Как устроен электросамокат: инструкция, правила сборки, настройки и правила управления

Электросамокаты в последнее время стали настолько популярны, что ведется активная работа по включению их в ПДД как одного из равноправных и законных участников дорожного движения. Им даже название придумали: «средство индивидуальной мобильности». Но пока одни уверенно рассекают город на скутере, другие до сих пор не понимают, зачем это нужно. В этом материале мы собрали все, что смогли найти об электросамокатах от внутреннего блока до правил дорожного движения.

Общее описание

При выборе электроскутера достаточно понимать конструкцию его мотора и аккумулятора только в общих чертах. Ведь в случае поломки стоит доверить ремонт профессионалам. В обычной комплектации электросамокат состоит из следующих компонентов:

• Прочный металлический каркас.
• Электродвигатель.
• Аккумуляторная батарея.
• Палуба с площадкой для ног.
• Рулевое колесо с ручкой и органами управления: коробка передач, ручка тормоза, зажигание.
• Два колеса с амортизацией на одном или обоих для более комфортной езды.
• Тормоза — обычно на заднем колесе.

Тормозное устройство может быть барабанным, дисковым или суппортным. Самокаты тормозят благодаря приводу на руль с помощью ручки.

Некоторые модели современных скутеров имеют и другие дополнительные детали: встроенный компьютер с экраном, сиденье, багажник, измерительные приборы (спидометр, одометр), фары, поворотники, зеркало заднего вида.

На рынке электросамокатов представлены модели с двумя типами привода: цепной привод и мотор-колесо:

• Электросамокат с цепью — это классическая конструкция, где крутящий момент от электродвигателя к колесу передается через цепную передачу, аналогично работе велосипедов, самокатов, мотоциклов. Мощный двигатель не требует качества дорожного покрытия, он способен преодолевать препятствия как внедорожник. Для защиты двигателя и коробки передач они размещены в герметичном корпусе рядом с осью. Мы не рекомендуем рассматривать модели с ременным приводом: это хоть и частный тип цепного самоката, но такая конструкция ненадежна и во многом проигрывает другим способам устройства.

• Мотор-колеса — современное решение, когда мотор устанавливается непосредственно в одно из колес. Преимущества перед самокатным цепным узлом очевидны: простое обслуживание и отсутствие проблем с цепью — самым уязвимым звеном конструкции. Как правило, электросамокат с моторизованными колесами легче по весу и имеет более современный вид, его проще хранить и транспортировать. Недостаток такой конструкции в том, что двигатель не может быть мощнее 500 Вт. Такой мощности двигателя достаточно для передвижения по ровным дорогам в городских условиях, но он не предназначен для загородных поездок.

Существует 2 типа колесных двигателей:

• Gearless имеет надежно закрепленные на оси обмотки, магнитные поля которых заставляют двигаться втулку с постоянными магнитами. Надежный и неприхотливый в эксплуатации, этот тип конструкции обеспечивает максимально возможный КПД и мощность. Его недостаток: громоздкость и немалый вес самоката.

• С планетарной передачей — более легкая и компактная альтернатива. Самокат с таким приводом не испытывает сопротивления вращению из-за самоиндукции на скорости выше 15 км/ч. Правда, надежность недорогих моделей с таким устройством иногда оставляет желать лучшего, если при сборке использовались пластиковые шестерни.

Схема работы электросамоката

Если вы хотите подробно разобраться, как работает электросамокат, схема поможет вам наглядно увидеть соединения и разобраться в нюансах.

Мотор электросамоката питается от энергии аккумулятора, параметры работы задаются контроллером. В зависимости от внутреннего устройства этого блока управления выстраивается режим работы. Электроника «ориентируется» на положение дроссельной заслонки, данные с датчиков — например, гироскопа.

Крутящий момент передается от двигателя на колеса. Современные модели самокатов имеют функцию обратной связи, или рекуперации.

Как работает рекуперация в электросамокате

Рекуперация — это способность частично восстанавливать энергию, выделяющуюся при торможении. Вместо преобразования кинетической энергии в тепло она преобразуется в электрический ток, а аккумулятор подзаряжается во время движения. Это происходит, когда вы едете вниз по склону или вас буксирует велосипед, роликовые коньки или другой электросамокат.

Конечно, полная зарядка аккумулятора с рекуперацией — идея далекая от реальности, иначе у вас получился бы вечный двигатель. Но это практичный способ добраться до точки полной зарядки и не носить в руках пустой самокат.

Блок управления и аккумулятор

Контроллер как блок управления подключен ко всей электронике скутера: аккумулятору, датчикам Холла электродвигателя, замку зажигания, ручкам газа и тормоза, стоп-сигналам и фарам. Работа регулятора мощности электросамоката, схема подключения и способы проверки подробно описаны в этой статье.

Аккумулятор обычно находится под палубой. В среднем емкости аккумулятора на одном заряде хватает на 40-60 минут езды, за это время можно проехать ок. 30 км. Именно аккумулятор добавляет электроскутеру основной вес: средняя масса такого электромобиля составляет 20 кг.

Зачем нужен электросамокат

Для чего еще можно использовать электросамокат, кроме развлечения детей и подростков? Вот несколько примеров, которые наглядно показывают, что это вовсе не игрушка. Электроскутеры подходят для:

• Поездка на работу и с работы. Владелец электросамоката не сталкивается с толпами в общественном транспорте и не стоит в пробках на многолюдных городских улицах. При этом усилия особо не тратятся, а маршрут можно построить так, чтобы можно было, например, проехать по парку, подышать свежим воздухом.
• Передвижения больных и пожилых людей, которым трудно ходить регулярно или после болезни или операции.
• Поездки, например поездки в парк, на природу или осмотр достопримечательностей.
• Вы также можете использовать электросамокат, чтобы добраться до припаркованного автомобиля или до станции метро в большом городе.

Как видите, вариантов много. Особенно если учесть, что электросамокат почти так же удобен, как и велосипед, но при этом обладает большей мобильностью, так как в сложенном виде занимает меньше места.

Электрический самокат неудобен в дождь или холодную погоду. Есть мнение, что электросамокаты вообще нельзя использовать в дождь и снег. Это не совсем правда. Большинство производителей скутеров допускают использование в дождь и проезд по лужам. Но нужно смотреть на класс защиты от влаги. Все электронные компоненты самоката должны быть водонепроницаемыми. Также райдеры (любители электросамокатов) часто также делают дополнительные уплотнители для мотора, аккумулятора и контроллера.

В холодную погоду пользоваться электросамокатами сложнее. Помните, что популярные литий-ионные аккумуляторы работают до -10°С, а потом быстро теряют емкость. Самокаты с такими аккумуляторами нельзя использовать для поездок в мороз — далеко не уедешь. Не используйте на морозе и самокаты с надувными шинами. Кроме того, в контроллере могут использоваться элементы с рабочим диапазоном температур до -10 °C. Поэтому большинство производителей электросамокатов ограничивают нижний температурный диапазон, в котором их можно использовать, отметкой -10 °C.

Не забывайте, что в дождь и холода электросамокатом сложнее управлять, так как дорога скользкая, а значит, ходовые качества снижаются, а тормозной путь увеличивается.

Конструкция электросамоката

Конструкция электрического скутера аналогична обычному, за исключением того, что у него есть электродвигатель и все необходимое для его работы. Основными компонентами электрического скутера являются:

• Несущая рама. Это основа конструкции, на которую навешивается и крепится все остальное оборудование. Изготавливается из металла (преимущественно алюминия и его сплавов) или углепластика.
• Рулевая колонка (стойка). С его помощью самокат управляется с помощью ручек и органов управления электродвигателя. Удобнее, если она телескопическая, так как в этом случае можно регулировать высоту под определенный рост человека.
• Дека. Так называется платформа, на которой стоит владелец самоката во время езды. Шина жестко прикреплена к опорной раме. Сверху он обычно покрыт слоем резины или имеет рифленую поверхность, часто с каким-либо рисунком для обеспечения лучшего сцепления с обувью. В нижней части палубы есть ниша, где находится аккумулятор и управляющая электроника.
• Колеса и мотор. Обычно на скутере переднее колесо — поворотное, заднее — ведущее. Впрочем, есть и варианты с передним приводом, а также модели, где привод на оба колеса. Ведущее колесо бывает двух типов. Первый вариант — мотор-колесо. При этом электропривод встроен непосредственно в колесо. Второе — ведущее колесо, приводимое в движение цепной передачей от электродвигателя, закрепленного на раме. Колеса также камерные и бескамерные, диаметром от 4 до 12 дюймов.

Оптимальны колеса диаметром 8-10 дюймов. Такой скутер хорошо едет не только по асфальту, но и по земле. При этом не перегружает двигатель и не разряжает аккумулятор.

• Тормоза. В электрических скутерах используются электрические или дисковые тормоза. Первый не допускает быстрой остановки, но во время использования немного заряжает аккумулятор и не требует обслуживания. Дисковый тормоз эффективно поглощает высокие скорости, но требует регулярного обслуживания. Кроме того, имеется тормоз с помощью заднего крыла — при торможении ступня ставится на заднее крыло, и при нажатии на нее блокируется вращение заднего колеса. Тормоз заднего крыла поставляется в дополнение к электрическому или дисковому тормозу.
• Силовая и управляющая электроника. Это в первую очередь двигатель, аккумулятор и контроллер, управляющий работой электродвигателя в зависимости от поступающих команд (ускорить или затормозить). Информация о работе двигателя выводится на дисплей на рулевом колесе.
• Амортизаторы. В зависимости от конструкции они бывают газонаполненными или подпружиненными. Ряд моделей, в основном недорогих, вообще не оснащены амортизаторами. В качестве альтернативы производители заявляют, что пневматические колеса выполняют роль амортизаторов. Такие колеса действительно амортизируют удары в процессе движения, но не являются полноценной заменой амортизаторов.

Кроме того, электросамокаты оснащаются фарами и другим освещением или отражателями, обтекателями, например крыльями на колесах. В некоторых моделях есть сиденья. Кроме того, вам может понадобиться, например, держатель для телефона и бутылки с водой.

Принцип действия

Электрический самокат работает следующим образом. Аккумулятор питает электродвигатель, конкретные параметры работы зависят от установленного режима. Режим работы контролируется контроллером, который управляется командами водителя, подаваемыми с дроссельной заслонки, и информацией с датчиков. В качестве датчика используется гироскоп, который фиксирует угол наклона дороги. Электродвигатель создает крутящий момент, который передается на колесо. Колеса крутятся, самокат едет, вы едете.

Современные электросамокаты также имеют функцию обратной связи или рекуперации. Это означает, что когда вы двигаетесь не за счет работы электродвигателя, а, например, спускаетесь с горы или отталкиваетесь ногой, колеса свободно вращаются и не используют энергию аккумулятора, а наоборот, подзаряжают его. Конечно, это не позволит вам полностью зарядить аккумулятор, вечных двигателей в природе не существует. А вот небольшая зарядка и увеличенный запас хода в поездке не повредят. Более того, это одна из основных характеристик электросамоката.

Основные характеристики электроскутера

Поговорим о том, какие характеристики нужно учитывать при покупке. Основными особенностями электросамоката являются:

• Мощность двигателя, так как от нее зависит максимальная скорость.
• Емкость аккумулятора, ведь чем он больше, тем дальше вы едете, но тем тяжелее самокат.
• Вес и габариты скутера. Чем больше вес и габариты, тем неудобнее носить и хранить это «средство индивидуальной мобильности».

С точки зрения мощности, чем мощнее мотор, тем быстрее будет двигаться скутер. Кроме того, чем выше мощность, тем больше его можно зарядить. Это особенно актуально, если самокат был приобретен для поездок лицом, вес которого превышает 90 кг. В целом принято условное деление: самокаты мощностью до 250 Вт подходят для людей весом менее 80 кг, а вот тем, кто хочет ехать быстрее или весить больше, следует брать самокат мощностью более 250 Вт. Кроме того, мощность двигателя напрямую связана с правилами вождения скутера. Подробнее об этом ниже.

В случае с батареей понятно, что чем выше значение емкости, тем больше запас хода. В среднем емкость 1000 мАч дает запас хода примерно 2 км. То есть, если у скутера аккумулятор на 8000 мАч, человек весом около 80 кг проедет на нем по ровной асфальтированной дороге около 14-16 км. Это означает, что максимальное расстояние от точки старта будет примерно 7 км, чтобы гарантированно вернуться, а не тащить самокат за собой.

Оптимальный размер колес для самоката — 8 дюймов. Этот скутер достаточно универсален. Ездить можно не только по асфальту, но и по земле, что затруднительно на технике с меньшими колесами. Кроме того, чем меньше диаметр колес, тем, как правило, слабее двигатель. Вес средней модели с такими колесами около 13 кг. Еще одним важным моментом является то, что электросамокаты с колесами диаметром 8 дюймов, как правило, без проблем помещаются в багажник автомобиля.

Правила дорожного движения для электросамокатов

Формально на момент написания статьи электросамокаты как отдельный вид транспорта в ПДД отсутствуют. Строго говоря, в ПДД есть категория прав «М», которую получают водители мопедов. В соответствии с пунктом 1.2 к термину «мопед» относится: «Двух- или трехколесное механическое транспортное средство с максимальной конструктивной скоростью не более 50 км/ч, с. электродвигателем номинальной максимальной длительной мощностью более 0,25 кВт и менее 4 кВт».

Таким образом, электросамокат с мощностью двигателя более 250 Вт формально подпадает под термин «мопед», и легально передвигаться на нем можно только после получения прав категории «М». На данный момент сотрудники ГИБДД смотрят на этот момент «сквозь пальцы» и применяют указанные ПДД только в тех случаях, когда однозначно необходимо наказать владельца электросамоката. Например, в Казани недавно был задержан пьяный водитель электросамоката, и теперь полиция пытается лишить его прав через суд на том основании, что скутер с мотором мощностью 600 Вт по правилам дорожного движения является мопедом.

Однако во второй половине 2019 года Минтранс подготовил проект поправок к ПДД, в котором предлагается ввести термин «средства индивидуальной мобильности». Среди них будут и электрические скутеры. Сейчас изменения проходят процедуру согласования, и их критикуют как ГИБДД, так и Народная палата. Тем не менее, общие принципы, которым необходимо следовать, определены.

Планируется, что после внесения изменений на электросамокатах можно будет ездить без прав. При движении с пешеходами необходимо соблюдать ограничение скорости 20 км/ч.

Проект по изменению ПДД позволяет кататься на электросамокатах:

• Дети до 7 лет — на тротуарах и пешеходных дорожках только в сопровождении взрослых.
• Подростки до 14 лет — там же, но без обязательного присутствия взрослых.
• Люди старше 14 лет — на тротуарах, пешеходных дорожках и велосипедных дорожках, также возможен выезд на правый край проезжей части или обочины при наличии тормозов, фонарей и светоотражателей.

И, конечно же, при катании не забывайте надевать средства защиты, например, велосипедный шлем. Это повысит вашу безопасность.