Кареточные электромоторы для велосипедов

Содержание

Электрический двигатель, который крепится на раму
Что делает хороший веломотор?
Сколько энергии вам действительно нужно?
Мотокомплект для велосипеда
Фрикционная передача
ЭЛЕКТРОМОТОР ДЛЯ ВЕЛОСИПЕДА: ОСНОВНЫЕ ВИДЫ
Классификация мотор-колес
- МК прямого привода
- Редукторное МК
Типы моторов
- Бензиновый
- Электрический
Какое напряжение выбрать для мотор-колеса электровелосипеда?
Что такое мотор-колесо (МК)?

Электрический двигатель, который крепится на раму

Пожалуй, уже все сказано об электродвигателях для колеса, кроме того, что они фактически не занимают много места. Среди преимуществ электродвигателя перед бензиновым мотором то, что бензиновый двигатель более габаритный, чем электродвигатель. Кроме того, уже почти не встречается крепление электродвигателей на багажник.

Вот такие готовые решения можно встретить на рынке. Если постараться, можно найти интересные решения, однако они не всегда выгодны. Вот почему к вопросу о выборе мотора для велосипеда нужно отнестись очень внимательно. Иногда бывает более правильным приобрести отдельно велосипед, и мопед случай нужды.

Что делает хороший веломотор?

В двух словах: мотор хорош, если система в целом, включая батарею, интеграцию и выходную мощность, подходит для велосипеда, в который он встроен. Поскольку все мы используем наши электровелосипеды для разных целей и ездим на них по-разному, в идеале должна иметься возможность настраивать электромотор в соответствии с предпочтениями самостоятельно или у дилера. Specialized с их TCU, а также Shimano лидируют в этом отношении. С этими электромоторами клиенту предоставляется множество опций для настройки пульта и дисплея, а также режимов поддержки через приложение для смартфона. Именно эта настраиваемость усложняет корректное сравнение двигателей.

Это становится еще более очевидным, когда производители велосипедов разрабатывают свои собственные батареи, дисплеи и, прежде всего, свое собственное программное обеспечение и прошивку. В электровелосипедах FANTIC мотор Brose Drive S Mag чувствует себя намного более естественно и остается простым в управлении, несмотря на свою мощь, в то время как тот же двигатель трудно контролировать в NOX, потому что он управляется различными прошивками. Приятно, если мотор оснащен прогрессивным интеллектуальным режимом, хотя это и не обязательно.

Линейка Haibike FLYON с мощным двигателем TQ поставляется с батареей 630 Wh. Если нужна мощная помощь мотора и вы стараетесь сократить время поездки, это отличный мотор. Однако вы столкнетесь с проблемами, если захотите отправиться в более продолжительную поездку, если только вы не прибегнете к использованию энергосберегающего, но в то же время слабого режима Eco. Двигатель SL 1.1 компании Specialized находится на другом краю спектра. Это отличная концепция для активных и агрессивных гонщиков, которые ищут естественности, близкой к таковой для горного велосипеда без мотора, благодаря модульной системе аккумуляторов, компактным размерам и небольшому весу. Но его низкая выходная мощность означает, что вы не будете чувствовать себя суперменом на подъемах. Как вы можете видеть, решающим фактором здесь является то, как вы используете свой eMTB и как работает система в целом.

Сколько энергии вам действительно нужно?

Электромотор должен рассматриваться в совокупности с емкостью аккумулятора. Нет смысла приобретать самый мощный мотор, если вам приходится ездить на велосипеде в экономичном эко-режиме, поскольку до места назначения далеко.

Чтобы лучше понять важность этого вопроса, мы тщательно проанализировали результаты опроса читателей нашего журнала (11 000 участников). Мы обнаружили, что только 5% наших читателей преимущественно используют самый мощный режим поддержки своего электровелосипеда

53% проводят большую часть своего времени, катаясь на скромных режимах Eco или Tour. Мы считаем, что если вы не собираетесь использовать всю мощность кареточного мотора, вам лучше рассмотреть легкие двигатели. Для большинства людей более слабый, но более легкий двигатель с небольшой батареей является более грамотным выбором, по сравнению с таким силовым монстром, как TQ.

Согласно нашему опросу читателей, управляемость на горной трассе является наиболее важным критерием при покупке нового eMTB. Опять же, меньшие и более легкие системы имеют преимущество в этом отношении. Однако, если вы хотите высокой эффективности на подъемах, чтобы сделать как можно больше спусков за короткое время, которое у вас есть после работы, более легкие и менее мощные системы (Specialized SL 1.1 и FAZUA Evation) определенно заставят вас вкручивать педали усерднее, чем универсальные системы.Если классические универсальные моторы тщательно интегрированы и имеют соответствующую их энергопотреблению батарею, то они также могут обеспечить отличную управляемость и массу удовольствия на трассе. Лучшие универсалы, такие, как Bosch, Brose и Shimano, не ограничиваются агрессивной ездой по трассе или быстрыми поездками после работы. Они хорошо справляются и с дальними поездками. Велосипеды этой категории также позволяют вам тянуть за собой прицеп или серьезно нагружать байк грузами посредством установки багажника или корзин.Мотор TQ HPR 120 S, представленный в линейке Haibike FLYON, находится в своей собственной лиге. Если вы хотите взлететь на подъем и вообще ездить как можно быстрее и с минимальными усилиями, или вам просто нравится иметь самый мощный двигатель из доступных, то он для вас. Но не следует забывать, что мощные двигатели требуют много электроэнергии, поэтому им требуется большой и тяжелый аккумулятор. В конечном счете, это вопрос личных предпочтений.

Мотокомплект для велосипеда

Сегодня, мотокомплект для велосипеда не редкость. В продаже есть достаточное количество разных вариантов моторов, устанавливаемых на велосипеды. Обычно, в мотокомплекте предусмотрены универсальные крепления, которые подходят к большинству современных байков, но существуют моторы, предназначенные только для определенных моделей велосипедов.

Некоторые модели мотокомплектов, пользующиеся наибольшей популярностью, рассмотрим далее:

Мотор двухтактного типа с одним цилиндром (рабочий объем 48 см3) для дорожных велосипедов

Монтаж такого двигателя осуществляется к раме велосипеда, а вращательное движение передается на переднюю звездочку. Это дает возможность для полноценного использования переключателей скоростей.

Рабочая жидкость данного двигателя — бензиново-масляная смесь. Двигатель охлаждается за счет воздуха и обладает мощностью до 1,5 л.с., и этого с головой хватает, чтобы ехать по дороге без холмов.

Во время подъема или набора скорости велосипедист должен помогать двигателю педалями. Предел скорости двигателя составляет 30 км/час. Мотор «съедает» 1л топлива на 100км.

Естественно, двигатель поставляется в комплекте с бензобаком и глушителем, что полностью завершает преобразование вашего велосипеда в мопед.

Мотокомплект для велосипеда «Комета» подвесного типа

Данный мотокомплект, крепится к багажнику поверх заднего колеса. Вращательное движение с двигателя передается к заднему колесу велосипеда. Иногда мотокомплект устанавливают поверх переднего колеса байка. Для этого случая, усилие двигателя передается к переднему колесу.

Мотокомплект представлен в нескольких модификациях: объем двигателя находится в пределах от 1 до 2 л.с. Стоит отметить, что максимальная скорость самого мощного двигателя составляет 50 км/час.

Рассматриваемый мотокомплект, обладает встроенным глушителем и топливным баком, возможностью быстрого демонтажа двигателя, и достаточно малым весом (примерно 5кг).

Это из положительных качеств, однако, есть и отрицательные моменты, и довольно существенные: мотокомплект обладает достаточно высокой стоимостью, качество приводного устройства вызывает множество вопросов, эстетическая составляющая двигателя далека от совершенства (как будто своими руками, кое-как установили мотор от газонокосилки).

Велосипедный мотор Yamaha

Именитым производителем выпускаются даже велосипедные моторы. Стоит отметить, что эти двигатели имеют намного более хорошие технические и качественные характеристики, чем мото-комплекты, о которых говорилось ранее. Эти моторы могут обладать мощностью до 4 л.с., чего полностью хватает, чтобы не помогать педалями.

Но и стоимость подобной игрушки достаточно внушительная. Сегодня Yamaha постепенно переходит на изготовление велосипедных электродвигателей, и в ближайшем будущем бензиновые моторы этого производителя будут в дефиците (уже сейчас их мало).

Велосипедный газовый мотор двухтактного типа

Чего только не производит Китай. Новым изобретением поднебесной стал двухтактный велосипедный газовый мотор, объем которого составляет 48см3. Он особо ничем не отличается от мотокомплекта, описанного ранее, кроме того, что бензобак заменен газовым баллоном.

Рациональность данного изобретения подвергается сомнению, так как и бензиновый двигатель обладает малым расходом. Естественно, никаких гарантий безопасности при езде на сомнительно собранном газовом баллоне вы не получите.

https://youtube.com/watch?v=S5ohhE0rObk

Источник

http://2kolesa.com.ua/jelektromotor-dlja-velosipeda-osnovnye-tipy-jelektrodvigatelej-i-v-chem-ih-razlichie/

Фрикционная передача

Эта разновидность электропривода, хотя и встречается в продаже, но не пользуется особой популярностью. Принцип ее – немудреный. Двигатель устанавливается прямо у ведущего колеса, передача крутящего момента происходит непосредственно с вала статора на покрышку. Казалось бы – все просто и очевидно. Но то, что, может быть, применимо для детских электрических машинок и велосипедов, малопригодно в реальном использовании транспорта.

Посудите сами:

Нет никаких передаточных звеньев, то есть исключается возможность увеличения угловой скорости колеса за счет использования редукторов;
Крайне низкий КПД;
Даже незначительное падение давления в камере колеса резко уменьшит эффективность такого привода.
Постоянное трение между фрикционом двигателя и протектором покрышки резко снижает ее долговечность.
В условиях сырой погоды, грязной дороги, мороза коэффициент трения существенно уменьшится, фрикцион будет пробуксовывать, что снизит и без того невысокую энергоотдачу привода.

Единственным плюсом этой системы является простота ее установки, которая не потребует каких-либо глубоких переделок велосипеда.

Нет, если планировать переделку с реальными повышениями эксплуатационных качеств велосипеда, от подобной схемы лучше сразу отказаться.

ЭЛЕКТРОМОТОР ДЛЯ ВЕЛОСИПЕДА: ОСНОВНЫЕ ВИДЫ

В данной статье мы рассмотрим основные виды такого прибора, как электромотор для велосипеда. Итак, стоит сказать, что моторы, которые устанавливаются на электрические велосипеды, существуют таких типов:

мотор-колесо;
подвесной двигатель;
двигатель на фрикционной передаче.

МОТОР-КОЛЕСО

Мотор-колесо – это самый распространённый на сегодня тип электромотора. Стоит отметить, что этот тип электродвигателя обычно устанавливают, когда переоборудуют обычный городской велосипед в велосипед с электромотором.

Что касается внешнего вида и дизайна велосипеда, то они почти не меняются, так как мотор-колесо практически незаметно. Этот двигатель монтируется как к передней, так и к задней ступице, но иногда бывает, что ставят по мотору на каждое колесо.

Велосипед считается полностью переоборудованным, когда завершен монтаж аккумулятора и ручки «газа». Часто мотор-колесо продается со спицами, которые уже смонтированы к ступице.

Мотор-колеса обладают мощностью в пределах 150 — 2000 Вт.. Отметим так же, что мотор-колеса имеют три основные варианта исполнения: на 24, 36 и 48 В. И на каждый из этих типов требуется свой аккумулятор.

Велосипед, на котором установлено мотор-колесо, способен разогнаться до 60-70 км/час и обладает запасом хода примерно 40-50 км. Естественное, если вы двигаетесь в гору, эти показатели существенно снижаются.

Чтобы увеличить мощность и скорость электровелосипеда, некоторые экспериментаторы увеличивают питание до 72 В. Но, это достаточно рискованная затея, ведь можно повредить установленный на байк электромотор.

ПОДВЕСНОЙ ДВИГАТЕЛЬ

Подвесной двигатель является самостоятельным узлом, крепящийся к каретке или нижней трубе байка. Обязательным моментом является то, что на электромотор и цепную передачу устанавливается специальный защитный кожух.

Двигатель передает усилие на заднюю звезду через цепную передачу. Питание двигателя осуществляется аккумуляторной батареей, которая крепится внизу несущей платформы байка.

Расходуемая мощность и скорость велосипеда регулируется специальным электронным контроллером. Контроллер управляется ручкой руля (по аналогии с ручкой «газ» у мотоцикла).

Если сравнивать данную конструкцию с мотор-колесом, то общая масса велосипеда немного увеличится. Однако, скорость электробайка возрастет существенно, и даже может достичь 120 км/час.

Так же как и мотор-колесо, электропривод рассмотренного типа может устанавливаться почти на любой велосипед.

ДВИГАТЕЛЬ НА ФРИКЦИОННОЙ ПЕРЕДАЧЕ

Электропривод, в основе которого лежит фрикционный механизм, работает благодаря следующему принципу. Передача крутящего момента от вала электродвигателя производится непосредственно к покрышке колеса транспортного средства.

Данный тип передачи крутящего момента с двигателя к колесу считается малоэффективным, так как имеет ряд вполне весомых минусов, а именно:

очень невысокий КПД;
значительно уменьшает срок службы колеса;
требует постоянно контролировать давление в колесе;
при мокрой погоде передаточный ролик ощутимо проскальзывает.

Единственное, что оправдывает допустимость применения электродвигателя такого типа, это то, что его можно просто установить, не разбирая при этом велосипед.

Классификация мотор-колес

Перед тем как отдавать свои кровные, нужно определиться, какое именно оборудование вам требуется.

МК подразделяются на 2 типа:

прямого привода (Direct-Drive Hub Motor, он же директ-драйв, он же бесщеточный, он же безредукторный);
редукторные (Geared Hub Motor).

МК прямого привода

Прямоприводные агрегаты устроены проще не придумаешь. В такой конструкции изнашиваются только подшипники. Вал силового агрегата играет роль оси и поскольку он зафиксирован, электродвигатель крутится вокруг него, вращая колесо и двигая электробайк.

Такие девайсы могут порадовать своего обладателя высокой степенью надёжности, а их мощность составляет 500-3000 Ватт и выше. Весят гаджеты от 5,3 килограмм. Но есть у них и негативный момент: при движении по инерции и на педалях, райдер будет ощущать сопротивление двигателя.

Direct-Drive юзеры приобретают для оснащения ими электровеликов и электромотоциклов, рассчитанных на максималку от 40 км/ч. Прямоприводные девайсы, зачастую, обладают бОльшим диаметром чем редукторные вариации. Это помогает выдавать более солидный показатель тяги, что требуется для создания приемлемого уровня мощности на пониженных оборотах. Но даже такой технический ход не спасает: по причине посредственных тягловых возможностей, для пересечённой местности эта разновидность МК не годится.

Средства передвижения оборудованные прямоприводными МК могут генерировать электроэнергию во момент замедления — это называется рекуперативным торможением. Но в то же время, эффективность подзарядки накопителя энергии с помощью рекуперации настолько мала, что про неё просто забывают. Исключение может составлять лишь тот случай, когда велосипедист будет спускаться с Эвереста!!!

Редукторное МК

У этого типа имеется редуктор и обгонная муфта. Последняя, при езде по инерции и на педалях, исключает торможение силовым агрегатом. А вот что делает редуктор: понижает высокую частоту вращения электродвигателя и повышает тягу.

Редукторная разновидность МК, которая обслуживает e-bike, электросамокаты и скутеры на электрической тяге, отличается скромными габаритами и массой, также, она может предложить достойные показатели тяги. По мощностным возможностям редукторные МК уступают прямоприводным. Как правило, для Geared Hub Motor 250-500 W являются пределом мечтаний и такие циферки дают возможность раскочегарить электрифицированное средство передвижения до 30-50 км/ч, что для многих юзеров, не слабым достижением является.

При покупке, отдавать предпочтение редукторному МК следует в том случае, если во главе угла стоит безмятежное передвижение по пересечённой местности. А вот скоростью к сожалению придётся пожертвовать — она не является козырем редукторного моторизированного колеса.

Типы моторов

Для столь миниатюрной и хрупкой техники годятся всего несколько типов моторов, поэтому о них рассказывать долго не получится

Можно подвесить движок на раму или поставить на багажник – это не так важно, главное, на каком топливе будет работать новое «сердце» велосипеда

Бензиновый

До недавнего времени бензиновый мотор был первым, о чём стоило задумываться, механизируя свой велосипед. Как уже было рассказано, история использования бензиновых моторов на велосипедах насчитывает более полувека. Использовались не только серийные двигатели для велосипедов, но и различная экзотик, например, двигатели от триммеров и бензопил.

Для движения байка хватает минимальной, по меркам бензиновых двигателей, силы. Обычно это 1-2 л.с. Соответственно, объём движка начинается с 50 кубических сантиметров. Различают одноцилиндровые (большинство советских моделей, снятые с техники моторы) и двуцилиндровые двигатели. С разницей в мощности в 1,5-2 раза, вторые обычно устанавливаются, когда к моторизации подходят серьёзно. Обычно, конечно, это импортные движки, например, Honda.

Современный мотор Комета

Обычно бензомотор максимально прост, и используются двухтактные механизмы, которые заправляются смесью бензина с маслом и не требуют особого ухода. Комета, Д-5 и Д-6 и их китайские клоны F50 и F80 – двухтактники. Кроме того, они проще заводятся и могут быть съёмными. 4-х тактный мотор – это редкость на байке, более сложный механизм более экономичен, но «подхватистость» у него ниже, а ремонт, вес и стоимость – много дороже.

Электрический

Электровелосипеды резко обогнали бензиновые в последние годы. Здесь «сыграли» сразу несколько факторов:

Удешевление электродвигателей вследствие унификации производства в Китае.
Изобретения в сфере аккумуляторов, которые стали намного легче и вместительней.
Усложнение конструкции байков до того уровня, что электродвигатель становится приемлемым аксессуаром.

Электрический мотор на велосипед проще в установке и обслуживании, но инженеры пошли дальше, чем просто первый шаг замены бензинового движка на электрический. Сейчас стали очень популярны мотор-колёса, когда электрический двигатель для велосипеда устанавливается на втулку колеса неразъёмным способом. Это увеличивает и простоту установки (просто закрепить колесо и аккумулятор), и срок эксплуатации. Отсутствие дополнительного цепного привода и механизмов переключения делает конструкцию проще и надёжнее.

Какое напряжение выбрать для мотор-колеса электровелосипеда?

При сборке электровелосипеда или других видов персонального электротранспорта нужно определиться с подходящими вам характеристиками. Мотор выбирается в зависимости от того, какая мощность нужна электровелосипеду, с учетом необходимой скорости и тяговых качеств. При выборе аккумуляторной батареи первостепенную роль играют ее емкость, вольтаж и масса. С увеличением емкости АКБ возрастает и ее вес, и дальность хода на одном заряде. Вольтаж электровелосипеда бывает разный – 36, 48, 60, 72, 96 В. На что он влияет, и как не ошибиться с выбором – расскажем далее.

Напряжение АКБ электровелосипеда

Запасенная энергия равна произведению мощности и времени: Е=W·t. Единица ее измерения – джоуль или ватт-час. Поскольку мощность электрического тока – это произведение силы тока и напряжения (W=I·U), то Е= I·U·t. Произведение I·t – это емкость (С). Значит, запасаемая энергия аккумуляторной батареи равна произведению напряжения и емкости: Е=U·C.

Вывод: Чтобы повысить значение запасаемой энергии, нужно или увеличить емкость аккумулятора электровелосипеда, или выбрать АКБ с более высоким напряжением. Главное, чтобы напряжение всех компонентов, включая электромотор, аккумуляторную батарею, контроллер и зарядное устройство, было одинаковым.

В продаже чаще всего встречаются компоненты на 36 и 48 В. Остальные комплектующие менее распространены, что может стать проблемой при их последующей замене. Также при использовании компонентов большего напряжения нужны провода увеличенного сечения и мощные BMS платы. С увеличением токов возрастает нагрузка на электронику. Поэтому нужно выбирать элементы с запасом мощности, чтобы избежать их частого перегорания.

Мощность и емкость батареи электровелосипеда

У двигателей внутреннего сгорания основной характеристикой, определяющей движущую силу, выступает мощность в лошадиных силах. Этот параметр отвечает за ускорение и обеспечивает езду на заданной скорости. У транспортных средств на электротяге мощность измеряется в ваттах (Вт). Для перевода в лошадиные силы нужно разделить кВт на 0,736, т.е. 10 кВт≈13,6 л.с.

Электрическая мощность (обозначение – W, единица измерения – Вт) определяется как произведение силы тока (I, измеряется в A) и напряжения (U, измеряется в В). Получаем формулу: W= I·U.

Для примера, если на электромотор номинальной мощностью 1000 Вт от аккумуляторной батареи через контроллер поступает напряжение 48 В, а BMS плата и контроллер поддерживают силу тока 35 A, получаем значение выдаваемой мощности: 48 В х 35 A=1680 Вт. В результате, электродвигатель номинальной мощностью 1000 Вт выдает 1600 Вт

Важно учесть, что в контроллере происходят дополнительные потери, а проводка и фазовые провода должны иметь достаточное сечение для поддержания больших значений силы тока

Емкость аккумулятора электровелосипеда – это накопленная энергия, от которой зависит величина пробега. Единица ее измерения – ватт-час (ампер-час). Формула: С=U·I·t, где С – емкость, U – напряжение, I – сила тока, t – время. Химическая энергия батареи Е=U·C. К примеру, АКБ с рабочим напряжением 48 В и емкостью 12 А·ч имеет запас химической энергии 48·12=576 Вт·ч. Ее достаточно для 1 часа работы электромотора мощностью 500 Вт.

Что такое мотор-колесо (МК)?

Всем нам ещё со школы известно, что электромотор трансформирует электрическую энергию в механическую. МК же является весьма популярной разновидностью электромоторов для e-bike и самокатов на электрической тяге. Однако, что касается электровелосипедов, то МК постепенно вытесняется оттуда кареточными двигателями. Совсем по-другому обстоят дела с электросамокатами — для них на данный момент МК является лучшей разновидностью привода.

Итак, что же такое МК (Hub Motor) по сути? Это колесо оснащённое бесщёточным электродвижком, колёсным редуктором (он может и не присутствовать) и тормозным устройством (иногда).