Здравствуйте, Гость

Войти в личный кабинет



ВАША КОРЗИНА ПУСТА
http://www.electra.com.ua/components/com_jshopping/files/img_products грн /magazin/cart/delete.html /magazin/product/view.html Ваша корзина пуста. Показать/скрыть подробности Параметры ⇓ Товар добавлен в корзину Товаров ВАША КОРЗИНА ПУСТА Товаров в корзине на сумму Удалить
currency

  • electra motor1
  • electra nabor1
  • electra akb1

Покорение гор на электровелосипеде

Опубликовано в Тех. характеристики Просмотров: 2953

electrovelosiped dlia gorНовое слово в мире современной транспортной инфраструктуры – велосипеды с электроприводом. Путь совершенствования электрических велосипедов ещё не закончен – с каждый годом выпускаются их улучшенные модели, электромоторы становятся мощнее, а аккумуляторы легче. Совершенствуются и потенциальные возможности этой универсальной машины - улучшаются показатели её тяговитости, скорости движения. Что и говорить, с транспортным средством такого рода даже горные склоны становятся по плечу...

Однако ездить на такой машине лучше активно, иначе не удастся ощутить всех скрытых в ней возможностей. Похоже, недалек тот день, когда уже никому не придется крутить педали, мчась на гору, ведь всю работу за человека будут выполнять мощные велосипедные электродвигатели. Но насколько же сильны современные мотор-колеса, и с какой скоростью они смогут тянуть водителя под горку? И под какую? А если без помощи педалей? Попробуем ответить на эти вопросы возродив в памяти основоположные знания со школьного курса физики.

electrovelosiped dlia gor 2

Для совершения одной и той же работы разными двигателями может потребоваться совсем не одинаковый промежуток времени. При этом быстроту выполнения работы двигателем будет характеризовать такой показатель как мощность. Мощность – это величина, сходная со скоростью преобразования, изменения или потребления энергии системы. Как известно, мощность выражает соотношение работы ко времени, за промежуток которого она была совершена. То есть, для того, чтобы узнать мощность того или иного двигателя следует работу разделить на время, в течении которого она была совершена:

Мощность = работа / время

N = A / t, где N - мощность, A - работа, t - время выполнения этой работы.

За единицу мощности, называемую ваттом (Вт, W) принимается такая мощность, при которой за 1 секунду совершается работа в 1 Дж:

1 Вт = 1 Дж/с

Что же такое работа? Работа – это величина, равная произведению силы на путь, пройденный физическим телом под воздействием этой силы:

Работа = прикладываемая сила × путь

A = F × S

При подъеме тела, скажем электровелосипеда, вверх под горку ему приходится противодействовать силе тяжести, равной произведению его массы (m) на коэффициент пропорциональности - g:

F = m × g, где g = 9,8 Н/кг

При передвижение электровелосипеда вверх по склону фактически им совершается работа:

A = m × g × S

При этом пройденный, направленный путь электрического транспортного средства будет зависеть от скорости его следования, времени преодоления данного участка маршрута и угла его уклона:

S = V × t × sin (A)

Если же скорость движения транспортного средства выражать в км/ч, а не в метрах в секунду, то наша формула будет выглядеть следующим образом:

S =10× vr × t × sin(A) / 36 = 5 × vr × t × sin(A) / 18

При записи формулы учитывалось, что 1 км/ч = 1 км / 1 ч – 1000 м /3600 с = 10 /36 м/с.

Для расчета требуемой электровелосипеду мощность для поднятия вверх по склону с определенной, фиксированной скоростью используем формулу:

N = A/t = m g S / t = m 9,8 × 5 × vr × t × sin(A) / 18) / t = 2,722 ∙ m × vr × sin(A)

Попробуем провести рассчеты на простом примере. Велосипедист весом в 75 кг для движения под гору с уклоном в 4 градуса использует электрический велосипед, суммарный вес котрого вместе с батареями составляет 30 кг. Скорость, развиваемая электровелосипедом составляет 18 км/ч.

Вес движущегося обьекта = 75 + 30 = 105 кг

N = 2,722 ∙ m × vr × sin(A) = 2,722 ∙ 105 = 5144,58 0.0698 = 359 Вт

Дополнительно к мощности, требуемой для поднятия электровелосипеда в гору, как видно из отображенного ниже графика, необходимы затраты ещё порядка 130 W энергии для движения с указанной скоростью по прямой. Итого, в данном случае уровень расхода энергии будет составлять порядка 490 W.

tablica

Хочу обратить ваше внимание на то, что существует прямая зависимость потребляемой мощности от скорости движения электровелосипеда, уровня воздействия внешних сил сопротивления движению. О каких силах сопротивления идет речь? Прежде всего о силе сопротивления воздуха, которая возрастает пропорционально квадрату скорости. По сути, это главный враг любого велосипедиста. Почему главный? Потому, что по сути, велосипед к телам с хорошей оттекаемостью попросту не относится. Это свойство определяется прежде всего коэффициентом аэродинамического сопротивления (Сх), зависящего от формы движущегося, и сталкивающегося с потоками воздуха объекта. Этот коэффициент является составной частью формулы рассчета силы сопротивления воздуха: Pw =Сх × S × р × (V2)/ 2, где р - плотность воздуха, равная 0,125 кг на  см2, S – лобовая площадь транспортного средства вместе велосипедистом и перевозимым грузом, передвижения транспортного средства.

Встречный ветер – враг любого велосипедиста, ведь он снижает скорость движения. Встречный ветер может «отнять» у электровелосипеда больше, чем сможет подарить попутный.

Иной фактор, постоянно противодествующий движению электровелосипеда – это сила сопротивления качению колес. Её рассчет производится умножением веса движущегося обьекта на коэффициент сопротивления качению. Этот коэффициент в значительной степени может зависеть от состояния дороги и шин, давления в них, скорости перемещения транспортного средства, температуры окружающей среды. Коэффициент сопротивления качению будет существенно увеличиватся при уменьшении давления в велосипедних шинах. Показатель этого коэффициент может возрастать на неровной или же рыхлой песчаной дороге. Уровень влияния рельефа местности на уровень расхода энергии аккумуляторных батарей электрического велосипеда немалый.

electrovelosiped dlia gor 1

При движении вверх по склону на электровелосипед начинает действовать сила сопротивления подъему, которая вычисляется умножением веса транспортного средства на синус угла подъема. Опять же, как и в случае с воздействием встречного ветра, спуск может дать электровелосипеду значительно меньше, нежели отобрать подъем.

Учитывая сили, воздействующие на электровелосипед, можно с точностью расчитать величину потребляемой мощности.

Теперь же перейдем к вопросу, какой мощности велосипедное мотор-колесо будет достаточным для движения вверх по склону?

electrovelosiped dlia gor 3

Современная электровелосипедная индустрия выпускает велосипедные электрические мотор-колеса в довольно широком диапазоне, как размеров, так и мощностей. Для переоборудования велосипеда на электропривод может подойти практически любая из доступних на рынке моделей электродвигателей, однако, наибольшей популярностью среди потребителей на сегодняшний день пользуются 250-500 W мотор-колеса. Обьясню почему. Если использовать электрический велосипед приходится преимущественно по ровной дороге в размеренном, спокойной темпе, вариант электровелосипеда с 250 W электромотором может оказатся просто идеальным. Однако в случае подъемов на горку такая мощность велосипедного мотор-колеса может оказаться недостаточной, и велосипедисту дополнительно придется вращать педали, помогая двигателю. Если обладатель велосипеда желает существенно увеличить скорость своего велосипеда благодаря использованию электрооборудования, и с легкость подниматься практически на любою гору, без приложения дополнительных физических усилий, он покупает для переоборудования своего велосипеда мотор-колесо большей мощности. Мощное 500 W мотор-колесо делает возможным превращение велосипеда в полноценное механическое транспортное средство, способное перемещатся по практически любой местности даже при работе только двигателя.

800-1000 W же мотор-колесо позволяет переоборудовать велосипед практически в аналог скутера, преодобевающего любую гору, встречающуюся на его пути. Правда по причине увеличения веса транспортного средства довольно громоздкими электрокомплектующими (электромотором и батареями) поездки на таком велосипеде при помощи одних только педалей уже будут не совсем легки.

sergey-volter