Выходные на электромопеде с бензогенератором

В конце 2016 года я собрал свой первый электровелосипед. Тогда я использовал его только для поездок на работу, а скромного аккумулятора емкостью 0,5 кВт*ч на элементах с химией LiFePO4 едва хватало на дистанцию около 20 километров в условиях Москвы. Но окрыляющее чувство «Оно едет! Само! И это я сам собрал!» захватило меня всерьез и надолго: за два года я прошел путь от переднеприводного ригида (велосипеда без амортизации) через полноприводный ригид к заднеприводному хардтейлу (велосипед с амортизационной вилкой спереди и без амортизации сзади), который уже мог с достаточным комфортом перемещать меня по грунтовым дорогам и лесным тропинкам. Росла и емкость аккумуляторных батарей — 0,5 кВт*ч, 1,5 кВт*ч, 3 кВт*ч.

Совершенствуя характеристики дальности и комфорта я перестал использовать электровелосипед только как транспортное средство для поездок на работу и начал традицию еженедельных поездок для удовольствия, без явной конечной цели. Новые условия использования техники поставили очередные задачи по ее совершенствованию — и вот весной 2019 года я уже выезжаю на вполне серьезном аппарате на основе пространственной рамы с запасом электроэнергии в 6 кВт*ч в батарейном отсеке и мощным мотор-колесом в подрессоренной задней маятниковой вилке. Запас дальности поездки увеличился до гарантированных в любых разумных условиях 150 километров. Но что делать, когда мало и этого? Увеличивать батарею — дорого и тяжело, заряжаться в пути — потери времени и риск «обсохнуть» из-за отсутствия гарантированных точек зарядки. Пришлось превращать свой электротранспорт в гибридный при помощи бензогенератора! Вдохновившись рассказом sithо поездке на электромобиле по Канаде я решил написать эту статью про испытательную поездку на электромопеде-гибриде.

Подбор бензогенератора

Начал я с изучения состояния местного рынка бензогенераторов. Довольно быстро нашлась почти безальтернативная по характеристикам модель — компактный и легкий инверторный генератор номинальной мощностью 0,7 кВт, достаточно широко представленный в магазинах под разными брендами. Каких результатов позволяет достичь такое дополнение к основной силовой установке? Я рассуждал следующим образом: при максимальной скорости в 50 км/ч и средней скорости в 40 км/ч за световой день можно находиться в движении не более 10 часов по соображениям комфорта и безопасности. Получается, что на мопеде можно проехать не более 400 километров в сутки. При среднем расходе электроэнергии в 30 Вт*ч/км потребуется запас в 12 кВт*ч. 6 кВт*ч мы уже забрали «из розетки» перед выездом, следовательно генератор должен нам добавить в течение суток 6 кВт*ч для движения и 6 кВт*ч для полного заряда батареи на следующий день. Учитывая потери, примем мощность зарядного устройства в 0,6 кВт. Генератор должен обеспечивать электроэнергией это зарядное устройство минимум 20 часов в сутки — 10 часов во время движения и 10 часов на стоянках. Ну что же, по предварительным расчетам все складывается хорошо и кроме необходимости «тарахтеть» часть времени на ночной стоянке явных минусов такой конструкции не видно. Генератор заказан и оплачен, пора переходить к практике.

Подготовка к поездке

Генератор я привез в гараж своим ходом, чтобы сразу оценить влияние его массогабаритных характеристик на управляемость электромопеда. Все доехало без проблем:

Генератор оснащен четырехтактным двигателем, картер которого согласно инструкции по эксплуатации следует заправить маслом:

В отзывах о генераторе некоторые пользователи жаловались, что при заливке масла сложновато точно выдержать уровень и при первом запуске генератор может «плеваться» лишним маслом и глохнуть. Так случилось и у меня. При помощи шприца с трубкой лишнее масло было удалено из картера и проблема исчезла:

Тестовый запуск с нагрузкой показал — генератор работает устойчиво, зарядное устройство свои обещанные 7,5А в батарею вливает. Пора компоновать все необходимое снаряжение на мопед. Генератор идеально повис на правой стороне багажника при помощи багажной стропы, канистра с запасом топлива встала по центру багажника, слева расположилась сумка для запаса провизии, инструмента и запасных частей. На руль отправились не тяжелые, но объемные «пенка» и палатка, зарядное устройство же по остаточному принципу было притянуто багажной резинкой прямо перед сидением (на фото не показано):

Первый день поездки

Поздним субботним утром я отправился в путь. Проехав без приключений «скучную» часть пути по Московской области я выехал на окраину Протвино:

Груженый мопед устойчиво вез меня и по асфальту, и по песку:

Кончились подмосковные леса, начались холмистые поля Калужской области. На одном из полей я остановился на обед:

Снял с себя экипировку и рюкзак, разложил на мопеде. Количество вещей впечатляет:

Возле реки Оки за Тарусой у меня впервые заглох генератор — выработалось доступное топливо. Время работы на одной заправке составило 4 часа 40 минут — несколько меньше, чем я ожидал. Впрочем, причина была довольно-таки очевидной — висящий на багажнике генератор не параллелен горизонту, отчего увеличивается невырабатываемый остаток топлива в баке. Заправил генератор из канистры, снова завел. Первые минуты он работал неустойчиво, глох. С таким эффектом я сталкивался и после других заправок — видимо, воздух в топливопроводе. На фото место моей первой дозаправки и величественные опоры ЛЭП-750 над Окой (но используется сейчас эта линия только под напряжением 500 кВ):

Мой дальнейший путь пролегал по грунтовым дорогам через деревни Тарусского района. На фото подболоченная грунтовка:

Последствия купания в «болоте» — сугубо косметические, техника работает исправно:

Грейдер в сторону Алексина:

Граница Калужской и Тульской областей:

Исторический момент для меня, расходомер на экране бортового компьютера показывает отрицательный остаток энергии в батарее:

Постепенно наступал вечер. Живописные поля Ясногорского района:

Въезжаю в лес на границе Ясногорского и Веневского районов. Охотничья вышка:

Ровно на границе районов брод через верховья ручья. Это брод потребовал от меня мою обувь и мой мотоцикл:

Ровно посреди брода, пока я боролся с липкой и вязкой грязью снова глохнет генератор. Отработал 4 часа 50 минут — not great, not terrible. Снова заправляюсь из канистры:

Закат близко, пора вставать на ночевку:

Ставлю палатку без тента (тепло и сухо, росы не ожидается, к чему тент?):

Оставляю генератор тарахтеть до выработки топлива и ложусь спать:

Итог первого дня — 273,5 километров пути по асфальту, грейдеру и грунтам (местами тяжелым) за 11 часов, из которых час пришелся на дозаправки и перекусы. На работе я занимаюсь разработкой телематических контроллеров (автомобильных GPS трекеров), и как сапожник с сапогами катаю на своем мопеде устройство своей разработки. Вот такой трек нарисовался:

Второй день поездки

Генератор на остатках топлива доработал примерно до часа ночи и заглох. Заправлять я его не стал — дневной пробег был небольшим, энергии хватало. Остаток ночи провел в тишине, ранним утром слил остатки из канистры в генератор, завел его, позавтракал и отправился в дальнейший путь. Первым делом заехал на заправку, набрал там полную канистру топлива и еще чуть-чуть долил прямо в бак генератора. Утро было прекрасным. Долина реки Осетр возле поселка Метростроевский:

Заброшенные строения в карьере. В карьерах добывали камень для нужд Московского метрополитена, отсюда и название поселка:

Выезд из поселка Метростроевский:

Раннее воскресное утро, ни людей, ни машин вокруг:

Только ты, поля вокруг и дорога, уходящая за горизонт:

Околица села Щучье:

Окрестности Щучьего городища:

Остановился на обед прямо в городище:

Остатки земляного вала:

Вид от городища на скальник:

После обеда в живописном Щучьем городище я повернул к дому. Не дожидаясь остановки генератора долил до полного бака топлива из канистры, после чего решил без лишних заморочек ехать по М6 и Старому Каширскому шоссе. Дорога через поля к трассе М6:

Большую часть обратного пути ехал против ветра и домой «привез» расход в 33 Вт*ч/км:

Итог второго дня — 247,3 километра за 9 часов, из которых 45 минут ушло на перекусы и дозаправки. Трек:

Выводы

Схема показала себя полностью рабочей. Если не ставить рекордов в виде обязательных 400 километров в сутки, а заранее ограничить себя примерно до 350 километров, то можно путешествовать на электромопеде на неограниченные ничем, кроме выносливости человека и наличия запасов топлива расстояния. Точный расход топлива генератором подсчитать не удалось (для этого пришлось бы сливать весь бензин из бака и канистры в мерную емкость, которой у меня нет), но по примерным расчетам выходит следующее:
Выехал я примерно с 2 литрами в баке генератора, еще примерно 2 литра залил под Тарусой, еще примерно 2 литра залил на броде, около литра долил на ночлеге, потом около литра долил на АЗС и еще около 1,5 литров долил перед выездом на асфальт до дома. Это примерно 9,5 литров, из которых сколько-то (литр-полтора) остались в баке по приезду домой. Получаем примерно 8 литров израсходованного генератором бензина. Выезжал я на полностью заряженной батарее — это около 6 кВт*ч, а «привез» домой я остаток примерно в 1,5 кВт*ч. Из истраченных по расходометру бортового компьютера 17,5 кВт*ч нужно вычесть 4,5 кВт*ч и получить в итоге около 13 «бензиновых» кВт*ч. Получаем расход бензина примерно 0,6 л на кВт*ч или около 2 л/100 км в привычных всем терминах (при расходе электроэнергии 33 Вт*ч/км).

Итак, плюсы: неограниченная дальность хода, независимость от инфраструктуры.
Минусы: шум и вибрации от генератора (актуально для владельцев электротранспорта, привыкших к бесшумности), шум на ночной стоянке (впрочем, терпимый — я под него спал), лишний объем и масса груза (по сравнению с поездкой с дозаправками «от розетки»), неэкологичность (относительно «чистого» электротранспорта).

Первый успешный опыт получен, впереди доработки узлов крепления и багажных отсеков и, я надеюсь, еще не мало живописных дорог и приключений!

Евгений Маслак
Сентябрь 2019
Статья впервые опубликована на habr.com
На electropowerbikes.com публикуется с согласия автора.