Wie man die Kletterfähigkeit berechnet: Die Beziehung zwischen Drehmoment, Gesamtgewicht und Steigung und warum Dreiräder es benutzen müssen

1Erstellen Sie zunächst ein richtiges körperliches Modell.

Kletterfähigkeit ist grundsätzlich keine Frage von "wie viel Kraft" sondern von "ob die Traktion ausreichend istBei konstanter Geschwindigkeit auf einer Steigung ist die erforderliche Traktion gleich dem Steigungswiderstand plus dem Rollwiderstand (der aerodynamische Widerstand ist bei niedriger Geschwindigkeit vernachlässigbar):

F ((N) = m × g × sinθ + m × g × cosθ × f

wobei m die Gesamtmasse einschließlich Fahrzeug und Fahrgäste (kg) ist, g = 9.8, θ ist der Neigungswinkel und f der Walzwiderstandskoeffizient (ca. 0,015·0,03 für pneumatische Reifen auf harten Oberflächen).

In der Ingenieurpraxis werden Gradienten alsProzentsätze: ein Gehalt von 10% ≈ 5,71°, 20% ≈ 11,31°.

2Ein neu berechenbares Beispiel

Ein Freizeitdreirad mit einem Gesamtgewicht von 250 kg, das eine 10%-Klasse erklimmt:

F = 250 × 9,8 × sin (5,71°) + 250 × 9,8 × cos (5,71°) × 0,02 ≈ 244N + 48,8N ≈293N

Bei einer Aufstiegsgeschwindigkeit von 6 km/h (1,67 m/s) ist die an dem Rad erforderliche Leistung:

P = 293N × 1,67 m/s ≈489W

Die Batterieseite benötigt für einen Motorwirkungsgrad von 85% und einen Steuerungswirkungsgrad von 96% ca.600 WDies bedeutet, dass eine Einheit mit einer Nennleistung von 500 W bereits bei ¥ oder über ¥ liegt.VolllastDies erklärt das häufige Feedback von "es hat eine Nennleistung von 800 W, kann aber den Gemeinschaftshang nicht besteigen".

3. Warum Hubmotoren auf Schrägen kämpfen: Das Problem der Drehmomentmultiplikation

Ein Hubmotor treibt das Rad direkt ohne Reduktionsgetriebe an, so dass dieDas gesamte Raddrehmoment muss vom Motor stammen.:

Das Drehmoment des Rades T = F × r (r ist der Radiale, üblicherweise 0,25 m)

In dem obigen Beispiel: T = 293 × 0,25 ≈73Nm.

Die meisten direkt angetriebenen Drehkreuzmotoren haben ein Nenndrehmoment im Bereich von 20-40 Nm und können nur steigen, wenn sie sich aufkurzfristige ÜberlastungDies ist genau der technische Grund für "feine auf flachem Boden, Überhitzung und Verlangsamung auf jeder Steigung".

Mitteldrehmotoren oder Getriebelösungen multiplizieren das Drehmoment durch das Getriebeverhältnis, so dass der gleiche Motor mehrfach das Raddrehmoment Bei Dreirädern wird eine andere Lösung verwendet.

4. Warum Dreiräder eine Differenzrücksachse verwenden müssen

Wenn zwei unabhängige Hubmotoren direkt an den beiden Hinterrädern eines Dreirades montiert sind, müssen die Räder in einer Kurve unterschiedliche Radien zurücklegen (das Außenrad deckt einen längeren Weg ab).:

• Das innere Rad ist gezwungen zu rutschen oder zu ziehen, wasschneller Reifenverschleiß;
• Der Lenkwiderstand steigt und bei geringer Drehgeschwindigkeit wird es steif.
• Das Rollen des Körpers verschlechtert sich in Kurven und verringert die Stabilität.

Einemechanische DifferenzDies ermöglicht es den beiden Rädern, sich mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten zu drehen und gleichzeitig das Drehmoment des Motors zwischen ihnen zu verteilen.Einzelmotor + Hinterachse mit DifferenzialDies wird bei der Auswahl oft übersehen, bestimmt jedoch direkt die Haltbarkeit und die Kurvensicherheit.

5. Andere Variablen, die sich auf den Klettern auswirken

1. Gesamtgewicht: Passagiere, Ladebettlast, Baldachin und Batterie zählen alle; 250 kg gegenüber 400 kg bedeutet einen Unterschied von 60% in der Nachfrage bei derselben Steigung;
2. Reifen: Unteraufblasen und Verschleiß der Lauffläche erhöhen den Walzwiderstand;
3. Grenzstrom der Steuerung: das Stromgrenzwert bestimmt das tatsächliche Leistungsmoment; die Nennleistung allein spiegelt dieses nicht vollständig wider;
4. Temperatur: Motor und Steuerung werden bei hoher Temperatur abgeschaltet, wodurch die Kletterfähigkeit weiter verringert wird;
5. Batteriespannungsplattform: wenn die Spannung bei niedrigem Ladegehalt sinkt, sinken sowohl Drehzahl als auch Drehmoment.

6Auswahlberatung für ausländische Kunden

1. BereitstellungHöchstneigung, Neigungshöhe und Gesamtgewicht- nicht nur "Wir haben Hügel hier";
2. Lange Anstiege (über 200 m) erfordern eine Beurteilung der thermischen Balance; kurze Anstiege können auf eine kurzfristige Überlastung zurückzuführen sein;
3. Für Berge oder Anlagenvorhaben ist ein mittlerer Antrieb mit Verringerungsschaltgetriebe oder eine Hinterachse mit Differenz mit einem Drehmomentmotor zu bevorzugen.
4. Es sind die Grenzwerte für den Reglerstrom und das Nenn-/Spitzendrehmoment anzugeben, anstatt die "Leistungszahlen" allein zu vergleichen.