Мотор колесо

Мотор колесо для велосипеда

Мотор колесо для электровелосипеда

У электровелосипедов с каждым годом становится все больше и больше поклонников, так как благодаря им встречный ветер или высокая горка – сущий пустяк. На современном рынке представлены самые разнообразные модели, а умельцы могут даже самостоятельно собрать электровелосипед, заказав необходимые комплектующие элементы для этого.

Мотор колесо для велосипеда
Классический электровелосипед 2020 года

Электротранспорт не освобождает человека от применения силы, а только увеличивает ее эффективность. Электросамокаты объединяют силы «водителя» с работой мотора. Этот механизм называется гибридом. Сегодня существует 3 вида двигателей:

  • мотор-колесо;
  • фрикционный;
  • кареточный (навесной).

Редукторное мотор-колесо

Редукторное мотор-колесо укомплектовано планетарным редуктором и муфтой свободного хода, в отличие от приводного колеса. Данная конструкция более сложная, соответственно и дорогая. Тяга редукторного мотор-колеса увеличена за счет встроенного планетарного редуктора, однако обороты у электродвигателя несколько ниже. Устройства обладают большим крутящим моментом в сравнении с приводным колесом.

редукторное мотор-колесо
Переднее редукторное мотор-колесо для велосипеда

Преимущества редукторного мотор-колеса

  • наличие высокого крутящего момента, исходя из единицы мощности;
  • легкая, компактная конструкция;
  • великолепный накат обеспечивается муфтой свободного хода.

Недостатки

  • из-за сложности конструкции пропорционально возрастает цена;
  • в сравнении с прямоприводным мотор-колесом оно менее надежно и долговечно;
  • показатели скорости уступают прямоприводным аналогам такой же мощности.

Подвесной (кареточный) мотор для электровелосипеда

Будущее за электровелосипедами, на которых установлены кареточные моторы. Большая популярность такого механизма заключается в наличии существенного ряда преимуществ у такого двигателя. Еще одно название подвесного мотора – «mid drive motor». Мотор работает довольно-таки тихо благодаря установленному синусному контроллеру.

Кареточный мотор
Подвесной мотор для электровелосипеда

Это главная причина завышенной цены. По своей надежности он ничем не уступает редукторному варианту. Также подвесной мотор укомплектован редуктором, что увеличивает крутящий момент. Характерная «фишка» кареточного двигателя – место установки. Его монтируют прямо в каретку велосипеда, что никак не влияет на трансмиссию.

Достоинства подвесного мотора

  1. Не требует замены или установки спиц. Агрегат удобно монтируется непосредственно вместо каретки.
  2. Контроллер входит в комплект и встроен в двигатель.
  3. Установка усилителей дропаутов не проводится.
  4. Если закончится заряд аккумулятора, можно ехать традиционным способом, просто крутя педали. Двигатель не влияет на механику вращающихся деталей.
  5. Нагрузка на обод и спицы минимальна, так как нет «гири в колесе».
  6. Водитель может свободно переключать передачи.
  7. Большинство представленных моделей работает достаточно тихо.
  8. Относительно других двигателей, у этого варианта существенно меньше различных проводов, крепящихся к раме.
  9. При ремонте колесо очень легко снимается.

Для баланса клиренса можно установить на переднее колесо большую звездочку. Такие агрегаты обладают хорошим накатом, что позволяет экономить заряд АКБ. Центр тяжести при установке кареточного агрегата находится посередине, поэтому управлять таким транспортом намного легче.

К недостаткам можно отнести быстрый износ цепи, звездочки и трансмиссии. Также, для установки такого аппарата необходимо наличие специальных инструментов. Большое количество подвижных частей снижает надежность конструкции.

Как самостоятельно установить подвесной двигатель?

Прежде всего, необходимо тщательно следовать инструкции. Каждая модель, в зависимости от фирмы-производителя имеет свои нюансы, поэтому нужно быть внимательным. Однако существуют основные этапы, общие для любой конструкции такого типа.

  • Снять заднее колесо и соединить цепь с двигателем. При этом нужно не забыть установить звезду.
  • Закрепить электродвигатель. После можно проводить установку аккумулятора и генератора.
  • Завершающий этап – установка приводных цепей от мотора к заднему колесу, а также привода, обеспечивающего импульсную передачу.

Мотор-колесо с прямым приводом (директ-драйв)

В данной конструкции самая уязвимая деталь – подшипник. Ее замену проводят раз на 150 тыс. км. Крутящий момент у такого двигателя слабоват, поэтому это может вылиться в сложностях при подъемах в крутые горки. Однако на ровной местности – это идеальный вариант. Ход плавный и продолжительный, можно тормозить посредством мотора, поэтому тормозные колодки долго не выходят из строя.

Уникальная функция, которой обладают только электровелосипеды с директ-драйв мотор-колесами, – это рекуперативное торможение. То есть заряд аккумулятора происходит даже при торможении, от мотора. Таким образом, они способны на одном заряде преодолевать достаточно большие расстояния. Скоростной режим также на высоте – можно смело достичь скорости в 40-50 км/ч. К сожалению, в готовой сборке прямо на велосипеде такие колеса не устанавливаются. Их необходимо приобретать отдельно.

Фрикционные электромоторы

Принцип работы данных электродвигателей основан на передаче крутящего момента от двигателя к колесу, через трение особого валика о покрышку. Данная разновидность моторов самая непопулярная. Этот агрегат больше подходит для детских и прогулочных велосипедов.

К достоинствам конструкции можно отнести относительно низкую стоимость и простоту монтажа. Чтобы установить фрикционный электродвигатель, не нужно проводить разбор велосипеда. Также они обладают и неоспоримыми недостатками: низкий КПД, шумная работа, быстрый износ резины, неэффективность при спущенном колесе, большие габариты агрегата. Кроме этого, на мокром асфальте валик может проскальзывать, что также сказывается на езде.

Дуюнов мотор-колесо

Данная модель представляет собой электромотор, который может встраиваться не только в велосипед, но и автомобиль, скутер, мотоцикл и другие транспортные средства. Двигатель изготавливается на оси, которая и осуществляет передачу тяги. Это исключает необходимость таких элементов, как цепь или шестерни.

Представленные на рынке аналогичные модели являются BLDC-моторами, в конструкции которых присутствуют постоянные магниты. Это увеличивает стоимость конструкции.

Разработки Дуюнова позволили создать мотор-колеса без таких магнитов, поэтому они на 30% легче своих «собратьев». Среди достоинств такого колеса можно отметить: отличный накат, экономию электроэнергии (до 40%), практически бесшумную работу, высокую надежность и длительный период эксплуатации. Кроме того, мотор-колесо Дуюнова – это отечественная разработка. Поэтому не придется зависеть от надежности и добросовестности китайских производителей. Это позволяет сэкономить время и деньги.

По теме электровелосипеды:
Xiaomi HIMO C20 обзор: 80 км без подзарядки
Обзор Xiaomi QiCycle: электровелосипед, но педали крути
Топ-9 городов для велосепидистов

Мотор-колесо: готовый комплект.

Относительно готового велосипеда, комплекты электронаборов мотор-колеса с аккумулятором имеют целый ряд преимуществ.

Мотор колесо для велосипеда
Полный комплект мотор-колеса для электровелосипеда
  • Выбор модели просто безграничен. Достаточно определить любую понравившуюся модель по цвету, типу рами, тормозной системы и т.п. и установить на нее конструкцию. Электровелосипед готов.
  • Удобный ремонт. При поломке самого велосипеда ремонт можно провести самостоятельно либо обратиться в любую мастерскую. Искать уникальные запчасти при этом не потребуется. А комплектующие элементы для электро-системы можно заказать на той же фирме, где приобретался комплект.
  • Новый аккумулятор и его полное соответствие прописанным характеристикам. Аккумулятор – это самая дорогая деталь комплекта. Поэтому не стоит покупать товар сомнительного производителя. Лучше довериться проверенным фирмам. Новый аккумулятор прослужит дольше и эффективнее, в сравнении с б/у аналогами. Большинство комплектов имеют гарантийные документы, в том числе и на аккумуляторы. Поэтому при обнаружении дефекта можно обратиться по поводу замены.
  • Разнообразие комплектов позволяет выбрать подходящий с учетом индивидуальных потребностей (дальность поездок, длительный накат, преодоление высоких подъемов и т.п.)
  • Легкость продажи или апгрейда. В случае если потребуется изменить характеристики электровелосипеда, не нужно покупать целое транспортное средство. Достаточно просто купить деталь, которая необходима. Тем более что продать электровелосипед намного сложнее, чем комплектующие элементы.
  • Аксессуары и комплектующие. Можно постоянно проводить самостоятельное усовершенствование электровелосипеда.

Аккумулятор для мотор-колеса

Современные мотор-колеса укомплектованы литий-ионными либо литий-железофосфатными АКБ и платой управления батареей (БСМ). Плата контролирует равномерность заряда батареи и параметры разрядки/зарядки, препятствует возникновению короткого замыкания. Скорость определяется напряжением АКБ, а дальность передвижения зависит от произведения напряжения на емкость.

Мотор колесо для велосипеда
Батарейный блок Xiaomi Himo V1

Самый дешевый вариант АКБ – это гелиевые аккумуляторы, однако их можно использовать даже при низких температурах (при этом происходит потеря емкости). Однако и недостатков у таких батарей немало:

  • громоздкая конструкция;
  • большое время зарядки (до 10 часов);
  • низкие показатели постоянной мощности отдачи;
  • ограниченное количество циклов – в пределах 150-200.

Литий-ионные аккумуляторы – самые легкие и обладают максимальной удельной емкостью.

Но их нельзя использовать при отрицательных температурах. Кроме того, они обладают низкой постоянной мощностью отдачи, высоким сопротивлением. Существенными недостатками является возможность возгорания (при коротких замыканиях или неисправностях БМС), а также невозможность оперативной зарядки. Циклы заряд-разряд в среднем находятся в диапазоне 300-400.

Батарея на велосипеде
Блок с батареей на раме велосипеда

Железо-фосфатные аккумуляторы имеют длительный срок службы (при условии наличия железного корпуса). В пакетах такие изделия служат 200-400 циклов, так как систематически вздуваются и рвутся. Такие аккумуляторы незаменимы зимой. Они выдерживают температуры до -200С. Кроме того, их можно быстро заряжать (около часа). Мощность отдачи подходит для мощных двигателей и составляет 1500 ВТ для 48В-10 Ач. Абсолютно пожаробезопасный элемент, не подвержен возгоранию. Это достаточно дорогие АКБ, однако относительно срока эксплуатации это оправдано. Они обладают на 30% меньшей удельной емкостью в сравнении с литий-ионными аккумуляторами.

На рынке можно встретить литий-полимерные аккумуляторы в мягком корпусе (их называют «котлеты», «липоли», «пакеты»). Они не пригодны для электровелосипедов, так как не выдерживают ударов и вибраций.

Контроллер для мотор-колеса

Запустить мотор-колесо, а также управлять скоростью его вращения и останавливать можно с помощью специального устройства – контроллера. Это одна из главных деталей, которая обеспечивает бесперебойную работу электровелосипедов. Он является своеобразным посредником между рулевым управлением и электродвигателем. Также с помощью контроллера происходит подача тока к мотору и электросоставляющим от батареи. Его работу можно сравнить с работой мозга.

контролер мотор-колеса
36V/48V 350W контролер мотор-колеса

Изначально контроллер получает сигнал от электрооборудования, далее обрабатывает полученную информацию и координирует работу электрической системы. Механизм регулирует мощность мотор-колеса на основании широтно-импульсных модуляций. Интенсивность вращения мотора определяется амплитудой прилагаемого напряжения.

Какое напряжение выбрать для мотор-колеса электровелосипеда?

Интересно, что в некоторых странах мощность электровелосипедов строго ограничена. Например, такой лимит составляет 200W в Англии и Австралии. В США ограничена максимальная скорость передвижения. Однако в большинстве стран подобные ограничения отсутствуют.

Удобный сервис для расчета мощности мотор-колеса – https://www.ebikes.ca/tools/simulator.html

Расчет мотор колеса
Расчет мотор колеса

В этом случае выбор сугубо индивидуален, и трудно сказать, что есть какие-то определенные правила или характеристики, которые характеризуют один товар как хороший, а другой – как плохой. Один из самых главных критериев – мощность. От нее зависит эффективность работы велосипеда. Чем большей мощностью обладает мотор-колесо, тем большую скорость он может развить, и тем выше его тяговая функция.

Наиболее практичным вариантом является показатель в 48V / 500W. Для комфортной езды по равнинам и холмистым путям с приличной скоростью это то, что нужно. А установка системы ограничения скоростного режима может регулировать движение, делая его более безопасным. Велосипед может разгоняться до 40-45 км/ч.

Мощность 250-350W соответствует наиболее недорогим и малогабаритным электромоторам. Такой агрегат очень легкий, электродвигатель практически не утяжеляет конструкцию. Такой велосипед рассчитан на движение по ровной местности. Максимальная скорость составляет 25 км/ч, это достаточно безопасный режим езды. Вследствие небольшой тяговой силы не рекомендуются для людей с весом выше 70 кг.

Также следует учитывать, что чем больше мощность электровелосипеда, тем больше его вес. Если придется крутить педали, фактор веса тоже немаловажен. Для обеспечения большей мощности нужно покупать более мощные аккумуляторы, что пропорционально отражается на их стоимости.

Примеры из реальных жизненных ситуаций

В реальной жизни стандартный двигатель с мощностью 250Вт и скромные усилия велосипедиста в 250Вт могут с легкостью обеспечивать езду при скорости в 10 км/ч. Совокупные усилия человека и техники образуют серьезную мощность в 500Вт.

Эта мощность позволяет велогонщику с легкостью преодолеть уклон в 17,5%, не сбавляя скорости. А если чуть снизить скорость до 8 км/ч, то можно сохранить свои усилия в 250Вт. Если взбираться на тот же холм, то мотор будет работать на 80% при мощности в 200Вт. Пропорционально снизится мощность и процент работы (60% и 125 Вт), если велогонщик сбавит скорость до 6 км/ч при тех же условиях.

Казалось бы, эти цифры говорят, что велосипедист и сам может справиться с заездом на горку, зачем для этого электровелосипед. Однако более явный результат прослеживается, если велогонщик вообще не будет крутить педали, и вся мощность будет исходить из двигателя.

Для того чтобы подняться на склон в 17,5% на скорости в 10 км/ч потребуется 100% работа двигателя в 500Вт. Снижение скорости до 8 км/ч пропорционально отражается на работе мотора – мощность снижается до 400Вт, и агрегат работает уже на 80%. Скорость в 6 км/ч сократит режим работы двигателя практически вдвое от первоначальных показателей – 250 Вт и 50% работы мотора.

Купить мотор колесо для велосипеда

Динамика изменения средней цены за 2019 год

Дешевое мотор колесо для электровелосипеда начинается в Москве с ценника в 12 990 ₽. Это модель Eltreco 36V 350W LED 20″.

Цена мотор колеса
График актуальных цен на мотор колеса на Яндекс Маркете

Для 27 дюймов выбирайтем Eltreco 36V 500W LED 27.5″ за 13 380 ₽.

На цена начинается от 13 756 ₽ за полный комплект.

алиэкспресс
Цена на мотор колеса алиэкспресс

 

Motorcool/ автор статьи
Олег, инженер-микроэлектронщик с 2010 года. Паяю и создаю сайты :) Нравится IT сфера и современное беспроводное железо. В виде гаджетов, электромобилей, самокатов и зарядок.
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: