2 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Какой мотор лучше для велосипеда

Совет: Мотор для электровелосипеда, какой выбрать?

Двигатели для электровелосипедов бывают подвесными (наружными) и встроенными (мотор-колесо).

Подвесной двигатель для электровелосипеда

Достоинством первого типа является развиваемый им крутящий момент, который сопоставим с более мощным мотор-колесом безредукторным. Достигается это благодаря, размещенному в одном корпусе с электроприводом редуктору, понижающему обороты.

Недостатками можно назвать во много раз более сложную его установку на велосипед и быстрый износ щеток, что отражается на долговечности. Для крепления двигателя в продаже имеется кронштейн универсальный, но часто его приходится или дорабатывать, или изготавливать крепление индивидуальное. Необходимо заменить специальной двойной звездочкой штатную, расположенную на ведущем колесе.

В зависимости от диаметра колеса, установленного на велосипед, максимально развиваемая скорость составит в час от двадцати до двадцати пяти километров. Расстояние же, проходимое без подзарядки, зависит от емкости аккумулятора.

В качестве варианта дешевого, установлен может быть, на любую марку велосипеда.

Второй вариант, т.е. мотор-колесо, делится в свою очередь на колеса прямоприводные (бесщеточные) и редукторные.

Мотор-колесо с прямым приводом

Хороший старт обеспечат колеса, минимальная мощность которых составляет 500Вт. Мотор-колеса с прямым приводом более слабые не могут в силу особенностей конструкции обеспечить необходимый для ускорения крутящий момент. Преимуществами являются: высокий коэффициент полезного действия, способность обеспечить относительно высокую скорость (до 45 км/час), и простота конструкции за счет минимального числа изнашиваемых узлов. Недостатки также имеются. Это, в первую очередь, небольшая величина крутящего момента, во-вторых, большой, по сравнению с редукторным вариантом, вес и размер мотор-колеса. Для тех пользователей, которые в своем «железном коне» хотели бы видеть максимальную скорость, оставив на второй позиции требования к его весу, этот тип двигателя подойдет наилучшим образом.

  • Если грамотно подобран к таким мотор-колесам аккумулятор, то будут обеспечены максимальный пробег без дозаряди до 50 км и скорость максимальная до 45 км/час.
  • Рекомендуются гелиевые тяговые аккумуляторы, емкость которых, не менее 12 Ah.
  • Вес аккумулятора « правильного» около 4,4 кг.

Это важно знать, потому, что все, что по весу меньше, несмотря на все этикетки и нанесенные надписи, является батарейками, которые очень быстро выходят со строя.

Для тех же, кому важна не только скорость, но и динамика, нужен мотор для электровелосипеда мощностью 600 ватт, практически такого же веса, как модель описанная выше.

Мотор-колёса редукторные

Небольшого размера редукторные колеса устанавливаются на электровелосипеды, производимые во всех странах мира. В основном это двигатели мощностью 250-350W, которой достаточно для этого транспортного средства. Они встраиваются во втулку заднего или переднего колеса, и по сравнению с безредукторными имеют следующие преимущества:

  • Большую тягу.
  • Меньшие размеры.
  • Небольшой вес.

Совет: Мотор с минимальным количеством потребления энергии

Благодаря тому, что в конструкции мотор колеса отсутствуют щетки, она является более надежной. Коллектор тоже заменен – вместо него установлен датчик Холла. Мощнейшие на сегодняшний день неодимовые постоянные магниты заменяют обмотку возбуждения. Чтобы получить нужные характеристики электровелосипеда, необходимо при выборе мотор-колеса точно определиться с ними. Не стоит платить больше, покупая мощное мотор-колесо, если не планируются поездки на велосипеде груженом. Для этого вполне достаточно будет двигателя, мощность которого 250Вт. Если же предполагается езда по холмистой местности или с грузом, выбор лучше сделать в пользу двигателя мощностью 500 Вт.

Во многих странах мира законодательно установлена для электровелосипедов максимальная скорость 25 км/час. Ее, благодаря тяговой силе, обеспечит колесо редукторное, о котором идет речь, т.е. мощностью 250 W. Если же колесо мощностью 350 W, то, будьте уверены, что ее хватит с головой на все, кроме покорения Эвереста, случаи жизни. Многие потенциальные покупатели об этом не знают, поэтому стремятся купить мотор-колесо помощнее — желание, ничем не обоснованное. Скорости 25 км/час вполне хватает для поездок в черте города и непродолжительных прогулок за город. Для тех же гонщиков, реноме которых она унижает, целесообразнее приобрести мотоцикл.

Выбор мотора для электрического велосипеда

Фактически, существуют два принципиально разных типа моторов для электрического велосипеда. Это кареточные моторы (как их еще называют, «мид-драйв») и так называемые мотор-колеса (Bafang, MXUS). Причем последний тип тоже можно поделить на два класса — это редукторные мотор-колеса, и моторы прямого привода, или «директ-драйв».

Давайте разберемся в этих типах моторов, так как правильный выбор мотора для электрического байка сложно переоценить.

Кареточные моторы — это, как следует из названия, моторы установленные на месте каретки, и приводящие велосипед в движение через стандартную трансмиссию. Отсюда вытекает главная особенность этих моторов — возможность использования передач велосипеда.

Плюсы кареточных моторов :

— самое главное — это возможность переключать передачи. Это возможность без особых проблем заезжать в довольно крутые горки, имея мотор относительно небольшой мощности (250-350Вт), а также передвигаться в более оптимальном для высокого КПД режиме. То есть, уехать на батарее можно дальше.

— кареточный мотор сложно перегреть

— более низкий центр тяжести велосипеда. В случае установки на двухподвес масса мотора оказывается еще и подрессоренной.

— иногда бывает также встроенный торк-сенсор (система, позволяющая мотору развивать мощность пропорционально давлению велосипедиста на педали)

— при ударной нагрузке на колеса велосипеда можно не бояться за мотор (см. ниже)

Минусы кареточных моторов:

— повышенный износ трансмиссии велосипеда. Кареточные моторы бывают довольно мощные, в разы мощнее ног самого лучшего велосипедиста. При это кратно возрастают нагрузки и на трансмиссию велосипеда.

— надо как-то решать вопрос с временным отключением двигателя при переключении передач для избежания ударных нагрузок. Например, путем установки специального датчика gear sensor. Либо мириться с ударными нагрузками на трансмиссию при переключениях.

— если у вас погнулся петух или порвалась цепь — до дома вы будете добираться пешком. В случае мотор-колеса можно ехать на ручке газа.

— для установки нужен специальный инструмент

Подавляющее большинство фирменных электрических байков оснащены именно кареточными моторами, многие — с торк-сенсором.

Теперь рассмотрим мотор-колеса прямого привода, или «директ-драйв». Вы сразу сможете узнать мотор прямого привода по его габаритам. Они всегда большие, мотор по диаметру больше, чем кассета, чаще всего в два и более раз. Вес этих моторов тоже велик, начиная от 7 и до 10-12 и более килограммов.

Плюсы моторов директ-драйв.

Пожалуй, основной плюс — это возможность создания мотора большой мощности. 3-5-10 и даже более киловатт. Мотор такой мощности для обычного электрического велосипеда избыточен, это скорее экзотика. Теоретически такие моторы могут быть надежнее редукторных из-за более простого устройства — там нет редуктора. И еще один, часто довольно сомнительный, плюс — это рекуперация. Возможность генерирования электрической энергии при торможении. Но при торможениях, например, в городе, заметное количество энергии вернуть не получится. Единственный возможный плюс — это использование рекуперации при затяжных спусках в горах. Но для движения в крутые горы директ-драйв плохо подходит – для большого крутящего момента он должен иметь очень большую мощность, а при медленной езде КПД мотора мал, и батарея будет тратиться не на передвижение велосипеда, а на нагрев мотора.

Теперь перейдем к недостаткам.

— Очень большой вес. О таких моторах говорят как о «гире на колесе». Часто также обладают высокой ценой, ведь в мотор состоит в основном из меди, а также других металлов.

— Для создания хорошего крутящего момента, например, чтобы въехать в крутую горку, двигатель должен быть очень мощным (киловатты)

— При кручении педалей двигатель создает сопротивление. То есть, если батарея сядет, доехать обратно будет тяжело не только по причина наличия утяжеляющих велосипед батареи и «гири на колесе», но и по причине того, что эта гиря будет дополнительно сопротивляться кручению педалей.

— Так как КПД двигателей сильно зависит от скорости, то при медленной езде на директ-драйвах батарея будет расходоваться в основном на нагрев двигателя.

— Необходимость использования усилителей дропаутов для безопасной для рамы велосипеда передачи крутящего момента. Усилители скорее всего придется изготавливать индивидуально для каждого типа рамы.

— необходимо спицевание колеса. Впрочем, спицевание колеса не является какой-то сложной и дорогой задачей. Также возможно приобрести мотор-колесо в сборе, уже вместе с ободом и спицами.

— иногда в недостатки записывают сложность снятия колеса, но на правильно собранном велосипеде установлен водозащищенный разъем, который за несколько секунд раскручивается рукой.

Переходим к редукторным мотор-колесам.

Каковы их плюсы?

— Относительно малые, по сравнению с директ-драйвом, габариты и вес. Наиболее легкие моторы могут весить от 2х кг, при этом в диаметре они обычно меньше, чем звездочки на задней кассете, можно сказать, что выглядят незаметно.

— Не создается дополнительная нагрузка на трансмиссию велосипеда, скорее наоборот, мотор снимает часть этой нагрузки, ведь педали теперь можно крутить более расслабленно.

— Нет необходимости часто переключать передачи. При езде на ручке газа передачи вообще не нужно трогать.

— При поломке трансмиссии велосипеда (например, погнул петух или порвал цепь) можно ехать на ручке газа.

— По сравнению с директ-драйвом — большой крутящий момент при равной мощности мотора.

— не создает сопротивления кручению педалей за счет встроенной обгонной муфты.

— возможность установки на переднее колесо, и даже создания полноприводного велосипеда.

— Могут быть склонны к перегреву, особенно при большой массе наездника, при заезде в крутые горки, возможно при медленной езде по тяжелой дороге.

Читать еще:  Велосипед ghost se

— При сильном нагреве мотор уязвим к очень сильным ударам по колесу — могут выйти из стоя нейлоновые шестерни редуктора

— также, как и в случае директ-драйва требуются усилители дропаутов, необходимость спицевать колесо (если не купить мотор в сборе с ободом)

Все типы двигателей некоторые пользователи с успехом используют в форсированном режиме — то есть в режиме мощности, в два, три, а иногда и большее количество раз превышающем номинальную. Для этого повышают ток и/или напряжение питания моторов.

В случае использования редукторных моторов очень хорошей идеей будет установка термодатчика в мотор для контроля его температуры. Потому что при нагреве выше 120 градусов начинают терять прочность нейлоновые шестерни редуктора, а при нагреве выше 160 градусов уже начинают размагничиваться магниты двигателя. Какие-то двигатели нагреть сложно, а какие-то — довольно просто (особенно при эксплуатации в форсированном режиме). Все очень сильно зависит от веса велосипеда вместе с велосипедистом, от покрытия и уклона дороги. Причем, если двигатель нагрелся, часто остывает он очень медленно, даже при отрицательных температурах окружающего воздуха.

При наличии выбора отдавайте предпочтение моторам, у которых кабель питания выходит со стороны, обратной кассете. В противном случае будет осложнено снятие кассеты со всеми вытекающими последствиями.

Суммируя все написанное, приходим к выводу, что для подавляющего большинства велосипедистов моторы прямого привода, или «директ-драйв» — не подходят. Следует выбирать между кареточными моторами, и редукторными мотор-колесами. Эти два типа двигателей имеют свои достоинства и недостатки.

Типы электродвигателей для электровелосипедов

В производстве электровелосипедов наибольшее распространение получили двигатели типа мотор-колесо. Более 95% электровелосипедов изготавливаемых в заводских условиях используют именно такие двигатели. Это связано с их высокой надежностью, небольшим весом и достаточно хорошей экономичностью. Собственно электродвигатели мотор-колеса расположены прямо во втулке колеса, в связи, с чем трансмиссия электровелосипеда реализуется предельно просто и ее надежность определяется в основном надежностью применяемых в двигателях подшипников. Конечно, прежде, чем купить двигатель для велосипеда стоит разобраться в том, какие типы электродвигателей для велосипедов существуют и чем они различаются.

Двигатели мотор-колеса являются бесконтактными и не имеют электрических щеток, как обычные двигатели постоянного тока. Сами электродвигатели относятся к классу вентильных двигателей. Работа двигателя основана на взаимодействии сильных магнитов из редкоземельных металлов расположенных на роторе, с вращающимся магнитным полем статора, которое управляется контроллером путем коммутации его обмоток.

Электродвигатели для велосипедов разделяются на два класса:


Устройство редукторного двигателя

Устройство двигателя прямого привода

двигатели со встроенными планетарным редуктором и обгонной муфтойдвигатели прямого привода

Мотор-колесо с редукторным двигателем

Мотор-колесо с двигателем прямого привода
  • малая масса и габариты;
  • большой вращающий момент;
  • среднне потребление энергии 11 Вт/час/км;
  • отличный накат велосипеда с выключенным двигателем;
  • скорость велосипеда до 30-35 км/час;
  • рекуперация невозможна.
  • довольно большие габариты и масса;
  • малый вращающий момент на низких оборотах;
  • среднне потребление энергии 16 Вт/час/км;
  • плохой накат велосипеда с выключенным двигателем;
  • скорость велосипеда до 60 км/час;
  • возможна рекуперация.

В 95-98% электровелосипедах изготавливаемых в заводских условиях применяются редукторные двигатели с обгонной муфтой.
Редуктроный двигатель обладает большим крутящим моментом при отностительно небольшой мощности за счет наличия в конструкции планетарного редуктора большой надежности в которм солнечная шестерня металлическая а сателлиты выполнены из композитных материалов.

Веских причин для преимущественного применения редукторных двигателей несколько:

  • максимальный пробег на одной зарядке аккумулятора. Двигатели с внутренним планетарным редуктором на 30% экономичнее по расходу энергии аккумуляторной батареи, в сравнении с двигателями прямого привода;
  • малый вес и габариты редукторного двигателя, в сравнении с двигателем прямого привода. И вес и габариты редукторного двигателя примерно в два раза меньше чем у двигателей прямого привода;
  • вращающий момент редукторных двигателей значительно больше чем у двигателей прямого привода той же мощности. Это позволяет преодолевать подъемы до 12 градусов. А современнные двухскоростные редукторные двигатели с автоматическим переключением передач, позволяют преодолевать на велосипеде подъемы до 27 градусов.
  • необходимая энергоемкость (а значит вес и стоимость) аккумуляторной батареи при использовании редукторного двигателя меньше на 30% для сравнимых дистанций пробега;
  • велосипед с редукторным двигателем имеет значительно более легкий ход с выключенным двигателем, за счет наличия в двигателе обгонной муфты.
  • надежность редукторных двигателей за счет хорошо налаженного производства и высокой серийности не хуже чем у двигателей прямого привода. Практически большая часть серийных моделей электровелосипедов оснащается редуктроными двигателями из-за их малого веса и эконовмичного расходования энергии аккумуляторной батареи.

Что касается рекуперации, о которой очень часто спрашивают:
Рекуперация в принципе возможна при применении на электровелосипеде двигателя прямого привода. Однако на практике, рекуперация на электровелосипеде представляется весьма сомнительной затеей. По опыту эксплуатации удается экономить не более (3 — 5)% заряда аккумуляторов даже при движении в холмистой местности. Заряжать аккумулятор, двигаясь за счет педалирования, вообще нереальная задача. Даже ехать на велосипеде с отключенным двигателем прямого привода довольно тяжело. Двигатели прямого привода тормозят вращение колеса т.к. у них отсутствует обгонная муфта.
К тому же, если принять во внимание, что редукторный двигатель на 30% экономичнее по расходу энергии запасенной в аккумуляторе чем двигатель прямого привода, и в два раза легче, то выбор становится очевидным в пользу редукторных двигателей. Практически все серийно выпускаемые велосипеды оснащены редукторными двигателями. Редукторный двигатель сэкономит Вам гораздо больше энергии запасенной в аккумуляторе, чем можно ее вернуть с помощью двигателя прямого привода. Так что рекуперация энергии на электровелосипеде это разговор ни о чем.
У двигателей прямого привода есть только одно преимущество — скорость. Если ориентироваться на скорость порядка 50-60 км/час, то в этом случае требуется досаточно мощный двигатель прямого привода (примерно 1000 Вт) и емкая, а значит достаточно тяжелая аккумуляторная батарея. Для надежной эксплуатации велосипеда с таким двигателем нужна аккумуляторная батарея c рабочим напряжением 48V и емкостью не менее 20 А/час. Вес двигателя 1000 Вт около 6,5 кг. Вес литиевого аккумулятора (LNCM) составляет около 7 кг, а литий-железо-фосфатного (LiFePo4) около 9 кг. Вся конструкция становится ощутимо тяжелой. Получается уже не велосипед в привычном понимании, а скорее скутер. Использхование батареи меньшей емкости нецелесообразно, т.к. номинальный разрядный ток для всех типов батарей, при котором гарантируется заявленная долговечность батареи не должен превышать 1С, т.е номинальный разрядный ток равен емкости батареи.

При переделке велосипедов в электровелосипеды используются и подвесные двигатели. Подвесные двигатели имеют различные конструкции и могут устанавливаться вблизи каретки велосипеда или вблизи заднего колеса. Привод осуществляется через основную цепь, либо через дополнительную. Вот несколько примеров выполнения таких трансмиссий:



Самодельный электровелосипед с двигателем (привод на заднее колесо с помощью навесного редукторного двигателя). Трансмиссия не расчитана на использование электровелосипеда в режиме скутера. Электродвигатель используется только в режиме помощи.
Привод навесеым редукторным двигателем на заднее колесо через втулку заднего колеса с дополнительной звездочкой. Трансмиссия предусматривает использование электровелосипеда в режиме скутера и в режиме помощи.
Привод навесеым редукторным двигателем расположенным возле каретки через дополнительные цепь и ведующую цвездочку.
Привод навесеым редукторным двигателем расположенным возле каретки через основную цепь.
Привод электровелосипедов BOSH с навесным электродвигателем

Однако мотор-колесо в настоящий момент является основным двигателем для электровелосипедов, ввиду явных преимуществ перед всеми остальными типами трансмиссий.

Мотор-колесо — это встроенный в колесо электродвигатель, который имеет неоспоримые преимущества перед навесными электродвигателями:

  • мотор-колесу не нужна дополнительная трансмиссия. Это и двигатель и трансмиссия одновременно;
  • у мотор-колеса минимум истирающихся деталей, да и те защищены практически полностью от попадания пыли и воды. Это очень надежная электрическая машина;
  • используя мотор-колесо, любой человек способен поставить свой велосипед на электротягу. При использовании навесных двигателей все оказывается гораздо труднее.

Бензиновый двигатель на велосипед — виды, особенности, установка

Установка силового блока на велосипед – тема не новая. Эта идея легла в основу изобретения мопедов и мотоциклов. Возникает вопрос, есть ли смысл возвращаться к прошлому?

Сразу отмечаем наличие редуктора с еще большим передаточным числом 1:21.9, т.е. двигатель вращается еще быстрее и по идее должен быть еще эффективнее, меньше и легче (последнее очевидно из фото). Второй момент, бросающийся в глаза — это нормальный неподвижный статор и вращающийся ротор. Вот здесь поподробнее.

Из школьного курса физики мы знаем, что момент инерции зависит от массы вращающегося тела. Разгонять и тормозить мотор-колесо гораздо затратнее, т.к. ротор там большой и совмещен с металлическим корпусом. Вес заднего мотор-колеса в сборе с покрышкой 8-10 кг, что сопоставимо с весом всего моего велосипеда. Более современные редукторные мотор-колеса весят на несколько кг меньше. Но самым главным их преимуществом является наличие в их конструкции обгонной муфты. Дело в том, что в обычном мотор-колесе статор мотора жестко закреплен на валу, а ротор жестко на колесе. Если на вращающийся мотор не подается ток, то он превращается в генератор. Этот убийственный недостаток маркетологи продают нам как благо под названием рекуперация. По факту мотор все время движения накатом вынужден тратить энергию на преодоление тормозящего момента. Время, когда вы тормозите рекуперацией ничтожно мало, а эффективна она лишь на максимальных оборотах. Реальная эффективность рекуперации на равнине отрицательна. А если не дай бог кончилась батарея, то велосипед превращается в мощный фитнес-тренажер. Это исключает возможность пользоваться велосипедом как раньше и вынуждает жестко оценивать расход батареи.

Технические характеристики

Но это еще не все, давайте сравним технические характеристики моторов.

Мотор-колесо

Это редукторное мотор-колесо, номинальной механической мощностью 1000 Вт и номинальным крутящим моментом 25 Н·м при максимальной эффективности 80.9%. Сразу отмечу, что ток при отсутствии нагрузки составляет 3 А. Если бы не было обгонной муфты, то ваш мотор потреблял бы максимально 48,6 * 3,146 = 152.9 Вт при движении накатом. Примерно 13 Вт вам придется компенсировать при севшей батарее за счет собственной мускулатуры, и гораздо больше при обычном мотор-колесе. Отметим, что кратковременно мотор способен потреблять до 45 А (2149 Вт) и выдавать максимально 46 Н·м (1644 Вт) и этот момент приложен к оси колеса. Мотор-колесо при мощностях 0 — 360 Вт имеет пропорционально малую эффективность 0 — 70%. Более-менее нормальную эффективность мотор-колесо выдает при мощностях ≥500 Вт. Размеренные прогулки не для него. Если нужно проехать как можно большее расстояние, то нужно разгоняться иначе батарея будет тратиться впустую. Этот мотор для тех, кому нужно добраться из точка А в точку Б за самое короткое время.

Кареточный мотор

Теперь взглянем на характеристики кареточного мотора 250 Вт.

Сразу отмечаем большую максимальную эффективность 89,7% при 151 Вт. Эффективность выше 80% при мощности от 50 до почти 400 Вт. А что такое эффективность — это отношение полученной механической мощности Pout к затраченной электрической мощности Pin. Чем она выше, тем более экономно мы тратим батарею. На этом моторе можно ехать медленно или быстро — не важно, батарея будет расходоваться адекватно.

Сравним крутящие моменты. У кареточного мотора он приложен к оси каретки и передается на заднее колесо за счет цепи. Соотношение звезд дает нам передаточное число на которое уменьшается крутящий момент. Так, при номинальном токе 9 А (34 Н·м), передней звездой 44Т и задней кассетой 30/11Т получим крутящий момент на колесе от 8,5 до 23.2 Н·м в зависимости от положения заднего переключателя скоростей. При максимальных 15 А (55 Н·м) и все еще хорошей эффективности от 13,7 до 37,5 Н·м. При максимальном крутящем моменте мотора 100.9 Н·м на заднем колесе на звезде 30Т будет 68.9 Н·м. Это то же самое если взять гаечный ключ длинной 10 см и навалиться на него всем телом массой 70 кг. От момента зависит ускорение велосипеда и предельный угол подъема. На кареточном мы можем гибко распоряжаться им за счет переключения задней передачи. Получается что на кареточном моторе 250 Вт можно заехать на более крутую горку, чем на редукторном мотор-колесе 1000 Вт, т.к. он развивает на 50% больший крутящий момент (69 против 46).

Мощность

Стоит отметить, что мой двигатель 250 и 350 Вт — это абсолютно одинаковые двигатели. У них лишь разные прошивки, которые ограничивают ассистента помощи либо на 250, либо на 350 Вт. Но если нажать газ, то оба выдадут 400 Вт и больше если батарея 48 В. Из таблицы ниже видно, что более мощные mid drive имеют больший момент и скорость, а вот 250 от 350 ничем не отличается.

Из графика выше для кареточного мотора видно как ток растет до 15 А и стабилизируется явно программно, потому что резко начинает падать эффективность, обороты и мощность, но продолжает расти крутящий момент. А мощность — это крутящий момент помноженный на обороты.

Справедливости ради скажу, что мощность дешевого мотор-колеса — это как ни крути мощность и 250 всегда будет меньше 1000, а значит будет ехать медленнее или увезет меньше груза при прочих равных. Кареточный двигатель на 750 Вт лишь немного дороже, но выдаст уже 110 Н·м на колесо. Но я специально сравниваю с 250 Вт чтобы показать — мощность далеко не единственный параметр, на который нужно обращать внимание при выборе типа электромотора.

Занимательная математика

И напоследок еще немного математики. Радиус моей передней звезды 44Т = 1/2″ * 44/2π = 89 мм. Длина стандартного шатуна 175 мм. Цепь при максимальном моменте электродвигателя испытывает нагрузку эквивалентную 100.9/9.8/0.089 = 115,7 кг. Вес человека, который создаст такую же нагрузку на цепь если навалится всем телом на одну педаль примерно в 2 раза меньше 89/175*115,7 = 58,8 кг за счет в большей длины шатуна. Мой нормальный вес 64 кг. Это значит, что мотор развивает почти такую же мощность, которую я могу выжать из велика в стоячем положении. Т.е. добавив 6 кг (мотор 250 Вт + батарея 500 Втч) к весу моего велосипеда я добавил 59 кг усилий на педали. Кстати это значит, что когда мы вваливаем вдвоем, все механизмы испытывают двойную нагрузку, что сказывается на износе как будто на велик встал человек массой 120 кг.

Большой крутящий момент mid drive — это и плюс и самый большой минус, т.к. требует разумного подхода к переключению передач. В этом смысле здесь снова работает прямая аналогия с машиной. Разгоняться нужно всегда с первой передачи и первые метры проезжать на педалях. Не стоит давать большие нагрузки при маленьких оборотах. Не стоит ставить мотор мощностью 1000 Вт на ашан-байк. Мощный мотор очень быстро сработает цепь и звезды, поэтому чем выше мощность, тем более качественные компоненты передачи необходимо использовать. Также для мощного мотора акутально иметь gearsensor — датчик переключения передач, чтобы скидывать тягу в момент переключения. У мотор-колеса такой проблемы нет, но и такой тяги тоже.

Выводы

Отвечая на вопрос, поставленный в первом абзаце скажу, что сэкономить можно, если вам не нужна скорость ниже 50% от максимальной и вы совсем не собираетесь крутить педали. Правда в этом случае, это уже электромопед. В любом случае не берите самое дешевое мотор-колесо. Только с планетарным редуктором. Это неплохой бюджетный вариант для городского велосипеда. Если же ваша цель — поездки по бездорожью по пересеченной местности с большими перепадами высот с форсированием препятствий в том числе путем переноса велосипеда на руках; если велосипед для вас в первую очередь тренажер, а не транспорт; если нужен легкий доступ к системе передач, ремонтопригодность и гибкость в модификации; если нужна большая дальность поездок за счет лучшей эффективности использования батареи, и вы готовы за всё это доплатить — ваш выбор кареточный мотор или mid drive.

У мотор-колеса слишком широкий рабочий диапазон скоростей, а электромоторы сложно сделать так, чтобы они одинаково эффективно работали на малых и высоких оборотах. Особенно это заметно на скоростях ниже 30% от максимальных. Вы вроде едете медленнее, энергии вроде тратиться меньше. Вот только на каждый 1 Вт механической мощности вы тратите 2 Вт электрической (если очень грубо). А на максимальных оборотах малину портит сопротивление воздуха и трение. Кареточный мотор можно легко держать вблизи своего максимума эффективности за счет переключения передач. Максимальная скорость вращения мотор-колеса маловата для эффективной работы электромотора. Для создания достаточного момента при таких скоростях приходится использовать больше магнитов и большую площадь магнитопровода. Поэтому они больше, тяжелее, а значит более прожорливее и еще менее эффективны. Планетарная передача в мотор-колесе призвана решить эту проблему. Но жёсткое сцепление накладывает уже механические ограничения. Если планетарка имеет не одну, а несколько скоростей, то цена такой конструкции приближается к цене кареточного мотора и уже не является преимуществом, хотя недостатки еще остаются. В любом случае прогресс не стоит на месте, а цены падают. Так что рано или поздно и по нашей улице проедет инкасатор.

Электровелосипед и мощность его веломотора

Какой мощности двигателя достаточно для электровелосипеда?

Вот некоторые данные полученые при стендовых замерах на тренажерах:
• тренированный спортсмен может кратковременно развивать мощность до 500-600 Вт;
• при подъеме в крутую гору нетренированный велосипедист может кратковременно развивать мощность 220-290 Вт;
• при скорости движения в 18-20 км/час по ровной асфальтированной дороге и встречном ветре 3-5 м/c велосипедист должен развивать мощность 110-140 Вт; https://lifepo4.by/na-odnoy-zaryadke#overlay-context=akkumulyatory-dlya
• для спокойного движения со скоростью 12-18 км/час по ровной асфальтированной дороге необходима мощность от 40 до 60 Вт.

Нетрудно сделать вывод, что в подавляющем большинстве случаев, движение на электровелосипеде в режиме скутера (только на электродвигателе без педалирования) можно обеспечить веломотором мощностью 250 Вт. Нужно только помнить, что современные электродвигатели с редуктором и с прямым приводом имеют существенные отличия по вращающему моменту и максимальной скорости. Это особенно касается электродвигателей типа мотор-колесо у которых электродвигатель установлен во втулку колеса — заднего или переднего.

Современные двигатели для серимйно выпускаемых велосипедов разделяются на три класса:
1. Двигатели с планетарным редуктором и обгонной муфтой устанавливающиеся во втулку переднего или заднего колеса велосипеда;
2. Двигатели с редуктором устанавливающиеся вблизи каретки велосипеда и использующие имеющийся привод цепью;
3. Двигатели прямого привода (без редуктора) устанавливающиеся во втулку переднего или заднего колеса велосипеда;

— Двигатели с планетарным редуктором



Такие двигатели обеспечивают большой вращающий момент и большую скорость велосипеду – до 45 км/час. Веломоторы этого типа с номинальной мощностью в 250 Вт и питанием от аккумулятора с напряжением 36 или 48 Вольт, обеспечит Вам комфортное передвижение практически во всех случаях. Веломотор с внутренним планетарным редуктором почти незаметен во втулке заднего колеса. Его размер сопоставим с размером фривила (кассеты со звездами). Такие двигатели имеют внутреннюю обгонную муфту, которая обеспечивает легкий ход электровелосипеда в режиме с отключенным двигателем. Масса такого двигателя около 3-4 кг https://lifepo4.by/ . Практически все серийные модели современных электровелосипедов, изготавливаемых для Европы, Японии и Австралии, оборудованы мотор-колесом с планетарным редуктором мощностью 180-250 Вт и питанием от аккумуляторв с напряжением 36-48 Вольт. Такие двигатели не требуют никакого обслуживания, почти герметичны и достаточно долговечны. И что немаловажно, самые экономичные с точки зрения расхода энергии аккумуляторной батареи.

Кареточные подвесные редукторные электродвигатели


Веломоторы подвесного типа устанавливаются вблизи каретки велосипеда и имеют ряд серьезных недостатков, связанных с очень большим и быстрым износом цепи и звезд велосипеда, которые приходится менять несколько раз за сезон. Кроме того, рама велосипеда должна иметь повышенную прочность если используются двигатели с номинальной мощностью более 200 Вт. Переключение скоростей с использованием этого двигателя также не слишком удобно и опертивно т.к. при каждом переключении необходимо сбрасывать «ГАЗ».

Двигатель прямого привода в ободе 16-28 дюймов

Двигатели примого привода для мотор-колеса имеют малый вращающий момент в сравнении с редукторными двигателями, поэтому двигатели прямого привода должны иметь мощность больше 500-600 Вт. Они достаточно тяжелые.
Масса шестисот ваттного двигателя прямого привода около 5,5 кг. Кроме большой массы, мотор колеса с двигателями прямого привода имеют более низкую амортизацию из-за большого диаметра двигателя и малой длины спиц. Для таких двигателей требуется дорогостоящий энергоемкий аккумулятор т.к он более чем на 30% прожорливее двигателя с планетарным редуктором.
Увеличивается масса всего электровелосипеда. Кроме того, двигатель прямого привода будет подтормаживать движение велосипеда на педалях в случае истощения акуммулятора в процессе поездки. Это связано с отсутствием обгонной муфты и сильными магнитами в конструкции двигателя. Велосипед практически уже перестает быть велосипедом как таковым, а превращается в полноценный скутер.

Электровелосипед с двигателем прямого привода

Электровелосипед с редукторным двигателем

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector