году на Международной выставке в Москве «Архимед – 2002» изобретение заметили представители Flintstone Technologies (британский венчурный инвестиционный фонд). После этого изобретение было протестировано специалистами Оксфорда и других институтов. Их заключение о технических характеристиках мотор колеса превзошли самые оптимистические ожидания. Оказалась, что оно превосходит аналоги по динамичности на целых 50%, а эксплуатационная эффективность у него выше на 30%. При этом устройство мотор колесо Шкондина имеет намного более простую конструкцию.
Производственные перспективы
После прохождения тестирования изобретателю было предложено основать предприятие, в котором инвесторами выступал фонд и он сам. Со стороны фонда вкладывались денежные средства в размере 1 400 тыс. фунтов стерлингов, что составило 88% акций. Шкондин же вкладывал интеллектуальную собственность, свое изобретение. Его оценили в 12% акций или в 190,909 тыс. фунтов стерлингов. Размещение производственных и исследовательских мощностей первоначально планировалось разместить в России.
На сегодняшний момент спрашивая: « Мотор колесо Шкондина где купить?» Вы получите сразу исчерпывающий ответ. Вы можете перейти по этой ссылке и выбрать для себя подходящий комплект оборудования
Рынок электро велосипедов является одним из наиболее динамично развивающихся. Недавний экономический кризис и спад деловой активности наоборот подтолкнул его. Удорожание топлива, ремонта автомобиля сделало мотор колесо Шкондина востребованным товаром на рынке. Несмотря довольно высокую стоимость (от 300 у.е.)такая покупка все равно является экономически оправданной. Для сравнения просто посмотрите стоимость обычного горного велосипеда. А в нем вам придется крутить педали самостоятельно. Так что мотор колесо Шкондина является альтернативой использованию собственного автомобиля или общественного транспорта при передвижении в городской черте в теплое время года. Такое приобретение на самом деле поможет вам сэкономить.
ЭЛЕКТРОВЕЛОСИПЕД СЕГОДНЯ И ЗАВТРА. велосипед с мотором Киев [ 2011-12-14 ]
Из журнала «Наука и жизнь» №8 1999 года.
ЭЛЕКТРОВЕЛОСИПЕД СЕГОДНЯ И ЗАВТРА
Кандидат технических наук А. ПОПОЛОВ.
Всемирный велобум, охвативший практически все развитые и развивающиеся страны, в полной мере подтверждает предположение о том, что грядущее столетие будет веком
велосипеда. По прогнозу американских специалистов, уже в первой четверти XXI века двухколесные педальные машины начнут вытеснять автомобили и постепенно станут основным средством передвижения. Обоснованность подобного прогноза подтверждает общая картина происходящего. В США и Германии — безусловных мировых лидерах по количеству легковых автомобилей на каждого жителя — ежегодно продается велосипедов больше, чем автомобилей. Бесконечную вереницу велосипедистов можно наблюдать на дорогах Дании, Голландии, Швеции и других стран Европы. В Японии практически каждый второй житель регулярно ездит на велосипеде, а Токио в часы пик буквально забит велосипедистами. Каждый день 500 миллионов человек ездят на велосипеде на работу в Китае. Во многих европейских мегаполисах вводится запрет на автомобильное движение в городских центрах и открываются бесплатные пункты проката велосипедов.
Невиданная популярность велосипеда не случайна, во многом она связана с негативными последствиями автомобилизации. Дело в том, что автомобиль, завоевав практически всю планету, стал главным потребителем невосполнимых природных ресурсов (нефти), загрязнителем земли, воды и воздуха и «производителем» шума. В автомобильных авариях ежегодно погибает людей больше, чем в иных кровопролитных войнах. Главная же опасность автомобиля, как утверждают медики, в том, что он отучил нас самостоятельно двигаться. Люди начинают понимать это и, чтобы бороться с гиподинамией, пересаживаются на велосипед.
Внушительный перечень из более чем 30 тысяч зарегистрированных велопатентов открыл в 1818 году родственник русского императора Александра I немецкий барон Карл фон Дрез. (Он запатентовал двухколесный экипаж, который разгонялся, когда ездок отталкивался от земли ногами.) Перечень этот продолжает постоянно пополняться.
Велосипед был первым изобретением, позволившим человеку перемещаться быстрее и дальше только за счет собственных мускулов. Но едва двухколесная машина появилась на свет, изобретатели стали думать над тем, как увеличить ее мощность и скорость. Начиная со второй половины прошлого века велосипед пытались оснастить дополнительным источником энергии: паровой машиной, электромотором, бензиновым и даже реактивным двигателем. Однако из-за большого веса, громоздкости и целого ряда других недостатков ни один из них на велосипеде не прижился. Тогда же, около ста лет назад, одновременно с электромобилями были сконструированы и первые электровелосипеды. Но очень скоро и те и другие, не выдержав конкуренции, уступили дорогу автомобилям, а сами надолго были забыты.
Второе рождение электровелосипеда произошло буквально на наших глазах. В 1994 году японская компания «Ямаха» начала выпуск нового велосипеда с дополнительным электроприводом. а сейчас конструкторы фирмы разрабатывают модели электровелосипедов уже третьего поколения. В прошлом году в одной только Японии было продано 250 тысяч таких двухколесных «гибридов». Вслед за «Ямахой» производством электровелосипедов одна за другой занялись компании «Хонда», «Панасоник», «Саньо», «Мицубиси» и «Судзуки». Специалисты прогнозируют, что через год-два на электровелосипедах будут ездить больше миллиона японцев.
Сегодня электровелосипеды выпускают все крупные велостроительные компании Азии, Америки и Европы. На восьмой международной велоярмарке, проходившей в июне прошлого года в Пекине, велосипеды с электроприводом разных моделей представили 23 велозавода, в том числе несколько китайских. Власти Китая считают, что электровелосипеды способны заменить десятки тысяч чадящих и тарахтящих мотороллеров и мотоциклов и тем самым существенно улучшить транспортную ситуацию. В Шанхае, например, уже открыто 15 центров зарядки велосипедных аккумуляторов и более 100 пунктов их замены. Кроме того, планируется построить сеть аварийных зарядных станций, где любой велосипедист сможет, опустив в
автомат монету и вставив вилку зарядного устройства в розетку электрозарядной колонки, быстро зарядить аккумулятор.
Современный электровелосипед — вполне комфортное, экологически чистое транспортное средство, требующее минимальных затрат на содержание и совсем мало места в гараже и на стоянке. Что касается скоростных качеств электровелосипеда. то на горизонтальном участке дороги его без особого труда может обогнать обычный спортивно-туристский велосипед. И дело тут не в низкой мощности мотора. Электровелосипед специально сконструирован так, что электропривод вырабатывает ток только тогда, когда велосипедист жмет на педали. Как только он перестает работать ногами или разгоняется до скорости 20-24 км/ч, мотор автоматически отключается. Хочешь ехать быстрее — крути педали.
На так называемых «тихих» электровелосипедах. развивающих скорость до 24 км/ч, электропривод выполняет вспомогательную функцию — с ним велосипедист затрачивает меньше усилий, что особенно важно в поездках на большие расстояния, при встречном ветре или подъеме в гору. Мощность электромотора не превышает 250 Вт — это величина, соизмеримая с мощностью, которую может достаточно долго развивать сам велосипедист. На электровелосипеде трогаются с места на одних педалях. Когда же скорость достигает 2-3 км/ч, специальный датчик на вилке приводного колеса автоматически включает мотор. Но есть электровелосипеды с более сложными датчиками, они включают электромотор сразу после трогания с места.
В Швейцарии и некоторых штатах США выпускают более мощные «быстрые» электровелосипеды. скорость которых не ограничивается 20-24 км/ч. На них устанавливают электромоторы мощностью 400 Вт и более, работающие независимо от педалей. Мощность двигателя и соответственно скорость регулируются ручкой
«газа». На «быстром» электровелосипеде электрический привод играет основную роль, а мускульный — вспомогательную. Технические характеристики у такой машины примерно такие же, как у легкого мопеда. Ездить на «быстром» электровелосипеде можно только в защитном шлеме, с правами на управление мопедом и номерным знаком (его выдают вместе со страховым полисом). Привод электромотора передает усилие на переднее или заднее колесо велосипеда при помощи шестеренчатого редуктора, цепной передачи или фрикционного ролика, который прижимается к покрышке ведущего колеса.
Вот уже несколько лет японские, тайваньские и немецкие фирмы выпускают электровелосипеды с мотор-колесами мощностью 200-250 Вт, которые встраиваются в ступицу. Идея мотор-колеса не нова, но до последнего времени эта конструкция не находила широкого применения. Использование мотор-колеса на электровелосипедах дало возможность отказаться от механической трансмиссии, а значит, значительно
повысить эффективность электропривода. Специалисты считают, что управляемое бортовым микропроцессором мотор-колесо — наиболее удачная и перспективная конструкция привода электровелосипеда.
На электровелосипедах обычно применяют никель-кадмиевые аккумуляторные батареи емкостью 7-10 ампер-часов, весом 5-7 килограммов и более дешевые, но менее
долговечные и энергоемкие, герметичные свинцово-цинковые аккумуляторы с желеобразным электролитом. Время зарядки аккумуляторной батареи — 4-5 часов, запас хода при полной зарядке — 20-30 километров и более. Хотя уже появились электровелосипеды третьего поколения, например «Старкросс» фирмы «Ямаха», с запасом хода свыше 40 километров. Есть и новые, пока еще достаточно дорогие никель-металлгидридные и никель-водородные аккумуляторы . увеличивающие пробег электровелосипеда без подзарядки до 50 километров.
В США, Японии, Германии и других наиболее развитых странах уже сейчас электровелосипед вполне может заменить второй семейный автомобиль, который обычно используют для поездок на расстояние в среднем до 15 километров, например на работу или за покупками. Особенно он пригодится не слишком спортивным и пожилым людям, всем тем, кто осознает необходимость умеренных, но регулярных физических нагрузок. В гараже, на стоянке, на проезжей части электровелосипед занимает места во много раз меньше, чем малогабаритный автомобиль. И самое главное, он не загрязняет окружающую среду. В западных странах «тихие» электровелосипеды. у которых мотор лишь помогает движению, наиболее популярны среди людей старше 40 лет. Больше всего на них ездят в Японии и европейских странах. Молодежь привлекают скоростные модели с мощным электроприводом и современным дизайном. На «быстрых» электровелосипедах можно изменять мощность мотора, а постоянно крутить педали необязательно. Они доминируют в США и Китае.
Цены на электровелосипеды в Европе, Японии и США колеблются от 1000 до 2000 долларов. Самые дешевые — в Китае и на Тайване, там их можно приобрести за 200-350 долларов. Еще дешевле купить обычный велосипед и самому или в мастерской поставить на него комплект электропривода. мотор, аккумуляторную батарею. зарядное устройство, электронный блок, пульт и ручку управления. В России даже на столичных улицах электровелосипед пока в диковинку. Хотя и у нас есть конструкции, ничем не уступающие лучшим зарубежным образцам, в том числе и электроприводы. Бестрансмиссионные электроприводы для велосипеда сконструированы в московском научно-инженерном центре «Мехатроника», на фирме
«Инкар» из подмосковного Королева, в московских ООО «Старград» и ТОО «Рэдос». К сожалению, это всего лишь единичные образцы, из года в год путешествующие по международным выставкам и салонам велотехники, но так и не нашедшие своего производителя. Вот лишь несколько примеров.
Уже много лет эксплуатируются инвалидная коляска, электровелосипед и легкий электромобиль с мотор-колесами Василия Шкондина (ООО «Старград»), и ни разу ни одно из его изобретений не отказало и не обнаружило каких-либо даже незначительных дефектов. Заложенные в их конструкциях идеи защищены целым пакетом российских авторских свидетельств и запатентованы в 28 промышленно развитых странах. В 1990 году мотор-колесо Шкондина получило Гран-при и Большую золотую медаль Всемирного инновационного салона в Брюсселе, а в мае нынешнего года — золотую медаль на Международном салоне изобретений в Париже.
В ТОО «Рэдос» на базе низковольтного электродвигателя постоянного тока с дисковым печатным якорем изобретатель Виктор Евсеенков разработал мотор-колеса разной мощности для привода инвалидной электроколяски. электровелосипеда. электроскутера, электровелорикши и транспортной электроплатформы. Эти оригинальные двигатели тоже защищены авторскими свидетельствами и патентами.
На нескольких предприятиях Москвы и Подмосковья созданы тяговые конденсаторы большой емкости, вполне способные заменить привычные аккумуляторные батареи .
Такие конденсаторы заряжают буквально за несколько минут, причем срок их службы на порядок выше, чем у аккумуляторов. Конденсаторы большой емкости почти не требуют затрат на обслуживание, легко поддаются утилизации и, что очень важно,
не загрязняют окружающую среду. В нынешнем году АО «Чепецкий механический завод» в Удмуртии совместно с американской фирмой Ovonic приступает к выпуску никель-металлгидридных аккумуляторов с высокой удельной энергоемкостью и сроком службы, превышающим 1000 зарядных циклов. Эффективные двигатели для электровелосипедов и других легких электротранспортных средств, усовершенствованные и новые виды аккумуляторов и конденсаторов большой емкости, электронные системы контроля и управления — все это есть и на российских предприятиях оборонной отрасли. Дело только за производителями, да еще за развитой велодорожной сетью, которой обустроены все развитые страны.
По прогнозу специалистов, к 2003 году количество электровелосипедов в мире превысит два миллиона. Вполне вероятно, что их повсеместное использование откроет путь для внедрения других видов экологически чистых электротранспортных средств — электророллеров, электроциклов, электромобилей и электробусов.
Классический велосипед, трансформированный в транспортное средство с педальным и электрическим приводом, не только сохранил все свои преимущества: небольшой вес, компактность, маневренность, бесшумность, экологичность, но и приобрел новые привлекательные свойства: способность преодолевать большие расстояния, крутые подъемы и встречный ветер с меньшими затратами физических усилий.
Облако тегов: электровелосипеды продажа Сумы, электровелосипеды Украине Сумы, где купить электровелосипед в Сумы, электровелосипед цена в Украине Сумы, продажа электровелосипедов Сумы