Переднее мотор колесо

Как известно, велосипед является наиболее экологичным и экономичным транспортом, что в наше время весьма актуально. Однако постоянно крутить педали довольно утомительно, и даже если на байке установлены супер навороченные колеса Shimano, иногда хочется чтобы они ехали сами. Поэтому колеса для велосипеда снабдили электромотором. И сделал это, кстати, русский ученый.

Родом из России

Еще в эпоху перестройки Василий Васильевич Шкондин, знаменитый изобретатель, трудившийся на оборонный комплекс, занимался вопросом электрификации заднего обода велосипеда. Так, в конце 90-х годов байк обрел полноценный мотор, позволяющий велосипедисту развивать скорость до 25 км в час. Естественно, что в своей стране инновация не получила должного внимания из-за тяжелой экономической и политической ситуации. Однако разработки заинтересовали крупных инвесторов из Европы и Америки. Производители посчитали, что колесо-мотор можно поставлять в страны Азии, где двухколесное транспортное средство является основным видом передвижения. Таким образом, в начале 21 века на рынок вышел уникальный товар — байк с электромотором.

Конструкция

На самом деле, электроустройство колеса довольно простое и интуитивно понятное. В набор входит мотор, блок управления и батарея.

Блок управления. Название говорит само за себя. Умная электроника выводит на дисплей все данные о поездке и состоянии заднего обода — скорость, количество оставшегося заряда батареи, количество потраченной энергии мотора и прочее. Чаще всего в качестве блока управления устанавливается жидкокристаллический монитор с защитными от плохих погодных условий свойствами.

Двигатель. Пожалуй, самая важная часть всей системы. Он устанавливается на втулку и заставляет колесо велосипеда вращаться. Именно мотор освобождает человека от чрезмерных нагрузок при педалировании.

Мотор на обод колеса можно установить как на переднюю, так и на заднюю ось. Однако диаметр шины не должен превышать 28 дюймов.

Батарея. От нее зависит, сколько по времени и с какой скоростью будет работать мотор. Сейчас среднее расстояние равняется 60 километрам, а заряд аккумулятор держит порядка 1,5 — 2 часов.

Сделай сам

Собрать задний обод так, чтобы в нем присутствовала система электропривода, достаточно легко. Масса народных умельцев выложила во всемирную сеть пошаговые инструкции по сборке. Однако прежде чем приступить к процессу, лучше усвоить несколько простых, но важных правил:

• Диаметр колеса не должен быть меньше 16 и больше 28 дюймов. В противном случае, установка будет невозможна;
• Устанавливать мотор можно как на передний обод, так и на задний. Однако велолюбители предпочитают именно заднюю ось велосипеда. По их словам, КПД при таком расположении значительно увеличивается;
• Обратите внимание на марку своего велосипеда. Колеса Shimano, например, лучше выдерживают нагрузку. Кстати, у этого производителя есть комплектующие и для установки мотора;
• Помните, что мотор должен надежно крепиться к втулке. От этого зависит работа обеих деталей;
• Приступая к работе, вы должны знать элементарные основы электротехники и физики. Если же навыков установки электроприборов нет, целесообразнее обратиться к специалистам.

Такие правила уберегут вас от ошибок при установке и эксплуатации электропривода, а езда доставит несравненное удовольствие.

Установка мотор-колеса

Установить электроколесо можно как на передний, так и на задний обод байка. Чаще всего любители привода предпочитают иметь мотор сзади, и на то есть причины:

• Мотор-колесо актуально для езды по пересеченной и горной местности. Поэтому наличие заднего привода облегчает передвижение гораздо больше, чем переднего;
• Управление байком дается значительно легче;
• Задний обод колеса более вынослив, нежели передняя система, а значит, риск поломки снижается.

И все же передняя установка имеет свои уникальные преимущества. Так, немаловажным является тот факт, что при установке мотора на переднюю ось, вес равномерно распределяется на всю раму. Ведь аккумуляторы все также остаются сзади, на багажнике, а вот та масса, что могла бы приходиться на задний обод, перенесена вперед, что дает некий баланс, уравновешивание сил.

Нельзя не сказать и о самом монтаже. Установить колесо-мотор на переднюю часть велосипеда значительно проще, чем на заднюю. Достаточно просто снять старую покрышку и заменить ее на новое устройство. А вот с монтажом на заднее колесо придется повозиться.

Выбор переднеприводной системы актуален еще и тогда, когда переключение передач происходит за счет заднего колеса. В этом случае мы имеем две полноценные системы приведения велосипеда в движение. Ведь в повседневном темпе ничто не мешает крутить педали с привычной силой, а в случае необходимости, переходить на электромотор без особых потерь. Сплошные плюсы!

Мировые бренды считают сегмент переднеприводных электромоторов наиболее перспективным. Так, колеса Shimano выпускаются в основном именно для установки на передний обод.

yvelo.ru

Переднее мотор-колесо для электровелосипеда

Преимуществами передней установки ступичного электродвигателя являются:

1. Простота монтажа – колесо спереди снимается, и вместо него устанавливается заспицованный в обод электродвигатель. Регулировщик скоростей и трансмиссия при этом не затрагиваются. Электроколесо крепится шайбами и гайками. Затем фиксируются рычаг газа, тормоза и другие комплектующие, устанавливаются контроллер и АКБ. В завершение, регулируются тормоза, и аккуратно закрепляются проводки.
2. Универсальность – передние ступичные двигатели подходят к велосипедам всевозможных модификаций.
3. Получение практически полноприводного средства передвижения – с передним электрическим и задним педальным приводом.
4. Безупречная балансировка веса – при расположении электромотора впереди и батареи на багажнике. При удачном распределении массы обеспечивается максимальная эффективность торможения. Это особенно ощутимо, когда велосипед с передним мотор-колесом используется для езды по скользкой заснеженной поверхности. Существенный перевес, наоборот, приводит к непредсказуемому поведению транспортного средства.
5. Достижение увеличенных значений крутящего момента.
6. Возможность визуального контроля работы мотор-колеса и своевременной остановки при выявлении очевидных отклонений в его работе.

Среди недостатков переднего электропривода можно выделить затрудненный прокат по бездорожью, что особенно ощутимо на малых скоростях. Это связано с тем, что именно на переднее колесо приходится встречный удар при езде по кочкам и другим препятствиям. Также дискомфорт ощущается при разгоне и езде в гору – из-за динамической разгрузки велосипеда. Поэтому отвечая на вопрос «Что лучше, переднее или заднее мотор-колесо?», можно сделать вывод, что для горной или холмистой местности и бездорожья предпочтительна установка мотора сзади, а для передвижения по ровной трассе – спереди.

Впереди устанавливаются электромоторы различной мощности – от 250 до 1000 Вт. Но с повышением мощности возрастает нагрузка на раму. Вилки же у многих велосипедов недостаточно прочны для установки мощных двигателей и требуют усиления фиксирующим крепежом. Иначе велик риск деформации и разрушения дропаутов вилки под действием сильного крутящего момента.

Заднее электро-колесо для велосипеда

Преимуществами установки ступичного электромотора сзади выступают:

1. Максимально надежное крепление – без дополнительных внешних фиксаторов.
2. Возможность установки мощного двигателя без использования дополнительного фиксирующего крепежа.
3. Меньшая подверженность электродвигателя воздействию влаги и загрязнений – благодаря частичному прикрытию дисковым тормозом и кассетой звезд.
4. Прекрасная динамика разгона, комфорт передвижения по холмистой местности, уверенное преодоление подъемов, эффективное сцепление с поверхностью.
5. Высокая проходимость по снежному покрытию и рыхлому грунту.

К недостаткам установки электродвигателя на заднюю ступицу относится более сложный монтаж – дополнительно крепятся тормозные диски, кассета или трещотка со звездами и остальные элементы трансмиссии. Еще один недостаток – при заносе на дороге управлять заднеприводным электровелосипедом сложнее, чем переднеприводным. Обычно тяжелое заднее мотор-колесо для электровелосипеда используется в сочетании с аккумулятором, размещенным в велосумке или водонепроницаемом боксе в треугольнике рамного каркаса. Это позволяет равномерно распределить вес и улучшить управляемость.

О том, как переделать велосипед в электровелосипед и сделать поездки более легкими и комфортными, читайте здесь.

www.voltbikes.ru

Оплата и доставка мотор-колеса

Комплект можно оплатить сразу, при получении на почте или курьеру. Для этого после оформления заказа нужно внести предоплату не менее 30%, остаток оплачиваете при получении товара (курьеру или на почте). При предоплате 100% доставка транспортной компанией БЕСПЛАТНО! При наложенном платеже доставка только EMS, её средняя цена 2000руб. В этом случае сумма за доставку будет оплачиваться при получении товара. За пределы России наложенный платёж невозможен.

Вам будет интересно:

Мотор-колесо 1000Вт заднее с аккумулятором 48В 11Ач на раму — более мощный и скоростной комплект

carbonbike.ru

Специализация электромоторов

Электрическое мотор-колесо для велосипеда может быть специально разработано для лучшего подъема в горку или оптимизировано для повышенной дальности или увеличенной скорости поездки. Двигатели с большой номинальной мощностью имеют высокую способность к преодолению холмов (крутящий момент), но они снижают дальность путешествия (быстро садят батарею).

Коэффициент полезного действия (КПД) двигателя по мощности не является постоянным, он имеет максимальное значение при определенной скорости. Также его величина зависит от того, растёт скорость или снижается.

Крутящий момент

При переключении передачи всегда теряется крутящий момент. Поэтому желательно всегда начинать восхождение в гору на соответствующей передаче или делать при подъеме как можно меньше переключений.

Даже мотор с редуктором подвержен влиянию переключения передач. После смены передачи велогонщиком любой двигатель должен будет поменять обороты. В этом случае будет лучше, если велосипедист даст дополнительный толчок через педали после переключения передачи.
Переднее моторколесо также теряет крутящий момент вместе с гонщиком при смене скорости, поскольку они объединены в одну и ту же систему передач.

Спуск с горки

После каждого подъёма следует спуск с горки – это просто как круговорот веществ в природе. На спуске, при регенеративном торможении, электродвигателем можно зарядить аккумулятор и расширить дальность поездки на электровелосипеде. Электрический двигатель конструкции В.В. Шкондина может при генерации вернуть максимальную часть той энергии, которая была потрачена на подъём в гору.

Генерация энергии замедляет велосипед, так что установка двигателя Шкондина будет хорошей идеей, если вы хотите ограничить максимальную скорость велосипеда на спуске, естественно, без использования тормозов.

Кроме регенеративного сопротивления, каждый электродвигатель имеет внутреннее трение, так что любой привод на электрическом байке в какой-то степени снижает максимальную скорость при накате в сравнении с обычным велосипедом.

Анализ разных электронаборов

Есть два возможных варианта электрических наборов для велосипедов:

• Мотор, установленный в колесо. Эта система не использует преимущества велосипедной системы передач.
• Двигатель, вставленный в каретку (такой как у системы Optibike MBB), который параллельно можно вращать ногами. Эта система задействована через цепную передачу велосипеда.

В первом случае цепная система передач остается незадействованной, и вы можете не надеяться на максимальную эффективность двигателя при подъеме в горку. Во втором случае вы, конечно, немного потеряете на трении в цепной передаче, но сможете оптимизировать КПД двигателя при изменении скорости движения.

Обычное моторколесо или редукторное?

Неважно, подсоединен электромотор через цепную передачу (приводы в каретке) или нет (переднее, заднее моторколесо, фрикционные передачи), велосипедная система скоростей всё равно будет задействована.

Редукторное моторколесо позволяет двигаться с использованием пониженного передаточного отношения. Оно может помочь велогонщику взобраться на очень крутой холм, если использовать мотор с сильно понижающим планетарным редуктором. При этом двигатель будет работать близко к высшей точке КПД, так как он сохранит высокие обороты. Но всё-таки потеря эффективности у мотора с редуктором будет, поскольку такие системы являются сложными и в них неизбежны некоторые траты на трение.

Системы без редуктора не понижают обороты двигателя. Следовательно, КПД двигателя в них не является постоянным, а очень часто зависит от скорости велосипеда. Но такие системы просты, поэтому их суммарный КПД выше по сравнению с редукторными моторами.

Как видите, существует проблема выбора между электромоторами с редуктором и без него. С одной стороны, первые могут поддерживать один и тот же КПД двигателя в широком диапазоне скоростей, тогда как вторые имеют неизбежные потери при снижении скорости. С другой стороны, электромоторы без редуктора обладают большим суммарным КПД.

При попытке подняться на очень крутой склон или при перевозке тяжелых грузов ваша средняя скорость достаточно сильно падает. В таком случае мотор без редуктора будет функционировать на уровне со значительно заниженным КПД. Для подъема в гору редукторное колесо будет лучшим выбором.

Однако можно с уверенностью сказать, что в других условиях катания мотор без занижающей передачи будет справляться со своей работой лучше (особенно в частых дальних поездках), чем чрезмерно сложные системы с редуктором.

Примеры из реальных жизненных ситуаций

Возьмем для первого примера стандартный мотор с предельной мощностью в 250 Вт при 10 км/ч и велогонщика, который может тоже внести 250 Вт (не сильно стараясь) для поддержания заданной скорости. Вместе они выдадут одну впечатляющую мощность в 500 Вт.

• Со скоростью в 10 км/ч гонщику под силу взобраться на холм с уклоном 17,5% при 500 Вт совместной мощности.
• Со скоростью в 8 км/ч велосипедист может взобраться на холм с уклоном 17,5% при своих 250Вт и работающем на 80% моторе в 200 Вт.
• Со скоростью в 6 км/ч велосипедист может вскарабкаться на горку с таким же уклоном 17,5% при своих 250Вт и работающем на 60% моторе в 125 Вт.

На первый взгляд, эти результаты могут показаться целиком неточными, потому что идёт на спад вместе со скоростью лишь эффективность электромотора, и кажется, будто велогонщику всё равно под силу взобраться на один и тот же крутой склон.

Эта неточность будет решена, когда мы поймём, насколько человек важен для работы электровелосипеда. Понаблюдаем, что бы произошло, если бы велосипедист вообще не нажимал на педали и все 500 Вт (как в примере выше) приходили от мотора.

• Со скоростью в 10 км/ч велосипедист смог бы взобраться на горку с уклоном 17,5% только при работающем на 100% двигателе в 500 Вт.
• Со скоростью в 8 км/ч ездок может взобраться на горку уже с меньшим уклоном 17% при работающем на 80% моторе в 400 Вт.
• Со скоростью в 6 км/ч ездок может выехать на холм с уклоном 14,5% при работающем лишь на 50% моторе в 250 Вт.

Эти результаты взяты с e-bike calculator при следующих вводных: суммарный вес — 100 кг; площадь лобового сопротивления — 0,4 метра кв; коэффициент трения — 0,7; длина подъема — 100 м; скорость встречного ветра — 10 км/ч и коэффициент сопротивления качению — 0,007.

Гонка по городу на собранном своими руками электровелосипеде с моторколесом:

Сила велогонщика наиболее значима, когда нужно поддержать скорость на электровелосипеде, потому что с её падением сильно снижается КПД двигателя. Анализируя это, вы сможете понять, насколько электровелосипед отличается от любого другого моторизированного транспорта и почему установка редукторных моторов не всегда является лучшим выбором. В переднее колесо лучше вовсе не ставить мотор с редуктором, ведь оно должно иметь свободный накат.

Большинство людей, обратив внимание на зависимость мощности и скорости, сделают вывод, что лучше всегда использовать мотор с большой мощностью (хороший, свыше предельных 250 Вт). Но анализируя реальные отзывы людей, которые проверили разные моторы на практике, приходишь к мысли о том, что имеет смысл лишь запасённая скорость. И на деле, чаще всего, моторколесо мощностью в 250 Вт будет лучшим выбором.

velofans.ru

Устройство

Теперь взглянем на моторы изнутри.

Слева самое дешевое мотор-колесо, справа с редуктором. Отличие в том, что редукторный электромотор вращается с большей скоростью (редуктор 5:1), поэтому он более тяговитый и меньше весит. Отличить их просто. Редукторный более толстый, а первый больше. За счет уменьшения длины спиц такое колесо хуже амортизирует. В тоже время зазор между магнитами и катушкой очень маленький. Там, где при сильном ударе на обычном колесе мы могли бы отделаться восьмеркой, здесь магниты могут встретиться с катушкой. Хорошо, допустим мы катаемся исключительно по ровному асфальту. Посмотрим что внутри кареточного мотора на примере моего bafang BBS01 мощностью 250/350 Вт.

Сразу отмечаем наличие редуктора с еще большим передаточным числом 1:21.9, т.е. двигатель вращается еще быстрее и по идее должен быть еще эффективнее, меньше и легче (последнее очевидно из фото). Второй момент, бросающийся в глаза — это нормальный неподвижный статор и вращающийся ротор. Вот здесь поподробнее.

Из школьного курса физики мы знаем, что момент инерции зависит от массы вращающегося тела. Разгонять и тормозить мотор-колесо гораздо затратнее, т.к. ротор там большой и совмещен с металлическим корпусом. Вес заднего мотор-колеса в сборе с покрышкой 8-10 кг, что сопоставимо с весом всего моего велосипеда. Более современные редукторные мотор-колеса весят на несколько кг меньше. Но самым главным их преимуществом является наличие в их конструкции обгонной муфты. Дело в том, что в обычном мотор-колесе статор мотора жестко закреплен на валу, а ротор жестко на колесе. Если на вращающийся мотор не подается ток, то он превращается в генератор. Этот убийственный недостаток маркетологи продают нам как благо под названием рекуперация. По факту мотор все время движения накатом вынужден тратить энергию на преодоление тормозящего момента. Время, когда вы тормозите рекуперацией ничтожно мало, а эффективна она лишь на максимальных оборотах. Реальная эффективность рекуперации на равнине отрицательна. А если не дай бог кончилась батарея, то велосипед превращается в мощный фитнес-тренажер. Это исключает возможность пользоваться велосипедом как раньше и вынуждает жестко оценивать расход батареи.

Технические характеристики

Но это еще не все, давайте сравним технические характеристики моторов.

Мотор-колесо

Это редукторное мотор-колесо, номинальной механической мощностью 1000 Вт и номинальным крутящим моментом 25 Н·м при максимальной эффективности 80.9%. Сразу отмечу, что ток при отсутствии нагрузки составляет 3 А. Если бы не было обгонной муфты, то ваш мотор потреблял бы максимально  48,6 * 3,146 = 152.9 Вт при движении накатом. Примерно 13 Вт вам придется компенсировать при севшей батарее за счет собственной мускулатуры, и гораздо больше при обычном мотор-колесе. Отметим, что кратковременно мотор способен потреблять до 45 А (2149 Вт) и выдавать максимально 46 Н·м (1644 Вт) и этот момент приложен к оси колеса. Мотор-колесо при мощностях 0 — 360 Вт имеет пропорционально малую эффективность 0 — 70%. Более-менее нормальную эффективность мотор-колесо выдает при мощностях ≥500 Вт. Размеренные прогулки не для него. Если нужно проехать как можно большее расстояние, то нужно разгоняться иначе батарея будет тратиться впустую. Этот мотор для тех, кому нужно добраться из точка А в точку Б за самое короткое время.

Кареточный мотор

Теперь взглянем на характеристики кареточного мотора 250 Вт.

Сразу отмечаем большую максимальную эффективность 89,7% при 151 Вт. Эффективность выше 80% при мощности от 50 до почти 400 Вт. А что такое эффективность — это отношение полученной механической мощности Pout к затраченной электрической мощности Pin. Чем она выше, тем более экономно мы тратим батарею. На этом моторе можно ехать медленно или быстро — не важно, батарея будет расходоваться адекватно.

Сравним крутящие моменты. У кареточного мотора он приложен к оси каретки и передается на заднее колесо за счет цепи. Соотношение звезд дает нам передаточное число на которое уменьшается крутящий момент. Так, при номинальном токе 9 А (34 Н·м), передней звездой 44Т и задней кассетой 30/11Т получим крутящий момент на колесе от 8,5 до 23.2 Н·м в зависимости от положения заднего переключателя скоростей. При максимальных 15 А (55 Н·м) и все еще хорошей эффективности от 13,7 до 37,5 Н·м. При максимальном крутящем моменте мотора 100.9 Н·м на заднем колесе на звезде 30Т будет 68.9 Н·м. Это то же самое если взять гаечный ключ длинной 10 см и навалиться на него всем телом массой 70 кг. От момента зависит ускорение велосипеда и предельный угол подъема. На кареточном мы можем гибко распоряжаться им за счет переключения задней передачи. Получается что на кареточном моторе 250 Вт можно заехать на более крутую горку, чем на редукторном мотор-колесе 1000 Вт, т.к. он развивает на 50% больший крутящий момент (69 против 46).

Мощность

Стоит отметить, что мой двигатель 250 и 350 Вт — это абсолютно одинаковые двигатели. У них лишь разные прошивки, которые ограничивают ассистента помощи либо на 250, либо на 350 Вт. Но если нажать газ, то оба выдадут 400 Вт и больше если батарея 48 В.  Из таблицы ниже видно, что более мощные mid drive имеют больший момент и скорость, а вот 250 от 350 ничем не отличается.

Из графика выше для кареточного мотора видно как ток растет до 15 А и стабилизируется явно программно, потому что резко начинает падать эффективность, обороты и мощность, но продолжает расти крутящий момент. А мощность — это крутящий момент помноженный на обороты.

Справедливости ради скажу, что мощность дешевого мотор-колеса — это как ни крути мощность и 250 всегда будет меньше 1000, а значит будет ехать медленнее или увезет меньше груза при прочих равных. Кареточный двигатель на 750 Вт лишь немного дороже, но выдаст уже 110 Н·м на колесо. Но я специально сравниваю с 250 Вт чтобы показать — мощность далеко не единственный параметр, на который нужно обращать внимание при выборе типа электромотора.

Занимательная математика

И напоследок еще немного математики. Радиус моей передней звезды 44Т = 1/2″ * 44/2π = 89 мм. Длина стандартного шатуна 175 мм. Цепь при максимальном моменте электродвигателя испытывает нагрузку эквивалентную 100.9/9.8/0.089 = 115,7 кг. Вес человека, который создаст такую же нагрузку на цепь если навалится всем телом на одну педаль примерно в 2 раза меньше 89/175*115,7 = 58,8 кг за счет в большей длины шатуна. Мой нормальный вес 64 кг. Это значит, что мотор развивает почти такую же мощность, которую я могу выжать из велика в стоячем положении. Т.е. добавив 6 кг (мотор 250 Вт + батарея 500 Втч) к весу моего велосипеда я добавил 59 кг усилий на педали. Кстати это значит, что когда мы вваливаем вдвоем, все механизмы испытывают двойную нагрузку, что сказывается на износе как будто на велик встал человек массой 120 кг.

Большой крутящий момент mid drive — это и плюс и самый большой минус, т.к. требует разумного подхода к переключению передач. В этом смысле здесь снова работает прямая аналогия с машиной. Разгоняться нужно всегда с первой передачи и первые метры проезжать на педалях. Не стоит давать большие нагрузки при маленьких оборотах. Не стоит ставить мотор мощностью 1000 Вт на ашан-байк. Мощный мотор очень быстро сработает цепь и звезды, поэтому чем выше мощность, тем более качественные компоненты передачи необходимо использовать. Также для мощного мотора акутально иметь gearsensor — датчик переключения передач, чтобы скидывать тягу в момент переключения. У мотор-колеса такой проблемы нет, но и такой тяги тоже.

Выводы

Отвечая на вопрос, поставленный в первом абзаце скажу, что сэкономить можно, если вам не нужна скорость ниже 50% от максимальной и вы совсем не собираетесь крутить педали. Правда в этом случае, это уже электромопед. В любом случае не берите самое дешевое мотор-колесо. Только с планетарным редуктором. Это неплохой бюджетный вариант для городского велосипеда. Если же ваша цель — поездки по бездорожью по пересеченной местности с большими перепадами высот с форсированием препятствий в том числе путем переноса велосипеда на руках; если велосипед для вас в первую очередь тренажер, а не транспорт; если нужен легкий доступ к системе передач, ремонтопригодность и гибкость в модификации; если нужна большая дальность поездок за счет лучшей эффективности использования батареи, и вы готовы за всё это доплатить — ваш выбор кареточный мотор или mid drive.

У мотор-колеса слишком широкий рабочий диапазон скоростей, а электромоторы сложно сделать так, чтобы они одинаково эффективно работали на малых и высоких оборотах. Особенно это заметно на скоростях ниже 30% от максимальных. Вы вроде едете медленнее, энергии вроде тратиться меньше. Вот только на каждый 1 Вт механической мощности вы тратите 2 Вт электрической (если очень грубо).  А на максимальных оборотах малину портит сопротивление воздуха и трение. Кареточный мотор можно легко держать вблизи своего максимума эффективности за счет переключения передач. Максимальная скорость вращения мотор-колеса маловата для эффективной работы электромотора. Для создания достаточного момента при таких скоростях приходится использовать больше магнитов и большую площадь магнитопровода. Поэтому они больше, тяжелее, а значит более прожорливее и еще менее эффективны. Планетарная передача в мотор-колесе призвана решить эту проблему. Но жёсткое сцепление накладывает уже механические ограничения. Если планетарка имеет не одну, а несколько скоростей, то цена такой конструкции приближается к цене кареточного мотора и уже не является преимуществом, хотя недостатки еще остаются. В любом случае прогресс не стоит на месте, а цены падают. Так что рано или поздно и по нашей улице проедет инкасатор.

blog.regimov.net

При планировании покупки велосипедного электронабора в первую очередь нужно определится с наиболее удобной конфигурацией крепления мотор-колеса — переднеприводной или заднеприводной (на переднюю или же на заднюю вилку). У нас нет личных предпочтений в отношении вариантов крепления ступичных электродвигателей, поэтому хотелось бы указать на преимущества и недостатки каждой из версий.

Если Вы уже являетесь обладателем велосипеда, который собираетесь преобразовать в электрический, то решить поставленную задачу будет намного проще, так как нужно лишь установить, какой вариант крепления мотор-колеса наилучше подойдет для вашего типа велосипеда. Правда, если велосипедная рама делает возможной установку мотор-колеса как наперед, так и назад – определятся с местом размещения электродвигателя придется исходя из личных предпочтений и от того, каких возможностей человек хочет добиться от своего электровелосипеда. Стоит обратить внимание на то, что электрический двигатель добавляет дополнительного веса колесу, поэтому принимая решение о том, каким будет будущий электровелосипед – переднеприводным или заднеприводным, необходимо решить для начала, какой вариант комплектации будет для велосипедиста наиболее комфортным, учитывая размеры мотор-колеса и его мощность.

Самыми популярными из продаваемых нами комплектов являются велосипедные электронаборы с переднеприводными электродвигателями. Это связано, возможно, главным образом с большей простотой их установки, нежели заднеприводных: крепление мотор-колеса впереди подразумевает снятие переднего колеса и последующего монтажа заспицованного в обод электромотора.

Компоновка электровелосипеда передним приводом предполагает такую комплектация, при которой руководящий сигнал от контроллера о скорости движения и развитии крутящего момента передается на переднее колесо. Переднеприводные мотор-колеса, встраиваемые в центральную часть переднего колеса, подходят практически ко всем типам велосипедов. Установить велосипедный электронабор с переднеприводным мотор-колесом проще простого, главное — не запутаться с направлением его вращения! В считанные минуты без затрагивания трансмиссии и переключателя скоростей закрепляем новое моторизированное колесо вместо старого переднего, фиксируя его при помощи шайб и гаек, прикрепляем ручку газа, тормоза и иные желаемые электрокомлектующие на велосипед, соединяем их к контроллером согласно схемы, подсоединяем аккумуляторные батареи, регулируем тормоза, закрепляем провода — вот и все, что приходится сделать, дабы получить моторизированный велосипед. В случае же установки мотор-колеса на заднюю ось придется дополнительно повозится с креплением кассеты или трещотки со звездами, тормозными дисками и прочими трансмиссионными сложностями.

При установке велосипедного электронабора впереди создается полноприводное электрическое транспортное средство, приводимое в движение, как педалированием (регулировка работы заднего колеса), так и работой электромотора (управление ведущим передним колесом). Преимуществом переднеприводных велосипедних двигателей является развитие на дороге большего крутящего момента. Скорость электрического велосипеда с переднеприводным ведущим колесом будет немножко выше по той причине, что мотор-колесо будет тянуть постоянно вперед.

Схема расположения электродвигателя впереди, а аккумуляторов сзади – в сумке на багажнике, — практически идеальна. Размещением мотор-колесо и аккумуляторных батарей в разных концах велосипеда удается добиться идеальной балансировки веса, так как весь дополнительный груз комплектующих будет равномерно распределятся по электровелосипеду. Удачное распредение массы на электровелосипеде с загрузкой переднего колеса повышает эффективность его торможения. Указанные момент особо важен в ситуации поездки по скользкой заснеженной дороге, ибо, если передняя часть электровелосипеда будет более сильно напружена, транспортное средство может повести себя на дороге очень непредсказуемо. Кроме того, размещение мотор-колеса впереди позволяет велосипедисту непосредственно визуально следить за его работой. В случае наблюдения каких-то изменений в нормальном функционировании переднеприводного мотора велосипедист сможет вовремя среагировать на поломку и прекратить движение.

Конечно же, ничто не является совершенным, и передний привод также имеет некоторые недостатки. Дополнительный вес переднего колеса может сделать поездку по бездорожью менее комфортной, особенно на низких скоростях, поскольку переднее колесо принимает на себе встречный удар, наскакивая на кочки. Одним из существенных недостатков переднего привода совершенно справедливо считается динамическая разгрузка электровелосипеда при разгоне и движении в гору. Однако, на ровной трассе дополнительный вес будет совсем неощутим, так как подъемов переднего колеса как таковых не будет предполагаться.

На переднее колесо могут устанавливаться электродвигатели широкого диапазона мощностей: от 250 до 1000 Ватт, однако, как известно, увеличение мощности отображается на росте весовой нагрузки на переднюю часть велосипедной рамы. Ситуация такова, что передние велосипедные вилки большинства обычных велосипедов не рассчитаны на установку мотор-колес больших мощностей, поэтому настоятельно рекомендуется дополнительно усиливать вилку универсальным фиксирующим крепежом с целью предотвращения разрушения или же деформации её дропаутов под воздействием развития электромотором большого крутящего момента. Кроме того, даже в прочной стальной вилке возможен осевой проворот мотор-колеса и, как следствие, его выпадание. Поэтому, в целях повышения безопасности поездки на электровелосипеде с установленным на переднюю ось мотор-колесом желательно укрепить её специальным велокрепежом. Заднеприводное же мотор-колеса более надежно фиксируется, поэтому при его установке не придется использовать никаких дополнительных внешних креплений.

Если Вы желаете установить на велосипед мощный электродвигатель (более 500W), и не хотите обременять себя покупкой усиливающего велосипедного крепежа — лучше остановится на мотор-колесе для задней ступицы. Достоинство размещения электродвигателя сзади кроется и в том, что его частично «скрывает» кассета звезд и задний дисковый тормоз, благодаря чему мотор-колесо в процессе эксплуатации меньше подвергается воздействию влаги, пыли и грязи, чем переднее.

Заднеприводные мотор-колеса устанавливаются на заднюю вилку. Отличается задний велосипедный электромотор от переднего прежде всего наличием резьбы для установки трещетки из звездочек. В принципе, такие электродвигатели можно ставить и на переднюю вилку при некоторой их предварительной доработке. Заднее ведущее ступичное мотор-колесо – это лучший вариант комплектации электровелосипеда, эксплуатируемого в холмистой местности. Плюс подобной сборки – обеспечение отличного сцепления с дорожным покрытием при подъемах вверх по склонам.

Заднеприводные электромоторы своим весом увеличивают нагрузку на заднюю часть велосипеда, в результате чего при разгоне электровелосипед имеет лучшее сцепление с дорожным покрытием и тяга двигателя при разгоне используется эффективнее. Как результат – обеспечивается отличная динамика разгона, способность к легкому преодолению подъемов.

Электровелосипед с заднеприводным мотор-колесом имеет отличную проходимость по рыхлому грунту и снегу, однако в случае заноса на дороге велосипедисту тяжелее обеспечить корректировку скольжения заднего колеса с электромотором, чем если бы мотор-колесо находилось впереди. К недостаткам комплектации электровелосипеда мотор-колесом на заднюю ось можно отнести и более длительное время его установки.

Если в электровелосипеде применяется тяжелое мотор-колесо с креплением на заднюю ось, с целью уменьшения нагрузки на заднюю часть велосипеда и обеспечения максимального распредения веса комплектующих на раме можно попробовать разместить аккумуляторы в треугольнике рамного каркаса, использовав с этой целью специальный бокс или велосумку, или же применить для питания велосипедной электроники наиболее легкие варианты аккумуляторных батарей – литий-полимерные (Li-pol) или же литий-железо-фосфатные (LiFePO4). Хотим отметить, что если для размещения аккумуляторов будет выбрано внутреннее пространство рамы, расположить в нем аккумуляторы SLA AGM емкость более чем в 10 Ah будет проблематично, так как последующее увеличение емкости приведет к существенному увеличению габаритов источником питания.

В случае с небольшим и легким прямоприводным или редукторным двигателем – мотор-колесом вопрос места установки будет стоять не так категорично, так как отягощения конструкции электровелосипеда при подобной комплектации практически не наблюдается.

Хоть место установки мотор-колеса несколько влияет на управляемость электровелосипеда, принципиально подходить к вопросу его подбора тоже не стоит, поскольку современные технологии позволяют практически уравнять передне- и заднеприводные мотор-колеса с точки зрения качества исполнения и безопасности.

Заказывая в интернет-магазине спицованное в обод мотор-колесо, стоит убедится в том, что диаметр колеса, так же как и ширина оси колеса соответствует посадочному месту в планируемом к переоборудованию велосипеду. Понятно, что если велосипед комплектуется 26-дюймовыми колесами, покупать мотор-колесо в ободе размером 24 или 28 дюймов не нужно, а если размеры посадочного места для велосипедного двигателя (ширина вилки) нестандартны — необходимо будет проконсультироваться у специалистов по вопросу, возможна ли установка ступичного электромотора на данный велосипед. Согласно единому международному стандарту посадочная ширина задней вилки велосипедов в месте крепления оси мотор-колеса составляет 145 мм, передней — 100 мм. В случае, если заднеприводное мотор-колесо не будет входить в проем дропаутов задней вилки, можно попробовать заменить кассету со звездами вариантом с меньшим количеством звезд.

www.electra.com.ua

Как сделать колесо мотор своими руками? Готовим инструменты

Для начала нам необходимо приобрести новое колесо диаметром от 20 до 28 дюймов. Можно использовать и старое, но в таком случае нужно убедится в его нормальной работе. В идеале колесо не должно образовывать «восьмерок» на ходу и быть хорошо отрегулированным на спицах.

Кроме этого, для создания самодельного мотор-колеса нужно приобрести аккумуляторную батарею. А для того чтобы можно было регулировать скорость движущегося велосипеда, нужно позаботится об установке специального регулятора скорости. Для хранения батареи покупается чехол или сумка, соответствующая размерам АКБ.

Еще одна немаловажная деталь – контроллер. Этот элемент представляет собой блок с множеством проводов, отвечающий за работу всего мотор-колеса. Контроллер являет собой плату, расположенную в металлическом (чаще всего алюминиевом) корпусе для защиты от негативного воздействия внешних факторов. Чаще всего он устанавливается на место крепежа фляги, непосредственно на раму.

Чтобы обеспечить бесперебойность работ всех электромеханизмов, следует заготовить комплект предохранителей и провода. Последние можно использовать от обычных аудиоколонок.

Принцип работы устройства

Перед тем как начать изготавливать колесо-мотор, нужно вникнуть в его принцип действия. Данный элемент представляет собой бесколлекторный электродвигатель постоянного тока. Колесо-мотор заспицовывается в велосипедный обод и может монтироваться как сзади, так и спереди (некоторые устанавливают его сразу на два колеса). По своей мощности электрические моторы, применяемые для таких байков, могут быть 250 Вт, 500 и даже 1000 Вт. Последний способен развить скорость до 60 километров в час. Правда, вряд ли это будет безопасно на горной трассе или в жилой зоне в черте города. Кстати, вне зависимости от мощности данные электромоторы не нуждаются в дополнительных настройках, регулировках и обслуживании.

Как сделать мотор колесо своими руками? Правила изготовления

1. Обратите внимание на правильный и грамотный расчет узлов. При таких условиях колесо-мотор можно обезопасить от различных затиров и заклинивания. Если же этого не сделать, вы рискуете столкнуться с разрушением деталей, что может стать причиной поломки всего электровелосипеда.
2. Если детали по размерам и характеристикам подходят от уже бывших в употреблении, не бойтесь их использовать в работе. Главное, чтобы они находились в исправном состоянии. Некоторые элементы, конечно, нельзя изготовить самостоятельно по ряду причин. Однако это может значительно повлиять на ваш бюджет расходов. К примеру, установка спиц на диск будет стоить порядка полутора-двух тысяч рублей.
   
3. Поскольку мотор-колесо – это совокупность сложнейших электрических механизмов, необходимо позаботится о качественной изоляции проводов, соединяющих все эти детали. Также необходимо помнить, что велосипед (даже если он будет эксплуатироваться чисто для езды за покупками в магазин) должен быть хорошо защищен от воздействия таких факторов, как песок, дорожная пыль, соль, грязь и прочих вредоносных для электродвигателя элементов.
4. Если мощность вашего байка будет составлять более 250 Вт, следует подумать о минимизации зазоров трущихся механизмов. Возможно в этом вам нужно будет использовать специальные инструменты.
5. Для изготовления таких деталей, как втулка и вал, необходимо научится работать на токарном станке. Однозначно для одного электрического колеса приобретать его будет нецелесообразно. Поэтому в данном случае либо заказываем его аренду, либо нанимаем знакомого токаря. Последний вариант, как показывает практика, является более быстрым и безопасным.

Преимущества использования мотор-колеса на велосипедах

Во-первых, благодаря наличию электрического двигателя вы можете безо всяких физических усилий преодолевать большие расстояния, что особо важно для пожилых и неподготовленных людей. Во-вторых, для езды на таком транспорте, в отличие от мотоциклов и скутеров, не требуется прав определенной категории. А это значит, что управлять им может абсолютно каждый. В-третьих, за счет компактности велосипеда вы не будете стоять в постоянных пробках. К тому же для хранения такого транспорта не нужно приобретать отдельный гараж.

Обслуживание

Сделанное мотор-колесо своими руками (а точнее его электродвигатель), в отличие от двигателя внутреннего сгорания, практически никогда не нуждается в дополнительном обслуживании. А это значит, что затраты на его содержание будут минимальными.

Работает колесо-мотор Шкондина от энергии аккумулятора, который без подзарядки способен преодолеть до 30 километров пути. Но даже если АКБ разрядится, все равно вам не придется буксировать его – в любой момент этот транспорт может превратиться в обычный велосипед, движение которым осуществляется мускульным усилием.

Сколько стоит данная деталь в магазинах?

В среднем новый электродвигатель, устанавливаемый на обод велосипеда, можно приобрести по цене от 10 до 30 тысяч рублей (мотор-колесо для автомобиля стоит еще дороже). При этом стоит отметить, что стоимость может существенно варьироваться от мощности устройства. Комплект мотор-колесо для велосипеда может стоить и 3 тысячи, но его хватит лишь на 200 метров езды.Изготавливая же его самостоятельно, вы можете сами подобрать для себя такое устройство, которое бы соответствовало вашим требованиям и характеристикам.

Итак, мы выяснили, как сделать мотор-колесо своими руками.

fb.ru

Как выбрать мотор-колесо для велосипеда (электровелосипеда)?

        В этом сезоне нам удалось проверить на практике электродвигатели (мотор-колеса) разных типов и производителей для электровелосипедов и электроскутеров. Результат и впечатления от первого лица описаны в данной статье. Сразу отметим, что тестирование мы проводили на горных велосипедах со стандартными ободами 26 дюйма. Данный размер обода(26”) самый распространенный, а так мотор-колесо можно поставить на любой обод от 16 до 30 дюймов, смотря какой у вас велосипед.

         В основном в интернете вы найдете сухие технические сравнения, цифры, теоретические плюсы и минусы каждого вида/типа двигателей. Мы же в данной статье расскажем, как эти двигатели работают на практике, и поделимся собственными впечатлениями.

Редукторные электродвигатели (мотор-колеса)                   

          Свой выбор мы остановили на редукторных мотор-колеса самого известного производителя Bafang (заводы в Китае и Голландии). Данные двигатели отличаются от других редукторных двигателей ценой (Bafang на 30% дороже), качеством, сроком службы и запасом мощности.

          Также мы купили более мощные редукторные двигатели фирмы MAC. Завод у них находится в Китае, основной рынок сбыта в США. О высоком качестве этих моторов ходят легенды в интернете, поэтому мы решили убедиться в этом сами, о чем вам и расскажем в данной статье.
          Существует мнение, что лишние трущиеся детали не обеспечивают долговечность конструкции (шестерни планетарной передачи со временем стираются), и, следовательно, повышен риск поломки двигателя. В связи с этим встает вопрос о ремонтопригодности и покупки комплектующих. Срок службы редукторных моторов зависит напрямую от качества исполнения, а качество исполнения влияет на цену мотора. Поэтому мы рекомендуем выбирать средний ценовой диапазон ( Bafang) и более дорогой (MAC….)

Редукторный электродвигатель (мотор-колесо) Bafang 250Вт

                  Начнем с самых легких электродвигателей для велосипеда, они весят всего 2 кг, ставятся на переднее колесо и их номинальная мощность равна 250 вт. Производятся в двух исполнениях под дисковые тормоза и под брекиты.
Остановимся на запасе мощности. К примеру, оказалось, что редукторный двигатель Bafang на 250Вт работает в режиме 350Вт-500Вт без потери срока службы (при весе мотора всего 2 кг !!!).
                 Для сравнения мы прокатились на дешёвых китайских редукторных моторах с заявленой мощностью 350 Вт. Более мелкие производители в Китае лукавят и пишут номинальную мощность 350Вт, хотя их реально рабочая мощность оказалась 250вт-350вт. В то время как у Bafang 350-500Вт. Моторы Bafang показали себя гораздо лучше и по разгону и по максимальной скорости, поэтому именно о них мы сейчас и рассказываем.
                 Кроме того, мы экспериментировали с максимальной рабочей мощностью этих редукторных двигателей 250вт. Оказалось, что при повышении напряжения и тока, мощность этих двигателей возрастает до 1000вт. Это увеличивает скорость разгона и максимальную скорость до 44 км/ч. Однако, при повышении тока вы рискуете сломать шестерни в редукторном двигателе. Их, конечно, можно легко заменить, что тут уже каждый выбирает сам, что ему удобнее.

                 Оптимальный режим для 250 ваттных редукторных двигателей Bafang – это 250вт-500Вт при токе не более 15А. Скорость велосипеда на 26 дюймовых колесах будет 35км/ч, время разгона до 35км/ч примерно 10 сек. Если помогать педалями, то и за 5 сек можно. И в принципе, этого достаточно для использования велосипеда как в рабочем режиме так и в прогулочном.
                 На практике мы тестировали двигатели Bаfang 250Вт даже с весом 200кг на велосипеде и электровелосипед выходил на 80% от своей максимальной скорости.
Редукторный двигатель с номинальной мощностью 250Вт тянет до 200 кг по прямой и 80 кг до 10 градусов в горку.

Редукторный электродвигатель (мотор-колесо) Bafang 500 Вт

             Данный вид двигателей отличается весом в 4.5кг и номинальной мощностью 500Вт. Рабочая мощность данных двигателей оказалась 500-1000Вт.
             Время разгона до 35км/ч примерно 6-7 сек, скорость зависит от модели, и на 26 дюймовых колесах может быть от 28 до 45км/ч.
             Важно отметить, что редукторные двигатели могут быть скоростными или тяговыми.
             Скоростной двигатель медленнее разгоняется, но имеет большую максимальную скорость. Тяговый двигатель быстрее разгоняется, но имеет меньшую максимальную скорость.
             Самые популярное модели Bafang на 500Вт – это Bаfang CST и SWX08. Одна модель под трещотку, а вторая под кассету. Обе модели, по желанию заказчика, можно сделать скоростными или тяговыми.
             Например, ниже данные для модели Bаfang CST/SWX08 , при аккумуляторной батареи 36В
             Тяговый версия двигателя Bаfang CST разгоняется за 5 сек до 25км/ч, максимальная скорость 25км/ч. Лучше тянет в гору.
             Скоростная версия двигателя Bаfang CST разгоняется медленнее(9 сек до 25км/ч), но имеет большую максимальную скорость(35 км/ч). Хуже тянет в гору, чем тяговая версия того же редукторного мотора Bаfang.
             При аккумуляторной батареи 48В прибавка к максимальной скорости составила 8-10км/ч,и стала 40-45км/ч.
             На практике мы поняли, что тяговый и скоростной двигатели Bаfang 500вт тянут более 200кг и выходят на свою максимальную скорость. Разница только в разгоне и предельной скорости.
             Поэтому можно смело покупать средний, компромиссный вариант.

Основное отличие редукторного двигателя Bаfang на 500Вт от 250вт — это вес в 2 раза больше и скорость разгона примерно в 2 быстрее, а крейсерская скорость у них одинаковая.

Кареточный двигатель Bafang 500Вт

         Основной плюс этого мотора в том, что он устанавливается в каретку и его практически не видно. Второй плюс, силу разгона и максимальную скорость вы можете регулировать не только ручкой газа, но и переключением звездочек. Таким образом, максимальная скорость напрямую зависит от звездочек на вашем велосипеде и может быть больше 70км/ч.

           Этот тип двигателя подойдет тому, кто не хочет перегружать заднюю ось и не хочет заниматься спицеванием своего колеса и т.д.

Редукторный электродвигатель (мотор-колесо) MAC 1000 Вт  

         Данный двигатель отличного качества, разработан был специально для США. Разгон у этого мотора такой же, как и у мотор-колеса 1000Вт прямого хода, максимальная скорость зависит от типа MAC мотора и может составлять от 35 до 55 км/ч.
         Еще один плюс – это вес мотора MAC всего 4.4кг! И это при номинальной мощности в 1000Вт.
         В данный MAC мотор можно закачать до 2000Вт энергии, что делает этот двигатель особенно привлекательным.  
         По своим ощущениям можем сказать, что динамика у двигателя хорошая, максимальная скорость немалая и вес у мотора небольшой для такой мощности. Разобрав двигатель, мы убедились, что качество сборки приличное, такое же, как и у Bafang.

Электродвигатель (мотор-колесо)  прямого хода 1000Вт.

          Данный тип мотор-колеса отличается отсутствием редукторной передачи, он более долговечен, но в нем есть и ряд минусов.

           Первое, это конечно вес. Мотор-колесо прямого хода на 1000Вт весит около 6кг. А сила разгона, как у редукторного мотора Bafang 500Вт (вес 4 кг).
Второе, у мотор-колеса прямого хода на 1000Вт есть сопротивление при движении. В то время как, у редукторного мотора Bafang 500Вт сопротивление при движении практически отсутствует. Таким образом, на моторе прямого хода вы быстрее остановитесь, а на редукторном вы будете катиться (хороший накат), как на обычном велосипеде, без всякого сопротивления движению.

             Максимальная скорость электродвигателя прямого хода 1000Вт зависит от напряжения АКБ. Для примера, при 48 вольтах, максимальная скорость была 44 км/ч. Повышая напряжение, можно добиться большей скорости.

Электродвигатель (мотор-колесо) прямого хода 1500Вт.

              Динамику мотор-колеса прямого хода на 1500Вт уже можно сравнить с разгоном скутера на 50кубов (если резко дать газ на светофоре начинает вставать на козла). Он довольно быстро разгоняется и на 48В выдает скорость в 50км/ч. Повысив напряжение, можно добиться большей скорости. Вес мотора около 8-9 кг. 

             По динамике разгона 1500Вт заметно отличается от 1000Вт, мотор-колесо прямого хода 1500Вт разгоняется примерно на 40-50% быстрее, чем тот же мотор на 1000Вт. Что вполне логично, учитывая их мощность. Накат тоже слабый, но за счет массы и скорости больше, чем у 1000Вт.

motor4koleso.ru

Полезно обратить внимание:

Разборка заднего колеса горного велосипеда Переключатель скоростей на велосипеде shimano Как выбрать педали для велосипеда Как определить размер рамы велосипеда Моторный велосипед До скольки атмосфер качать колесо велосипеда