Si vous vous promenez régulièrement sur le terrain de golf ou dans la communauté locale de retraités, vous avez probablement une voiturette de golf. Beaucoup s’appuient sur des transmissions électriques primitives avec des batteries au plomb, tandis que d’autres dépendent de l’essence. Mais et si vous combiniez les deux pour créer un hybride étrange ? Jimbo, l’homme derrière la chaîne YouTube Robot Cantina, fait exactement cela.
Les voiturettes de golf sont une drôle de sorte de véhicule. Ils sont comme des voitures, mais plus lents et avec moins de conséquences. Ils constituent également une excellente plate-forme pour les constructions étranges et le piratage ; du moins si vous en achetez un merdique et en mauvais état. Les exemples de course à pied et de conduite ont tendance à conserver assez bien leur valeur, mais ceux qui ont des batteries à plat ou des problèmes mécaniques peuvent parfois être pris pour une chanson.
Jimbo a récemment réussi à récupérer une vieille voiturette de golf Cushman à 3 roues avec un jeu de batteries complètement à plat. Son plan était simple : remplacer les cellules défectueuses par une « batterie à pétrole ».
Si vous n’avez jamais entendu parler de « batterie à pétrole », c’est un peu une blague de la part de Jimbo. La voiturette de golf avait un moteur électrique fonctionnel, seules les batteries ont été touchées. Plutôt que de remplacer les lourdes et vieilles cellules au plomb, Jimbo s’est demandé si un petit moteur à essence pourrait être remplacé à la place. Seulement, plutôt que de lui faire entraîner les roues, il le raccorderait à un alternateur. Cela générerait alors de l’électricité pour faire fonctionner le moteur d’entraînement d’origine. « Le générateur est quelque chose que nous appelons la batterie à pétrole, car il fonctionne au pétrole et remplace les batteries », explique Jimbo.
Cette configuration promettait quelques avantages. Un moteur à essence, un alternateur et certains équipements électriques connexes seraient beaucoup plus légers que les batteries au plomb d’origine. Il serait également plus rapide de faire le plein, bien plus rapide que de passer des heures branché à un chargeur de batterie. L’inconvénient est que cette configuration n’est pas aussi efficace que la simple utilisation d’un moteur. En effet, transformer l’énergie mécanique du moteur en électricité via un générateur, puis la reconvertir en énergie mécanique dans un moteur, entraîne des pertes grâce aux lois de la thermodynamique. C’est un sujet que nous avons abordé en profondeur sur ce site. Jimbo ne s’inquiète cependant pas des pertes. « Cela ne nous intéresse pas, car c’est un projet amusant », déclare Jimbo.
Le chariot fonctionnait à l’origine avec des batteries au plomb.
C’était le remplacement souhaité : un petit moteur alimenté par un alternateur.
Dans l’ensemble, l’idée est fondamentalement la même que celle d’une locomotive diesel-électrique. Dans cette application, le moteur diesel fait fonctionner un générateur, l’électricité produite étant utilisée pour faire tourner les moteurs de traction qui entraînent le train. La conception de Jimbo remplace simplement un moteur à essence par un moteur diesel.
La petite alimentation (à droite) fonctionne sur batterie. Tourner le bouton fait varier la tension fournie au rotor de l’alternateur, ce qui à son tour fait varier la sortie de l’alternateur. Plus la tension du rotor est élevée, plus la puissance de l’alternateur est élevée et plus il entraîne le moteur de la voiturette de golf rapidement.
Normalement, l’alternateur possède un régulateur qui contrôle sa tension de sortie en faisant varier la tension sur ses enroulements de rotor. Le régulateur fait cela pour maintenir le système électrique de la voiture et la batterie à la bonne tension.
Dans cette configuration, le régulateur a disparu et à sa place, Jimbo a branché une alimentation en tension variable aux enroulements du rotor de l’alternateur. Plus la tension transmise aux enroulements du rotor de l’alternateur est élevée, plus le champ magnétique généré dans le rotor, et donc la tension de sortie de l’alternateur, est fort. Étant donné que l’alternateur est connecté directement au moteur d’entraînement de la voiturette de golf, plus sa tension de sortie est élevée, plus la voiturette va vite. L’alimentation en tension variable fonctionne avec une seule batterie de 12 volts et n’a pas besoin de fournir beaucoup d’énergie. Il est juste là pour fournir de l’énergie au rotor afin de créer un champ magnétique qui contrôle la sortie de l’alternateur.
Ce système évite le besoin de toute électronique de commande intelligente du moteur, ou même de toute possibilité de faire varier la vitesse du moteur principal. Si la tension du rotor de l’alternateur est réglée sur zéro, il ne produit rien et aucune puissance n’est transmise au moteur d’entraînement. L’augmentation de la tension du rotor agit essentiellement comme un accélérateur, augmentant tour à tour la puissance de l’alternateur et la vitesse du moteur d’entraînement. Le moteur du Predator lui-même tourne la plupart du temps à une vitesse constante d’environ 2 500 à 3 000 tr/min. Cependant, pour obtenir une puissance maximale, le moteur peut être réglé au maximum pour faire tourner l’alternateur le plus rapidement possible.
Transformer cela en un accélérateur pratique est légèrement plus complexe. Lors des tests, la tension du rotor a été contrôlée avec un bouton sur un petit module à tension variable provenant d’Amazon. Jimbo a dû trouver une solution pour la faire fonctionner avec la pédale d’accélérateur d’origine du Cushman.
Le module de tension variable agit efficacement comme un accélérateur et était à l’origine contrôlé via un bouton tournant un potentiomètre de 100 kiloohms. Alors que Jimbo aurait pu récupérer une pédale d’accélérateur électronique dans n’importe quelle casse pour la remplacer, cela poserait un problème. La plupart des papillons électroniques sont évalués entre 2 et 5 kiloohms environ, tout comme la plupart des capteurs de position du papillon. Cela l’obligerait à modifier fortement le circuit du module à tension variable.
Au lieu de cela, il a fini par bricoler une solution complexe imprimée en 3D pour coupler la pédale d’accélérateur du chariot à un simple potentiomètre à glissière linéaire de 100 kiloohms. Le potentiomètre linéaire a ensuite été inséré dans le circuit du module à tension variable à la place du bouton d’origine. C’est une solution compliquée, mais on nous dit qu’une meilleure solution est déjà en préparation.
L’accélérateur est relié à l’alimentation variable via un câble.
Pour plus de sécurité, il y a également un arrêt d’urgence dans la boucle. Il est configuré pour couper l’alimentation des enroulements du rotor de l’alternateur lorsqu’il est enfoncé. La pédale de frein du chariot déclenche également un relais qui coupe également l’alimentation électrique, offrant ainsi de multiples moyens d’arrêter les débats si les choses deviennent incontrôlables. C’est un choix judicieux chaque fois que vous construisez vos propres mécanismes d’accélérateur.
Une fois la transmission loufoque de la casse en place, Jimbo s’est mis à déterminer les performances de sa voiturette de golf efficacement hybride. Le différentiel arrière du Cushman a un rapport de 12,7 : 1. Les hypothèses initiales étaient que le moteur de la voiturette de golf atteignait environ 4 000 tr/min. Les calculs suggèrent une vitesse de pointe d’environ 16 mph. Cependant, lors d’un court essai routier, le chariot a pu atteindre 21 mph assez facilement, ce qui suggère qu’il y avait une certaine marge sur ce chiffre. À cette vitesse, le moteur de la voiturette de golf tournait à 5 200 tr/min, tandis que le moteur à essence Predator tournait à 3 600 tr/min pour fournir la puissance nécessaire.
À fond, il fera 21 mph.
Le chariot était également capable de remorquer une camionnette sur un terrain plat.
Les voiturettes de golf essence-électriques Homebrew sont désormais une technologie éprouvée. La charrette a pu transporter deux adultes sans se plaindre. Aucun élément électronique n’est devenu excessivement chaud ou n’a émis de fumée magique, et le moteur a également très bien résisté. Est-ce plus compliqué qu’une voiturette de golf traditionnelle alimentée par batterie ou par essence ? Oui. Mais est-ce que ça marche ? Oui aussi.
Jimbo note qu’il pourrait également obtenir un permis pour conduire la plate-forme sur la voie publique dans sa région. Cependant, il reste encore du travail à faire. Dans l’état actuel des choses, le moteur Predator est particulièrement bruyant, tant à cause des gaz d’échappement que des vibrations. La configuration des gaz doit également faire l’objet d’une mise à jour. La première révision est assez compliquée mécaniquement et les ressorts de rappel lourds rendent son utilisation pénible.
Cela a l’air amusant de rouler, même s’il est beaucoup plus bruyant qu’un chariot purement électrique.
Cette construction était fondamentalement une expérience amusante réalisée sur une voiturette de golf morte qui autrement se dirigeait vers la ferraille. De ce point de vue, c’est une belle réussite. C’est toujours merveilleux de voir un véhicule assiégé ramené à la vie, en particulier d’une manière amusante et unique comme celle-ci.
C’est une belle récompense de voir la chose fonctionner, alors allez-y veuillez donner une montre à Robot Cantina et suivre si vous aimez ce type de builds.
Crédits image : Robot Cantina via capture d’écran YouTube
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