Vortrag von Heinrich Schlack (Labella-baron)

Interessierte am Beitrag von Heinrich
Online:
1
Besucher heute:
0
Besucher gesamt:
1327
Besucher pro Tag: Ø
2
Zählung seit:
 18.12.2015

Aufgaben der Zahnriemen-Rekuperation im VM

 

  • Entlastung der Trommelbremsen bergab
  • Rückwärts-Rangierfahrt
  • Effizienter durch gleichmäßigere Geschwindigkeiten
  • Nutzung der Bremsenergie für
    ▪ Laden des Akkus für Elektrik
    ▪ Unterstützung bis 25 +ε km/h bergauf
    ▪ Beschleunigen aus niedrigen Geschwindigkeiten
  • Dynamo-Ersatz bei leerem Akku

  • Weiterhin ein Fahrrad ohne Einschränkungen (Pedelec-konform)

 

Maximale Bremsleistung ca. 1kW

 

Fahrtwiderstände bergab

Fahrwiderstände bergab

Fahrwiderstände bergab
Bergab muss man viel Leistung vernichten um nicht noch schneller zu werden.

Weniger Energie bei gleichmäßiger Geschwindigkeit

Beispiel:

10km leichte Steigung mit 20km/h + 20km relativ eben mit 40km/h
=> 30km in 1/2+1/2=1h also Schnitt 30km/h
1/2 * 20^3 + 1/2 * 40^3 = 36000 Energieeinheiten für Luftwiderstand

alternativ mit kontinuierlich 30 km/h:
1/3 * 30^3 + 2/3 * 30^3 = 1 * 30^3 = 27000 Energieeinheiten => ein Viertel weniger

Ziele

  • leicht
  • Kettenschaltung mit Kasettenritzel
  • wenig Leerverluste

Wesentliches Element hierzu ist ein 3D-Druckteil, eine Zahnriemenscheibe:

Zahnriemenscheibe
Zahnriemenscheibe montiert

Zahnriemenscheibe montiert

Die Zahnriemenscheibe wird einfach in die Speichen an den Speichenkreuzungen eingehängt.

Damit sie sich bei Kraftrichtungsumkehr (Hinterrad treibt an) nicht löst, wurden jeweils Alu-Klammern gefertigt.

Zahnriemenscheibe montiert

Auslegungen

Die Übersetzung Zahnriemen-Scheibe zum –Ritzel ist 180:32 = 5,625; im ursprünglichen Planetengetriebe 81:15 = 5,4

Jedoch Betrieb mit 48V statt 36V-Akku kompensiert dies

Zahnriemenverluste ohne Kraftübertragung verschwindend – ca. 1/3 des Rollwiderstands

Maximale Reku-Leistung ca. 0,75kW; zusammen mit Verlustleistung ca. 1kW Bremsleistung

Ritzel

Ritzel

Ritzel mit Zusatzlager

Im Zahnriemenritzel wurden zwei weitere Kugellager eingebaut, welche die Kraft zusätzlich aufnehmen – im SWXU-Getriebenabenmotor tritt diese Kraft nicht auf, da sich die Motorwelle allseitig am Planetengetriebe abstützt.

Offener Motor

Der jetzt offene Motor kann die Wärme natürlich besser abführen.

Wegen der Befürchtung, dass im Inneren des VM doch Schmutz nie komplett vermeidbar ist, wurde ein Schmutzschutz aus einem Sockenwaschbeutel gebastelt.

Schmutzschutz Ritzelseite

Zahnriemenspannvorrichtung

Bei einem Zahnriemen benötigt man im Gegensatz zur Kette eine hohe Riemenkraft – das doppelte der zu übertragenden Kraft, sonst springt er über.

Zahnriemenspannvorrichtung

Zahnriemenantrieb gesamt

Antriebsansicht gesamt

Zahnriemenantrieb gesamt
Akku

Akku

LiFePO-Akku

LiFePO-Akku von A123 16s1p mit ca. 2,5Ah und 130Wh

Gewichte

Zahnriemenscheibe 112g
Radnabenmotor ohne Getriebe und ohne Gehäuse 991g
Motorhalterung plus sonstige Befestigungen 485g

Summe Mechanik 1588g

Akku mit Kabel, Befestigung etc. 1519g
Sonstige Elektronik 559g

Summe alles 3666g

Bergauf-Simulation

Bergauf-Simulation
Bergauf-Simulation 6,6% 130W Eigenleistung

Wasser in den Wein:

Leider verschleißt das Alu-Motorritzel offenbar doch relativ schnell – der Durchmesser nimmt um ca. 1/10mm pro 1000km ab. Man bräuchte ein gehärtetes Stahlritzel.

Leider finde ich keinen Controller bei welchem ich den Reku-Motorstrom und damit das maximale Bremsmoment bzw. die übertragene Riemenkraft einstellen kann, um bei allen Bremsvorgängen Energie zurückzugewinnen.

Gib ein paar "Sterne" wenn es Dir gefallen hat

Spende direkt an den Autor

Wenn du zeigen möchtest, dass dich dieser Artikel nicht nur interessiert, sondern er Dir auch etwas wert ist, kannst du mit dem PayPal-Button dem Autor direkt eine Unterstützung zukommen lassen. Entweder die vorgegeben 5€ oder auch einen Betrag nach Deinen Vorstellungen.

Spenden

Dankeschön an Heinrich Schlack