Động cơ máy giặt cho xe đạp
Trong số những ứng dụng khác thường của động cơ máy giặt, có lẽ điều khác thường nhất là biến nó thành động cơ xe đạp. Một động cơ xe đạp được chế tạo từ máy giặt nghe có vẻ xa xỉ, nhưng thực chất lại vô cùng độc đáo. Hãy đọc bài viết này để tìm hiểu xem liệu có thể chế tạo được "hiện vật kỹ thuật" này hay không và cách thực hiện. Lưu ý, dự án này rất phức tạp về mặt kỹ thuật và khá tốn kém, vì vậy nếu bạn không chắc chắn về khả năng của mình, đừng thử nhé.
Cơ chế truyền động
Trước khi bắt đầu chuyển đổi một chiếc xe đạp thông thường thành xe đạp điện, hãy đánh giá tiềm năng kỹ thuật của “con ngựa sắt” từ bên ngoài. Khung xe đạp phải đủ chắc chắn vì ít nhất nó phải chịu được trọng lượng của người đạp và trọng lượng của thiết bị gắn trên xe. Nếu mọi thứ đều ổn, bạn có thể bắt đầu sửa đổi xe đạp và lắp động cơ máy giặt, cơ cấu truyền động, hệ thống điều khiển và nguồn điện vào xe.
Hãy bắt đầu bằng việc thiết kế và lắp đặt các bộ phận của cơ cấu truyền động. Điều quan trọng cần lưu ý là để chế tạo một chiếc xe đạp điện tự chế từ động cơ máy giặt cũ, chúng ta sẽ cần một xưởng kim loại đầy đủ tiện nghi. Hoặc ít nhất là một máy tiện, một máy khoan, một máy hàn, và một lượng lớn vật liệu và dụng cụ, bao gồm cả một căn phòng khá rộng rãi để thử nghiệm.
Cơ cấu truyền động sẽ bao gồm các thành phần sau:
- trục xe đạp được cải tiến;
- ròng rọc lớn;
- dây curoa truyền động từ máy giặt;
- puli động cơ nhỏ
- trục động cơ.
Phần khó nhất ở đây có lẽ là làm ròng rọc lớn. Việc tìm được một chi tiết có kích thước phù hợp gần như là bất khả thi, vì vậy chúng ta sẽ phải tự làm.
- Từ một tấm thép (2 mm), cắt ra một hình tròn hoàn hảo.
Đường kính ròng rọc được khuyến nghị là 22 cm, nhưng nếu máy tiện có thể cắt được hình tròn có đường kính lớn hơn thì cơ cấu truyền động sẽ càng đáng tin cậy.
- Chúng tôi khoan những lỗ nhỏ ở trục bánh sau xe đạp, giữa các nan hoa. Chúng tôi khoan những lỗ tương tự ở vòng thép.
- Chúng tôi khoan các lỗ lớn dọc theo các cạnh của vòng tròn thép, đơn giản là để giảm trọng lượng của bộ phận. Như đã lưu ý ở trên, toàn bộ thiết bị, bao gồm cả người lái, sẽ rất nặng, và chúng tôi cần giảm tải trọng lên khung xe đạp càng nhiều càng tốt, tiết kiệm ít nhất vài kg.
- Bây giờ đến bước quan trọng: hàn một dải thép 20x4 mm vào mép đĩa. Việc này cần được thực hiện bằng cách uốn cong dần dải kim loại dọc theo mép. Đây không phải là nhiệm vụ dễ dàng vì mối hàn phải hoàn toàn nhẵn.
- Sau đó, chúng tôi đưa chi tiết vào máy tiện và xử lý lại, loại bỏ mọi chỗ không bằng phẳng và nhám.
- Vậy là bộ phận của chúng ta đã được biến đổi thành một ròng rọc hoàn chỉnh. Giờ chỉ còn việc sơn phần chính của cơ cấu truyền động và bắt vít nó vào bánh sau xe đạp nữa thôi.
Quan trọng! Độ dày của ròng rọc lớn sẽ ngăn bánh xe đạp quay sau khi lắp đặt, vì bộ phận này sẽ cản trở khung xe. Tùy thuộc vào thiết kế của xe đạp, khung xe sẽ cần được uốn cong hoặc sửa đổi theo cách khác.
Sửa đổi khung
Chúng tôi đã chế tạo ròng rọc lớn và điều chỉnh các bộ phận còn lại của hệ thống truyền động. Nhân tiện, các bộ phận còn lại của hệ thống truyền động không cần phải sửa đổi. Ròng rọc nhỏ đã được gắn vào trục động cơ máy giặt, và dây đai truyền động cũng đã được lắp đặt, vì vậy chúng tôi có thể yên tâm chuyển sang sửa đổi khung xe đạp. Khi sửa đổi khung cho xe đạp điện mới, chúng ta phải lưu ý rằng động cơ phải được định vị càng cứng càng tốt. Để thực hiện điều này, chúng ta thực hiện như sau.
- Nếu xe đạp có giá để hành lý tiêu chuẩn, chúng tôi sẽ hàn thêm các ống ngang vào đó để gia cố kết cấu.
- Nếu không có cốp xe, bạn cần hàn giá đỡ động cơ từ các ống, tương tự như hình minh họa bên dưới.
- Các bộ phận khung mới cần được chà nhám, sơn và sấy khô.
Quan trọng! Khi hàn khung động cơ, hãy cân nhắc chiều cao lắp động cơ. Khoảng cách giữa puli động cơ nhỏ và puli lớn trên bánh xe đạp phải lý tưởng để đảm bảo độ căng của dây đai.
Chúng tôi tiếp tục lắp ráp xe đạp điện. Lắp động cơ vào khung, gắn bánh sau với puli, và kiểm tra độ quay của bánh xe. Chúng tôi siết chặt dây curoa và dùng tay quay nhẹ, kiểm tra xem có bị trượt không. Nếu mọi thứ ổn, chúng tôi bắt đầu kết nối động cơ máy giặt và thiết lập nguồn điện độc lập cho nó.
Tổ chức cung cấp điện cho động cơ
Về điều đó, Cách kết nối động cơ máy giặtChúng tôi đã viết và thảo luận nhiều lần để giải quyết vấn đề này. Vì vậy, chúng tôi sẽ không bàn luận thêm về vấn đề này nữa mà sẽ chuyển sang việc tổ chức nguồn điện tự động cho động cơ chổi than. Nếu không, chiếc xe đạp điện tự chế của chúng tôi sẽ tiếp tục chạy bằng sức chân.
Trước tiên, hãy cùng tìm hiểu xem động cơ chổi than của máy giặt có thể chạy bằng dòng điện một chiều (DC) hay không. Xét cho cùng, pin, nguồn điện chính của động cơ xe đạp điện, tạo ra dòng điện một chiều, trong khi máy giặt và các bộ phận của nó hoạt động bằng dòng điện xoay chiều (nguồn điện gia dụng 220V thông thường). Hóa ra không có vấn đề gì cả; thực tế, động cơ máy giặt chạy bằng DC tốt hơn nhiều so với AC, và tất nhiên, đây là một điểm cộng.
Hãy chọn pin phù hợp. Việc này có thể khá khó khăn vì chúng ta sẽ cần nhiều pin khá lớn, khó lắp vào xe đạp do kích thước và trọng lượng của chúng. Lựa chọn tối ưu là tám pin xe máy 12 volt nhỏ gọn, cùng nhau tạo ra điện áp 96V. Nhưng có một vấn đề: ngay cả những loại pin này cũng chiếm rất nhiều diện tích và khá nặng, do đó không rõ làm sao để lắp chúng vào khung xe đạp điện.
Sau nhiều lần cân nhắc và một loạt các thử nghiệm không thành công với hộp pin, người ta quyết định phân bổ pin đều khắp khung xe, treo chúng khắp xe đạp điện như một cây thông Noel có đồ chơi.
Giải pháp kỹ thuật này lại gây ra thêm vấn đề.
- Đầu tiên, như bạn có thể thấy trong hình trên, khung xe đạp phải được gia cố thêm một lần nữa để chịu được tải trọng bổ sung. Thật không may, điều này lại khiến cho trọng lượng của “con ngựa sắt” tăng lên một lần nữa, nhưng không thể làm gì được.
- Thứ hai, 8 giá đỡ pin riêng biệt phải được hàn vào khung để đảm bảo chúng có thể được gắn chặt.
- Thứ ba, tôi phải treo toàn bộ khung bằng dây để kết nối các cục pin với nhau và với động cơ.
- Vâng, và thứ tư, tôi lại phải cải thiện tính thẩm mỹ một lần nữa bằng cách sơn lại gần như toàn bộ khung xe đạp.
Đơn vị điều khiển
Vẫn còn một số thách thức kỹ thuật mà chúng tôi chưa xem xét đến—cách kiểm soát tốc độ động cơ, cách ngăn dòng điện đạt đến giới hạn khi khởi động và tăng tốc xe đạp điện, và cuối cùng là cách theo dõi mức sạc pin trong khi lái xe. Một bộ điều khiển cho xe đạp điện, mà chúng tôi cần lắp ráp, sẽ giúp giải quyết những vấn đề này. Chúng tôi sẽ cần:
- Bộ chuyển đổi hạ tần 32,5 kHz.
- Biến trở.
- Vi điều khiển ATtiny26.
- Đo điện trở.
- Vi mạch IR2127S.
- Ba bóng bán dẫn công suất loại IRFB33N15D.
- Ba diode loại 10CTQ150.
- Bộ sạc điện thoại di động.
- Bộ chuyển đổi DC-DC P6AU-1215ELF.
- Đèn LED màu đỏ và xanh lá cây.
- Máy 6A.
- Hộp nhựa có kích thước phù hợp.
- Bộ tản nhiệt kim loại từ bo mạch chủ máy tính.
Chúng tôi sẽ không mô tả quy trình lắp ráp mô-đun điều khiển, và điều đó là không cần thiết, vì tất cả thông tin cần thiết đều được cung cấp trong sơ đồ trên. Bạn chỉ cần đọc sơ đồ, hiểu và thực hành trên nhiều bảng mạch in. Kết quả sẽ trông giống như thế này.
Bo mạch chủ phải được đặt trong một hộp nhựa chống thấm nước nhỏ gọn, có bộ tản nhiệt được vặn chặt ở phía dưới.
Chúng tôi không tìm được vỏ bọc phù hợp cho mô-đun, nên đành phải dùng những gì có sẵn. Để kích hoạt mô-đun điều khiển, bạn cần bật hộp số tự động của xe và vặn bướm ga, vốn là biến trở gắn trên tay lái của xe đạp điện. Sau đó, động cơ sẽ tăng tốc dần dần và đèn LED màu xanh lá cây trên mô-đun sẽ sáng lên.
Nếu pin đã cạn hoàn toàn hoặc dung lượng không đủ, đèn LED màu đỏ sẽ sáng lên, sau đó mạch sẽ ngừng hoạt động sau vài giây. Bạn sẽ phải đi bộ cho đến khi có thể sạc lại pin.
Các xét nghiệm và kết quả của chúng
Đã đến lúc thử nghiệm "cỗ máy địa ngục" đã ngốn của chúng tôi biết bao thời gian, công sức và tiền bạc. Chúng tôi đã tiến hành thử nghiệm với sự tỉ mỉ không kém gì khi tự chế tạo một chiếc xe đạp điện, trải qua ba giai đoạn:
- Lái xe trên đường bình thường, tương đối bằng phẳng (một nửa là đường nhựa, một nửa là đường đất) với tốc độ 18 km/h.
- Lái xe trên đường nhựa nhẵn, có những đoạn lên xuống dốc nhỏ với tốc độ 25 km/h.
- Lái xe với tốc độ tối đa trên đường nhựa phẳng, không có đoạn lên dốc hay xuống dốc.
Kết quả là, trong bài kiểm tra đầu tiên, tăng tốc lên 18 km/h và duy trì tốc độ đó, tôi đã có thể đi được 27 km chỉ với một lần sạc pin trên đường đất và đường nhựa gồ ghề. Sức mạnh của đôi chân gần như không được sử dụng. Không có đoạn đường lên dốc hay xuống dốc nào cả.
Đi xe đạp điện trên đường nhựa trơn tru với những đoạn dốc nhỏ và lên dốc với tốc độ 25 km/h, tôi đã lập được kỷ lục – 19 km chỉ với một lần sạc pin. VàCuối cùng, các bài kiểm tra tốc độ tối đa cho thấy chiếc xe đạp điện tự chế của chúng tôi có khả năng tăng tốc lên tới 30-35 km/h, Tất nhiên, đây là đường nhựa nhẵn, không có đoạn lên dốc hay xuống dốc.
Xin lưu ý: Trọng lượng của người lái thử xe đạp là 96 kg.
Cần lưu ý rằng nếu chúng ta hỗ trợ động cơ bằng cách đạp, chúng ta có thể dễ dàng đạt tốc độ tối đa 45-50 km/h, và nếu cố gắng hơn, chúng ta thậm chí có thể đạt tới 60 km/h. Tuy nhiên, pin sẽ nhanh hết hơn, sau khoảng 10-15 km với tốc độ như vậy.
Tóm lại, việc tự tay lắp ráp một chiếc xe đạp điện từ động cơ máy giặt sẽ tốn ít nhất vài tháng, một xưởng sửa chữa, rất nhiều công sức và sự kiên nhẫn, cùng một khoản tiền kha khá. Nhân tiện, chúng tôi đã chi khoảng 700 đô la cho dự án này, ngay cả khi không phải mua xe đạp hay phụ tùng từ một chiếc máy giặt cũ. Nếu bạn quyết tâm tự chế tạo một chiếc xe đạp điện, hãy cứ làm thôi—chúng tôi chúc bạn may mắn!
Hấp dẫn:
12 bình luận của độc giả
Thêm bình luận
Tiêu đề
Sửa máy giặt
Dành cho người mua
Dành cho người dùng
Máy rửa chén
Vậy thì 700 đô la đã được chi vào việc gì?
Chẳng phải sẽ dễ hơn sao, với trọng lượng như vậy, khi lắp đặt một máy phát điện chạy xăng nhỏ gọn, tận dụng hết công suất của động cơ và sử dụng bộ não của máy giặt?
Ví dụ, lắp động cơ cưa máy dễ hơn lắp máy phát điện.
Với 700 đô la, bạn có thể mua một bánh xe có gắn động cơ kèm theo đầy đủ phụ kiện, thậm chí còn rẻ hơn.
Ngược lại, ròng rọc lớn phải được đặt trên động cơ, còn ròng rọc nhỏ phải được đặt trên bánh xe.
Nếu bạn làm như vậy, động cơ sẽ chạy dưới tải.
Thật kinh khủng. Với số tiền đó, mua một động cơ moay-ơ làm sẵn còn dễ hơn, còn tám cục pin thì khá đắt.
Trên thực tế, những điều như vậy được thực hiện vì tâm hồn. Tác giả đã phá hỏng chiếc xe đạp vì anh ta muốn sáng tạo. Nhưng theo tôi, pin lithium-ion tốt hơn. Chúng có thể được đặt trong một ống như pin AA và điện áp được tăng lên 170 vôn. Điều này cũng sẽ làm tăng watt-giờ. Puli bánh sau cũng nên được mở rộng hoặc nên sử dụng máy mài góc. Nó có hộp số và cùng loại động cơ. Nó cũng sẽ chạy bằng DC. Chỉ cần sử dụng bộ điều chỉnh PWM thay vì bộ ổn định dòng điện. Điều này sẽ tránh mất dòng điện do làm nóng phần tử chính. Nhìn chung, tôi nghĩ tác giả đã dựa vào những gì có sẵn. Nhân tiện, có thể chế tạo ổ đĩa cho bánh trước để tránh làm hỏng bánh sau. Và nên lắp một bộ ly hợp chạy quá tốc gần moay-ơ bánh xe để tránh tổn thất cơ học.
Đơn giản hơn: Pin 12 volt – bộ biến tần 220 – động cơ – mạch bổ sung – đã sẵn sàng.
Tại sao không sử dụng pin lithium?
Thậm chí còn dễ hơn nếu bạn tránh chất đầy đồ đạc lên xe và chỉ sử dụng cơ chân. Khi đó, quãng đường bạn đi được chỉ bị giới hạn bởi lượng cồn bạn nạp vào để duy trì năng lượng và giảm bớt căng thẳng khi chạy tốc độ cao.
Và một xe kéo có tủ lạnh để đựng đồ ăn nhẹ.