Kerékpár elektromos segédhajtása

Átírás

1 5/1 Kerékpár elektromos segédhajtása A hazai közlekedésrendészeti szabályok szerint jelenleg 300watt = 0, 408LE teljesítményű motor alkalmazása felett a kerékpár, segéd-motorkerékpárnak minősül, ha azzal a közúti közlekedésben kívánunk részt venni. Ez esetben teljesülnie kell a kategória minden járulékos követelményének is /vizsga, sisak, biztosítás, más közlekedési szabályok /. A segéd-motorkerékpárra vonatkozó rendeletek és felhasználói értékítéletek is megváltoztak a motorozás ezredforduló utáni újraéledése kapcsán, és a jövőben további változások várhatók. Hazánkban az elektromos kerékpárként kínált újdonságok lényegében gyárilag szerelt segédhajtást nyújtó megoldások, melyek erőforrásai többnyire watt teljesítményűként megjelölt kerékagymotorok, melyek leadott kimenő teljesítménye - hatásfokukat figyelembe véve - valójában nem haladtja meg a fent hivatkozott határértéket. A nagyságrend meghatározása nyilván abból ered, hogy egy ember átlagosan mintegy 250watt teljesítményt képes tartósan leadni. / Nyilván embere válogatja, és vágtában rövid ideig akár ennek háromszorosára is elérhető, ami már több mint 1 LE. A versenysport teljesítményeit pedig a közúti közlekedésben nem kell, nem helyes érvényesíteni./ Másrészt pedig, miután megengedett az is, hogy a kerékpárt két ember hajtsa, akkor az alkalmazható motor se jelentsen többet az emberi átlagteljesítménynél, már csak azért sem, mert így a vasparipa emberi léptékkel kézben tartható. Gondolunk meg, 300watt nem sok, háztartási és kis szerszámgépeink tekintélyesebb példányai ennek többszörösére képesek. Elvárásaink megítélésekor erre tekintettel kell lenni.

2 5/2 Átlagosan egy ember tömege 60-80kg, de nem ritka a100kg sem. A kerékagymotor belső bolygóművével, az akkumulátor és a szerelvények 30-40kg többlet tömeget jelentenek. Ha egy másik embert vennénk igénybe segédhajtóként, akkor az ő tömege kétszer akkora növekményt jelentene az akkumulátoroselektromotoros megoldáshoz képest, azt nem számításba véve, hogy részére speciális vázat kell biztosítani, üléssel, hajtóművel és kapaszkodó kormánnyal, nem beszélve a járgány méretéről, a hajtás rásegítés összehangolási problémájáról. Nyilvánvaló a tandem más műfaj és egyéb élvezeteket is nyújt, de ez az összehasonlítás jól érzékelteti a tömegegységre jutó teljesítmény viszonyait, ami járműdinamikai szempontból nem közömbös. A haszonjárművek méretezésénél például nemzetközi érvényű minimumkritériumai vannak az összes tömegre jutó motorteljesítménynek, a megfelelő mértékű gyorsulóképesség alapjainak biztosítása végett. Esetükben persze éppen ellentétes a cél, mert az utcai kerékpár dinamikájának motorral való növelése azért sem kívánatos, mert a szerkezeti elemek más jellegű és nagyobb dinamikai igénybevétele más konstrukciós megoldásokat, méreteket követel meg. Ezért is más a segédmotorkerékpár kategóriájú mopedek, kismotorok, robogók felépítése és alkatrészeinek mérete. Egy villamos-forgógéppel hajtott jármű motorjának névleges teljesítménye önmagában a jármű dinamikáját illetően nem sokat mond. Lényeges jellemző a nyomaték alakulása a fordulatszám függvényében. Kívánatos az alacsony fordulaton nagy nyomaték és az üzemi fordulatszám tartományban ennek stabilitása.

3 5/3 Az egyenáramú villamos gépek nyomaték karakterisztikája a robbanómotorokénál lényegesen kedvezőbb, a jármű gyorsításához szükséges, alacsony fordulaton nagy nyomaték leadásának képességeit tekintve és szabályozhatósága révén a nyomatékváltó is megspórolható. Nem véletlenül éppen ezen előny miatt is kedvezőbbek a robbanómotor/elektromos hibrid járműhajtások. Ne bonyolódjunk mélyebben ezen rendkívül korszerű és aktuális hajtás rejtelmeibe, hanem nézzük meg a motor energiaellátásának kérdését. Az akkumulátorokba a háztartási elektromos hálózatról - a hozzá való töltővel - betöltött energiából kell fedeznünk utunk segédhajtásának erejét. / Ennek ára majd a villanyszámlánkban jelentkezik./ Ha például a tápfeszültség 36Volt, akkumulátorunk kapacitása 2x7=14Amperóra, akkor 36x14=504VoltAmperóra, vagyis 504Wattóra a rendelkezésre álló energiánk, melyet munkavégzésre fordíthatunk. Ha a motor 250Watt teljesítményt vesz fel, akkor ez mintegy 2óra alatt teljesen lemeríti az akkumulátort, ha valóban folyamatosan teljesen leterheljük, ha pedig 350Watt a motor teljesítményfelvétele, akkor a teljes lemerülés 1 ¾ óra múlva következik be, hangsúlyozva, ha folyamatosan teljes terheléssel járatjuk. /A nagyobb motor nyilván nagyobb dinamikát biztosít, a nagyobb áramerősség miatt./ Ha átlagosan 15km/óra sebességgel haladunk 2óra alatt 30km megtétele után várható a teljes lemerülés, ha az igénybevétel tejes terhelést jelent. Amikor a hatótávolságról szól a reklám, erről van szó. Ezt azonban nem célszerű megvárni, felével célszerű beérni, ami 15km-ert jelent. Ha azonban a terheléssel

4 5/4 spórolunk úgy, hogy inkább többet pedálozunk, akkor kedvezőbb helyzetet teremthetünk. Nyilván, hogy, ha akkumulátorunk nem nagyobb, motorteljesítményünk viszont igen, akkor a nagyobb motor teljesítményének teljes kihasználása esetén 1/4órával hamarabb következik be a teljes lemerülés, viszont jobb dinamikára, nagyobb átlagsebességre számíthatunk, ami a rövidebb idő esetén nagyobb távolságra jutást eredményez. Az említett motorokkal szerelt járgányok egyébként 25km/óra sebességre is képesek, sőt pedálozással többre is, az említett 15km/órás átlaghoz normál útviszonyok mellet erre szükség is van. A tényleges hatótávolság valójában a menetellenállástól és szükségessé váló gyorsítások gyakoriságától és mértékétől függ. Nem közömbös e miatt a kerékpár gördülési ellenállása és utasával együttes tömege. Kiváló minőségű aszfaltúton, keményre fújt országúti mintájú gumiabronccsal, szélcsendes időben, gyorsítások nélkül, egyenletesen haladva 100kg együttes tömeg esetén az 504Wattórányi akkumulátorkapacitás fele /252Wattóra/, közelítő számítás szerint kb. 30km-re elegendő. Rossz útminőség estén viszont csak mintegy 18km-re. Akadályok miatti több gyorsítás esetén, valamint nagyobb együttes tömeg esetén, továbbá emelkedők leküzdése során, az adott akkumulátorkapacitás ezeknél rövidebb távolságra elegendő. Kedvezőtlen körülmények és jelentős terhelésnél 8-15km-es távon belül számíthatunk az akkumulátor hatékony segítségére, úgy, hogy teljesen le ne merítsük. A konkrét megoldások között van olyan, ahol a motorkerékpár gázkarjához hasonlóan szabályozható a hátsó kerékagymotor gyorsítása és ezzel párhuzamosan láncváltón át közvetíthetjük

5 5/5 saját pedálozásunk erejét, dinamikusabb előrejutást biztosítva ez által. Van olyan megoldás, melynél egy pedálfordulat érzékelő csak akkor engedi a motort működni, ha tekerünk. Ez abból a szempontból optimális, hogy nem enged bennünket elkényelmesedni, ugyanakkor a motor könnyíti pedálozásunkat, megduplázhatja hatótávolságunkat. Ilyen megoldások léteznek első vagy hátsó kerékbe épített motorral. Az agymotor első kerékbe építésének előnye az, hogy a hátsó hajtás lehet kontrás, agyváltós, vagy láncváltós, ahol megszokott kerekezésünk kiegészítéseként jelentkezik az első kerekeken a vonóerő. / Rugózott kerékfelfüggesztés esetén az agymotor és egyáltalán bármi, ami a kerék rugózatlan tömegét növeli, rontja a rugózást, lengéscsillapítást! Ebből a szempontból szerencsésebb a motort a vázban elhelyezni. Van ilyen konstrukció is a felsőbb minőségi kategóriákban. Belátható, hogy az elektromos kerékpár lényegében segít a pedálozásban, de nem mellőzhetjük azt, ha akkumulátorunkat nem akarjuk hamar lemeríteni. Ha a 300wattos motor által nyújtottaknál többet szeretnénk, akár elektromos, akár robbanómotoros változatban, akkor a segéd-motorkerékpár kategória megoldásai közül kell választanunk, annak már említett járulékos elemeinek is eleget téve /vizsga, sisak, biztosítás, más közlekedési szabályok. Jó László