Экономия топлива

Ну ось нарешті і дійшов до заключного етапу того, що висіло в проекті вже декілька років. Бо воно як буває – задумаєш щось, начебто й робити нічого, почав і закінчив, а воно то часу немає, то клятий локдаун, то триклята війна з кацапами (всім тим мокшанським довбой….бам, що через рік після нападу час від часу все ще намагаються замовити у мене МПСЗ з доставкою кудись по типу москви або санкт-пєтєрбурга наше велике козацьке вітання. Можу запевнити – як тільки червоній площі в мавзолеї буде відділення Нової Пошти – так зразу й відправлю, бо поки що немає чим, та у вас і немає через що оплатити – SWIFT то вже «проіскі буржуазії», а обмін на рєпу та брюкву мені нецікавий) – і ото воно тягнеться-тягнеться ще з 2020-го року.

Ну але все по порядку.

Як відомо, карбюраторні машини вже своє відживають. Ну як відживають – їх ще багатенько бігає, тож наступні декілька років зайнятись буде чим, але все ж раджу потихеньку копити собі на електро, скажімо на … Теслу. Бо самі бачите – розвиток електротранспорту потихеньку починає брати своє. Воно ото як було з пейджером. Хто не пам’ятає – була така коробочка, з 2-строчним індикатором, де висвічувалось повідомлення. А щоб донести до абонента повідомлення, треба було зателефонувати на спеціальну гарячу лінію та «дєвушка, абоненту 111 сообщение – Кабан, это Лысый, стрєлка провалілась, нас пострєлялі, я еле живой ушел, свалівай из города. Спасибо, дєвушка!». Доросле покоління знає, що то таке, а поколінням мілєніум та [латинська літера, заборонена в Україні] воно ні до чого. Вже потім почали з’являтися мобільні телефони, зв’язок рік у рік дешевшав, тож ті пєйджєри канули у Літу. Те ж саме очікує і карбюраторні машини з часом – бо я так бачу

Про що це я? Ой, забула баба… Ага.

Коротше кажучи, була в мене давня мисля – хотів собі купити електровеліка. Тим паче, що раніше запчастини (мотор-колеса, драйвера, літій-іонні аккумулятори та інше) було дорого, а останні роки воно почало непогано так дешевшати. Ну як з мобілками. Я собі перший кнопковий смартфон Samsung i200 на Win Mobile 6.0 брав за дві з чимось зарплати у 2008-му році, і то на той час був офігєнно крутий девайс, а зараз у нас на сім’ю із 4 людей – 5 смартфонів, і ще з десяток різних трубок валяються в шкафу – продати немає сенсу, викинути шкода. Тож у подальшому комплектуючі на електровеліки будуть падати в ціні, воно буде все більш доступніше і дешевше. Але мова не про те.

Як завжди, перед тим, як щось купити, поставивив таке собі технічне завдання по ТТХ – тактико-технічним характеристикам майбутнього девайса, і почав моніторити, що є на ринку. А на ринку є наступне:

1. Саме просте, що можна придбати – звичайний велік з вбудованим мотор-колесом, акумуляторною батареєю, драйвером керування та ручкою газу. На OLX такого багато, від звичайних веліків типу Україна, Десна, Тиса до саморобних з металевих труб. Як то кажуть, на всякий смак та гаманець.

Зустрічаються й дійсно оригінальні рішення. Як вам звичайний колекторний двигун або колесо від  гіроскутера?

До  речі, на останньому фото я не побачив якоїсь пружини, або гумового амортизатора, щоб притискати колесо гіроскутера до колеса велосипеда. Можливо було розраховано, що воно під своєю вагою буде мати зчіплення з резиною колеса, але як на мій погляд інженера – кусок авіамодельної резинки, намотаний у декілька шарів був би не зайвий.

А так в принципі – свою функцію воно виконує, їде, але начебто чогось не вистачає. Якесь воно все таке… куценьке чи шо … якась лушня, як писав Остап Вишня.

Тут слід зазначити, що вже маючи 26-дюймовий велосипед, достатньо було докупити все необхідне (повний комплект для установки на звичайний велосипед коштує від 10 до 15 тисяч гривень при курсі 37 за бакс) і встановити. Але мене це не влаштовувало, трішки пізніше розповім чому.

2. Повноцінний байк типу DELFAST або EVEL. Гарний мот, але не для моїх задач.

Викласти від $3000 за такий електричний дирчик я поки що не готовий. Та і де його зберігати в квартирі? Бо вага і мобільність – то одне з поставленої умови. Добре, коли є приватний будинок, або дача, де його можна зберігати в гаражі або сараї. А в місті на якомусь поверсі? При його вазі в 63 кілограми задача затягнути його навіть на другий поверх і десь поставити в кутку майже не вирішується. Зберігати в гаражі щоби що? Взяти машину, спалити певну кількість палива, щоб доїхати до гаража і покататись на ньому раз на тиждень? За 3000 штуки баксів? Але девайс мені потрібен щодня для невеликих поїздок по місту, від 10 до 30-50 км щодня. В той же гараж, наприклад, щоб економити паливо. Чи на роботу вранці і з роботи вечором. Чи на ринок. Та чи мало куди. Тож відпадає.

3. Електросамокат. Найдешевше і найпростіше рішення, яке до того ж не потребує багато місця для зберігання. На ринку є чимало моделей, від самих дешевих типу Like.Bike за 12 000 грн

до більш дорогих типу Kugoo X1 за 25 000 грн.

Все б нічого, але для тих, хто ще не мав змоги покататись на такому самокаті з радістю повідомляю – їхати на 8.5-дюймових колесах стоячи із максимальною швидкістю 45 км/год той ще квест. І мова не про те, що на такій швидкості ви гарантовано поламаєте собі добре якщо одну руку. Річ у тім, що навіть із тими куцими задніми амортизаторами кожен бугорок на асфальті буде із вдячністю сприйнятий вашим хребтом. А ось у мене наприклад грижа і протрузія (сказалось заняття спортом в інституті). Я після того, як годину покатаюсь на самокаті взагалі потім розігнутись не можу. І вага 17 кг того ж Куго – це вже повноцінний велосипед. Таким чином і самокат виходячи з моїх вимог повністю відпав.

Зрештою потихеньку вималювалось деяке ТЗ до майбутнього транспортного засобу.

1. Мінімальна вага. Ну логічно, як то кажуть – питань нема. Виходячи з того, що будинок без ліфта, а щодня таскати з поверху на поверх засіб прийдеться на своєму горбі, тож вага не повинна перевищувати… ну нехай 20 кг. Добре, якщо меньше. Скажімо, для здорового половозрілого чоловіка 16-кілограмова гиря то вже й не дуже важко. А дехто коли на рибалку їде і скільки снастей із собою бере, що чутно, як десь тихенько плаче Василь Вірастюк.

2. Сидяче положення при їзді. Вище вже було сказано, що стоячи – то не моє. Та і сидячи для людини, яка все дитинство прокаталась спочатку на Орльонку, потім на дорослому веліку, а вже потім на різних там Ригах, Карпатах, Дніпрах та Мінськах – воно якось звичніше. Основна умова – для безпеки руху при зупинці обидві ноги повинні діставати до землі, як на мотоциклі. Тобто ще не велосипед, бо без педалей, але й вже не самокат, бо не стоячи. Власне, конструкцію і розраховував під свій зріст із можливістю змінювати висоту сідла.

3. Повноцінний велосипед. Хм. Ось тут я думав дууууже довго. А в мене є правило – я з кожною думкою маю переспати. Маю вас запевнити, що тут я добряче таки виспався Вішати електрообладнання на звичайний велік я не дуже хотів, бо вага мотор-колеса, аккумулятора та іншого добавляється до ваги веліка, а його розмір залишається розміром повноцінного веліка, що в моєму випадку дещо затрудняє його зберігання в квартирі. Тож маємо нагоду подивитись у бік чогось складаного. О! А це мисля. Записав в ТЗ.

4. Запас ходу. Тут теж трішки прийшлося подрімати. Річ у тім, що виходячи із моїх потреб, розрахунки показали, що щоденний пробіг не перевищував би 50 км. Ні, можна звичайно накатати і більше, але для таких випадків є авто, бо на мою думку електровелосипед – це такий недорогий, портативний і мобільний спосіб переміщення містом, такий собі кишеньковий аналог міського транспорта, який можна легко знести з будь-якого поверху, засунути собі поміж ніг та й поїхати. Та і проїхати ним можна там, де тролейбус не пройде – хоча це й не правильно, і я проти такого, але і по тротуару також ))) Тож запасу ходу 30-40 км в міському режимі до підзарядки  повинно було вистачати. Усі ті кіловати, кіловольти та кілометри, які пропонують інші виробники за ціну середнього розміру червоного алмазу не цікавлять в принципі – проїхати за день 150 км сидячи своєю сракою на вузенькому сідлі на транспорті, який коштує як Опель Вектра у непоганому стані – ні, дякую. На худий кінець є штатна зарядка. Кинув в рюкзак, доїхав до гаража, там як мобілку поставив на зарядку – ось тобі за дві години ще 10-20 км зверху.

Тут постає цілком логічне питання – а чому саме не користатись велосипедом, якщо він вже є? Ну як би вам пояснити… ось у мене до роботи близько 10 км в одну сторону, а якщо завернути за ріг і проїхати ще з кілометр – там непоганий пивбар і піцерія, а в інший бік – авторинок і магазин радіозапчастин. Тож мені ну дууууже хочеться приїздити на роботу не спітнівшим і не захекавшимся. Крутити педалі то добре для здоров’я, тут навіть заперечувати не буду, але я їх за свій вік скільки вже накрутив… Ні, не хочу. А може лінивий став на старість, біс його знає. Тобто тільки ручка газу як на дирчику, педалі не потрібні. А коли дощ – тут велік чи електровелік, чи той же самокат – ролі на грає, бо їдемо машиною. Те ж саме, якщо треба відвезти тещі, скажімо, крісло або килим у рулоні.

Таким чином, у моєму випадку і виходячи із логічних міркувань трішки вище, наявність педального вузла можна викреслювати. Ну може воно і на краще, економимо на вартості, вазі, спрощуємо конструкцію. Такий собі сидячий електросамокат.

До речі ця штука на фото підходила під мої потреби. Потужність 500 Вт. Запас ходу 45 км (максимальна, в залежності від стилю їзди. Знаючи китайців, думаю, якщо буде кілометрів 30, то й добре). Якби не вага в 28 кг і не розміри, з якими я його ну ніяк в вузькому коридорі зберігати не зможу. А котити кожен раз через всю квартиру на балкон – то мене з хати виженуть, бо кухня теж не варіант, вона щільно окупована дружиною. Був би приватний будинок – взяв би зразу. А так…

Витративши пару тижнів на роздуми та пошуки, я так і не знайшов жодного підходящого рішення електротранспорту, який можна було б зберігати в коридорі звичайної малогабаритної квартири, при чому щодня зносити його і заносити максимум на 5 поверх будинку без ліфта, мінімальної ваги, сидячий, по типу велосипеда за максимальним пробігом до 50 км. Громіздкі електроскутери є, електровелосипеди є, навіть складані електровелосипеди є. Але або пробіг невеликий, або вага за 25 кг, або габарити не підходять. Мабуть Галя таки і правду була балувана, а ми з того сміялися.

Якщо ти не знаєш рішення задачі – просто дивись на неї, поки рішення саме не прийде тобі в голову (с) – Козьма Прутков.

Хто заважає тобі винайти порох непромокальний? (с) – він же.

До речі – якщо ви думєте, що винайти велосипед – то досить легке завдання – ой, я таки вас умоляю. Спробуйте, потім розповісте

ЗВЕРНІТЬ УВАГУ! Конструкція рами даного електровелосипеда є об’єктом інтелектуальної власності, захищена патентом на корисну модель і оберігається Законом України «Про охорону прав на винаходи і корисні моделі» та іншими нормативно-правовими документами. Використання конструкції даного електровелосипеда для будь-яких цілей, як повністю, так і частково, заборонено правовласником.

За приблизно 6 місяців було перепробувано декілька конструкцій. Ну спочатку відтворено в Автокаді, а потім перенесено в залізо. Чому так довго? Наявність вільного часу, плюс треба купити, випробувати, викинути, назбирати грошей на нове, знову купити, і так по колу. Експерименти показали, що мінімально необхідна потужність мотор-колеса для людини вагою 85 кг (тобто для мене) – 300-350 Вт. З того, що було куплено типу «європейського» скажу зразу – ні 180, ні навіть 250 Вт потужності вам нічого не дадуть. То двигуни під європейскі вимоги – там не більше 250Вт. І працює воно лише в парі з педалями, як допоміжний механізм. До сих пір не розумію, нашо ото воно потрібно, таке недолуге. Тут іноді кіловата мало, а вони на 250 Вт їздять. Дивні якісь люди.

І до речі – те, що масово продають на ОЛХ під виглядом «мотор-колесо 250/350Вт з Европи/Данії» – має лише 180 Ват потужності з лише 4-ма внутрішніми магнітами, 3-фазне, без датчиків Хола. Хоча розміром майже таке ж саме, як і Veola MXUS XF04. Я коли купив його для першого виробу, довго не міг зрозуміти, чого воно взагалі не тягне дорослу людину (хоча для дитини це був би оптимальний варіант як по тязі, так і по швидкості). Доки не розпиляв його болгаркою на дві частини, бо воно там хитре, на різьбі, яка прикипіла. Та ще й по-дурному зроблене, бо у нього не одна суцільна вісь через ротор, а дві напіввісі, що кріпляться 4-ма гвинтами. Тож довелося викинути на смітник.

Врешті-решт зупинився на мотор-колесі Veola MXUS XF04 300 Вт 36В. Звісно, по результатам ходових випробувань вирішено вже встановлювати 350 або 400 Вт з піком 800-1000 Вт. Бо потужність 500 Вт потребує вже 48-вольтового акумулятора, а це лишня вага і дорожче, а 300-350 працюють від 36В.

Конструція рами – алюміній. З того що є на ринку і конструював. Знову ж таки – мінімальна вага і максимальна жорсткість. Витримує мене і малу, а це все ж майже 120 кг.

Це дослідний зразок, для оцінки MVP – Minimum Viable Product. По результатам ходових випробувань та після того, як на ньому покатались зо два десятка знайомих та сусідів було виявлено, що така конструкція має право на життя.

Ну і саме цікаве – як же воно в мене зберігається? Хоча рама складна, з можливістю повісити на стіну на спеціальні тримачі, поки що не заморочуюсь, а зберігаю в кутку «на попа». По глибині займає 20 сантиметрів, тобто саму широку частину – сідло. Вийшло просто бомбезно, тобто так, як я й планував.

А не посчитать ли нам, состоятельные кроты?  (с) – мультфільм

І справді, а не порахувати нам, що воно з того вийшло. Бо як відомо «наука умеет много гитик». А у нас вийшов аж цілий ВЕЛОСИПЕД. Чи ВЕЛОКАТ. Чи САМОПЕД? Ну щось таки точно вийшло.

Що ми маємо з гуся, крім шкварок і жиру (як у відомому анекдоті)? А маємо ми наступне.

1. Мотор-колесо MXUS Veola XF04, переднє, потужністю 300 Вт, напругою 36В, редукторне, 290 обертів на хвилину. З драйвером на 18А з нього можна отримати пікові максимальні 756 Вт потужності при повністю зарядженому акумуляторі.

2. Акумуляторна збірка Li-Ion на 36В по схемі 10P3S на елементах Samsung INR18650-30Q 3000mAh зі струмом розряду 15А і піковому 30А. При 3 паралельно під’єднаних елементах максимально можливий постійний струм 45А, що при 18-ти амперному драйвері навіть з великим запасом. Таким чином, повна ємність акумулятора складає 36*9=324 Вт*год. На жаль, це максимальна ємність акумулятора, яку вдалося запхати в профільну трубу відповідного розміру, враховуючи те, що там ще стоїть драйвер двигуна. Збільшувати вагу за рахунок більшої труби поки що не став.

3. Синусний драйвер 36-48В 350Вт 18А. Різниця між синусним і звичайним драйверами – щось близько 150 грн, що не суттєво.

4. Вага транспортного засобу з усіма  навісами – крила, підніжка, навіть тросом із кодовим замком – 17.6 кг.

Мотор-колесо заспицьоване в 20-дюймовий подвійний алюмінієвий обід під V-Brake і встановлена антипрокольна BMX резина DSI SRI-114 20*1,75 47-406. Точно такий же обід і резина відповідно стоять спереду.

Чому саме 20-дюймові колеса. Перший дослідний зразок збирався на 16-дюймових ободах для зменшення габаритів. Другий – на 18-дюймових. Вірніше спочатку намагався зібрати 16-дюймові, а потім – 18-дюймові колеса. Було встановлено, що такі колеса відносяться до дитячого транспорту, тож надійність їх досить низька, а ціна в порівнянні із 20-дюймовими майже така ж сама. Це не стосуєтсья спеціальних BMX-ободів, але там ціна за один така, що я за неї повністю купив два двадцятидюймових  подвійних алюмінієвих обода зі спицями, камерою і покришкою.

З іншого боку, 24-дюймові колеса вже по габаритам не відповідали моїм технічним вимогам. Тож експериментально було встановлено, що оптимальний розмір для конструкції такого типу – 20 дюймів. 24-дюймові колеса теж вже стояїть зібрані, але то – наступний етап. Про нього пізніше.

Рама зібрана з профільної алюмінієвої труби. Наголос ставився саме на надійність, малу вагу і доступність. Конструкція рами має деякі ноу-хау, тому розкривати всіх подробиць не буду. Проект має комерційний напрямок.

Пробіг/запас ходу.

На повністю зарядженому акумуляторі від 42 до 33 вольт, намагаючись різко не розганятись і з місця з ручкою газа не стартувати, а відштовхуватись ногами, пробіг склав 35 кілометрів по спідометру-одметру при середній швидкості 20 км/год.

При повноцінній їзді лише на ручці газу із середньою швидкістю майже 20 км/год, на 110% швидкості драйвера (при цьому рушає і розганяється трішки краще, максимальна швидкість більша, але й заряд бере швидше – та мені так більш подобається) – пробіг склав 27 км, і то ще є невеличкий запас ходу. При звичайному 100% налаштуванні швидкості драйвера виходило десь від 30 до 35 кілометрів. Все залежить знову ж таки від вітру/гірок/старту з місця ручкою газу. Для моїх потреб навіть 25 км за день – то є відмінний результат, адже ніхто не заважає по приїзду, скажімо, на роботу чи в гараж поставити на зарядку.

Все ж 300-ватне РЕДУКТОРНЕ мотор-колесо, заспицьоване в 20-ти дюймовий обід має свої переваги. Таким чином, можна вважати, що такої ємності акумулятору вистачає у середньому на 30 км пробігу, що є досить непоганим результатом – той же самий дешевий самокат типу MegaDrive має запас ходу до 20 км, має таку ж швидкість, але то – стоячи. А тут все ж таки є сідло.

Заряд/вартість пробігу

Для заряджання акумулятора був придбаний самий дешевий зарядний пристрій для акумулятора 36В зі струмом заряджання 2А і дороблений. Саму плату було зібрано в іншому корпусі з додаванням вентилятору для охолодження радіатора та ампер-вольтметра – маю звичку всі процеси контролювати візуально. Вийшло якось так.

Але це так би мовити штатна зарядка. Для похідних умов є заводська, як у ноутбука, ті ж самі 36В 2А. Повна зарядка – близько 5 годин.

Виходячи з того, що розрахункова ємність акумулятора 324 Вт*г, то три повних заряда нам дає ємність 972 Вт*год, або приблизно 1 000 Вт*год. 1 кіловат електроенергії коштує 1.44 грн, тож вартість одного кілометру пробігу складає близько 1.5 копійок.

Так, я згоден, що собівартість пробігу потрібyо вираховувати виходячи із вартості побудови або купівлі такого виду транспорту, але вже зовсім скоро бензин із 49 грн подорожчає до 60 грн за літр, і я маю бажання непогано так зекономити. Адже при середьому пробігу за тиждень близько 100 км – це 500-600 грн лише на паливо, а за місяць там набігає досить таки непогано.

Примітка. Те, що на фото – дослідний зразок. По результатам ходових випробувань в конструкцію велосипеда були внесені деякі зміни. Таким чином, кінцева конструкція, що незабаром буде запущена у виробництво і випущена на ринок, має наступні ТТХ – тактико-технічні характеристики:

1. Рама – алюмінієва, підсилена, складна. Максимальне корисне навантаження 120 кг. Тип підвіски – ригід.

2. Подвійні підсилені обода із алюмінієвого сплава. Діаметр колес – 20 дюймів. Підсилена антипрокольна резина BMX DSI SRI-114 20*1,75 47-406.

3. Гальма. Спереду – V-Brake, позаду V-Disk 160 мм.

4. Кермо і сідло має регулювання по висоті.

5. Складані підніжки.

6. BLDC-двигун потужністю 350 Вт, напругою 36В, з датчиками Хола. Максимальна пікова потужність 750 Вт.

7. Акумуляторна батарея 10P3S Samsung INR18650-30Q 3000mAh, 36В 9А*ч, 324 Вт*ч

8. Ручка газа з світлодіодним індикатором напруги акумулятора та ключом.

9. Вага спорядженого велосипеда не більше 18 кг.

10. Максимальна швидкість при 100% положенні перемикача швидкості – 25 км/год, при 110% – 27 км/год.

11. Відстань пробігу на одному заряді акумулятора – до 30 км в залежності від умов експлуатації.

12. Час зарядки повністю  розрядженого акумулятора від зарядного пристрою 36В 2А*г – 5 годин.

Додатково може бути встановлено:

1. Бортовий компьютер.

2. Круіз-контроль.

3. Кнопковий перемикач швидкості 70%, 100% та 110%.

4. Захисні крила.

5. Заднє дзеркало.

6. Задній червоний ліхтар з датчиком гальмування.

7. Задній багажник.

8. Передня знімна корзина.

У найближчий час повністю перероблена конструкція буде доступною для замовлення. Слідкуйте за рекламою.