В этой статье пойдет рассказ о том, какие бывают двигатели для железнодорожных моделей (моделей локомотивов и МВПС), какие из них можно использовать в процессе превращения моделей из стендовых в ходовые. Данная информация может оказаться полезной, если вы создателе аналоговую или цифровую модель из набора для самостоятельной сборки, или, например, обмоториваете модель из серии "Наши поезда" от издательства MODIMIO.
В одной из опубликованных ранее статей были рассмотрены различные виды плат для моделей и особенности их применения. В этой статье будут рассмотрены различные виды характеристик электромоторов, доступных для приобретения в России или в Китае. Статья рассчитана главным образом на новичков в ЖД моделизме, которые недавно занялись моделями в масштабе 1:87, а также на тех, кто ранее редко сталкивался с с обмоторкой и оцифровкой моделей.
Что такое двигатель для ЖД модели
Двигатель для ЖД модели - это один из основных элементов, благодаря которым модель становится ходовой. Вращаясь ось двигателя передает крутящий момент через карданы и шестерни колесным парам модели и приводит ее в движение.
Если декодер в модели - это мозг; электронная плата - это скелет; то двигатель - это, конечно же, сердце модели. В современных моделях локомотивов, как правило, устанавливают по одному двигателю на секцию. В старых моделях (например, PIKO производства ГДР) можно встретить и по два двигателя - по одному на каждую тележку. В некоторых случаях такая компоновка применима и сейчас (например, для обмоторивания моделей МВПС; при этом двигатель может быть установлен, например, только на одну из тележек).
При двухдвигательной схеме, когда двигатель устанавливается на тележку, червячная шестерня надевается непосредственно на ось двигателя, и далее крутящий момент через обычные шестерни передается на колесные пары. Карданы и стаканы к ним в таком случае не применяются.
Классическая схема установки мотора в модель предполагает, что двигатель располагается по центру модели; на его валу с обеих сторон устанавливаются чаши (или стаканы), в которые вставляются карданы. Такие же чаши устанавливаются на тележках на оси с червячными шестернями, от которых при помощи обычных шестерней крутящий момент передается на колесные пары. Ниже мы будем рассматривать классическую схему установки электромоторов в моделях стандарта H0.
Какие виды двигателей для моделей существуют
Двигатели различаются между собой по большому количеству параметров. Ключевые характеристики моторов, по которым можно их классифицировать: рабочее напряжение, размеры, диаметр вала, количество концов вала, наличие маховика, количество полюсов, количество оборотов в минуту.
Рабочее напряжение
Для ЖД моделей типоразмера H0, работающих от аналогового типа управления (постоянного тока DC) или цифрового типа управления (стандарта DCC) требуется установка двигателей с рабочим напряжением 12 В или больше. На Алиэкспресс продается большое количество вариантов компактных электромоторов, предназначенных для различных моделей и игрушек, выглядящих одинаково, но имеющих разное рабочее напряжение. Как правило это 3-6 В. Устанавливать такие движки в модели DC и DCC нельзя, так как это может привести к выходу из строя двигателя, или в худшем случае поломке декодера.
Размеры
Размеры электромоторов, пригодных для ЖД моделей определяются в первую очередь размерами и типом модели. Модели МВПС, требуют как правило, очень компактные двигатели, в капотные локомотивы можно ставить движки покрупнее. В модели локомотивов с кузовами вагонного типа помещаются обычно любые типы компактных электромоторов. Так как при прочих равных условиях тяговые характеристики двигателей во многом зависят от их размеров (чем больше двигатель, тем он мощнее), то желательно устанавливать в модели двигатели максимально возможного размера. Стандартные размеры двигателей для ЖД моделей в H0 не выходят обычно за границы значений, указанных ниже:
Длина корпуса - 20-40 мм
Ширина корпуса - 20-30 мм
Толщина корпуса - 15-25 мм
Диаметр вала (shaft diameter)
Диаметр вала двигателя у разных моделей имеет разные величины. Стандартный диаметр вала для ЖД моделей в масштабе 1:87 - 2 мм. Под эти размеры изготавливаются чаши карданов и маховики. Если установить двигатель с меньшим или большим диаметром вала, то очевидно придется дорабатывать посадочные отверстия, что в домашних условиях может привести к биению, соскальзыванию чаш и маховиков, и выходу из строя двигателя.
Некоторые двигатели для ЖД моделей имеют вал 1,5 мм и маховики, адаптированные под установку кардана. В таком случае проблема совместимости карданов отпадает (о маховиках см ниже).
Количество концов вала (single shaft / dual shaft)
Классическая компоновка модели подразумевает, что крутящий момент передается от двигателя, расположенного по центру на обе тележки через карданы. Соответственно, двигатель должен иметь выход вала на обе стороны. Такие двигатели называют двигателями с двумя концами вала. Как их обзывает Алиэкспресс - это отдельная анекдотичная тема, поэтому при выборе такого движку лучше ориентироваться по фото или на термины single shaft / dual shaft.
Для модели с двигателями на тележках больше подойдут двигатели с одним концом вала, на который насаживается червяк. Но возможно использовать и движки с двумя концами вала, установив на торцевой по отношению к тележке выход вала маховик.
Наличие маховика (flywheel)
Маховик (применительно к двигателям для ЖД моделей) - это латунное колесо, установленное на одном или двух концах вала; достаточно массивное и предназначено для обеспечение равномерности угловой скорости вала. Желательно наличие маховиков для моделей, управляемых на аналоге. Для цифровых моделей не обязательно. Более того, некоторые источники рекомендуют не устанавливать маховики на двигатели, установленные в модели с цифровыми декодерами.
Маховики продаются как правило уже установленными на движки, но есть возможность приобрести их и отдельно. Для некоторых движков на Алиэкспрессе есть опция заказа двигателя с маховиком или без.
Некоторые двигатели имеют маховики, адаптированные для установки карданов. Такие маховики удобнее тем, что не требует установки как минимум двух чаш. Минусом такого решения может быть ограничение в регулировки расстояния между чашами двигателя и тележки, что может привести к сложностям при подборе подходящего кардана.
Количество полюсов (pole)
Количество полюсов двигателя, применительно к ЖД моделизму - это скорее качественная характеристика, которая влияет на скорость и плавность движения модели. Обычно микродвигатели, применяемы в моделях и игрушках имеют 3 или 5 полюсов, реже 7. Пятиполюсные считаются предпочтительнее (особенно для аналогового типа управления), так как имеют меньшее количество оборотов, более плавное вращение вала и лучшие тяговые характеристики.
В последнее время крупные производителя в целях экономии ставят в модели трехполюсные электродвигатели, делая акцент на том, что для цифровых моделей данная характеристика является не столь важной, а большинство ЖД моделистов в Европе уже перешли в цифровое управление.
Количество оборотов в минуту (RPM)
Еще одна качественная характеристика, показывающая, какое количество оборотов делает вал за единицу времени. Как правило указываются обороты в минуту. Для моделей и игрушек двигатели обычно уже имеют адаптированные характеристики и выбора у моделистов особо нет. Более того, некоторые продавцы и вовсе не показывают эту характеристику в описании к товару.
При использовании тележек заводской конструкции стандартная величина RPM в 9-12 тыс. оборотов в минуту при напряжении 12 В позволит добиться таких же скоростных характеристик движения модели, что и у классических моделей европейских производителей.
Оригинальные и не оригинальные двигатели
Рассмотреть весь перечень характеристик, а также углубиться в теоретические аспекты работы электродвигателей в рамках вводной статьи не представляется возможным. Выше перечислены базовые характеристики моторов, знать которые полезно, чтобы понимать, с чего начать при выборе двигателя для будущей ходовой модели.
При выборе двигателя для своей модели важно учитывать перечисленные выше характеристики, а также, что не маловажно, принимать во внимание цену. И здесь многое зависит от того, где покупать.
Алиэкспресс предлагает широкий выбор двигателей как в профильных ЖД модельных магазинах, так и в магазинах, специализирующихся на продаже электромоторов для игрушек и бытовых приборов. В последних, как правило, цены ниже, а в описании даются подробные характеристики. В модельных магазинах цены выше (иногда в несколько раз), характеристики даны в сокращенном виде. Зато в таких магазинах зачастую доступны двигатели, которые устанавливают в свои модели PIKO и ROCO.
Заводские модели, разумеется, всегда имеют двигатели, установленные наиболее рациональным способом. Для обмоторивания моделей, собранных из китов, и моделей журнальной серии можно использовать модели-доноры, выполненные в масштабе 1:87. Их двигатели уже адаптированы под ЖД модели и обладают всеми необходимыми характеристиками. Производители и интернет-магазины продают такие двигатели и отдельно как запчасти для моделей. Правда при сопоставимом качестве их цена в разы выше, а доступность в нынешних условиях крайне низкая. Кроме этого нужно учитывать, что как уже было сказано выше, последние годы многие производители (в том числе тот же ROCO) стараются удешевить себестоимость компонентов и зачастую новые модели выпускаются с более дешевыми двигателями, ничем принципиально не отличающимся от того, что доступно на Алиэкспрессе.
Как выбрать двигатель для модели
Ниже перечислены несколько базовых рекомендаций на тему того, как выбрать двигатель для своей будущей модели.
Во-первых, необходимо оценить пространство внутри модели и понять, каковы максимальные габариты двигателя, который сможет поместиться в вашу модель. В крупногабаритные модели, такие как ТЭП10, ТЭП70, 2ТЭ116, ВЛ60к, спокойно разместится любой даже самый крупный по размеру двигатель. В модели капотных локомотивов (ЧМЭ3, ТЭ1-20, ТЭ114), в электропоезда лучше всего ставить вытянутые и узкие двигатели, и/или устанавливать двигатели боком. В модели МВПС нужно устанавливать максимально компактные двигатели.
Во-вторых, необходимо определить способ размещения двигателя и основных компонентов внутри (платы, декодер и т.д.). При классическом размещении двигателя в модель локомотива с кузовом вагонного типа нужно выбирать двигатель с двумя концами вала и заранее запланировать, какие тележки, карданы и чаши к ним будут установлены. Размер двигателя по концам вала в таком случае должен быть таким, чтобы можно было установить карданы длинной не менее 10-15 мм. После установки двигателя и тележек корпус модели должен легко закрываться, а в подкорпусном пространстве должно остаться достаточно места для установки плат, декодера, подсветки и т.д.
В-третьих, нужно подобрать двигатель, соответствующий требованиям установки в модели типоразмера H0. Требования эти такие:
Рабочее напряжение: 12 В;
Диаметр вала: 2 мм;
Количество концов вала: один или два в зависимости от компоновки;
Наличие маховика: предпочтительно для DC, не обязательно для DCC;
Количество полюсов: желательно 5;
Количество оборотов в минуту: 6 000 - 16 000.
В заключение
В следующей публикации мы подробно рассмотрим ассортимент двигателей доступных для заказа на AliExpress, сделаем обзор отдельных видов двигателей и дадим рекомендации по их установке в различные типы моделей. Подписывайтесь, чтобы не пропустить! И не забудьте поставить лайк, если статья показалась вам полезной. Если вы уже имеете достаточный опыт по обмоторке моделей, будем признательны за замечания и предложения!
Делитесь ссылкой на наш канал - мы собираем для вас все самое полезное в мире отечественного ЖД моделизма!
