Рассчитать скорость велосипеда
Многие хотят сделать велосипед с мотором своими руками. Как правило, в этом случае идет привязка к характеристикам уже имеющегося в наличии двигателя, или к характеристикам самого доступного. От двигателя уже строится весь конструктив трансмиссии. Необходим ли редуктор, или возможно сделать прямую передачу и т.д.
У начинающих самодельщиков не редко возникает вопрос, почему мотор мощностью 1 л.с. не может разогнать велосипед до 60 км/ч? Не буду долго рассказывать методику расчета зависимости скорости от мощности двигателя и крутящего момента, а сразу приведу график, на котором уже все отображено умными дядьками, которые в специальных умных институтах уже сделали все за нас.
Давайте поскорее примем график за аксиому, и не будем сильно переживать за погрешность наших расчетов. На графике нас интересует линия, обозначенная Pпотр — это мощность, необходимая для преодоления силы сопротивления воздуха, с учетом других сил, например сил на механические потери в трансмиссии. Сила сопротивления воздуха зависит от скорости движения и площади движущегося объекта. В нашем случае мы не берем в расчет строго аэродинамические велосипеды, поэтому опять же пользуемся усредненной величиной.
Почему мы не должны переживать за точность всех этих величин? А потому, что велосипед на столько легко подвергается воздействию ветра, дорожных и других условий, что мы только себе голову забьем лишними расчетами. Все, что нам нужно знать — не стоит проектировать скорость велоспеда большей, чем позволяет мощность имеющегося двигателя. Если мы заложим скорость 60 км/ч для двигателя мощностью 1 л.с., то ни чем хорошим это для нас не закончится. Чтобы двигатель вышел на тяговую мощность мотовел придется педалировать до 30 км/ч, сгорит автоматическое сцепление и т.д.
Поэтому алгоритм, который применялся при проектировании веломоторов «Весна-20», «Носорог» и других, был предельно простым. Определяем потолок скорости по графику исходя из мощности двигателя. Расчитываем длину окружности колеса (в метрах) по формуле L=2*Pi*R, где R — радиус колеса. Считаем, сколько оборотов должно делать колесо в минуту, чтобы скорость мотовелосипеда (км/ч) соответствовала проектируемой N=V/60*1000/L. Далее делим максимально количество оборотов двигателя (мин-1) на полученное число N. Таким образом мы получаем общее передаточное отношение.
Трансмиссия может быть с прямым приводом, в этом случае вы просто подбираете шкивы (звезды) под полученное передаточное отношение. Или может быть с промежуточным редуктором — двухступенчатая. В общем случае нас не интересует, каким устройством трансмиссии получено передаточное отношение.
Для облегчения наших страданий в этих школьных формулах, мы сделали калькулятор. С его помощью можно подбирать звезды под заданную скорость. На испытаниях уже не одного мотовелосипеда, мы убедились в удобстве применения калкулятора при проектировании трансмиссии.
Для примера сейчас в калькулятор вбиты значения для расчета веломотора «Заяц» с двигателем мощностью 1 л.с. и с редуктором 5:1. В первых моделях использовалась цепь от детского квадроцикла с шагом 8мм, поэтому и количество зубьев на звездах кажется непривычно большим.
Иванов Дмитрий
