Шелепиха
Для электрификации велосипедов применяют моторы разных типов, чаще всего – втулочные бесщеточные электродвигатели, встраиваемые в колесо. Кроме мотор-колеса, реализовать электропривод велосипеда можно с помощью кареточного мотора. Рассмотрим подробнее, чем отличаются разные виды электромоторов для электровелосипедов, каковы их плюсы и минусы. Выясним, какие двигатели оптимально подходят для разных условий эксплуатации и придания байку желаемых характеристик.
Редукторные мотор-колеса
Электромоторы редукторного типа чаще всего используются для сборки электровелосипедов малой и средней мощности – от 250 до 500–1000 Вт. Такой двигатель монтируется вместо втулки. Имеющийся у него внутри редуктор передает крутящий момент на ведущее колесо. В выключенном состоянии редукторный мотор не препятствует свободному вращению колеса, что позволяет катиться по инерции и без дополнительных усилий использовать педальный привод.
Плюсы и минусы таких МК приведены в таблице:
|
Преимущества |
Недостатки |
|
Компактность, легкий вес – благодаря использованию меньших магнитов. |
Ограниченная мощность – обычно в пределах 1000 Вт. |
|
Хороший накат. |
Недоступность рекуперативного торможения. |
|
Отличные тяговые характеристики, быстрый разгон, уверенное преодоление подъемов, эффективность на малых оборотах. При одинаковой мощности редукторные двигатели имеют более высокий крутящий момент, чем модели прямого привода. |
Склонность к износу планетарной трансмиссии. |
|
Экономичность – при использовании МК малой мощности запаса энергии АКБ хватает на дольше. |
Теоретически – менее надежная конструкция из-за наличия шестерен и фривила. Раз в 3 года шестерни желательно смазывать, а через 15 000 км пробега – менять. |
|
Комфортное использование гибридного привода «электромотор + педали» и PAS ассистента. |
При превышении номинальной мощности более чем в 2 раза – ускоренный износ шестерен редуктора и риск перегрева обмоток. |
|
Для моделей мощностью до 500 Вт – упрощенная установка без усилителей дропаутов. |
Скорость в пределах 40 км/ч. Она оптимальна для безопасной езды, но может оказаться недостаточной, если вам нужен мощный скоростной байк с функционалом электромопеда. |
Мотор-колеса прямого привода
Такой электромотор размещается в оси колеса и вращает его без каких-либо передаточных механизмов. Он имеет простую и надежную конструкцию из ротора и статора, не нуждается в обслуживании, отличается высокой эффективностью и долговечностью. Но при нагрузке на малых оборотах прямоприводные МК имеют меньший КПД и греются. Для получения достаточного крутящего момента электромоторы Директ Драйв оснащают крупными магнитами, что приводит к утяжелению конструкции. Основные плюсы и минусы таких мотор-колес представлены в таблице:
|
Преимущества |
Недостатки |
|
Большой выбор мощностей – от 500 до 6000 Вт. Актуальность для сборки скоростного е-байка. |
Более тяжелый вес и крупные размеры, дополнительная нагрузка на покрышки. Например, прямоприводное МК на 500 Вт весит ≈6,5 кг и имеет Ø 242 мм, а аналогичный редукторник – 3,5 кг и Ø 158 мм. |
|
Допустимость увеличения номинальной мощности в 4 раза без риска поломки (кратковременно, при ускорении). |
Сопротивление при свободном накате и кручении педалей – чем мощнее электромотор, тем ощутимее он препятствует качению. |
|
Возможность езды на электротяге без использования педалей – в режиме мопеда или скутера. |
Активное потребление энергии АКБ – для продолжительных поездок нужна емкая и мощная батарея. Также нужен мощный контроллер. |
|
Надежная конструкция. |
Требовательность к конструкции велосипеда – он должен быть прочным, с усиленными дропаутами. |
|
Доступность функции рекуперации – торможения электродвигателем с выработкой электроэнергии. |
Более высокая цена. |
|
Комфорт передвижения по равнинам и хорошим дорогам. |
Неприспособленность к преодолению крутых подъемов и езде по холмистой местности – из-за увеличенной скорости снижены тяговые характеристики, на низких скоростях слабый крутящий момент. |
Выбор между редукторными МК и моделями Direct Drive
Для сборки большинства электровелосипедов оптимально подходят редукторные МК. Они компактны и экономичны, обеспечивают мощный крутящий момент и комфортную помощь при педалировании. Модели прямого привода более актуальны для оснащения электроприводом скутеров и мопедов, а не обычных велосипедов. Но если вы собираете скоростной е-байк для езды по равнинам, для монтажа на прочную велосипедную базу можно выбрать двигатель Direct Drive.
Задние МК
Заднее мотор-колесо – классический вариант привода, оптимально подходящий для большинства велосипедов. Установка МК на заднюю ось позволяет использовать звезды для классического переключателя скоростей и без проблем реализовать цепную передачу от педалей. К тому же:
- на заднее колесо идет ≈70% весовой нагрузки;
- на него можно установить более мощный мотор без дополнительных усилителей и фиксаторов;
- такое положение электродвигателя оптимально подходит для езды по бездорожью, горной или холмистой местности.
При использовании заднего МК установить во втулке вариатор или планетарный переключатель скоростей не получится. Но для мощных е-байков переключение скоростей не актуально – опцию пониженной передачи выполняет электромотор. Управлять им можно с помощью ручки или рычага газа и датчика вращения педалей.
Передние МК
Установить мотор-колесо спереди проще, и в результате получается условно полный привод: электродвигатель + педали. Но использовать мощные электродвигатели при таком варианте монтажа нежелательно из-за нагрузки на вилку и слабой загруженности передней оси. Для укрепления велосипедной базы и защиты оси двигателя от проворачивания используют усилители дропаутов. Управляемость байка при таком способе электрификации также снижается.
Полный привод
Чтобы получить мощный электровелосипед высокой проходимости с равномерным распределением весовой нагрузки, используют сразу два мотор-колеса – в области передней и задней втулок. Управление в таком случае реализуют с помощью общей или раздельных ручек газа. На один из двигателей можно установить датчик вращения педалей.
Кареточные электродвигатели
На каретку велосипеда устанавливают разновидность электродвигателей редукторного типа. Это модели с достаточно сложной системой передач на колесо, где источниками мощности выступают двигатель и педали. Кареточные электромоторы имеют встроенный понижающий редуктор и позволяют использовать велосипедную систему передач. Крутящий момент передается колесам через большую звездочку и цепь.
|
Плюсы |
Минусы |
|
Размещение по центру, оптимальная развесовка. |
Цена – примерно на 30% выше, чем у мотор-колес с аналогичными характеристиками. |
|
Возможность установки на велосипед любого вида с преобладающим сохранением родной трансмиссии. |
Уязвимость для ударов. |
|
Установка контроллера в общем корпусе с двигателем и эффективное охлаждение при езде благодаря внешнему радиатору. |
Подверженность попаданию воды и грязи из-под переднего колеса. |
|
Гибкое управление скоростью и крутящим моментом с применением велосипедных передач. |
Сложная конструкция, сложность ремонта. |
|
Возможность регулировки передаточного числа трансмиссии с помощью заднего переключателя байка – для экономии запаса энергии АКБ. |
Износ цепи. |
|
Компактность, легкий вес. Отличный накат, маневренность, устойчивость и хорошая управляемость байка при езде. |
Ограничения по мощности. |
Эту разновидность моторов чаще всего выбирают для установки на маунтинбайки, спортивные и внедорожные велосипеды, для активной езды по холмам, горам и легкому бездорожью. Также они актуальны для байков нестандартных видов, например, с 32 спицами и колесами27,5” (т.к. у мотор-колес 36 отверстий).
В предыдущей статье блога VolrBikes.ru мы рассказали о том, на каком электровелосипеде можно ездить зимой.
