homeideae-autofotodaneopistestyinnilinki

Po uruchomieniu auta elektrycznego, każda jazda zmuszała do przeróbek I ciągłych ulepszeń. Po pierwszej jeździe powstał niedosyt, samochód do 60 km/ rozpędzał się cicho, po przejściu do 65/70 km/h zaczynał hałasować mechanizm różnicowy, i wył tak do osiągnięcia 90. Jęk w zakresie użytkowych prędkości był dołujący, dlatego postanowiłem zainwestować w skrzynię. Naprawa nic nie dała, musiałem znaleźć drugą skrzynię w dobrym stanie. Niestety taka była uroda Wartburga 353 że skrzynie w nich wyły. W międzyczasie szukałem amperomierza z bocznikiem na 150 A, udało się, znalazłem. Po założeniu mogłem kontrolować pobór mocy, sprawdzałem wielokrotnie czy uda mi się osiągnąć przy prędkości 60 km/h zużycie 50A. Niestety Toyota pana Zbyszka była lepsza, Wartburg żarł około 60A przy prędkości 60 km/h, przy prędkości 90 km/h pobór mocy wzrastał do 140A! Toyota zaś według tego co mówił pan Zbyszek, chłonęła tylko 50 A! Dlaczego? Najprawdopodobniej wynika to z nieefektywności mechanizmów przekazujących napęd z silnika na koła. Większego szoku doznałem po zmianie skrzyni biegów na cichszą. Po tym zabiegu pobór prądu przy szybkości 60km/h skoczył do 70 A!!! To zbyt wiele! Domyślałem się duże wartości przy szybkościach powyżej 60 km/h wynikają z oporów aerodynamicznych. Powyżej tej prędkości opór aerodynamiczny szybko rośnie i zaczyna odgrywać decydującą rolę w oporach które trzeba pokonać by rozpędzić auto.
Wykres z ksiązki "Podstawy aerodynamiki pojazdów", autorstwa Janusza Piechny.
 
Niestety Wartburg jest bardzo kanciasty, przednia szyba ma mały kąt pochylenia, dodatkowo rama auta nie jest maskowana od spodu, myślę że powoduje wspaniałe wiry, które generują spory opór. Mogę się założyć, że ci, którzy projektowali to auto w ogóle nie myśleli o zbudowaniu go w zgodzie z aerodynamiką. Zresztą nie ma co się dziwić, w latach 70 ubiegłego wieku, mało które auto powstawało z myślą minimalizowania tych oporów. Co do silnika I skrzyni biegów, nic dziwnego że powstają konstrukcje, które mają silnik wmontowany bezpośrednio w koła, pozbycie się przekładni prowadzi nie tylko do zmniejszenia masy pojazdu ale do zminimalizowania strat energii powstających w przekładniach. Silnik elektryczny ma moment obrotowy w całym zakresie pracy prawie równy( nie każdy, ale zazwyczaj), dlatego można by pozbyć się niektórych biegów, pewnie wystarczyły by dwa, ale przy słabszych silnikach trzeba brać pod uwagę pokonywanie wzniesień. W takich wypadkach biegi wydają się być niezastąpione. Ja sam ruszam na normalnej drodze, z 2-giego biegu.
 
Następstwem tych spostrzeżeń było doświadczenie, w którym postawiłem auto na kobyłki z uniesionymi w powietrzu kołami I rozpędzałem je do 90 km/h. Po uzyskaniu prędkości według wskazań prędkościomierza, „wyrzucałem” na luz I ze zdziwieniem stwierdzam że różnica wynosiła aż 14A! Trzeba sobie uświadomić że na obciążonym układzie pędnym straty muszą być wyższe. Niestety po tych doświadczeniach raczej proponuję do konwersji użyć auto nowocześniejsze, o bardziej opływowej sylwetce. Sam silnik „Bułgar” też nie zachowuje się najlepiej, wszystko gra do 3000 obrotów, powyżej rozkręca się już słabo, jego wydajność w zakresie 3-4 tyś obrotów na minutę, wydaje się słabnąć. Dobry silnik powinien mieć obroty do 5000/min. I równą charakterystykę w całym zakresie od 0 do 5000 obrotów/min. Oczywiście najlepiej,  jeśli wydajność jest wysoka, tak by minimalizować straty. Każdy z tych parametrów jest istotny, w sumie tworzą one efekt „śnieżnej kuli”,  dla mniej zorientowanych polecam lekturę jakichś przykładowych wykresów prądów rozładowania akumulatorów. Do wykresów odsyłam, dlatego by uzmysłowić sobie fakt że czym większym prądem rozładowujemy akumulatory, tym bardziej kurczy się ich pojemność. Dlatego straty narastają lawinowo, przez co skracana jest wydajność, zasięg i żywotność akumulatorów, oczywiście rosną też koszty. cdn...
 
Zaproponowano bym podzielił się swoimi przemyśleniami dotyczącymi wyboru auta, co też czynię. Jeśli chodzi o wielkość przerabianego samochodu, nie powinno być to auto za małe z kilku powodów: nie zmieścimy odpowiedniej ilości akumulatorów chcąc zwiększyć zasięg, w małym aucie może także zaistnieć problem z dopuszczalną masą całkowitą (może być za mała), mały też będzie silnik, dlatego niewiele kilogramów zostanie wyjętych spod maski. Taki obrót sprawy zawęża możliwości, chyba, że ktoś użyje baterii litowo-jonowych. Dobrze, by takie auto było w miarę nowoczesne, ze skrzynią biegów (o ile będzie potrzebna), która będzie miała na którymś biegu bezpośrednie przełożenie, tzn. jedno z przełożeń, zazwyczaj wyższy bieg 4 lub 5 łączący bezpośrednio silnik z mechanizmem różnicowym. Zwrócił na to uwagę pan Zbyszek, daje to całkiem niezłe oszczędności. Z drugiej strony auto nie powinno być za wielkie ze względu na to, że zbyt duża waga i gabaryty wymagają większej mocy silnika. Większy silnik to z kolei konieczność zamontowania większej ilości akumulatorów. Jeśli ktoś ma dużo kasy, może przerabiać duże auto, ale wszystko wskazuje na to, że trzeba ponieść większe koszty. Z tych powodów radzę używać aut średniej wielkości. Ważne jest, by auto, które zostanie wykorzystane, było jak najbardziej opływowe. To, co potocznie sądzimy o aerodynamice aut, nie zawsze jest prawdą. By to zrozumieć, prezentuję tabele z książki p. Piechy  „Podstawy aerodynamiki pojazdów”, książka ta jest bardzo ciekawa, zawiera dużo informacji o aerodynamice aut, także elektrycznych. Tabele prezentują współczynniki oporu aerodynamicznego, oto one:
  

Wartości współczynników oporu i powierzchni czołowej wybranych modeli samochodów

 
Wpływ oporu aerodynamicznego jest bardzo istotny dla prędkości powyżej 60 km/h. Jak bardzo, to wynika z wykresu pochodzącego z tej samej książki
Opisywałem wcześniej, jak narastają prądy przy różnych prędkościach: do 50 km/h wynoszą one 1A/1km prędkości, między 50-60 km/h ten współczynnik już rośnie, by przy 90 km/h pobór wynosił już 150A, co daje około 1,67A/1km uzyskanej prędkości (podane wartości dotyczą poboru mocy na równej drodze, dla podtrzymania prędkości). Generalnie żałuję, że nie użyłem nowocześniejszego auta, uniknąłbym opisanych problemów w takiej skali. Mam nadzieję, że ten materiał pomoże innym pasjonatom w dokonaniu wyboru autka do konwersji.
 
Dodatkowo tabelka pana Daniela (pozdrawiam) jest mocno wyidealizowana, gdyż do wyliczeń przyjęto wartości  cx = 0.25 i nie uwzględniono sprawności silnika. Niemniej materiał jest interesujący, a progresja mocy wraz ze wzrostem prędkości wydaje się wyliczona poprawnie.
 

 Zapotrzebowanie mocy dla pojazdu o masie ok. 1100kg

 

km/h

m/s

moc kW

moc KM

opór powietrza N

opór toczenia N

5

1,39

0,23

0,32

0,91

          167,91   

10

2,78

0,47

0,64

3,63

          170,63   

15

4,17

0,73

0,99

8,17

          175,17   

20

5,56

1,01

1,37

14,52

          181,52   

25

6,94

1,32

1,79

22,68

          189,68    

30

8,33

1,66

2,26

32,66

          199,66   

35

9,72

2,06

2,79

44,46

          211,46   

40

11,11

2,50

3,40

58,07

          225,07   

45

12,50

3,01

4,08

73,49

          240,49   

50

13,89

3,58

4,86

90,73

          257,73   

55

15,28

4,23

5,75

109,78

          276,78   

60

16,67

4,96

6,74

130,65

          297,65   

65

18,06

5,78

7,86

153,33

         320,33   

70

19,44

6,71

9,11

177,83

         344,83   

75

20,83

7,73

10,51

204,14

         371,14   

80

22,22

8,87

12,06

232,27

         399,27   

85

23,61

10,13

13,77

262,21

         429,21   

90

25,00

11,52

15,66

293,97

         460,97   

95

26,39

13,05

17,73

327,54

         494,54    

100

27,78

14,72

20,00

362,92

         529,92   

105

29,17

16,54

22,47

400,12

         567,12   

110

30,56

18,52

25,16

439,13

         606,13   

115

31,94

20,67

28,08

479,96

         646,96   

120

33,33

22,99

31,23

522,60

         689,60   

125

34,72

25,49

34,63

567,06

         734,06   

130

36,11

28,18

38,29

613,33

         780,33   

 
Oto spostrzeżenia pana Zbyszka:
Tabelka Daniela wykazuje duże opory, chyba przy za niskim ciśnieniu w oponach i w mrozach, zanim smary łożysk się rozgrzeją. Moja CHARADE waży 1000kg, kierowca (ja) waży 65kg i pasażer waży 80kg, dodatkowe narzędzia + woda do picia + śniadania + drobiazgi do pracy = 15kg.
Razem całość ważyła 1160 kg.
Jechaliśmy ze stałą prędkością latem na trasie Gdańsk-Elbląg (droga pozioma) i mierzyliśmy odcinki po 5 km.
Pobór prądu wyniósł:
a. dla 60km/h - 40A (87V * 40A = ok. 3,5kW)
b. dla 70km/h - 60A (86V * 60A = ok. 5,2kW)
c. dla 90km/h - 100A (85V * 100A = ok. 8,5kW)
Czyli wyniki są dużo niższe niż obliczenia Daniela.
Do tego mam skrzynię biegów z oporami (tarcia i wycia), bo jej remont mi nie wyszedł.
 

Od dłuższego czasu nic nie robiłem przy aucie, nawet nowy silnik LEMCO leżał w kącie i nie miałem możliwości nawet o nim pomyśleć, a tym bardziej coś zrobić. Nareszcie się zebrałem i zamieniłem bułgara na Lemco. Pracowałem bardzo długo w garażu i późno w nocy, tuż przed pierwszą nowy silnik był na miejscu, pod maską. Miałem trochę problemów z mocowaniem do oryginalnych poduszek, bo Lemco wygląda jak przerośnięty alternator i jest znacznie mniejszy od bułgara. Właściwie o tej porze nie powinienem testować na drodze nowego silnika. Ktoś mówił, że takie prace wykonane po 22 robi się dwa razy, ten drugi raz -kiedy się poprawia to, co się zrobiło po 22. Może jest w tym sporo przesady, ale jest i dużo prawdy. Zawsze w takim momencie lepiej poczekać do rana, przeprowadzić inspekcję jeszcze raz i dopiero ruszyć na jazdę testową.
Silnik ten ma wysoką sprawność (do 91%), by minimalizować straty przewiduje się przesunięcie szczotek ze względu na pracę rotora w prawo, lub lewo. Muszę się przyznać, że tego nie zrobiłem, z moich wiadomości wynikało, że takie przesunięcie szczotek to niewielki zysk na sprawności. Późna pora, testy na postoju wypadły ok, więc po prostu wyjechałem na ulicę. Od razu widać było przewagę nad bułgarem. Ładnie rozkręcał się do wysokich obrotów, szybciej przyspieszał, przy podjeździe pobierał mniej prądu. Nawet na rozładowanych akumulatorach byłem w stanie rozpędzić auto do prędkości ponad 100 km/h. Niestety po 10 km jazda się skończyła. Silnik wydał z siebie dziwny dzwięk, osłabł, a na koniec zamilkł.
Po zatrzymaniu sprawdziłem, co dzieje się pod maską. Dym z silnika nie pozostawiał wątpliwości. Zasmucony musiałem zostawić wartka i wracać do domu. Następnego dnia odholowałem auto i wyjąłem silnik. Oczywiście musiałem rozkręcić go i sprawdzić, co się stało. Wystarczyło wyjąć szczotkotrzymacz i już było widać zniszczenia. Szczotkotrzymacz był cały stopiony, a ze stopionej masy wystawały szczotki. Komutator wyglądał źle, po dokładniejszych oględzinach wydawało się, że jest tylko okopcony, ale istniało poważne przypuszczenie, że i on uległ uszkodzeniu. (zobacz zdjęcie w dziale foto) Tylko całkowite rozmontowanie i przegląd dawały szansę na dokładną odpowiedź. Osobiście nie chciałem ryzykować rozkręcania takiego silnika, magnesy neodymowe na dwóch pierścieniach to nie przelewki, można sobie zrobić krzywdę! Nie wspominając o tym, że to konstrukcja inna od powszechnie stosowanych silników prądu stałego. I problem części zapasowych, po prostu ich nie miałem, jeszcze raz pomógł pan Zbyszek. Miał rozkręcony silnik, zaoferował, że pożyczy mi szczotkotrzymacz w komplecie ze szczotkami oraz pomoc przy naprawie. Musiałem tylko go odwiedzić. Lubię Gdańsk wiosną, odwiedziłem pana Zbyszka, na szczęcie spalony był tylko szczotkotrzymacz, komutator wystarczyło tylko oczyścić. Zbyszek poradził mi, żeby kontrolować prąd między kontrolerem a silnikiem, by nie przekraczał wartości 200A, a jeśli już, to na niewielką chwilę, tak jak zezwala producent. Według mnie zniszczenie powstało w wyniku splotu okoliczności. Brak poprawnego ustawienia szczotek doprowadził do zmniejszenia sprawności silnika, a w następstwie do wydzielenia się większej ilości ciepła na styku komutator-szczotki, dodatkowym elementem, który przyczynił się do zniszczenia, był brak odczytu prądu, który płynie do silnika. Do tej pory kontrolowałem tylko prąd płynący z akumulatorów do kontrolera, nie mając informacji, co dzieje się między kontrolerem a silnikiem, mogło to sprawić, że przy ruszaniu z miejsca silnik pobierał o wiele za dużo prądu. Nie ustwiałem nigdy ograniczenia prądowego na Curtisie, więc prąd mógł płynąć swobodnie do 600 A! Przestawienie szczotek komutatora o te parę milimetrów też jest niezwykle ważne, biorąc pod uwagę, że sama lamelka komutatora ma właśnie parę milimetrów! Czyli różnica dotyczy jednego uzwojenia! Po naprawie założyłem silnik i dokładnie wszystko sprawdziłem. Zamontowałem nawet termometr na silniku, by kontrolować temperaturę. Praktycznie nie przekracza ona więcej niż 40 stopni. Dojście do granicy 45-50 stopni świadczyłoby o przeciążeniu silnika, ale zaznaczam, że w wielkim upale tego nie sprawdzałem. Eksploatuję Lemco już jakiś czas, jest wydajniejszy od bułgara, po tych doswiadczeniach mam wrażenie, że jest też delikatniejszy. Bułgara można było potraktować dużym prądem i ruszać z drugiego biegu, ale dla przekładni takich jak w Wartburgu lepsze są wysokie obroty, a tu lemco jest lepszy. Bułgar z kolei ma znamionowo niskie obroty, do takich jest przystosowany i to jest jego "przewagą". Lemco ma niby większą moc, bo 14 Kw znamionowo szczytowa moc dochodzi do 18 Kw, bułgar jest podobny, 10 Kw ciągłej, 20 Kw szczytowej, jednak lemco bardzo równo rozkręca się do najwyższych obrotów. Jeżdżę już z tm silnikiem pod maską parę miesięcy i poza pierwszą wpadką wszystko jest ok.

 
Copyright © 2007 autoelektryczne.com