Автор статті на саморобному "лежачому" електровелосипед з вітчизняним мотором потужністю 100 Вт і нікель-кадмієвих акумулятором ємністю 30 ампер-годин. Траса ралі "Тур де Сол" в Швейцарії.
Двоколісний екіпаж Карла фон Дреза (ілюстрація до патентного опису 1818 року).
Електровелосипед майбутнього з двома мотор-колесами, але без ланцюгової передачі (проект німецького дизайнера Гаролдом Кутцке).
"Тихий" електровелосипед тайбейський фірми "Elebike Co., Ltd".
"Швидкий" електровелосипед американської компанії "EV Global Motors".
Електровелосипед "Dracle" японської фірми "Panasonic"
Мотор-колеса В. Евсеенкова потужністю 240-600 Вт, напругою 24-36 В (одне з них в центрі) встановлені на велорикші (1), велосипеді (2), інвалідному візку (3).
<
>
Всесвітній Велобум, що охопив практично всі розвинені країни, в повній мірі підтверджує припущення про те, що прийдешнє століття буде століттям велосипеда. За прогнозом американських фахівців, уже в першій чверті XXI століття двоколісні педальні машини почнуть витісняти автомобілі і поступово стануть основним засобом пересування. Обгрунтованість подібного прогнозу підтверджує загальна картина того, що відбувається. У США і Німеччини - безумовних світових лідерах за кількістю легкових автомобілів на кожного жителя - щорічно продається велосипедів більше, ніж автомобілів. Нескінченну низку велосипедистів можна спостерігати на дорогах Данії, Голландії, Швеції та інших країн Європи. В Японії практично кожен другий житель регулярно їздить на велосипеді, а Токіо в години пік буквально забитий велосипедистами. Кожен день 500 мільйонів людей їздять на велосипеді на роботу в Китаї. У багатьох європейських мегаполісах вводиться заборона на автомобільний рух в міських центрах і відкриваються безкоштовні пункти прокату велосипедів.
Небачена популярність велосипеда виник не випадково, багато в чому вона пов'язана з негативними наслідками автомобілізації. Справа в тому, що автомобіль, завоювавши практично всю планету, став головним споживачем невідновних природних ресурсів (нафти), забруднювачем землі, води і повітря і "виробником" шуму. В автомобільних аваріях щорічно гине людей більше, ніж в інших кровопролитних війнах. Головна ж небезпека автомобіля, як стверджують медики, в тому, що він відучив нас самостійно рухатися. Люди починають розуміти це і, щоб боротися з гіподинамією, пересідають на велосипед.
Значний перелік з більш ніж 30 тисяч зареєстрованих велопатентов відкрив в 1818 році родич російського імператора Олександра I німецький барон Карл фон Дрез. (Він запатентував двоколісний екіпаж, який розганявся, коли їздець відштовхувався від землі ногами.) Перелік цей продовжує постійно поповнюватися.
Велосипед був першим винаходом, що дозволив людині переміщатися швидше і далі тільки за рахунок власних м'язів. Та тільки-но двоколісний машина з'явилася на світ, винахідники стали думати над тим, як збільшити її потужність і швидкість. Починаючи з другої половини минулого століття велосипед намагалися оснастити додатковим джерелом енергії: паровою машиною, електромотором, бензиновим і навіть реактивним двигуном. Однак через велику вагу, громіздкість і цілого ряду інших недоліків жоден з них на велосипеді не прижився. Тоді ж, близько ста років тому, одночасно з електромобілями були сконструйовані і перші електровелосипеди. Але дуже скоро і ті і інші, не витримавши конкуренції, поступилися дорогу автомобілям, а самі надовго були забуті.
Друге народження електровелосипеда відбулося буквально на наших очах. У 1994 році японська компанія "Ямаха" розпочала випуск нового велосипеда з додатковим електроприводом, а зараз конструктори фірми розробляють моделі електровелосипедів вже третього покоління. У минулому році в одній тільки Японії було продано 250 тисяч таких двоколісних "гібридів". Слідом за "Ямаха" виробництвом електровелосипедів одна за одною зайнялися компанії "Хонда", "Панасонік", "Саньо", "Міцубісі" і "Судзукі". Фахівці прогнозують, що через рік-два на електровелосипед їздитимуть більше мільйона японців.
Сьогодні електровелосипеди випускають всі великі велостроїтельнимі компанії Азії, Америки та Європи. На восьмій міжнародній велоярмарке, що проходила в червні минулого року в Пекіні, велосипеди з електроприводом різних моделей представили 23 велозаводу, в тому числі кілька китайських. Влада Китаю вважають, що електровелосипеди здатні замінити десятки тисяч чадних і торохкотливих моторолерів і мотоциклів і тим самим істотно поліпшити транспортну ситуацію. У Шанхаї, наприклад, вже відкрито 15 центрів зарядки велосипедних акумуляторів і більше 100 пунктів їх заміни. Крім того, планується побудувати мережу аварійних зарядних станцій, де будь-який велосипедист зможе, опустивши в автомат монету і вставивши вилку зарядного пристрою в розетку електрозарядной колонки, швидко зарядити акумулятор.
Сучасний електровелосипед - цілком комфортне, екологічно чистий транспортний засіб, що вимагає мінімальних витрат на утримання і зовсім мало місця в гаражі і на стоянці. Що стосується швидкісних якостей електровелосипеда, то на горизонтальній ділянці дороги його без особливих зусиль може обігнати звичайний спортивно-туристський велосипед. І справа тут не в низькій потужності мотора. Електровелосипед спеціально сконструйований так, що електропривод виробляє струм тільки тоді, коли велосипедист тисне на педалі. Як тільки він перестає працювати ногами або розганяється до швидкості 20-24 км / ч, мотор автоматично відключається. Хочеш їхати швидше - крути педалі.
На так званих "тихих" електровелосипед, що розвивають швидкість до 24 км / ч, електропривод виконує допоміжну функцію - з ним велосипедист витрачає менше зусиль, що особливо важливо в поїздках на великі відстані, при зустрічному вітрі або підйомі в гору. Потужність електромотора не перевищує 250 Вт - це величина, співмірна з потужністю, яку може досить довго розвивати сам велосипедист. На електровелосипеді рушають з місця на одних педалях. Коли ж швидкість досягає 2-3 км / год, спеціальний датчик на вилці приводного колеса автоматично включає мотор. Але є електровелосипеди з більш складними датчиками, вони включають електромотор відразу після рушання з місця.
У Швейцарії та деяких штатах США випускають більш потужні "швидкі" електровелосипеди, швидкість яких не обмежується 20-24 км / ч. На них встановлюють електромотори потужністю 400 Вт і більше, що працюють незалежно від педалей. Потужність двигуна і відповідно швидкість регулюються ручкою "газу". На "швидкій" електровелосипеді електричний привід грає основну роль, а мускульний - допоміжну. Технічні характеристики у такої машини приблизно такі ж, як у легкого мопеда. Їздити на "швидкому" електровелосипед можна тільки в захисному шоломі, з правами на керування мопедом і номерним знаком (його видають разом зі страховим полісом). Привід електромотора передає зусилля на переднє або заднє колесо велосипеда за допомогою шестеренчатого редуктора, ланцюгової передачі або фрикційного ролика, який притискається до покришці ведучого колеса.
Ось уже кілька років японські, тайванські і німецькі фірми випускають електровелосипеди з мотор-колесами потужністю 200-250 Вт, які вбудовуються в маточину. Ідея мотор-колеса не нова, але до останнього часу ця конструкція не знаходила широкого застосування. Використання мотор-колеса на електровелосипед дало можливість відмовитися від механічної трансмісії, а значить, значно підвищити ефективність електроприводу. Фахівці вважають, що кероване бортовим мікропроцесором мотор-колесо - найбільш вдала і перспективна конструкція приводу електровелосипеда.
На електровелосипед зазвичай застосовують нікель-кадмієві акумуляторні батареї ємністю 7-10 ампер-годин, вагою 5-7 кілограмів і дешевші, але менш довговічні і енергоємні, герметичні свинцево-цинкові акумулятори з желеподібний електролітом. Час зарядки акумуляторної батареї - 4-5 годин, запас ходу при повній зарядці - 20-30 кілометрів і більше. Хоча вже з'явилися електровелосипеди третього покоління, наприклад "Старкросс" фірми "Ямаха", з запасом ходу понад 40 кілометрів. Є й нові, поки ще досить дорогі нікель-металгідридні і нікель-водневі акумулятори, які збільшують пробіг електровелосипеда без підзарядки до 50 кілометрів.
У США, Японії, Німеччини та інших найбільш розвинених країнах вже зараз електровелосипед цілком може замінити другий сімейний автомобіль, який зазвичай використовують для поїздок на відстань в середньому до 15 кілометрів, наприклад на роботу або за покупками. Особливо він стане в нагоді не дуже спортивним і літнім людям, всім тим, хто усвідомлює необхідність помірних, але регулярних фізичних навантажень. У гаражі, на стоянці, на проїжджій частині електровелосипед займає місця у багато разів менше, ніж малогабаритний автомобіль. І найголовніше, він не забруднює навколишнє середовище.
У західних країнах "тихі" електровелосипеди, у яких мотор лише допомагає руху, найбільш популярні серед людей старше 40 років. Найбільше на них їздять в Японії і європейських країнах. Молодь приваблюють швидкісні моделі з потужним електроприводом і сучасним дизайном. На "швидких" електровелосипед можна змінювати потужність мотора, а постійно крутити педалі необов'язково. Вони домінують в США і Китаї.
Ціни на електровелосипеди в Європі, Японії і США коливаються від 1000 до 2000 доларів. Найдешевші - в Китаї і на Тайвані, там їх можна придбати за 200-350 доларів. Ще дешевше купити звичайний велосипед і самому або в майстерні поставити на нього комплект електроприводу: мотор, акумуляторну батарею, зарядний пристрій, електронний блок, пульт і ручку управління.
У Росії навіть на столичних вулицях електровелосипед поки в дивину. Хоча і у нас є конструкції, які нічим не поступаються кращим зарубіжним зразкам, в тому числі і електроприводи. Безтрансмісійним електроприводи для велосипеда сконструйовані в московському науково-інженерному центрі "Мехатроніка", на фірмі "Инкар" з підмосковного Корольова, в московських ТОВ "Старград" і ТОВ "Редос". На жаль, це всього лише поодинокі зразки, з року в рік подорожують по міжнародних виставках і салонах велотехніки, але так і не знайшли свого виробника. Ось лише кілька прикладів.
Уже багато років експлуатуються інвалідна коляска, електровелосипед і легкий електромобіль з мотор-колесами Василя Шкондина (ТОВ "Старград"), і жодного разу жодна з його винаходів не відмовився і не виявило яких-небудь навіть незначних дефектів. Закладені в їх конструкціях ідеї захищені цілим пакетом російських авторських свідоцтв і запатентовані в 28 промислово розвинених країнах. У 1990 році мотор-колесо Шкондина отримало Гран-прі і Велику золоту медаль Всесвітнього інноваційного салону в Брюсселі, а в травні нинішнього року - золоту медаль на Міжнародному салоні винаходів в Парижі.
У ТОВ "Редос" на базі низьковольтного електродвигуна постійного струму з дисковим друкованим якорем винахідник Віктор Евсеенков розробив мотор-колеса різної потужності для приводу інвалідному електроколяски, електровелосипеда, електроскутера, електровелорікші і транспортної електроплатформи. Ці оригінальні двигуни теж захищені авторськими свідоцтвами і патентами.
На кількох підприємствах Москви і Підмосков'я створені тягові конденсатори великої ємності, цілком здатні замінити звичні акумуляторні батареї. Такі конденсатори заряджають буквально за кілька хвилин, причому термін їх служби на порядок вище, ніж в акумуляторів. Конденсатори великої ємності майже не вимагають витрат на обслуговування, легко піддаються утилізації і, що дуже важливо, не забруднюють навколишнє середовище. У нинішньому році АТ "Чепецький механічний завод" в Удмуртії спільно з американською фірмою Ovonic приступає до випуску нікель-металгідридних акумуляторів з високою питомою енергоємністю і терміном служби, перевищує 1000 зарядних циклів. Ефективні двигуни для електровелосипедів та інших легких електротранспорту коштів, вдосконалені і нові види акумуляторів і конденсаторів великої ємності, електронні системи контролю та управління - все це є і на російських підприємствах оборонної галузі. Справа тільки за виробниками, та ще за розвиненою велодорожной мережею, якій облаштовано всі розвинені країни.
Класичний велосипед, трансформований в транспортний засіб з педальним і електричним приводом, не тільки зберіг всі свої переваги: невелика вага, компактність, маневреність, безшумність, екологічність, але і придбав нові привабливі властивості: здатність долати великі відстані, круті підйоми і зустрічний вітер з меншими витратами фізичних зусиль.
За прогнозом фахівців, до 2003 року кількість електровелосипедів в світі перевищить два мільйони. Цілком ймовірно, що їх повсюдне використання відкриє шлях для впровадження інших видів екологічно чистих електротранспорту коштів - електророллеров, електроциклів, електромобілів і електробусів.