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. 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.

— встроенный контроллер

— 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.

Минусы.

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

— 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.

Алексей Николаев

https://vk.com/anphoto278

https://www.facebook.com/alexei.nikolaev.92

%d такие блоггеры, как: