Motorhjul för en cykel: vad är de och hur man väljer?

Idag kallas cyklister som inte sätter ett motorhjul på sin cykel allt oftare för retrograder. "Bara vinden, bara pedalerna, bara det extrema" - denna överklagande är mindre och mindre relevant. En bortskämd stadskonsument som är van vid att köra bil, även om han köper en cykel, kommer snart att vara benägen att sätta ett motorhjul på den, särskilt eftersom sådana enheter blir billigare från år till år.

En cykelhjulsmotor fungerar på samma sätt. Det spelar ingen roll om det är en direkt växellåda (direkt från rotorn) eller växlad (sänker motorvarvtalet med ett utväxlingsförhållande). Varje elmotor för en cykel inkluderar en stator och en rotor. Magneter är fästa på rotorn. Deras fält, som interagerar med det elektromagnetiska fältet i statorspolarna, får rotorn att snurra.

Själva statorn är en spole lindad i springorna i en stålplåtsram. Oftast är dessa plattor gjorda av el- eller transformatorstål. Statorstrukturen har formen av en polygonal ram med balkar som konvergerar i mitten.

Lindningarna är spolar lindade av kopparemaljtråd. Det är koppar som är den bästa ledaren. Antalet spolar är upp till flera tiotal, men detta antal är en multipel av 3. Motorhjulet liknar en trefasmotor, i själva verket är detta fallet: för stabil rotation med en viss kraft, alternerande pulser som liknar en trefasvariabel appliceras på spolarna på avstånd från varandra i fasspänning. I själva verket är detta inte en sinusformad elektrisk signal, utan en sekvens av rektangulära pulser med konstant spänning. De i sin tur bildas av en drivrutin - ett styrkort som använder energin från en strömkälla (batteri).

Konstansen och effektiviteten hos rotorrotationen säkerställs av tre Hall-sensorer. Deras arbete är organiserat enligt följande:

• fixering av rotorns position i förhållande till statorn;
• uppfattning av magnetfältet från magneter;
• signal vidarebefordran till föraren;
• bildandet av impulser på driveren för statorspolarna.

Fördelarna med att använda en hjulmotor är följande.

• Ökad effektivitet - inte mindre än 90%. Inte varje elmotor har en sådan koefficient - till exempel för kollektormotorer, för vilka en okonverterad likström är tillräcklig, är verkningsgraden mindre än 70%.
• Enkelt utförande, tillförlitlighet.
• Det finns inga gnidningsdelar (till exempel ringar och borstar) - motorn kan fungera i årtionden om tillverkaren inte sparar på materialkvaliteten.
• Förmågan att cykla snabbt: ett motorhjul på en halv kilowatt ger en roterande kraft, under vilken en cykelhastighet på upp till 45 km / h uppnås på vägar utan lutning.
• Möjligheten att vid behov ta bort satsen, vilket ger cykeln originalsatsen. När du installerar om motorsatsen kommer utseendet på cykeln inte att förändras nämnvärt - motorn installeras endast på själva hjulet.
• Betydlig lätthet att åka i upp- och motvind.
• Jämn och smidig drift av motorn ger snabb anpassning till nya hastigheter och mjuk acceleration.
• Helt tyst drift av motorhjulet.

Denna inställning har också några nackdelar.

• Lågt vridmoment - mindre än motorer av andra typer och varianter.
• Oförmåga att skapa en mer kompakt design baserat på en sådan motor.
• Ökad vikt... Vissa andra motorer, till exempel, alla samma kollektormotorer, har betydligt mindre - 1,5 eller fler gånger - vikt.

Alla färdiga kit, som inkluderar motorhjul, är kompletta med kontroller och batteri. Däremot, de som inte installerar hjulmotorn komplett med resten av delarna beställer alla systemkomponenter separat: själva hjulmotorn, batteriet och styrenheten med gasspaken.

Innan man bygger ett elektriskt dragsystem ställs en nybörjare inför växlade och växellösa motorhjul. Växellådan använder en växellåda, där rotationshastigheten (antal varv) för själva elmotorn är flera gånger - per växellådans utväxling - mer än axelns, som i slutändan snurrar hjulet.

Kugghjulet ökar vridmomentet, men minskar cyklistens hastighet till 30 km/h. En växellös - ett hjul med direktdrift - har inte själva växellådan och tillhörande förluster, vilket frigör mekanismen från gnidande kugghjul, som behöver smörjas mycket oftare än själva motorlagren. Vridmomentet är betydligt lägre vid en effekt på upp till 1500 W, men det blir möjligt att accelerera till 50–100 km/h, beroende på motorns effekt.

Ett motorhjul med möjlighet att återvinna (återföra) en del av den förbrukade elektriciteten gör att du kan returnera den i en liten mängd - cirka 6% av den förbrukade effekten. Eftersom effektiviteten hos ett sådant system inte kan vara lika med enhet på grund av naturliga förluster i ledningar, lindningar, kontroller och batteri, kommer det inte att vara möjligt att göra utan extern investering av ytterligare energi. Och det finns bara två sätt att fylla på elförsörjningen.

1. Växla hjulmotorn till batteriladdningsläge. Då blir trampningen minst dubbelt så hård - på grund av bromsningen som utövas av belastningen på lindningarna.
2. Hitta en plats där du bara kan ladda batterierna... Det bästa alternativet skulle vara att sätta solpaneler på ryggsäcken och kläderna, när man reser på en motorcykel är helt autonom.

Motorhjulet kan också vara bak - det är installerat på bakhjulet. Fronten är placerad på samma sätt. Då blir cykeln bak- respektive framhjulsdriven. För en avsevärd ökning av hastigheten kan du göra cykeln fyrhjulsdriven genom att motorisera båda hjulen.

Storleken på hjulmotorn bestäms av diametern på fälgen. Oavsett om du har en diameter på 29, 26, 20 eller 16 tum beror hastighet och dragkraft på det. Ju större fälgdiameter, desto mer hastighet, men mindre dragkraft och vice versa. Med mindre dragkraft kommer du att accelerera längre. Det finns bara ett sätt att lägga till dragkraft - att hjälpa motorn med pedalerna.

Det är möjligt att du kan ekera om ett hjul från ett vanligt nav till ett motornav, med till exempel en 28" fälg med ekrar från en konventionell cykel med 20" hjul. De som inte vet hur eller inte vill mixtra med en full byst av ekrar rekommenderas att omedelbart beställa i Kina ett färdigt motorhjul med den nödvändiga typen av motor.

Bestäm exakt vad du vill ha av din cykel.

• Hastighet upp till 35 km/h utan mycket ansträngning och någon speciell nivå av fysisk utveckling. Samtidigt blir din cykel inte av med sina ursprungliga funktioner – du byter när som helst tillbaka till att trampa med fötterna. En sådan revidering kostar totalt 350 $.
• 50 km/h – elektromopedutrustning. Samtidigt kanske du inte växlar lika lätt till att trampa - batteripaketet, ett kraftfullare motorhjul och samma kontroller väger 5-10 kilo till. Kostnaden för revidering är från $ 600.
• Cykeln ska bli en elcykel – en elmotorcykel... Du kan enkelt accelerera till 90 km/h. Men kom ihåg: i det här fallet kommer du definitivt att behöva förstärkta fälgar och bussningar - kanske, som på en tandemcykel. Faktum är att den ökade dragkraften också kräver en ökad belastning. Dina tunna landsvägscykelfälgar kommer helt enkelt att flyga isär och du kan krascha. Priset för att anpassa en cykel för en elektrisk motorcykel kommer att kosta minst $ 2300.

Massan av ett set för en elcykel - en motor per hjul (utan hjulavstånd), ett batteripaket och en kontroller - kommer att vara minst 4 kg i vikt. Detta räcker för normal stadskörning eller på landsvägar. Ganska bra motorer tillverkas till exempel av ett företag Bafang 8FUN... Motorernas driftseffekt är 250–750 W, men när effekten överstiger 350 W kan en sådan motor märkbart överhettas, vilket avsevärt kommer att förkorta dess livslängd.

Hjulmotorns vikt (utan gummi) är minst 2 kg. Han är ganska kapabel att nå hastigheter på upp till 35 km / h med en genomsnittlig ryttarevikt på 90 kg - ryttaren själv kanske inte anstränger sig för att trampa alls. Detsamma kan erhållas utan motor, genom att växla till sista hastigheten från pedalerna och under körning utan en upp- eller nedåtgående rörelse. När du cyklar i uppförsbacke behöver du hjälp av en cyklist genom pedalerna - motorn kanske inte klarar av stigningen. Genom att kombinera de två kan du få hastigheten levererad av en enkilowattsmotor, påslagen vid starten. Cykelns rörlighet och relativa lätthet garanteras.

Det finns inget behov av ett motorhjul på halvkilowatt - det väger i sig inte 2, utan 4–5 kg, samtidigt som det tar dubbelt så mycket elektricitet från batteriet som dess 350-watts motsvarighet. Ett 500 ... 600-watts motorhjul är en "krycka" som inte har passerat "naturligt urval" varken i projekt eller i praktiken bland användare: vissa cyklister noterade att Som ett resultat är det mindre vettigt av det än från en 300-watts.

Denna konfiguration gör det möjligt att inte bara få en hastighet som är lika med i genomsnitt 48 km / h, utan också att enkelt erövra alla klättringar under förhållandena i staden och bergssluttningarna. För att uppnå sådana resultat krävs det att man väljer en motor med en effekt på 1200-1500 watt. Ett sådant motorhjul har en massa på 6–8 kg (exklusive gummi). Att förse en sådan motor med en oavbruten energitillförsel kommer att hjälpa mer tungt och dyrt batteri som väger minst 5 kg.

Om du riskerar att öka spänningen från 48 till 72 volt, får du hastighetsgränsen för staden - inte mindre än 60 km / h, men samtidigt kommer motorn att överhettas snabbare och kraftigare, vilket tvingar den att starta endast under en kort tid.

Att ändra cykeln för motordrivning, säg 3 kW, kommer att tvinga ägaren att förstärka ramen. För det första kommer både satsen och själva drivkraften, skapad av motorn i storleksordningen flera kilowatt, att kräva en ökad belastning. Annars kommer hjulen att vara de första som drabbas (stora "åttor" kommer att dyka upp på fälgarna), då kommer själva ramen att börja falla isär - kroppssatsen för batterierna och kontrollern kommer att lägga till minst 15 kg. Den maximala tillåtna belastningen är bara dubbelt så stor som den nominella, detta är grundregeln för alla motorhjul.

För att leverera ett förstärkt set till en kategori III e-cykel måste du förstärka utsläppen, helt ändra eller utrusta ramfjädrarna och installera en speciell balanserare, precis som på riktiga motorcyklar. Den nominella 3 kW-motorn har redan tillräckligt med kraft för att deformera ramstagen för en vanlig cykel, även när du kör den i ett stationärt läge genom att lyfta hjulet på vilket motorn är monterad på en speciell fjädring.

Utan att förstärka ramen på ett speciellt sätt är det osannolikt att du kommer att kunna använda en motor med en effekt på upp till flera kilowatt. En hastighet på mer än 40 km/h kräver redan bra stötdämpning – utan den kommer du helt enkelt att kastas ut ur sadeln om du stöter på en liten gupp eller spricker över vägen. En gaffel - från en motorcykel eller från en downhillcykel (den senare har en imponerande massa och den högsta styrkan, ouppnåelig för cyklar av andra typer och varianter). Batteripaketet här väger också från 20 kg.

För dem som gillar att åka närmare extrem skidåkning rekommenderar erfarna mästare att sätta tillbaka motorhjulet. Det bakre motorhjulet greppar vägen bättre än det främre - detta är viktigt i skarpa svängar, framkomligt i ökad hastighet.

Halka vägar är dock mindre hanterbara på grund av den sämre viktfördelningen. Situationen förvärras av batteriet som är fäst vid bagageutrymmet. Situationen korrigeras av ett växelmotorhjul, som har en lägre vikt, och litiumjonbatterier, som har ökat specifik energi. Alternativ - bly-syra batterier på mitten (inner) röret av ramen. Ändå bidrar bakhjulsnavets motor till den totala styrkan i hela strukturen.

Om det är omöjligt att kombinera motorhjulet med en höghastighetskassett (till exempel 9 stjärnor), ändra den sista till en 5-stjärnig. Som en sista utväg lämna bara en stjärna eller flytta ramfjädrarna 2 cm från varandra. Den sistnämnda aluminiumramen kanske inte håller - experimentera på en stålram.

Den elektriska ledningen ska inte gå ut till höger, där växlingsmekanismen fungerar, utan till vänster. Skruva loss muttrarna som håller hjulmotorn och ta bort den. Montera hjulmotorn enligt monteringsanvisningen. Om något inte är helt klart för dig, kontakta supportpersonalen på webbplatsen för företaget eller butiken som sålde motorhjulet till dig. Ofta är det bäst att ta hjälp av en specialist eftersom styrenheten lätt kan brännas ut. Och du kommer inte att gå utan en kontroller om du inte har en borstad motor som inte behöver något annat än DC.

Efter montering, testa hjulmotorn utan belastning - den ska inte vara "åtta". Om så inte är fallet, ta bort "åttorna" på fälgen genom att dra åt ekrarna med ekrarna. Prova kontrollern och gasspaken. Om allt fungerar som det ska, gör en provkörning i låg hastighet.

Det är lättare att installera framhjulsnavsmotorn. Själva framhjulet innehåller inga kedjehjul. Det finns helt enkelt inget som stör driften av det främre motorhjulet. Det spelar ingen roll om det är till höger eller vänster - i färdriktningen - du leder ut strömkabeln. Även en förlängning av gaffeln kommer inte att äventyra cykelns styrka och stabilitet.

Det enda - blanda inte ihop hjulets rörelseriktning: om installationen är felaktig kommer du, utan att testa motorns funktion, plötsligt gå bakåt, och cykeln kommer att förvandlas till ett fordon med en bakre ratt. Paradoxalt är situationen när gasspaken fastnar: du kan krascha in i en stolpe eller krocka med en bil som kör bakom, även om den saktar ner framför dig.

Det monterade motorhjulet är rädd för regnskurar, vadar genom floder och träsk - om det är nedsänkt i vatten eller översvämmats med vattenstrålar kan Hall-sensorerna misslyckas. Var noga med att täta - eller åtminstone täcka från direkta vattenstrålar - motorhjulets insida. Ofta installerar tillverkarna själva speciella runda dämpare för att skydda hjulet från direkt stänkvatten och/eller smuts under körning - se till att de matchar hjulekrarna.

För information om hur man väljer en hjulmotor för en cykel, se nästa video.