Koła motorowe do roweru: czym są i jak wybrać?

Dzisiaj rowerzystów, którzy nie zakładają motocykla na swój rower, coraz częściej nazywa się retrogradami. „Tylko wiatr, tylko pedały, tylko skrajność” - ten apel jest coraz mniej istotny. Rozpieszczony miejski konsument, przyzwyczajony do jazdy samochodem, nawet jeśli kupi rower, wkrótce będzie skłonny założyć na niego motorower, zwłaszcza, że ​​takie urządzenia z roku na rok tanieją.

Silnik koła rowerowego działa w ten sam sposób. Nie ma znaczenia, czy jest to przekładnia bezpośrednia (bezpośrednio z wirnika) czy przekładniowa (zmniejszająca prędkość obrotowa silnika o przełożenie). Każdy silnik elektryczny do roweru zawiera stojan i wirnik. Magnesy są przymocowane do wirnika. Ich pole, oddziałując z polem elektromagnetycznym cewek stojana, powoduje wirowanie wirnika.

Sam stojan jest cewką nawiniętą w szczelinach ramy z blachy stalowej. Najczęściej płyty te są wykonane ze stali elektrycznej lub transformatorowej. Konstrukcja stojana ma formę wielokątnej ramy z belkami zbiegającymi się w środku.

Uzwojenia to cewki nawinięte z drutu miedzianego emaliowanego. To miedź jest najlepszym przewodnikiem. Liczba cewek dochodzi do kilkudziesięciu, ale ta liczba jest wielokrotnością 3. Koło silnikowe przypomina silnik trójfazowy, w rzeczywistości tak jest: dla stabilnego obrotu z pewną siłą, naprzemienne impulsy przypominające zmienne trójfazowe są przykładane do cewek oddalonych od siebie napięciem fazowym. W rzeczywistości nie jest to sinusoidalny sygnał elektryczny, ale sekwencja prostokątnych impulsów o stałym napięciu. Te z kolei tworzy sterownik - płyta sterownicza, która wykorzystuje energię źródła zasilania (akumulatora).

Stałość i sprawność obrotów wirnika zapewniają trzy czujniki Halla. Ich praca jest zorganizowana w następujący sposób:

• ustalanie położenia wirnika w stosunku do stojana;
• percepcja pola magnetycznego z magnesów;
• przekazywanie sygnału do kierowcy;
• tworzenie impulsów na sterowniku cewek stojana.

Zalety korzystania z silnika koła są następujące.

• Zwiększona wydajność - nie mniej niż 90%. Nie każdy silnik elektryczny ma taki współczynnik – np. dla silników kolektorowych, dla których wystarczający jest nieprzetworzony prąd stały, sprawność jest mniejsza niż 70%.
• Łatwość wykonania, niezawodność.
• Nie ma części trących (na przykład pierścieni i szczotek) - silnik może pracować przez dziesięciolecia, jeśli producent nie oszczędzi na jakości materiałów.
• Możliwość szybkiej jazdy: pół kilowatowe koło silnikowe zapewnia siłę obrotową, podczas której rower osiąga prędkość do 45 km/h na drogach bez pochyłości.
• Możliwość w razie potrzeby zdemontowania zestawu, nadając rowerowi oryginalny zestaw. Po ponownym zamontowaniu zestawu silnika wygląd roweru nie zmieni się znacząco - silnik jest montowany tylko na samym kole.
• Znaczna łatwość jazdy pod wiatr i pod wiatr.
• Płynna i płynna praca silnika zapewni szybką adaptację do nowych prędkości i płynne przyspieszanie.
• Całkowicie cicha praca koła silnika.

Ta konfiguracja ma również pewne wady.

• Niski moment obrotowy - mniej niż silniki innych typów i odmian.
• Niemożność stworzenia bardziej zwartej konstrukcji oparty na takim silniku.
• Zwiększona waga... Niektóre inne silniki, na przykład wszystkie te same silniki kolektorów, mają znacznie mniejszą - 1,5 lub więcej razy - wagę.

Wszystkie gotowe zestawy, w tym koła silnikowe, są uzupełnione o kontroler i bateria. Jednak ci, którzy nie montują silnika koła wraz z pozostałymi częściami, zamawiają osobno wszystkie elementy systemu: sam silnik koła, akumulator i kontroler z drążkiem gazu.

Przed zbudowaniem elektrycznego systemu trakcyjnego początkujący ma do czynienia z przekładniowymi i bezprzekładniowymi kołami silnikowymi. W skrzyni biegów zastosowano mechanizm przekładni zębatej, w którym prędkość obrotowa (liczba obrotów) samego silnika elektrycznego jest kilkakrotnie – na przełożenie skrzyni biegów – większa niż prędkość wału, który ostatecznie wprawia w ruch koło.

Koło zębate zwiększa moment obrotowy, ale zmniejsza prędkość rowerzysty do 30 km/h. Bezprzekładnia - koło z napędem bezpośrednim - nie posiada samej skrzyni biegów i związanych z nią strat, co uwalnia mechanizm od ocierania kół zębatych, które wymagają smarowania znacznie częściej niż same łożyska silnika. Przy mocy do 1500 W moment obrotowy jest znacznie niższy, ale możliwe staje się przyspieszenie do 50-100 km/h, w zależności od mocy silnika.

Koło silnikowe z możliwością odzyskania (zwrotu) części zużytej energii elektrycznej pozwala na jej zwrot w niewielkiej ilości - ok. 6% zużytej mocy. Ponieważ sprawność takiego systemu nie może być równa jedności ze względu na naturalne straty w przewodach, uzwojeniach, sterowniku i akumulatorze, nie będzie można się obejść bez zewnętrznej inwestycji dodatkowej energii. A są tylko dwa sposoby na uzupełnienie dostaw energii elektrycznej.

1. Przełącz silnik koła w tryb ładowania akumulatora. Wtedy pedałowanie będzie co najmniej dwa razy mocniejsze - ze względu na hamowanie wywierane przez obciążenie uzwojeń.
2. Znajdź miejsce, w którym możesz po prostu naładować baterie... Najlepszym rozwiązaniem byłoby umieszczenie paneli słonecznych na plecaku i ubraniu, gdy podróż na motorze jest całkowicie autonomiczna.

Również koło silnikowe może być tylne - jest zamontowane na tylnym kole. W ten sam sposób ułożony jest front. Wtedy rower staje się odpowiednio napędem na tylne lub przednie koła. Aby uzyskać znaczny wzrost prędkości, możesz sprawić, by rower miał napęd na wszystkie koła, napędzając oba koła.

Rozmiar silnika koła zależy od średnicy felgi. Niezależnie od tego, czy masz średnicę 29, 26, 20 czy 16 cali, zależy od tego prędkość i siła ciągu. Im większa średnica felgi, tym większa prędkość, ale mniejszy ciąg i na odwrót. Przy mniejszej przyczepności będziesz przyspieszać dłużej. Jest tylko jeden sposób na zwiększenie przyczepności - wspomaganie silnika pedałami.

Możliwe, że da się przełożyć koło z konwencjonalnej piasty na piastę silnika, używając np. 28" obręczy ze szprychami z konwencjonalnego roweru z 20" kołami. Tym, którzy nie umieją lub nie chcą majstrować przy pełnym popiersiu szprych, radzimy natychmiast zamówić w Chinach gotowe koło silnikowe z wymaganym typem silnika.

Zdecyduj dokładnie, czego chcesz od swojego roweru.

• Prędkość do 35 km/h bez większego wysiłku i specjalnego poziomu rozwoju fizycznego. Jednocześnie Twój rower nie pozbywa się swoich pierwotnych funkcji – w każdej chwili powrócisz do pedałowania stopami. Taka rewizja kosztuje łącznie 350 dolarów.
• 50 km/h – sprzęt do motorowerów. Jednocześnie na pedałowanie może nie być tak łatwo – akumulator, mocniejsze koło silnikowe i ten sam kontroler ważą o 5-10 kilogramów więcej. Koszt rewizji wynosi od 600 USD.
• Rower stanie się rowerem elektrycznym - motocyklem elektrycznym... Bez problemu można rozpędzić się do 90 km/h. Ale pamiętaj: w tym przypadku na pewno przydadzą Ci się wzmocnione felgi i tuleje – może jak w tandemie. Faktem jest, że zwiększona przyczepność wymaga zwiększonego obciążenia. Twoje cienkie felgi roweru szosowego po prostu się rozlecą i możesz się rozbić. Cena dostosowania roweru do motocykla elektrycznego będzie kosztować co najmniej 2300 USD.

Masa zestawu do roweru elektrycznego - silnik na koło (bez rozstawu kół), akumulator i sterownik - wyniesie co najmniej 4 kg. To wystarczy do normalnej jazdy po mieście lub na drogach wiejskich. Całkiem dobre silniki produkuje np. firma Bafang 8FUN... Moc robocza silników to 250-750 W, ale gdy moc przekroczy 350 W, taki silnik może się zauważalnie przegrzać, co znacznie skróci jego żywotność.

Waga silnika koła (bez gumy) wynosi co najmniej 2 kg. Jest w stanie osiągnąć prędkość do 35 km/h przy średniej wadze rowerzysty 90 kg - sam rowerzysta może w ogóle nie wkładać żadnego wysiłku w pedałowanie. To samo można uzyskać bez silnika, przełączając się na ostatnią prędkość z pedałów i podczas jazdy bez ruchu w górę lub w dół. Podjeżdżając pod górę, będziesz potrzebować pomocy rowerzysty przez pedały - silnik może nie poradzić sobie z podjazdem. Łącząc te dwa, można uzyskać prędkość dostarczaną przez jednokilowatowy silnik włączony na starcie. Gwarantowana jest mobilność i względna lekkość roweru.

Nie ma potrzeby stosowania półkilowatowego koła silnikowego – samo waży nie 2, ale 4–5 kg, a jednocześnie pobiera z akumulatora dwa razy więcej prądu niż jego 350-watowy odpowiednik. Koło silnikowe o mocy 500 ... 600 W to „kula”, która nie przeszła „doboru naturalnego” ani w projektach, ani w praktyce wśród użytkowników: niektórzy rowerzyści zauważyli, że W rezultacie jest z niego mniej sensu niż z 300-watowego.

Taka konfiguracja pozwala nie tylko uzyskać prędkość równą średnio 48 km/h, ale również bez problemu pokonywać wszelkie podjazdy w warunkach miejskich i górskich zboczach. Aby osiągnąć takie wyniki, należy wybrać silnik o mocy 1200-1500 watów. Takie koło silnikowe ma masę 6-8 kg (bez gumy). Zapewnienie takiemu silnikowi nieprzerwanego dopływu energii pomoże bardziej ciężki i drogi pakiet akumulatorów o wadze co najmniej 5 kg.

Jeśli zaryzykujesz zwiększenie napięcia z 48 do 72 woltów, dostaniesz ograniczenie prędkości dla miasta – nie mniej niż 60 km/h, ale jednocześnie silnik będzie się przegrzewał szybciej i mocniej, co zmusza go do rozruchu tylko na krótki czas.

Zmiana motocykla na przyczepność silnika, powiedzmy, 3 kW, zmusi właściciela do wzmocnienia ramy. Po pierwsze, zarówno zestaw, jak i sam ciąg, wytworzony przez silnik rzędu kilku kilowatów, będą wymagały zwiększonego obciążenia. W przeciwnym razie jako pierwsze ucierpią koła (na felgach pojawią się ogromne „ósemki”), wtedy sama rama zacznie się rozpadać – body kit akumulatorów i kontrolera doda co najmniej 15 kg. Maksymalne dopuszczalne obciążenie jest tylko dwukrotnie większe niż nominalne, jest to podstawowa zasada dla wszystkich kół silnikowych.

Aby dostarczyć wzmocniony zestaw do e-roweru kategorii III, musisz wzmocnić haki, całkowicie zmienić lub ponownie wyposażyć pióra ramy i zainstalować specjalną balanser, tak jak w prawdziwych motocyklach. Znamionowy silnik o mocy 3 kW ma już wystarczającą siłę, aby odkształcić wsporniki ramy dla zwykłego roweru, nawet gdy prowadzisz go w trybie stacjonarnym, podnosząc koło, na którym zamontowany jest silnik, na specjalnym zawieszeniu.

Bez specjalnego wzmocnienia ramy raczej nie będziesz w stanie użyć silnika o mocy do kilku kilowatów. Prędkość powyżej 40 km/h wymaga już dobrej amortyzacji - bez niej po prostu zostaniesz wyrzucony z siodełka, jeśli uderzysz w małą wyboję lub pęknięcie w poprzek drogi. Widelec – od motocykla lub od roweru zjazdowego (ten ostatni ma imponującą masę i największą wytrzymałość, nieosiągalną dla innych typów i odmian). Akumulator tutaj również waży od 20 kg.

Dla tych, którzy lubią jeździć bliżej narciarstwa ekstremalnego, doświadczeni mistrzowie radzą odłożyć koło silnikowe. Tylne koło silnikowe trzyma się lepiej niż przednie - ma to znaczenie w ostrych zakrętach, przejezdnych przy zwiększonej prędkości.

Jednak śliskie drogi są trudniejsze do pokonania ze względu na gorszy rozkład masy. Sytuację pogarsza akumulator przymocowany do bagażnika. Sytuację koryguje motoreduktor-koło o mniejszej masie, akumulatory litowo-jonowe o zwiększonej energii właściwej. Alternatywa - akumulatory kwasowo-ołowiowe na środkowej (wewnętrznej) rurce ramy. Jednak silnik piasty tylnego koła przyczynia się do ogólnej wytrzymałości całej konstrukcji.

Jeśli nie można połączyć koła silnikowego z kasetą o dużej prędkości (na przykład 9 gwiazdek), zmień ostatnią na 5-gwiazdkową. W ostateczności? zostaw tylko jedną gwiazdkę lub odsuń pióra ramki na 2 cm. Ta ostatnia aluminiowa rama może nie wytrzymać - eksperymentuj na stalowej ramie.

Przewód elektryczny nie powinien wychodzić na prawo, gdzie działa mechanizm zmiany biegów, ale na lewo. Odkręć nakrętki mocujące silnik koła i wyjmij go. Zmontuj silnik koła zgodnie z instrukcją montażu. Jeśli coś nie jest dla Ciebie całkowicie jasne, skontaktuj się z obsługą techniczną na stronie internetowej firmy lub sklepu, który sprzedał Ci koło silnikowe. Często najlepiej skorzystać z pomocy specjalisty, ponieważ kontroler może się łatwo przepalić. I nie obejdziesz się bez kontrolera, jeśli nie masz szczotkowanego silnika, który nie potrzebuje niczego poza prądem stałym.

Po montażu przetestuj silnik koła bez obciążenia – nie powinno być „ósemek”. Jeśli tak nie jest, usuń „ósemki” z obręczy, dokręcając szprychy szprychami. Wypróbuj kontroler i drążek przepustnicy. Jeśli wszystko działa poprawnie, wykonaj jazdę próbną przy niskiej prędkości.

Montaż silnika piasty przedniego koła jest łatwiejszy. Samo przednie koło nie zawiera zębatek. Po prostu nic nie przeszkadza w działaniu przedniego koła silnikowego. Nieważne czy w prawo czy w lewo - w kierunku jazdy - wyprowadzisz kabel zasilający. Nawet wydłużenie widelca nie wpłynie negatywnie na wytrzymałość i stabilność roweru.

Jedyna rzecz - nie myl kierunku ruchu koła: jeśli instalacja jest nieprawidłowa, bez testowania działania silnika nagle cofniesz się, a rower zamieni się w pojazd z tylną kierownicą. Paradoksalna jest sytuacja, w której drążek gazu utknie: możesz zderzyć się ze słupkiem lub zderzyć się z jadącym z tyłu samochodem, nawet jeśli przed Tobą zwalnia.

Zmontowane koło silnikowe boi się pryszniców, brodzenia w rzekach i bagnach - zanurzone w wodzie lub zalane strumieniami wody mogą zawieść czujniki Halla. Zadbaj o uszczelnienie - lub przynajmniej zakrycie przed bezpośrednim strumieniem wody - wnętrza koła silnikowego. Często sami producenci instalują specjalne okrągłe amortyzatory, aby chronić koło przed bezpośrednim zachlapaniem wodą i / lub brudem podczas jazdy - upewnij się, że pasują do szprych koła.

Aby dowiedzieć się, jak wybrać silnik koła do roweru, zobacz następny film.