Wybór odpowiedniego silnika elektrycznego 12V do napędu kosiarki, zwłaszcza w kontekście konwersji istniejącego sprzętu spalinowego, jest zadaniem wymagającym dokładnej analizy. Celem takiej modyfikacji jest często zwiększenie funkcjonalności, redukcja hałasu czy optymalizacja zużycia paliwa. Poniżej przedstawiamy szczegółowe rozważania dotyczące doboru silnika 12V, uwzględniając różne scenariusze zastosowania.
Konwersja Kosiarki Traktorka (Alkotrac 1082) na Napęd Elektryczny 12V
Planowana modyfikacja kosiarki traktorka, której napęd odbywa się za pomocą sprzęgła odśrodkowego na głównym wałku, polega na zastąpieniu długiego paska napędowego silnikiem elektrycznym 12V. Akumulator do zapalania silnika spalinowego (posiadającego elektryczny rozrusznik) jest już dostępny.
Pierwotny pomysł i oczekiwane korzyści
Użytkownik liczy na szereg korzyści wynikających z tej konwersji:
- Większa moc na kosisko (urządzenie służące do koszenia, ze standardowym nożem z łopatkami napędzanym przez wałek kardana z ruchomym frezem).
- Możliwość jazdy na miejsce koszenia bez wyłączania silnika spalinowego.
- Ewentualna łatwiejsza wymiana paska od kosiska, który obecnie jest zasłonięty przez ultra długi pasek do tylnego dyfra.
- Możliwość dojechania pod bańkę z paliwem, gdy silnik spalinowy wyczerpie zapas.
- Mniejszy hałas, gdyż nie ma potrzeby "pałowania" silnika spalinowego, aby kosiarka jechała, gdy nie kosi trawy.
Kluczowe wyzwania techniczne
Zastosowanie silnika elektrycznego 12V do napędu kosiarki traktorka (np. Alkotrac 1082 z silnikiem Briggs & Stratton 10 KM, który ma zostać zastąpiony modelem 12 KM) wiąże się z konkretnymi wyzwaniami:
- Moc i moment obrotowy: Silnik napędzający układ jezdny musi mieć odpowiednią moc. Sugeruje się, że silnik jazdy powinien mieć przynajmniej 2 kW. Porównując z mocą silnika rowerowego elektrycznego (350-500W), jest to znacznie większe zapotrzebowanie.
- Zasilanie i prąd: Przy napięciu 12V, silnik o mocy 2 kW będzie generował potężne prądy, przekraczające 150A. Uśredniając, pobór może wynieść około 100A ciągłego prądu w czasie pracy.
- Akumulatory: Akumulator rozruchowy nie nadaje się do ciągłego zasilania silnika jezdnego, gdyż nie wystarczy energii do rozruchu silnika spalinowego po wyczerpaniu akumulatora przez napęd. Zaleca się założenie oddzielnej baterii służącej tylko do zasilania napędu kół. Akumulator litowo-jonowy 100Ah 12V, wystarczający na niecałą godzinę koszenia, może generować znaczne koszty. Można jednak znaleźć na miejscu praktycznie nowe baterie podtrzymujące z UPS 100Ah w cenie około 400 zł.
- Sterowanie: Sterowanie silnikiem jezdnym powinno być proporcjonalne. System „włącz/wyłącz” może szybko prowadzić do nieprzyjemnych szarpnięć, a nawet kontuzji.
Doświadczenia i alternatywne rozwiązania
W praktyce, przeliczanie mocy i masy pojazdu może pomóc w doborze odpowiedniego silnika. Przykładem jest montaż elektrycznego napędu o mocy 2.5 kW w 3-osiowym Starze 660 (masy własnej 5300 kg), który jeździł normalnie, zatrzymując się jedynie pod górkę w dużym piasku. Proporcja masy do mocy w tym przypadku wynosi 2.12 kg/1 W mocy silnika. Dla kosiarki o masie około 120 kg, silnik 600W daje proporcję 0.2 kg/1 W. Potrzebna moc nowego silnika powinna mieścić się gdzieś pomiędzy tymi wartościami.
Istnieje możliwość podłączenia szeregowo dwóch akumulatorów 12V (np. 65Ah 12V z akumulatorem rozruchowym), aby uzyskać system 24V i zastosować silnik 24V. Ważne jest, aby obie baterie były w jednakowym stanie zużycia i o jednakowej pojemności. W niektórych rozwiązaniach, silnik spalinowy napędzał alternator, który z kolei dostarczał energię dla silników napędzających koła, co eliminuje problem braku zasilania.
Konwersja ciągnika elektrycznego Massey-Harris przez Solarrolla
Dobór Silnika 12V do Lżejszych Pojazdów i Małych Kosiarek Samojezdnych
Dla lżejszych konstrukcji, takich jak czterokołowy pojazd o wadze około 15-20 kg (mała kosiarka spalinowa), dobór silnika 12V staje się bardziej elastyczny, a dostępne i tanie rozwiązania mogą okazać się wystarczające.
Silniki wycieraczek samochodowych
Silniki napędu wycieraczek samochodowych (np. od Fiat 126p, Poloneza czy Stara) są często rekomendowane ze względu na ich dostępność i cenę. Posiadają one przekładnię ślimakową, która zapewnia bardzo duży moment obrotowy, co jest kluczowe dla napędu. Mimo że ich moc wynosi około 30-80W, dzięki dużej redukcji obrotów są w stanie napędzić pojazdy o masie około 25 kg, zapewniając dobrą jazdę. Należy jednak pamiętać, że przy zastosowaniu takiego silnika nie ma możliwości obrócenia kołem, gdy silnik nie jest zasilany.
Inne silniki i funkcjonalności
Mocniejsze alternatywy to silniki do napędu wentylatorów przy chłodnicach samochodowych. Można również rozważyć silniki z hulajnóg lub skuterów elektrycznych, choć są one droższe i zwykle wymagają napięcia 24-48V. Proste rozwiązanie stanowi nawet użycie wiertarko-wkrętarki akumulatorowej jako napędu.
Dla poprawy funkcjonalności i umożliwienia swobodnego przetaczania kosiarki po wyłączeniu silnika, można zastosować sprzęgiełko odśrodkowe od piły spalinowej lub mechanizm zapadkowy od pasa bezpieczeństwa.
Ogólne Aspekty Wyboru Silnika Elektrycznego dla Napędu
Silniki bezszczotkowe (indukcyjne)
W przypadku silników elektrycznych zasilanych prądem stałym, w których zamiast szczotek zastosowano elektrycznie sterowany komutator, mówimy o silnikach bezszczotkowych (indukcyjnych). Ich główną zaletą jest znacznie wyższa trwałość i niezawodność, wynikająca z wyeliminowania z konstrukcji szczotek - najczęstszej przyczyny awarii i najszybciej zużywających się elementów mechanicznych silnika.
Moc silnika elektrycznego a szerokość koszenia (funkcja koszenia)
Warto również zwrócić uwagę na moc silników elektrycznych przeznaczonych bezpośrednio do funkcji koszenia, czyli napędu noża. Powierzchnia ogrodu, gęstość oraz wysokość trawy mają znaczenie dla doboru mocy kosiarki. W kosiarkach o szerokości koszenia 33 cm silnik powinien mieć moc minimum 1000 W, natomiast dla 39 cm jest to około 1300-1500 W. Szerokość koszenia należy rozpatrywać pod kątem wielkości powierzchni i czasu, który można poświęcić na koszenie trawnika - im większa szerokość, tym krótszy czas koszenia.
