Гибрид электро движка и бензо-генератора

[ANTIpendos 0]

Я вот что тут подумал друззя;-) К тому же весь мир движется в сторону гибридов-как минимум...А что если: скрестить бензо и электро? То есть: на спине у бордера-рюкзак-в котором движок от бензокосы- работающий на минимальных оборотах(почти бесшумно)+аккумулятор типа как от электроскейта-а на ногах-некие досочки (как мини лыжи) -на колесах. А привод на колеса-от маленьких но мощных движков для радиуправляемых моделек...Ну или просто тупо взять от электро скейта.

 

Суть всех этих извратов и цель: мощный крутящий момент и старт, существенное снижение шума, и в то же время- долгая езда (движок бенз-работает почти на холостых-да еще можно взять его какой нибудь-самого малого объема)...

 

Ну или если так далеко не заходить-а просто -ПОСТАВИТЬ ГИБРИДНУЮ УСТАНОВКУ НА БОРД? Никому не приходила такая мысль? Для кардинального снижения шума и т.д.?

 

Почему заговорил: смотрел по "дискавери" передачу-там рассказывали про эволюцию паровозов и рассказали историю -как в США в 60-70 годы произошла замена силовых установок на поездах -которые раньше ездили в чистом виде на дизеле, а сейчас(там 3d схемы прозрачные показывались) - непосредственно двигатель внутреннего сгорания занимает всего лишь ПЯТНАДЦАТЬ-ДВАДЦАТЬ! процентов -от того объема что было раньше! И вместо него-аккумуляторы. РЕЗУЛЬТАТ ВСЕХ ЭТИХ АПГРЕЙДОВ жд путей в США: понижение расхода топлива (и себестоимости перевозок).

 

Ну а в нашем случае (что нам особенно интересно-снижение шума-наверное). Обмозгуем мысль?

[shade 0]

Если наш движок на полную будет работать он лампочку то ели раскрутит

[Taugeshtu 0]

А что если: скрестить бензо и электро?

Смело накидывай к 4 кг движка ещё по 4 кг на генератор и электродвижок. Ну ладно, по 2, если речь о киловатте максимум. (что-то около 1.4 лошади)

 

Можешь потом "надбавку" поделить на два, если знаний хватит посчитать мотор (и генератор!) руками/софтом под алюминиевые обмотки. И будет желание их своими руками делать.

 

от маленьких но мощных

Они такие мощные и такие маленькие ровно за счёт больших оборотов (по большей части).

Где бяка сидит:

- Если движок бесколлекторный - то момент в нём действительно большой и толстый, и всё вроде замечательно, только вот фиг ты найдёшь бесколлекторник модельный с мощностью "за 300 Вт" (что-то около 0.5 л.с.). Проистекает это от необходимости больших и толстых контроллеров на большие мощности, потому что движок крутится за счёт своевременного включения обмоток, что в бесколлекторных движках делается при помощи мозгов (а не тупо законтачивания, как в коллекторных);

- Если движок коллекторный - то он тебя вполне возможно сможет разогнать только с горки;

- В любом случае на старте у тебя пойдёт эпический ток по обмоткам (и мозгам), что может привести к печальным последствиям (перенагрев -> выгорание изоляции -> пробой -> поход в магазин за новым движком, а лучше - учебником).

 

движок бенз-работает почти на холостых

Садись, два!

Гугли кривую мощности поршневых ДВС (картина в целом одинаковая) - на холостых движок выдаёт что-то около 20% своей максимальной мощности, т.е. для 2л.с. движка - 0.4 л.с.

Чудес не бывает, и 0.4 л.с. тебе придётся сначала конвертировать с потерями порядка 20-30% в электроэнергию (получится навскидку 0.25 кВт), а потом с потерями 20% (а иначе - тяжёлые медные движки, да) - в механическую обратно. На выходе будешь гордым обладателем 0.2 л.с. Крутота? Крутота.

 

А шо делать? А делать следующее:

Правильные самописные мозги на микроконтроллере;

Буферная ёмкость в лице сильноточного (лёгкого и дорогого) модельного аккума;

Сервомашинка на газ нашей генераторной установки.

 

Тогда на старте э-движки будут сжирать батарейки, серва начнёт резко крутить мотор по обстоятельствам, компенсируя расход энергии (если хотим максимальную мощность на всем диапазоне оборотов - придётся всегда "ранцевый мотор" крутить на кошерных оборотах), ну а мы наслаждаемся почти ЕДИНСТВЕННЫМ профитом такой схемы - возможностью конвертировать неплохой момент бензы в НУ ОЧЕНЬ-ОЧЕНЬ неплохой момент ЭД. Но для этого надо бы по-хорошему делать мотор-колёса максимально возможного радиуса (тогда получится наибольшее плечо, и как следствие - момент).

 

А чтобы схема имела хоть какую-то практическую применимость, помимо постижения дзен и искусства ухода за АК-47, надо:

Выкинуть нафиг бензомотор туда, откуда вы его взяли;

Взять радиомодельный (лучше - самолётный) движок с ресурсом ЦПГ в 300 часов (можно брендовый OS Max за стопицот нерусских денег; впрочем, хорошие китайские моторы тоже есть, вроде MLD-35 и SV DM-33 или SV-50) и весом до полутора килограмм;

Просчитать самому вкусные (с алюминием вместо меди) мотор-колёса (чтобы выкидывать нафиг трансмиссию и удержать растущий вес) и генератор-стартер (ололо, больше никаких "So close");

Запастись мозгами и желанием постичь схемотехнику (про такие мелочи, как законы Ома и Кирхгоффа молчу), а заодно и программирование;

Сваять вкусную схему микроконтроллера и прошивку для него (особо упоротые экземпляры могут предусмотреть возможность "буста" - когда питание идёт и от генератора, и от батарейки; но такой финт ушами надо закладывать в качестве резерва мощности электромотора, а это уже - повышение веса)

 

 

Короче:

Взлетит, но надо осилить килотонны матана. И всё равно получится, скорее всего, тяжелее, громче и уж точно дороже, чем чисто бензиновый борд.

Заморочиться можно разве что из любви к процессу или 4WD-мотобордам.

 

 

Если наш движок на полную будет работать он лампочку то ели раскрутит

Неверно. Две здоровые лошади из стэндбайковского движка выжимаются? Выжимаются. (хромая остаётся стоять на шухере)

Потери при конвертации даже на ну очень дрянном генераторе - 50%.

Получается 1 л.с. электрической энергии, что примерно эквивалентно 7ми 100-ваттным лампочкам (не энергосберегающим). Другое дело, что либо лампочки, либо ехать :D

 

Как-то так...

[bananu 0]

Информация для размышлений... http://www.dyr4ik.ru/forum/viewtopic.php?t=22059

 

Информация для размышлений... http://www.dyr4ik.ru/forum/viewtopic.php?t=22059

 

http://www.dyr4ik.ru/forum/viewtopic.php?t=26878

[Pavel 0]

... фиг ты найдёшь бесколлекторник модельный с мощностью "за 300 Вт" (что-то около 0.5 л.с.). ...

-> Turnigy RotoMax 100cc

Этот бесколлекторный модельный мотор предназначен для замены 100-кубовых бензиновых двигателей.

Максимальная мощность: 7992 Вт

Вес: 2,074 кг

Диаметр вала: 10 мм

[Taugeshtu 0]

Turnigy RotoMax 100cc

Ну да, соврал. Не там смотрел, да и давно это было)

В принципе определённый профит получить можно. Но для этого надо брать генераторную установку (или делать самому) и не возить её ранцем, а ставить на месте покатушек. И кататься на батарейках. И очень желательно иметь второй комплект, который будет заряжаться, пока владелец сжигает первый.

 

Почему гибридный борд заранее гуано:

1. Шум не снизить. Ну, разве что в варианте "генератор стоит на земле".
   
2. Вес если и удастся снизить - то ценой очень, ОЧЕНЬ больших деньгозатрат. Проще будет либо делать батареечный борд, либо с легким ДВС.
   
3. Чтобы выкинуть нафиг трансмиссию (т.е. цепь и сопутствующие), нужно покупать/делать мотор-колеса. Или как-то так очень хитро извращаться с моторами типа приведённого выше, вкладывая вал внутрь несущей трубы, потому как радиальные нагрузки на вал ЭД - это очень плохо, со временем движок начнёт из маленького износа делать очень большой, разбалтывая сам себя.
   

Почему гибридный борд - это хорошо:

1. Стильно, модно, молодёжно!
   
2. Прёт как электровоз, а жрёт бензин.
   
3. Нет геморроя с передачами, можно делать хоть 4WD и ничегошеньки вам за это не будет, даже дифференциалы с обгонками не нужны. А мотор-генератор можно поставить в центр деки, облегчив задний мост и выкинув на помойку раму.
   

___________________________________________________________

 

И как с этим жить?

Вариант первый - забить.

Вариант второй - рассмотреть не-борды. В самокатах я, сразу признаюсь, вообще не шарю. Рассмотрю плюсы/минусы с точки зрения стендбайка:

• Позволяет выкинуть в геенну огненную цепную/ременную да и вообще любую передачу на безступичное колесо, где ей самое место!
  
• Можно наплевать на кривые рамы, несоосности и вообще. Очень удобно для всяких криворуких (вроде меня);
  
• Ломаться физически - нечему. Двигатель с генератором образуют отдельный блок;
  
• Момент. Нет, даже так: МОМЕНТУМ!!!11 По рассчётам вышло ажно 50 Нм (но это для гипер-пупер колеса с низким профилем). Это примерно как у байка в 400 кубиков;
  
• Дорого. Очень дорого. На уровне GC первых партий;
  
• Если станет скучно - несложным допиливанием превращается в 2WD;
  
• Можно ездить задом, что позволяет прокачивать трюки по количеству и градусу неадеквата;
  
• Мотор-колесо (единственный вменяемый вариант, цепи, ремни, валы и фрикционки оставим для луноходов, ок?) придётся рассчитывать (фигня для любого, кто хоть раз ЭД изнутри видел, emetor в помощь) и делать самому;
  
• В бесколлекторном варианте можно сделать такую степень защищённости, что хоть в воду его окунай - работать будет;
  

За рамками оговоренных концепций я гибридных "зажигалочек" себе не представляю. Точнее представляю, но не верю в их целесообразность.

[admin 0]

Чё-то вы все понижаете, когда все повышают-то!

 

Моя болгарка 220 вольт при весе в пару кг. вполне себе выдает свой кВт...

(http://www.machinestore.ru/e-store/xml_catalog/index.php?SECTION_ID=4125&ELEMENT_ID=103741)

 

Ну, и честный генератор на 1кВт, весит немногим больше 10кг:

http://www.imperiatools.ru/node/3746

 

Короче, ИМХО - гибрид в районе 1-2кВт вполне себе возможен, если не понижать напругу меньше 220вольт.

Кстати, еще тем, кто не любит читать учебники, открою большой секрет: любая там дрель или болгарка со щетками, может быть запитана постоянным напряжением. И при 90 вольт уже почти уйдет вразнос!

(http://forum.ixbt.com/topic.cgi?id=48:7737)

 

В общем, потенциал есть! Только решить, оставлять всё на 220вольт или выпрямить и сделать около 100 вольт.

[Taugeshtu 0]

Чё-то вы все понижаете, когда все повышают-то!

Без буферной ёмкости разгоняться будет не очень, а буферную ёмкость даже из липолек на 220 вольт собрать проблематично - это надо 10 сборок на 22.4 вольта, что уже само по себе 10 кг и габариты, деньги же...

На конденсаторах тоже не ахти как выйдет. Прикидывал стоимость буфера на 10 секунд под 2 кВт на ионисторах (60В), вышло 18 килорублей :D

 

Ну и маленький пример - МосМетрополитен катается, если не ошибаюсь, на 90В постоянки. А чо не 900? Они же могут!

Можно припомнить, что ЭД мотают проводами в лаковой изоляции, чтобы изоляция была как можно тоньше берут низкое рабочее напряжение. Иначе - пробой изоляции, короткое замыкание, выгорание обмоток. Ещё плюшки от тонкой изоляции - больше витков провода при том же сечении в то же пространство влезает => больше индуктивность отдельной обмотки => больше магнитный поток => больше мощность.

 

гибрид в районе 1-2кВт вполне себе возможен

Да никто вроде и не спорит, вопрос только в том, ради чего мы его делаем. Отсюда - целесообразность. Для 4WD гибрид вообще роскошное решение.

возможен, если не понижать напругу меньше 220вольт.

Можно и без таких извратов. По большому счёту, вольтаж не решает. Решает произведение напряжение*ток, а потому выбирать эту парочку надо исходя из имеющихся компонентов и их стоимости. 22 В и 100 А можно получить с одного моделистского аккума, а набирать 220 В выйдет ой как дорого.

 

Можно и без буфера, конечно.

[ANTIpendos 0]

КАк я в самом начале темы и говорил - на мой взгляд-человека, накатавшего за прошлый сезон ой как немало на борде- весь этот изврат имеет целью только понижение шума. То есть получить некий средний вариант между ревущим стандартным бордом и его высокой автономностью (+20 км с одной заправки 0,7л-легко!) и электробордом-с его бесшумностью. Насчет того, чтобы "выдрачивать" из гибрида момент :-) -не вижу смысла- мой борд с движком 49,7 куба рвал так (меня 97кг весом)- что страшно было...То есть за мощой гоняться думаю на такой конструкции смысла нет-уже в текущей комплектации "очко на пределе" :-) когда на полную выжмешь... а вот шум снизить-это да...можно поработать...

[Taugeshtu 0]

а вот шум снизить-это да...можно поработать...

Не выйдет. Максимум, чего можно добиться - задушить двигатель генераторного блока тихим глушителем, но тогда пропадёт и мощность, и смысла в электромагнитной трансмиссии нет.

[ANTIpendos 0]

а если подойти к этому вопросу с неожиданной стороны? Например так(сразу оговорюсь в расчетах движков я ноль)...Берется тупо генератор бензиновый-из хозмага..Какой нибудь поменьше размером и мощностью в районе киловатта-полутора..и от него крутить электро движок? Профит в этом наверное единственный-генератор будет все равно потише по звуку чем высокочастотный рев обычного движка...как вам такое?

[Taugeshtu 0]

Берется тупо генератор бензиновый-из хозмага

Те же яйца, только в профиль. Получишь полторы л.с., как и в случае придушенного до приемлемой громкости штатного движка.

 

А вообще решение есть, нужно сделать гибрид бензинового движка и берушей - и тихо и быстро.

 

В принципе, тут как с работой: "быстро, качественно, недорого - выберите две позиции", только будет "быстро, тихо, долгоиграюще"...

[ANTIpendos 0]

okay :-)

[admin 0]

Без буферной ёмкости разгоняться будет не очень

 

Ну, должны у гибрида быть хоть какие-то недостатки!

 

А так, если не понижать 220, а делить на 3 по 72, то можно в три таких вот колесика закачать:

 

Или в любые скутерные, то я бы посмотрел, как оно плохо будет стартовать....

 

 

А буферные элементы все есть зло! Напишите на бумажке любую цепочку КПД без буферного элемента и с ним: появится не только КПД буферного элемента, но и КПД минимум двух преобразователей (или контроллеров) и их вес!

[Taugeshtu 0]

я бы посмотрел, как оно плохо будет стартовать

Дело за малым - собрать и убедиться, что без предварительной раскрутки оборотов ДВС стартовать он будет вяло. А знать заранее, какая у нас будет нагрузка (предугадать, когда райдер сожмёт гашетку) весьма непросто.

Тут ведь дело не в том, какой крутой мотор, а в том, как круто мы его питаем, и только. Почти 100% мощности ДВС отдаёт в относительно узком диапазоне оборотов - раз; если крутить ДВС в зоне максимальной мощности постоянно, кататься на одном баке будем минут 7 - два; если делать алгоритм "опережения" и с запасом крутить ДВС, подгоняя мощность под разгон - получим динамику примерно такую же, как на чистом ДВС.

 

Фишка электродвигателей в том, что они могут отдавать всю или почти всю мощность на всём диапазоне оборотов, но для этого их надо питать "в полный рост" - буфер позволяет упростить эту задачу, т.к. он всегда готов отдать полную нагрузку, а ДВС уже его "догонит" в своё время.

 

КПД минимум двух преобразователей

А это уже зависит целиком от того, как мы подходим к вопросу бортового напряжения. Я считаю, что 15 В и 250 А лучше, чем 220 В. И ровно тем, что с такими параметрами есть батарейка заводского производства с небольшой стоимостью и весом в 1 кг. Если генератор, буфер и потребитель подогнаны по напряжению - лишние преобразователи уходят, а плюшки буферной ёмкости стоят того, чтобы её туда поставить.

 

 

Я не понимаю, отчего такая страсть к напряжению бытовой электросети :D Чтоб с удлинителем кататься можно было?

Я считаю, если уж делать гибрид - то делать качественно, выжимая максимум. Для этого нужно взять лёгкий ДВС, лёгкий модельный электродвиг на должность генератора, и лёгкие же тяговые движки. Добавить буфер соизмеримого напряжения и правильные мозги.

[admin 0]

Для этого нужно взять лёгкий ДВС, лёгкий модельный электродвиг на должность генератора, и лёгкие же тяговые движки. Добавить буфер соизмеримого напряжения и правильные мозги.

Неее, это рецепт того, что точно не будет работать!

 

КПД ДВС + КПД генератора +КПД преобразователя напряжения + КПД драйвера (бустера) аккумулятора + КПД аккумулятора + КПД контроллера тягового электродвигателя + КПД двигателя.

[Taugeshtu 0]

Неее, это рецепт того, что точно не будет работать!

Ну а мне кажется, что всё не так страшно.

И с 4-хсильного ДВС вполне можно выжать 2-2.5 силы в мотор-колесе. Т.е. 2 силы на любых оборотах, только гашетку зажать.

Речь ведь, в сущности, не об общем КПД системы, а о эффективности конечного агрегата.

А в сухом остатке у нас будет:

2 л.с. + масса, соизмеримая с "нормальным" стэндом. И электровозная тяга.

 

КПД ДВС + КПД генератора +КПД преобразователя напряжения + КПД драйвера (бустера) аккумулятора + КПД аккумулятора + КПД контроллера тягового электродвигателя + КПД двигателя.

Можно прикинуть:

4.2 л.с. (мотор, на который я прицеливаюсь) -> 3.09 кВт.

25% можно вполне честно отдать на потери в генераторе и выпрямителе -> 2,3175 кВт.

Буфер - это буфер, а не непосредственный участник событий, через который проходит энергия (потому что тип батареек надо тоже с умом выбирать, в моих мыслях это LiFePO4). Ну ладно, если вам хочется - 5% он "сожрал" на самоотопление -> 2,201625 кВт.

"Контроллера" там не особо много - в общих масштабах электроника съедает невероятно мало, основной "пролюбитель" тут - силовые ключи, коммутирующие обмотки. Эти ребята греются, но не сильно - ватт 100 с них уйдёт -> 2,101625 кВт.

Ну и в тепло в моём рассчётном двигателе уходят вполне себе некриминальные для бесколлекторника 20% (+/-, иногда всего 15 - зависит от тока, т.е. полный газ/частичный газ) -> 1,6813 кВт.

= 2,3 л.с.

Зачему, что это 1.68 кВт уже на колесе, т.е. по сути - на асфальте. Да, потери есть. Да, значительные. Примерно вдвое больше потерь на трансмиссию в классических вариантах (да-да, господа бензоводы, ваши ремни и цепи тоже не бесплатны - кстати, давно хочу узнать, сколько там теряется из двух здоровых и одной хромой китайских лошадей в итоге, и сколько остаётся на колесе).

Ради чего? Момент. Кривая мощности. Возможность кратковременно (минуты на две) получить вдвое больше мощности.

 

Ну и так, чисто поржать - вышеназванная связка весит:

1.3 - ДВС

1 - АКБ

0.9 - мотор-колесо

0.8 - стартер-генератор

0.3 - мозги с радиатором

= 4,3 кг.

Есть желающие взвесить гвильный дрыгатель с заводилкой, редуктором, цепью и звездой?

[ANTIpendos 0]

интересные рассуждения! интересно слушать человека- который в этом понимает! ;-)

По поводу движка- могу могус сказать что его вес не более 4кг(это максимум)-а реально в районе 2,5-3кг

[mak-zy 0]

А что это за движка - 4.2 лс и весом 1.3кг ?

[Taugeshtu 0]

А что это за движка - 4.2 лс и весом 1.3кг ?

Авиамодельный, MLD-35. Например, тут:

www.aero-hobby.ru/category/двигатели/бензиновые-двигатели-spemld-gas-engine/mld35-35cc-gasoline-engine.html

Моделисты говорят что хороший, надёжный.

Принципиальные недостатки:

1. Нет стартера и сцепления (в зависимости от применения они могут быть и не нужны);

2. Момент вяленький;

3. Цена;

4. Ресурс ЦПГ где-то 300 часов. Но для "зажигалочки", а не транспортного средства, это нормально. Раз в год поменять - выйдет в 3 килорубля, терпимо)

Принципиальные достоинства:

1. Масса;

2. Мощность;

3. Рабочесть в любом положении.

 

интересно слушать человека- который в этом понимает!

Ну, у меня пока в голове не все нужные знания есть)) Больше всего недостаёт схемотехники на предмет всяких обвязок микроконтроллеров, защит по току, напряжению... Но это всё несложно осваивать в 21 год) Если форс-мажоров не будет - воплощу свои мыслеизлияния в металле и пластике.

[ANTIpendos 0]

единственное -что опять вгоняет в тоску-с шумом то как? ;-) авиа двигатель даже позверее будет по шуму-чем бордовский обычный! (что совсем не гут)

[Taugeshtu 0]

Да как и раньше - в три стекловатные шубы оборачивать глушитель :D

Тут ничего принципиально нового не придумаешь - или "душить" двигатель, или полностью на батарейки переходить...

Хотя в принципе можно попробовать взять мотор большей кубатуры, с великим запасом (эдак 250) и гонять его на малых и средних оборотах.

Я вот не помню правда, 4Т двигатели тише своих 2Т собратьев, или нет - может в эту сторону смотреть надо.

[mak-zy 0]

Авиамодельный, MLD-35. Например, тут:

www.aero-hobby.ru/category/двигатели/бензиновые-двигатели-spemld-gas-engine/mld35-35cc-gasoline-engine.html

Моделисты говорят что хороший, надёжный.

Принципиальные недостатки:

1. Нет стартера и сцепления (в зависимости от применения они могут быть и не нужны);

2. Момент вяленький;

3. Цена;

4. Ресурс ЦПГ где-то 300 часов. Но для "зажигалочки", а не транспортного средства, это нормально. Раз в год поменять - выйдет в 3 килорубля, терпимо)

Принципиальные достоинства:

1. Масса;

2. Мощность;

3. Рабочесть в любом положении.

Ну, у меня пока в голове не все нужные знания есть)) Больше всего недостаёт схемотехники на предмет всяких обвязок микроконтроллеров, защит по току, напряжению... Но это всё несложно осваивать в 21 год) Если форс-мажоров не будет - воплощу свои мыслеизлияния в металле и пластике.

Еще к минусам

- надо делать принудительный обдув (в стоке он охлаждается от винта , там воздушный поток огого , и рубашка цилиндра расчитана на него)

- глушак нужен другой - этот жутко шумный

- вес наверняка без блока зажигания

По мне , так все эти движки хороши только в тех условиях , для которых проектировались . Есть же хорошие движки для наших целей - надежные , относительно недорогие и легкие.

[Taugeshtu 0]

вес наверняка без блока зажигания

А вот и с ним.

 

Есть же хорошие движки для наших целей - надежные , относительно недорогие и легкие.

А ну-ка, двигатель в 4 силы массой равной или меньше 1.5 кг с зажиганием и глушителем?

[mak-zy 0]

Ну меньше 1.5 кг не знаю , но туда надо еще сцепление плюсовать , обдув и т.д.

А вот 2.2 кг и 4лс http://www.davesmotors.com/s.nl/c.885035/n.1/it.A/id.4498/.f - зато всё уже есть и ресурс большой.