Motor eléctrico para bicicleta: una solución original de bricolaje.

La historia de otra bicicleta eléctrica hágalo usted mismo

Todo comenzó el año pasado cuando comencé a ir en bicicleta al trabajo con más frecuencia. expectativas en la multitud de automóviles, después de un día de trabajo, el momento de la llegada a casa comenzó a ser cada vez más tenso. El viaje en bicicleta de casa al trabajo tomó casi el mismo tiempo que en automóvil. Pero teniendo en cuenta que el camino discurría en su mayor parte por caminos en los que prácticamente no había tráfico, por la franja costera del embalse y por una pintoresca callejuela, en la que por la mañana entraban en calor los deportistas, y el La orilla estaba decorada con bostezos de pescadores con cañas de pescar; andar en bicicleta también daba satisfacción moral al admirar todo lo que sucedía a su alrededor.

(Muchas imagenes)

El único inconveniente que ensombrecía el viaje al trabajo era una cuesta de unos 300 metros de largo con una subida bastante pronunciada, en cuya entrada era necesario bajar marchas y hacer un esfuerzo considerable. La consecuencia de esto no fue un estado confortable antes del inicio de la jornada laboral en la oficina.

La idea nació de equipar tu moto con un motor que ayudaría en los momentos difíciles. Después de estudiar bastantes videos de YouTube, el foro infinite-sphere.com y otros recursos sobre cómo electrificar una bicicleta en casa, se formó una imagen de la solución al problema en mi cabeza. Solo queda implementar.

La idea de comprar un kit listo para usar con un motor de tracción delantera me pareció trivial, y otras dos razones: baja potencia de salida (hasta 500 W) y alto costo, no jugaron a su favor.

Se hizo hincapié en la tracción trasera y el uso de un motor sin escobillas. La eficiencia de tal solución, al parecer, debería ser mayor que el uso de una rueda de motor de tracción delantera.

Ya teniendo poca experiencia en radiomodelismo, decidí usar componentes de HobbyKing para implementar mi idea, como los principales a la hora de construir una bicicleta eléctrica. Mecánica, se decidió usar uno que sea fácil de conseguir en cualquier taller de autos o bicicletas.

Компоненты

Los siguientes componentes se utilizaron para construir la bicicleta eléctrica:

HobbyKing
Tienda de Autos

Polea de alternador VAZ-2108, 4 uds. (500 rublos)
Correa del alternador VAZ-2108, 2 uds. (200 rublos)

tienda de bicicletas

Rueda libre (150 rublos)
Manga, 2 uds. (500 rublos)
Cadena (150 rublos)
Cambio de marcha (300 rublos)
Estrella 52T (300 rublos)

Ferretería

Disco de diamante 150 mm (150 rublos)
Tornillos, tuercas, arandelas (150 rublos)
Perfil de aluminio 20×10 (100 rublos)

Frote total de 7300.

Fabricación (mecánica)

Como pensaba construir una bicicleta eléctrica con tracción trasera, decidí usar una transmisión por cadena para transmitir torque a la rueda trasera y, para aumentar la relación de transmisión, puse una estrella con una gran cantidad de dientes.

Inicialmente, planeé cortar una estrella con la cantidad correcta de dientes usando corte por láser en algún taller, pero la búsqueda de una plantilla 3D terminada con la configuración deseada tomó mucho tiempo y no condujo a nada que valiera la pena. El pedido de corte, junto con la fabricación de la plantilla por parte del diseñador, costó un centavo (alrededor de 1500 rublos). Esto anuló el principio principal de la idea concebida: minimizar el costo de la fabricación personalizada y utilizar componentes de bajo costo disponibles en el mercado.

Por lo tanto, el plato más grande 52T, retirado del cassette, se compró en la tienda de bicicletas (taller de bicicletas). Y para acoplarlo al buje de la rueda trasera se compró en una ferretería un disco de diamante para amoladora de un diámetro adecuado (15 cm). El agujero central del disco tuvo que ser perforado con un taladro y una lima al diámetro deseado del cubo de la rueda trasera. La sujeción de este diseño a la rueda trasera se realiza con tres tornillos a los radios. Es recomendable utilizar tuercas de “espiga” para la fijación, que se adhieren bien a los radios, así como tuercas autoblocantes (con inserto). La estrella debe equilibrarse en una rueda giratoria para que no haya latidos en diferentes direcciones.

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Para evitar que la torsión se transfiera al motor desde una rueda giratoria, utilicé una rueda libre de 16 dientes, que es fácil de comprar en cualquier tienda de bicicletas. El problema es que está diseñado para usarse con cadenas más fuertes y las cadenas angostas estándar no se asientan sobre él. Para que esto sea posible, es necesario rectificar un poco los dientes de la rueda libre en los lados. Usé un taladro manual con un accesorio de piedra de afilar para esto. 10 minutos y listo; con un archivo llevaría mucho tiempo.

Dado que la rueda libre está diseñada para atornillarse en el manguito grueso trasero, tiene una rosca interna de gran diámetro y se requiere un adaptador para unirlo al manguito de transferencia (con un diámetro de rosca de 10 mm). También podría encontrar un adaptador de este tipo en una tienda de bicicletas. Se vendio completo con funda negra y no se para que sirve. La foto muestra el segundo mismo adaptador, que estaba en el otro lado con una rosca inversa.

Para tensar la cadena desde la rueda libre hasta el piñón de la rueda trasera, utilicé un desviador económico estándar. La configuración del tensor resultó, por supuesto, no la más acertada, pero en general cumple su función, y no se me ocurrió nada mejor.

Para la transferencia gradual de par del motor a la rueda libre, utilicé dos bujes adaptadores con poleas instaladas debajo de la correa en V del generador VAZ-2108. Toda la estructura se fija con perfiles de aluminio en el cuadro de la bicicleta.

UPD. El marco no debe estar hecho de materiales compuestos como el carbono, porque. debe ser sólido y sin daños para mantener la fuerza. De lo contrario, el marco puede explotar. Tampoco se recomienda el uso de marcos de aluminio. Lo mejor es usar ya que tengo un marco de acero.

Los bujes de transición tampoco son comunes. Tienen un diámetro mucho mayor de los planos donde se unen los radios. Esto hizo posible unirlos a perfiles de aluminio. Para hacer esto, perforamos agujeros para las agujas de tejer un poco debajo de los tornillos M3.

Las poleas para correas tienen un diámetro interior mayor que el diámetro de la rosca del manguito adaptador, por lo tanto, para evitar una instalación incorrecta de las poleas, enrollé cinta aislante capa por capa en la rosca del manguito hasta el diámetro del orificio de la polea. , y para la fijación debajo de las tuercas usé arandelas con un diámetro de 30 mm.

En principio, se puede utilizar un enlace de transmisión de correa trapezoidal. La reserva de potencia del motor es suficiente para circular por carreteras rectas y pequeñas pendientes. Pero para conducir con confianza sobre arena y colinas, es mejor usar dos enlaces. Cada enlace tiene una multiplicidad de alrededor de 2x. Por lo tanto, aumenta el par transmitido a la rueda en 2 veces.

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Fabricación (eléctrica, electrónica)

Adjunté el controlador del motor con bridas a uno de los perfiles de aluminio unidos al marco, usando pasta térmica para un mejor contacto. Esto le permite eliminar mejor el calor del controlador y durante el viaje se siente como si el perfil y el marco en las cercanías del controlador se calentaran. En el otro lado del controlador, donde está instalado su disipador de calor, corté con cuidado el termorretráctil con un cuchillo y adjunté un pequeño ventilador del antiguo procesador Intel 586. Aunque, según la experiencia operativa, resultó ser innecesario.

Para controlar la potencia del motor, utilicé un probador de servos configurado en modo de control manual. El chip L7805 (KREN5A) se usa para alimentar el probador de servo y el ventilador de enfriamiento.

Primero, desoldé una resistencia variable del probador de servo y la coloqué junto a la empuñadura derecha del manillar. Resultó que este método de ajuste de potencia suave tiene sus inconvenientes. Es especialmente inconveniente usarlo en situaciones extremas cuando tiene que frenar bruscamente, cuando la mano se mueve hacia la palanca del freno y el motor continúa entregando torque a la rueda de frenado o incluso bloqueada.

Por lo tanto, simplifiqué el circuito e hice un botón de lengüeta en miniatura “gas al piso” (sin fijación) debajo del pulgar de la mano derecha, cuando se presiona, el motor comienza a producir la máxima potencia. Para eliminar tirones bruscos, puse un divisor de voltaje en dos resistencias y un capacitor de 100 microfaradios en la entrada del probador de servo. Por lo tanto, aseguró un suave aumento y disminución de la velocidad del motor al presionar y soltar el botón de “gas al piso” en aproximadamente 0,5 a 0,7 segundos.

Coloco un vatímetro en el volante para controlar el voltaje de la batería y medir el “flujo” de la capacidad almacenada en la batería. La batería está alojada en una alforja con cremallera. Por lo tanto, mató dos pájaros de un tiro: la batería se extrae fácilmente para recargarla y durante la operación se encuentra en un estuche de seguridad cerrado, en caso de una falla de emergencia.

Puse un botón de lengüeta (sin enganche) en la manija izquierda del volante para una señal de sonido para ahuyentar a los peatones. Como señal, utilicé una sirena de automóvil piezocristalina: un silbato. Se siente bastante normal durante el funcionamiento a corto plazo con un voltaje de 22 V (batería 6s). Sólo más fuerte que 12 V.

resultados

Describiré varias ventajas y desventajas de las soluciones aplicadas. En orden.

La cadena de transmisión a la rueda trasera tiene un recorrido bastante largo, lo que hace que la cadena salga volando de la rueda libre cuando se conduce por una carretera con baches. Para evitar esto, fue necesario cercar una especie de guía de cadena frente a la rueda libre a partir de una tira de aluminio y un rodillo de plástico. Dado que la cadena golpea contra ella cuando se mueve, esto crea un sonido de golpe fuerte desagradable. Para bien, es necesario colocar un tensor de cadena o un amortiguador frente a la rueda libre, pero aún no he descubierto cómo.

Montar la estrella impulsada trasera en la rueda no es lo más confiable. Existe la posibilidad de que se dañen los radios o que salte la fijación de la estrella de los radios. Esto ya sucedió una vez cuando usé nueces comunes. Después de eso, instalé las “tuercas de oreja” y las contratuercas automáticas. Es mejor cambiar el buje actual por un buje con soporte de freno de disco y poner una gran estrella en su lugar. Pero desde el diámetro de la rueda dentada es mucho mayor que el del freno de disco, no estoy seguro si la distancia al cuadro es suficiente para la rotación libre.

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La transmisión de potencia en cuña del motor a la rueda libre funcionó razonablemente bien al principio. Sin embargo, la eficiencia de tal solución deja mucho que desear. Con un aumento en la tensión de la correa, aumenta la carga sobre los cojinetes de los casquillos adaptadores y el motor, lo que conduce a un aumento en el desgaste y las fuerzas de fricción y, por lo tanto, a una disminución en la eficiencia de la transmisión. Con una disminución de la tensión, las correas con cargas altas (comenzando desde un lugar, moviéndose cuesta arriba) comienzan a deslizarse, y esto también conduce a una disminución de la eficiencia. Encontrar un equilibrio es extremadamente difícil. El uso de poleas acanaladas en V es problemático debido a su volumen. La mejor solución parece ser el uso de una transmisión por correa dentada.

Controlar la potencia del motor, como en la primera versión, usando una resistencia variable, como ya escribí, a menudo es un inconveniente. Usar el botón de “gas al piso” a menudo no está justificado, porque. Hay momentos en los que necesita conducir despacio y sin problemas. El patrón de movimiento “gas al piso – aceleración – agotamiento en punto muerto”, aunque en términos de consumo de capacidad de la batería es casi comparable en eficiencia al movimiento con el funcionamiento constante del motor, tiene un inconveniente importante: el deslizamiento de la correa trapezoidal durante aceleración. Pero en el modo de “gas al piso”, sientes toda la potencia instalada debajo de tu asiento.

Bueno, no importa, pero aún así, el sonido de un motor en marcha y una cadena en movimiento con una estructura abierta a menudo asustan a los transeúntes. Si alguno de los modelistas sabe cómo silban los motores sin escobillas, lo entenderá.

Algunos datos interesantes

Según los diámetros de las poleas en V (150 mm y 80 mm) y el número de dientes de la rueda libre y la estrella en la rueda trasera (16 y 52), encontramos que la relación de transmisión total es 11,4. Esto no es mucho y no es suficiente para un rápido viaje cuesta arriba, hay que ayudarse con los pies. Por lo tanto, puse una polea de cerámica de una lavadora (comprada en un mercado de pulgas) con un diámetro de 64 mm en el motor. Esto hizo posible aumentar la relación de transmisión a 14,3. Con una tensión de batería de 22,2 V, la velocidad máxima teórica será de 45 km/h. Teniendo en cuenta la resistencia del aire y las pérdidas de potencia en los enlaces de transmisión, parece ser cierto, porque en línea recta, aceleré a 40 km/h.

La batería con una capacidad de 5000 mAh (22 V) tiene una duración de 30 minutos de conducción y 8-10 km de viaje a una velocidad media de 18 km/h y aceleraciones de hasta 40 km/h. Incluso antes, cuando tenía una batería de 2200 mAh (11 V), también me alcanzaba para 8 km, pero a una velocidad máxima de 18 km/h, una media de 14 km/h y asistencia de pedaleo al motor cuando conduciendo cuesta arriba.

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La corriente máxima consumida por el motor durante la aceleración en el modo de “gas al piso” es de aproximadamente 60 A. Por lo tanto, la potencia de salida es de aproximadamente 1250 W, que es varias veces mayor que la mayoría de las ruedas de motor vendidas. Aceleración a 40 km/h en línea recta no más de 10 segundos.

En la configuración actual, conduje la temporada pasada de julio a octubre casi todos los días para trabajar con un kilometraje diario de unos 20 km.

#2 Cómo hacer una Bicicleta Eléctrica (AK-100)

Habiendo rebobinado 1000 km durante el verano en una bicicleta comprada a fines de la primavera, no pude resistirme y sucumbí a la sugerencia de mi amigo: sujetar un motor eléctrico siguiendo su ejemplo.
Naturalmente, primero me dio su bicicleta eléctrica para probar, después de una prueba de manejo, ¡la quería como k04 en un momento!)
¡Tan pronto como se dice que se hace!) Comenzó a buscar información en la web.
Resulta que este ya es un modo de transporte muy popular en algunos países.
Debido a las duras leyes europeas, producen principalmente bicicletas eléctricas débiles con una potencia de hasta 350 vatios y una velocidad máxima de hasta 25 km/h.
Fabricante principal de Bosch

Aunque hay fabricantes y más alegres

incluso Audi logró dejar una marca en un segmento prometedor

Bueno, gobiernan la bola de los motores de presupuesto.
Sus principales usuarios son chinos.

Así que en este momento hay varios tipos de Electro Kits con un precio de 25-60kr.:
1) Accionamiento directo – o en la gente común una rueda de motor con accionamiento directo.

Hay muchos tipos de ellos en las bicicletas, colocan ambos en lugar de la rueda delantera y trasera.
y ambos a la vez para configuraciones de tracción total.

Contras: el más pesado, viola la distribución del peso, bastante voraz.

Cuando se usa sin la participación del motor, debe girarlo
se siente como la resistencia en una bicicleta estática cuando se establece una carga alta.

Pros:
No hay partes que se rocen, las más tenaces,
Buena eficiencia
Puede funcionar como generador.
Aquellos. en modo de recuperación de energía

2)Rueda motora reducida

Contras: los engranajes de plástico se desgastan y se rompen

Pérdida de eficiencia debido a la fricción de los engranajes de plástico.
Sin modo de generador, es decir la recuperacion no es posible
Ventajas: peso y precio

3) Motores de carro montados en el conjunto de pedales de una bicicleta (análogo al superventas europeo de Bosch)

Contras: más ruidoso por trabajar con el circuito, menos eficiencia, sin recuperación, el más caro y a veces se estropea
Pros: la mejor opción para conducir en la montaña. al cambiar de marcha, puede aumentar considerablemente el par

ligero (aproximadamente el doble de ligero que los accionamientos directos con la misma potencia nominal)
No violan la distribución del peso de la bicicleta y, lo más importante, no aumentan las masas no suspendidas.

Agregaré que puede poner una transmisión directa en una bicicleta gorda desde un ciclomotor eléctrico hasta 5 kilovatios por rueda

Por lo general, 0.5-3 kW van al habitual, pero algunos “Kulibins” también los bombean hasta 5-10 hp.

En general, durante mucho tiempo observé de cerca el carro Bafang de 750 W con un controlador incorporado,
pero al final se dio la vuelta y puso lo mas
Tipo popular de accionamiento directo Golden motor MagicPie 3 con batería LiFePO4 48V 10Ah
Es cierto que los instaladores tenían el motor correcto en stock con la rueda 26; debido a la urgencia, lo instalaron, más tarde fuera de temporada lo iba a reemplazar con el 29. Pero después de buscar en Internet encontré una gran cantidad de fanáticos de los llamados 69″x.
aquellos. cuadro y rueda delantera de la bicicleta 29 y trasera de la 26
de esta forma se consiguen las ventajas de ambas dimensiones:
el 29e delantero es más rodante, más suave y tiene un ángulo de ataque más pequeño al saltar sobre obstáculos
y el trasero 26 te permite arrancar y maniobrar más rápido

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Su característica: el controlador del motor no está alejado del marco (lo que conduce a una gran cantidad de cableado externo)

pero integrado en la propia rueda
+ Representación, servicio y garantía de habla rusa en el territorio de la Federación Rusa.
+ El controlador se puede astillar fácilmente con un cable estándar
cambiando el voltaje para diferentes baterías 24-36-48V
tai y cambiar la corriente nominal de funcionamiento y la corriente máxima al arrancar desde parado
Ahora tengo 25A de corriente de trabajo y 50A al inicio
aquellos. a un voltaje de 48V, esto es 25×48 = 1.2 kW trabajando y 2.4 kW arrancando
puede aumentarlo un poco más a 30A / 70A, pero esto afecta negativamente la tasa de descarga

Mi amigo Artyom de 70 kg después de la prueba dijo que parece que 0-30 km / h es más rápido que su Leon 1.8T))

Resultado:
– con tracción eléctrica pura puede conducir unos 30 km
– con pedales unos 45-50km
— la velocidad media ha aumentado de 16-17 km/h a 24-26 km/h (te aconsejo que midas la media en ciudad en tu coche para comparar)))
– la velocidad máxima se mantuvo aproximadamente al mismo nivel que antes de la instalación – aproximadamente 55 km / h según el GPS, pero ahora puede subir 45-50)
– tiene aproximadamente el doble de peso bicicleta 14kg y bateria + motor 15kg

Estaba muy satisfecho con esta compra, ahora es un verdadero medio de transporte por la ciudad.
50 km es suficiente para llegar a cualquier final y volver
Este verano visité docenas de lugares nuevos en mi ciudad natal que nunca antes había visitado.
¡Ahorró mucho tiempo, nervios y gasolina!
Aunque la falta de cultura de conducción para nuestros automovilistas (abrir puertas de autos estacionados), toros que salen volando por las ventanas y cambios de carril desmotivados sin el uso de espejos retrovisores, sumado a la falta de infraestructura ciclista, es muy molesto. Y los conductores de autobuses y minibuses son generalmente una completa P, en busca de clientes y tiempo, pueden cortarte sin ninguna punzada de conciencia y en los estacionados y, peor aún, empujarte a la fila del medio (a menudo pasando por alto el hecho de que andan en bicicleta no solo los niños, que, por cierto, no difieren en el conocimiento de las reglas y la atención, sino también los tíos adultos que pueden salir del autobús por una grosería obvia y dar un deuce preventivo) en general, cualquier cosa puede pasar: la vida tiene ser más divertido!
Con la llegada de la lluvia y el barro, hace poco cambié la rueda de asfalto por una ancha con tacos:

¡Deseo que todos se unan a las tecnologías electro-híbridas, juntos venceremos los atascos de tráfico (de lo contrario, sin nosotros, no hay nadie para lidiar con ellos en el país)!
¡No te olvides de la seguridad y cuídate!)

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