Что такое мотор-колесо для велосипеда и как его выбрать
Много людей выбирают для использования электровелосипеды, ведь они помогают ездить против встречного ветра и взбираться на высокую горку. Собрать своими руками электрический велосипед сейчас может каждый, благодаря множеству наборов, привезённых из Китая.
Но электрический велосипед лишь увеличивает силу человека, а не заменяет её полностью. Таким образом, нажимать на педали при поездке на электробайке всё равно потребуется, и особенно это необходимо при движении вверх по склону.
В отличие от другого моторизированного транспорта, на котором предусмотрен лишь двигатель для толкания машины вперед, электрический велосипед объединяет работу мотора с силой всадника. Машины, которые соединяют мощности от разных источников (например, мотора и человека) называются гибридными.
Когда человек неуверен в том, что конкретный набор с электромотором поможет взобраться на вершину какого-то холма, он теряется в раздумьях: вдруг горка будет еще более крутой или длинной. И естественно, что каждый хочет приобрести самый мощный комплект для электрического велосипеда. Тем не менее, во многих случаях самый мощный электромотор будет излишним, и вы, в конечном счёте, потратите слишком много денег, к тому же будете возить с собой гораздо больший вес, чем это действительно необходимо.
Взобраться на невысокий холм можно практически с любым мотор-колесом для велосипеда. А если при этом слабо нажимать на педали, то можно легко взойти на крутой холм, даже при тяжелых условиях – сильном встречном ветре и большом весе ездока. В сравнении с обычными велосипедами, электровелики вас приятно удивят.
Ассортимент двигателей разной мощности
Мощность мотор-колеса измеряют в ваттах (Вт). По данному параметру выделяют три категории двигателей:
- малой мощности – до 350 Вт. Такие модели служат двигателями легких, компактных электровелосипедов с максимальной скоростью 25-29 км/ч;
- средней мощности – 350-500 Вт. Электрические велосипеды с моторами данной категории передвигаются со скоростью 26-35 км/ч. Кроме городских электровелосипедов к ним относят многие складные, грузовые модели;
- высокой мощности – более 500 Вт. Электробайки с двигателями повышенной мощности способны развивать скорость от 40 км/ч.
В каждой из перечисленных групп есть популярные модели. Ознакомимся в качестве примера с несколькими из них.
Редукторный мотор от известного производителя, лидера китайского рынка – Bafang FM G350.220.D. Мотор размещается на переднем колесе диаметром 16 или 20 дюймов. Его мощность составляет 220 Вт. Двигатель обладает хорошим крутящим моментом (28 Н*м) и весит всего 2 кг.
Редукторный мотор-колесо того же производителя Bafang FM G070.500.D обладает значительно большей мощностью – 500 Вт. Работает в системах с напряжением 36, 43 и 48 В. Такими моторами оснащают более мощные электрические велосипеды с колесами большего диаметра 26 и 28 дюймов. Двигатель обладает большим крутящим моментом, чем предыдущая модель (65 Н*м), но и тяжелее в два раза (4,2 кг).
Широкий ассортимент мотор-колес с различными техническими характеристиками позволяет подобрать электрооборудование в соответствии с условиями его эксплуатации. Электровелосипед может быть легким, компактным и маневренным транспортным средством для городских поездок либо мощным и быстрым электробайком для загородных путешествий и движения по бездорожью.
ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ МОТОР-КОЛЕСА:
номинальная мощность. Указывает на то, на какую мощность рассчитан мотор. Как правило, обычно мотор может “переварить” без особых проблем 2 номинальных мощности, а в некоторых случаях и 3-4. От мощности, используемой МК, зависит скорость электровелосипеда. Более подробно зависимость скорости от мощности для разных видов МК можно посмотреть на симуляторе МК;
вес МК обычно пропорционален его мощности, чем больше вес, тем большую мощность можно в него “вкачать”. Распределение по весу, сверхлегкие: 1.4 кг (250-350 вт), легкие: 2-3 кг (250-500 вт), средние: 4-6 кг (500-1500 вт), тяжёлые: 6-10 кг и больше (1000-3000 вт и больше);
номинальная RPM, количество оборотов в минуту на номинальной мощности. Указывает на то, скоростной это или тяговый мотор. МК с низким RPM обычно имеют хорошие тяговые характеристики, с высоким RPM низкие, что влияет на проходимость вела и динамику разгона. От RPM и диаметра колеса зависит, какую максимальную скорость сможет развить электровелосипед. RPM в скорость (км/ч) можно перевести по следующей формуле: Lm х RPM x 60/1000 = км/ч, где Lm – длина окружности колеса в метрах;
ширина, влияет на то, в какую переднюю или заднюю вилку можно поставить МК. Основные стандарты размеров ширин МК: 90-93, 100-105, 135, 145. Надо не забывать, что при выборе МК надо добавлять ширину трещетки (кассеты) и/или дискового тормоза, которые планируются использовать совместно с МК. Обычно с МК, устанавливаемом назад, используются трещётки на 6-7 звезд;
тип установки, передние или задние. Задние МК обычно имеют на крышке выступ с резьбой для установки стандартной трещётки или кассеты, на передних этого нет
У трещетки и кассеты разные крепления, поэтому на это тоже надо обращать внимание при выборе МК, обычно в МК присутствует крепление под трещётку, крепление под кассеты встречается не так часто и должно быть специально указано в описании МК (например, Bafang CST или QQ Cassete);
тип крепления тормоза, влияет на то, какой вид тормоза можно установить на данный МК: без крепления, крепление под дисковый тормоз, крепление под барабанный (роллерный) тормоз;
диаметр оси. Диаметр оси у МК может быть разный, у легких редукторных МК – 12 мм (QQ, Bafang), у более тяжёлых редукторных и ДД МК – 14 мм (MAC), у некоторых даже 16
Не смотря на разный размер оси практически все МК, устанавливаемые на велосипед, имеют “проточку” с двух сторон под стандартные велосипедные дропауты в 10 мм.
Подбор МК
Здесь нужно сразу определиться, какая именно разновидность электрифицированного вело вам нужна: для города, пригорода, горных поездок, туристический, грузовой?
Затем ищите в интернете обзоры силовых агрегатов нужного назначения и выбирайте из них наиболее подходящий вам вариант
Если жалеете денег на двигатели от известных брендов, то придётся обратить внимание на так называемые «no name» изделия либо на продукцию не популярного китайского производителя. Если повезёт, то в ваше распоряжение может достаться вполне себе приемлемый экземпляр
Городские электровелосипеды
МК разработанные для городских электровело, предназначены для размеренного движения по ровному дорожному покрытию. Стоят они не дорого и если их правильно эксплуатировать, то можно рассчитывать на продолжительную безотказную работу.
Электробайки для езды в пригороде
Силовое оборудование для такой техники, как правило, обладает чуть лучшими показателями тяги и при преодолении умеренного подъёма оно вряд ли вас разочарует.
Трекинговые электровелосипеды
Электрические двигатели для таких аппаратов рассчитаны на использование на маршрутах с большой протяжённостью и в холмистой местности.
Горные велики на электрической тяге
Для горных электробайков производители не выпускают МК, по той простой причине, что для таких условий передвижения они просто не пригодны. В движение e-MTB должны приводить двигатели кареточного типа, которые имеют очевидные преимущества над моторизированными колёсами.
Однако имеют место и такие производители, которые хитрят, в рекламных целях так сказать. Обычно, эти МК демонстрируют достойную тягу, что даёт возможность без особых проблем эксплуатировать их на пересечённой местности.
Нюансы
Если вы поклонник спокойной езды, скоростной режим которой не превышает 25-30 км/ч, то добрую службу вам может сослужить мотор мощностью 250-350 Вт. А вот если вы лихой райдер, постоянно жаждущий острых ощущений, то приобретайте движок на 500 Вт. Такой, позволит разгоняться до вполне опасных 40-45 км/ч, так что, не стоит забывать и про специальную экипировку, призванную уберечь вас от неприятных травм.
Мотовелосипед и ГАИ. Несколько важных фактов
- Теперь (с 9.04.2014 г.) на любые транспортные средства нужны права. В данном случае, категории М.
- Пока автошколы не берутся обучать на эту категорию. Во-первых, автошколы прекрасно зарабатывают, обучая на «В». Во-вторых, нет комментирующих и обучающих документов, поясняющих, какие нормативы распространяются на бензиновые двигатели для велосипедов.
- Если у вас есть права (любой категории), то автоматически владельцу присваивается и категория М.
- Регистрация в ГАИ не нужна, но если вы не захватите свои автомобильные права, то получите штраф в 800 рублей. Правда, непонятно, как он будет выписываться (без документов), наверное, будет изыматься транспортное средство. Хотя инспекторы не связываются со скутеристами, а с мотовеликами подавно, так как одно удовольствие уезжать от инспекторов по парку и лесной тропинке.
- Если вы на мотовелосипеде (с правами на категорию В) наедете, например, на открытую дверцу автомобиля и станете причиной ДТП, то вас могут лишить прав на автомобиль (какие у вас есть), а так как ОСАГО к мотовелосипедам не разработано, будете платить из своего кармана. Вариантов целых четыре: не попадать в ДТП, избегать вызова ГАИ, скрывать наличие прав или просто удирать. Я выбираю первый пункт.
В заключение хочется сказать, что практически все велосипеды, на которые устанавливаются двигатели, предназначены для езды в три раза более медленной, и пробег на них в единицу времени превышает аналогичный у простого велосипеда втрое
Поэтому нужно обращать внимание не только на техническое обслуживание двигателя и его привода, но и велосипеда. Чаще всего возникают следующие проблемы:
- повышенный износ покрышек;
- люфт задней втулки колеса;
- ослабление многих соединений на винтах и гайках из – за повышенной вибрации. Нужно ставить «самоконтрящиеся» гайки.
В полной мере почувствовать поездку на мотовелосипеде можно здесь
Bafang BBS02B 48 V 750 W среднемоторный привод
Стоимость: 45 519,30 – 56 899,13 руб.
Bafang – производитель комплектующих для электровелосипедов и скутеров. Его продукция хорошо известна на рынках Китая, Европы и США. Этот китайский производитель занимается разработкой электрокомплектующих более 10 лет и зарекомендовал себя надежным поставщиком. Кроме качественных двигателей, он предлагает полный ассортимент компонентов для велосипедов и скутеров на электротяге: датчики, АКБ, контроллеры и другие комплектующие. Мотор-колеса Bafang сочетают в себе надежность, функциональность и европейский промышленный дизайн. Большой выбор моделей позволяет выбрать наиболее подходящий вариант. Главный офис и центр развития компании находится в Сучжоу, недалеко от Шанхая с его отличной инфраструктурой. Этот фактор во многом поспособствовал выходу бренда «Бафанг» на международные рынки. «Начинка» редукторного мотор-колеса Bafang представлена на фото. Двигатель разбирается с 2-х сторон. Под колпаком расположена планетарная передача. К оси жестко крепится статор с обмотками. Ротор вращается на оси и при помощи центральной шестеренки передает вращательное движение на наружный корпус. На роторе с внутренней части крепятся сверхмощные неодимовые магниты. Шестеренки вращаются на подшипниках. Оси шестеренок крепятся на обгонной муфте. Это необходимо, чтобы при езде на e-bike без использования двигателя его трансмиссия не проворачивалась. Со стороны статора при разборке видны фазные провода и обмотки. Их сечение достаточно большое и зависит от мощности, на которую рассчитан конкретный двигатель. Здесь же находятся датчики Холла
Параметры:
- Мощность: 750 W
- Напряжение: 48 V
- Контроллер ток: 25 A
- Вес нетто: 4,2 кг
- Длина кронштейна: 68 мм
- Рабочая температура дисплея:-20-80 C
- Водонепроницаемый Класс: IP65
Быстрое сравнение мощности мотора
250 Вт двигатели. Большинство велосипедистов уже будут довольны электрическими велосипедами 250 Вт . Эти электровелосипеды действительно снимают некоторые усилия кручения педалей по сравнению с традиционными велосипедами.
В то же время 250-ваттные электрические велосипеды не полностью избавляют велосипедистов от усиленной работы педалями, так как их мощность все еще ограничена. Электровелосипеды мощностью 250 Вт не являются лучшими, если вы ищете велосипед с усиленной электропомощью.
Мотор 350-500 Вт. Это моторы среднего класса. Большинство 350- и 500-ваттных моторов предназначены для того, чтобы полностью помочь любому велосипедисту. Эти моторы идеально подходят для тех, кто ищет электровелосипед с дроссельной заслонкой (типа электромопедов, которые не требуют кручения педалей).
Даже для электровелосипедов, для которых кручение педалей обязательно (типа pedelec), такие двигатели снимают с велосипедиста большую часть нагрузки.
750-ваттные двигатели. 750 Вт — это то, что вы ищете, когда вам нужна мощность и эффективность. Однако такие электрические велосипеды, как правило, дороже из-за их больших батарей и дополнительного веса.
Электровелосипеды мощностью 750 Вт также пока еще законодательно не приняты во всех странах и регионах. Если вы ищете этот более мощный вариант, убедитесь, что эти е-байки разрешено законодательно в регионе, в котором вы живете.
Имейте в виду, что электрические велосипеды не являются мопедами или скутерами и не предназначены только для того, чтобы самостоятельно взбираться на крутые склоны. Все электрические велосипеды требуют, чтобы велосипедист использовал свою мышечную силу.
Самостоятельная установка электродвигателей
В задачи собственноручной установки электромотора входит подборка готового двигателя и аккумулятора и, конечно, их установка. В результате мы получим электробайк с навесным двигателем и АКБ.
Для получения нужной подзарядки мотора (220 В) в процессе движения на велосипеде потребуется, скорее всего, несколько небольших батарей, которые дадут заметный привес и, следовательно, ухудшат динамику. Другой вариант – найти большой, зато один аккумулятор.
Аппараты, двигатели которых подойдут для велосипеда:
- газонокосилки;
- стиральные машины (не автоматы);
- бензопилы.
Последние относятся к аппаратам, работающим на бензиновом топливе, следовательно, и движок на велосипеде будет стоять бензиновый
Это и дополнительная установка бензобака, еще неизвестно, как он поведет себя в дороге, поэтому стоит остановить свое внимание именно на электродвигателях
Подвешенный к раме двигатель от газонокосилки и аккумулятор на место багажника
Сделать правильный веломотор поможет знание мощности мотора (лучше брать не слишком высокую), а также, как подсоединить к нему АКБ и цепь. Ее придется полностью снять и одним концом прицепить к валу двигателя. Из подручных средств для соединения с АКБ подойдут крепкие провода с хорошей изоляцией.
Аккумулятор и моторный блок лучше всего установить в области каретки вблизи центра тяжести велосипеда. Само собой разумеется, что понадобятся крепления и зажимы для фиксации. Кнопка включения и отключения питания протягивается на рулевую ручку.
Комплект для самостоятельной сборки электротяги
Создание собственного движка из подручных средств – дело хлопотное. Оно может окончиться неудачей. Более рациональный вариант превратить свой байк в силовую машину – это покупка и установка готового электромотора для велосипеда. Проще всего будет поставить мотор-колесо, главное, чтобы оно подходило по размеру и точно фиксировалось на раме.
Если в планы не входит замена колеса, то лучше всего приобрести навесной движок. Собрать такой узел своими руками будет несложно, потребуется только установка и соединение. В общих чертах понадобится:
- снять заднее колесо;
- соединить цепь с движком;
- установить моторный блок;
- поставить аккумулятор;
- установить блок управления и регулировочные ручки;
- соединить все элементы набора между собой.
После установки необходимо проверить, насколько правильно все установлено и как работает силовой агрегат. При недостаточной мощности движка потребуется его подталкивание педалями, что, в принципе, допустимо для велосипеда.
Типы мотор-колес
Выделяют два различных мотор-колеса, которые могут применяться при создании велосипедов и другого транспорта.
Редуктор
Его мощность колеблется в пределе от 250 до 350 Вт.
Ключевые особенности этого устройства следующие:
- Редуктор предназначен для увеличения крутящего момента, что становится причиной снижения скорости передвижения примерно до 30 км/час. Однако, за счет этого существенно упрощается подъем в гору, требуется прикладывать меньше усилий. Достигнуть схожего крутящего момента при прямом приводе можно только при увеличении мощности до 1500 Вт.
- Конструкция редуктора представлена сочетанием нескольких шестерен. Срок службы подвижных элементов во многом зависит от режима эксплуатации и правильности обслуживания.
- Во время работы шестерни становятся причиной возникновения шума или гула. Кроме этого, из0за возникающего трения конструкция может сильно нагреваться.
- Основными отличительными признаками можно назвать относительно небольшой вес и компактность. Современные технологии позволяют сделать устройство, диаметр которого суть больше диаметра втулки.
- Отрицательная сторона заключается в том, что максимальная мощность около 500 ватт.
Сегодня подобные механизмы весьма распространены по причине привлекательных характеристик. Однако в некоторых случаях больше подходят моторы с прямым приводом.
Мотор-колесо с прямым приводом
Мотор-колесо с прямым приводом характеризуется наличием двух основных элементов: статора и ротора.
Их особенностями назовем следующее:
- Ротор представлен осью колеса с обмоткой. Он закрепляется к раме велосипеда.
- Статор напоминает втулки с мощным магнитом постоянного действия. К ней проводится крепление спиц и обода, во время движения она вращается вокруг оси.
- Рассматриваемая конструкция довольно проста и надежна, так как трущиеся элементы отсутствуют.
- Достоинством можно назвать то, что мощность может достигать показателя 5000 ватт. Кроме этого, максимальная скорость передвижения составляет 100 км/час.
- Показатель КПД намного выше, если сравнивать с редуктором.
Однако у механизма с прямым приводом есть несколько существенных недостатков, к примеру, на момент движения возникает трение. Поэтому крутить педали станет намного тяжелее. Кроме этого, для достижения требуемого уровня мощности нужно устройство с большими габаритными размерами.
Классификация мотор-колес
Перед тем как отдавать свои кровные, нужно определиться, какое именно оборудование вам требуется.
МК подразделяются на 2 типа:
- прямого привода (Direct-Drive Hub Motor, он же директ-драйв, он же бесщеточный, он же безредукторный);
- редукторные (Geared Hub Motor).
МК прямого привода
Прямоприводные агрегаты устроены проще не придумаешь. В такой конструкции изнашиваются только подшипники. Вал силового агрегата играет роль оси и поскольку он зафиксирован, электродвигатель крутится вокруг него, вращая колесо и двигая электробайк.
Такие девайсы могут порадовать своего обладателя высокой степенью надёжности, а их мощность составляет 500-3000 Ватт и выше. Весят гаджеты от 5,3 килограмм. Но есть у них и негативный момент: при движении по инерции и на педалях, райдер будет ощущать сопротивление двигателя.
Direct-Drive юзеры приобретают для оснащения ими электровеликов и электромотоциклов, рассчитанных на максималку от 40 км/ч. Прямоприводные девайсы, зачастую, обладают бОльшим диаметром чем редукторные вариации. Это помогает выдавать более солидный показатель тяги, что требуется для создания приемлемого уровня мощности на пониженных оборотах. Но даже такой технический ход не спасает: по причине посредственных тягловых возможностей, для пересечённой местности эта разновидность МК не годится.
Средства передвижения оборудованные прямоприводными МК могут генерировать электроэнергию во момент замедления — это называется рекуперативным торможением. Но в то же время, эффективность подзарядки накопителя энергии с помощью рекуперации настолько мала, что про неё просто забывают. Исключение может составлять лишь тот случай, когда велосипедист будет спускаться с Эвереста!!!
Редукторное МК
У этого типа имеется редуктор и обгонная муфта. Последняя, при езде по инерции и на педалях, исключает торможение силовым агрегатом. А вот что делает редуктор: понижает высокую частоту вращения электродвигателя и повышает тягу.
Редукторная разновидность МК, которая обслуживает e-bike, электросамокаты и скутеры на электрической тяге, отличается скромными габаритами и массой, также, она может предложить достойные показатели тяги. По мощностным возможностям редукторные МК уступают прямоприводным. Как правило, для Geared Hub Motor 250-500 W являются пределом мечтаний и такие циферки дают возможность раскочегарить электрифицированное средство передвижения до 30-50 км/ч, что для многих юзеров, не слабым достижением является.
При покупке, отдавать предпочтение редукторному МК следует в том случае, если во главе угла стоит безмятежное передвижение по пересечённой местности. А вот скоростью к сожалению придётся пожертвовать — она не является козырем редукторного моторизированного колеса.
Датчики
В мотор-колесах, как правило есть датчики скорости, или датчики частоты вращения педалей (speed sensor), которые сообщают контроллеру, как дозировать помощь мотора в зависимости от частоты вращения педалей.
Датчики крутящего момента (torque sensor) реагируют не на частоту, а на усилие, которое велосипедист прикладывает к педалям, что создает ощущения более похожие на использование обычного (не электрического) велосипеда. Датчики крутящего момента используются в основном в кареточных моторах на горных электровелосипедах, но встречаются и с колесных, например в FSA System.
Разновидности мотор-колес
Принцип действия мотор-колеса оказался настолько удачным, что теперь используется во всех форматах электротранспорта и, по большому счету, стал основным, вытеснив цепную передачу. Мотор-колеса конструкционно делятся на следующие типы:
- Редукторные. Оснащены специальным механизмом (редуктором) и муфтой, позволяющими свободно регулировать обороты. Главный плюс конструкции – они позволяют колесу вращаться при даже отсутствии тягового усилия. Данный тип привода используется с маломощных гаджетах, которые эксплуатируются в относительно «мягких» городских условиях. Малая масса таких МК делает их идеальными для детских электровелосипедов и самокатов.
- Безредукторные. Такие МК не имеют передаточных механизмов, в них ротор и статор имеют прямое соединение. Благодаря такой упрощенной конструкции эти колеса более надежны, обладают лучшей тяговитостью и скоростью, способны работать с тяжелыми нагрузками без проблем 5 и более лет.
Также при выборе электротранспорта стоит обратить внимание на расположение мотор-колеса. Оно может быть передним или задним. Особенно этот аспект актуален для велосипедов, где из-за высокого центра тяжести важна правильная развесовка
При расположении МК в переднем колесе райдер будет постоянно чувствовать неудобство из-за дополнительной нагрузки на руки (управлять тяжело физически) и снижения маневренности «железного коня». Если велосипед с расположением колесного электродвигателя в задней части, то от поездок остается получать только удовольствие
Особенно этот аспект актуален для велосипедов, где из-за высокого центра тяжести важна правильная развесовка. При расположении МК в переднем колесе райдер будет постоянно чувствовать неудобство из-за дополнительной нагрузки на руки (управлять тяжело физически) и снижения маневренности «железного коня». Если велосипед с расположением колесного электродвигателя в задней части, то от поездок остается получать только удовольствие.
Решая, какое выбрать мотор-колесо, обязательно учитывайте перечисленные выше рекомендации, основанные на плюсах конструкционного исполнения.
Что лучше: купить готовый электровелосипед или сделать самому?
Вопрос, конечно, спорный, но все же мы приведем пару аргументов в пользу самодельного электровелосипеда, так как:
Мы привели всего лишь несколько аргументов, которые помогут Вам с выбором, однако для того, чтоб самостоятельно собрать и изобрести рабочий механизм, нужно разбираться в электронике.
Основным отличием электровелосипеда от обычного велосипеда составляет наличие двигателя, аккумуляторов и контроллера.В конце хотелось бы сделать вывод о том, что впечатления от такого электровелосипеда могут быть только положительными.
- На сколько крепки должны быть обода для велосипеда и какие обода каким целям служат.
- Велосипеды ХВЗ старт-шоссе имеют высокую прочность и долговечность, о его характеристиках читайте здесь.
- Почему трехколесный велосипед должен иметь бесшумные колеса читайте в статье http://velosipedinfo.ru/trehkolesnyiy-velosiped-s-rezinovyimi-kolesami-2
Парень хвалится своим бергамонт-велосипедом с установленным электродвигателем под рамой велосипеда. Смотрите может и вам захочется
