Motoruote per bicicletta: cosa sono e come sceglierle?

Oggi i ciclisti che non mettono la ruota a motore sulla bicicletta sono sempre più chiamati retrogradi. "Solo il vento, solo i pedali, solo l'estremo" - questo appello è sempre meno rilevante. Un consumatore urbano viziato che è abituato a guidare un'auto, anche se acquista una bicicletta, sarà presto incline a metterci sopra un motore, soprattutto perché tali dispositivi stanno diventando più economici di anno in anno.

Il motore di una ruota di bicicletta funziona allo stesso modo. Non importa se si tratta di una trasmissione diretta (direttamente dal rotore) o a ingranaggi (riducendo la velocità del motore di un rapporto di trasmissione). Ogni motore elettrico per bici include uno statore e un rotore. I magneti sono attaccati al rotore. Il loro campo, interagendo con il campo elettromagnetico delle bobine dello statore, fa girare il rotore.

Lo statore stesso è una bobina avvolta negli spazi vuoti di un telaio in lamiera d'acciaio. Molto spesso, queste piastre sono realizzate in acciaio elettrico o trasformatore. La struttura dello statore ha la forma di un telaio poligonale con travi convergenti al centro.

Gli avvolgimenti sono bobine avvolte da filo di rame smaltato. È il rame il miglior conduttore. Il numero di bobine è fino a diverse decine, ma questo numero è un multiplo di 3. La ruota del motore assomiglia a un motore trifase, infatti è così: per una rotazione stabile con una certa forza, impulsi alternati simili a un variabili trifase vengono applicate alle bobine distanziate tra loro in tensione di fase. Non si tratta infatti di un segnale elettrico sinusoidale, ma di una sequenza di impulsi rettangolari a tensione costante. A loro volta, sono formati da un driver: una scheda controller che utilizza l'energia di una fonte di alimentazione (batteria).

La costanza e l'efficienza della rotazione del rotore sono garantite da tre sensori di Hall. Il loro lavoro è organizzato come segue:

• fissare la posizione del rotore rispetto allo statore;
• percezione del campo magnetico da magneti;
• inoltro del segnale al conducente;
• formazione di impulsi sul driver per le bobine dello statore.

I vantaggi dell'utilizzo di un motore ruota sono i seguenti.

• Maggiore efficienza - non meno del 90%. Non tutti i motori elettrici hanno un tale coefficiente: ad esempio, per i motori del collettore, per i quali è sufficiente una corrente continua non convertita, l'efficienza è inferiore al 70%.
• Facilità di esecuzione, affidabilità.
• Non ci sono parti di sfregamento (ad esempio anelli e spazzole): il motore può funzionare per decenni se il produttore non risparmia sulla qualità dei materiali.
• La capacità di guidare velocemente: una ruota motrice da mezzo kilowatt fornisce una forza rotatoria, durante la quale si raggiunge una velocità della bicicletta fino a 45 km / h su strade senza pendenza.
• Possibilità, all'occorrenza, di rimuovere il kit, regalando alla moto il kit originale. Quando si reinstalla il kit motore, l'aspetto della bici non cambierà in modo significativo: il motore è installato solo sulla ruota stessa.
• Notevole facilità di bolina e bolina.
• Il funzionamento regolare e regolare del motore fornirà un rapido adattamento alle nuove velocità e un'accelerazione regolare.
• Funzionamento completamente silenzioso della ruota motrice.

Questa configurazione presenta anche alcuni inconvenienti.

• Coppia bassa - meno di motori di altri tipi e varietà.
• Incapacità di creare un design più compatto basato su un motore del genere.
• Peso aumentato... Alcuni altri motori, ad esempio, tutti gli stessi motori del collettore, hanno un peso significativamente inferiore - 1,5 o più volte.

Tutti i kit già pronti, comprensivi di motoruote, sono completati con controller e batteria. Tuttavia, chi non installa il motore ruota completo del resto delle parti ordina separatamente tutti i componenti del sistema: il motore ruota stesso, la batteria e il controller con lo stick del gas.

Prima di costruire un sistema di trazione elettrica, un principiante si trova di fronte a un motore-ruote con ingranaggi e senza ingranaggi. Il cambio utilizza un meccanismo di trasmissione ad ingranaggi, in cui la velocità di rotazione (numero di giri) del motore elettrico stesso è più volte - per il rapporto di trasmissione del cambio - superiore a quella dell'albero, che alla fine fa girare la ruota.

La ruota dentata aumenta la coppia, ma riduce la velocità del ciclista a 30 km/h. Uno senza ingranaggi - una ruota con trasmissione diretta - non ha il cambio stesso e le relative perdite, che libera il meccanismo dallo sfregamento degli ingranaggi, che necessitano di lubrificazione molto più spesso dei cuscinetti stessi del motore. La coppia è significativamente inferiore a una potenza fino a 1500 W, ma diventa possibile accelerare fino a 50–100 km / h, a seconda della potenza del motore.

Una ruota motrice con la possibilità di recuperare (restituire) parte dell'elettricità consumata consente di restituirla in una piccola quantità - circa il 6% della potenza consumata. Poiché l'efficienza di un tale sistema non può essere uguale all'unità a causa delle perdite naturali di cavi, avvolgimenti, controller e batteria, non sarà possibile fare a meno dell'investimento esterno di energia aggiuntiva. E ci sono solo due modi per ricostituire la fornitura di elettricità.

1. Passare il motore della ruota alla modalità di ricarica della batteria. Quindi la pedalata sarà almeno due volte più dura, a causa della frenata esercitata dal carico sugli avvolgimenti.
2. Trova un posto dove puoi semplicemente caricare le batterie... L'opzione migliore sarebbe quella di mettere i pannelli solari sullo zaino e sui vestiti, quando viaggiare su una bici a motore è completamente autonomo.

Inoltre, la ruota del motore può essere posteriore: è installata sulla ruota posteriore. La parte anteriore è posizionata allo stesso modo. Quindi la bici diventa rispettivamente a trazione posteriore o anteriore. Per un aumento significativo della velocità, è possibile rendere la bici a trazione integrale motorizzando entrambe le ruote.

La dimensione del motore della ruota è determinata dal diametro del cerchione. Che tu abbia un diametro di 29, 26, 20 o 16 pollici, la velocità e la spinta dipendono da questo. Maggiore è il diametro del cerchio, maggiore è la velocità, ma minore la spinta e viceversa. Con meno trazione, accelererai più a lungo. C'è solo un modo per aggiungere trazione: aiutare il motore con i pedali.

È possibile che si possa ridisegnare una ruota da un mozzo convenzionale a un mozzo motore, utilizzando, ad esempio, un cerchio da 28" con raggi di una bicicletta convenzionale con ruote da 20". Coloro che non sanno come o non vogliono armeggiare con un busto pieno di raggi si consiglia di ordinare immediatamente in Cina una ruota a motore già pronta con il tipo di motore richiesto.

Decidi esattamente cosa vuoi dalla tua bici.

• Velocità fino a 35 km/h senza molto sforzo e nessun livello speciale di sviluppo fisico. Allo stesso tempo, la tua bici non si sbarazza delle sue funzioni originali: tornerai a pedalare con i piedi in qualsiasi momento. Tale revisione costa un totale di $ 350.
• 50 chilometri all'ora – apparecchiature elettromotrici. Allo stesso tempo, potresti non passare facilmente alla pedalata: il pacco batteria, un motore più potente e lo stesso controller pesano 5-10 chilogrammi in più. Il costo della revisione è di $ 600.
• La bicicletta diventerà una bici elettrica - una moto elettrica... Puoi facilmente accelerare fino a 90 km / h. Ma ricorda: in questo caso, avrai sicuramente bisogno di cerchi e boccole rinforzati, forse come su una bici tandem. Il fatto è che l'aumento della trazione richiede un carico maggiore. I tuoi sottili cerchi per bici da strada semplicemente voleranno a pezzi e potresti schiantarti. Il prezzo della personalizzazione di una bici per una moto elettrica costerà almeno $ 2300.

La massa di un set per una bici elettrica - un motore per ruota (senza spaziatura delle ruote), un pacco batteria e un controller - sarà di almeno 4 kg in peso. Questo è sufficiente per la normale guida in città o su strade di campagna. I motori abbastanza buoni sono prodotti, ad esempio, da un'azienda Bafang 8FUN... La potenza operativa dei motori è di 250-750 W, ma quando la potenza supera i 350 W, un tale motore può surriscaldarsi notevolmente, il che ridurrà notevolmente la sua durata.

Il peso del motore ruota (senza gomma) è di almeno 2 kg. È abbastanza in grado di raggiungere velocità fino a 35 km / h con un peso medio del ciclista di 90 kg - il ciclista stesso potrebbe non fare alcuno sforzo per pedalare. Lo stesso si può ottenere senza motore passando all'ultima velocità dai pedali e durante la guida senza movimento di salita o discesa. Quando guidi in salita, avrai bisogno dell'aiuto di un ciclista attraverso i pedali: il motore potrebbe non essere in grado di gestire la salita. Combinando i due, puoi ottenere la velocità fornita da un motore da un kilowatt acceso all'inizio. La mobilità e la relativa leggerezza della bici sono garantite.

Non c'è bisogno di una ruota motrice da mezzo kilowatt: di per sé pesa non 2, ma 4-5 kg, mentre assorbe il doppio dell'elettricità dalla batteria rispetto alla sua controparte da 350 watt. Una moto-ruota da 500...600 watt è una "stamella" che non ha superato la "selezione naturale" né nei progetti né nella pratica tra gli utenti: alcuni ciclisti hanno notato che Di conseguenza, ha meno senso che da uno da 300 watt.

Questa configurazione consente non solo di ottenere una velocità pari a una media di 48 km/h, ma anche di conquistare facilmente eventuali salite nelle condizioni della città e dei pendii montani. Per ottenere tali risultati, è necessario selezionare un motore con una potenza di 1200-1500 watt. Tale moto-ruota ha una massa di 6-8 kg (esclusa la gomma). Fornire un tale motore con una fornitura ininterrotta di energia aiuterà di più pacco batteria pesante e costoso del peso di almeno 5 kg.

Se rischi di aumentare la tensione da 48 a 72 volt, otterrai il limite di velocità per la città - non meno di 60 km / h, ma allo stesso tempo, il motore si surriscalda più velocemente e più fortemente, il che lo costringe ad avviarsi solo per un breve periodo.

Alterare la bici per la trazione del motore, diciamo, 3 kW, costringerà il proprietario a rinforzare il telaio. Innanzitutto, sia il kit che la spinta stessa, creata dal motore dell'ordine di diversi kilowatt, richiederanno un carico maggiore. Altrimenti, le ruote saranno le prime a soffrire (appariranno enormi "otto" sui cerchi), quindi il telaio stesso inizierà a sfaldarsi - il kit carrozzeria delle batterie e il controller aggiungeranno almeno 15 kg. Il carico massimo ammissibile è solo il doppio del nominale, questa è la regola di base per tutte le moto-ruote.

Per fornire un set rinforzato per una e-bike di categoria III, è necessario rinforzare i forcellini, cambiare completamente o riequipaggiare le piume del telaio e installare uno speciale bilanciatore, proprio come sulle vere motociclette. Il motore da 3 kW nominali ha già una forza sufficiente per deformare i supporti del telaio per una bicicletta normale, anche quando lo si esegue in modalità stazionaria sollevando la ruota su cui è montato il motore su una sospensione speciale.

Senza rinforzare il telaio in modo speciale, è improbabile che tu possa utilizzare un motore con una potenza fino a diversi kilowatt. Una velocità superiore a 40 km / h richiede già un buon assorbimento degli urti - senza di esso, verrai semplicemente buttato fuori dalla sella se colpisci un piccolo dosso o crepa attraverso la strada. Una forcella - da una motocicletta o da una bici da discesa (quest'ultima ha una massa impressionante e la massima resistenza, irraggiungibile per biciclette di altri tipi e varietà). Anche qui il pacco batteria pesa da 20 kg.

Per chi ama avvicinarsi allo sci estremo, i maestri esperti consigliano di rimettere a posto la moto-ruota. La ruota del motore posteriore ha una presa migliore di quella anteriore: questo è importante nelle curve strette, percorribili a velocità maggiore.

Tuttavia, le strade sdrucciolevoli sono meno gestibili a causa della scarsa distribuzione del peso. La situazione è aggravata dalla batteria attaccata al bagagliaio. La situazione è corretta da un motoriduttore-ruota, che ha un peso inferiore, batterie agli ioni di litio, che hanno una maggiore energia specifica. Alternativa: batterie al piombo sul tubo centrale (interno) del telaio. Eppure il motore del mozzo della ruota posteriore contribuisce alla robustezza complessiva dell'intera struttura.

Se non è possibile combinare la moto-ruota con una cassetta ad alta velocità (ad esempio 9 stelle), sostituire l'ultima con una a 5 stelle. Come ultima opzione lasciare solo una stella o spostare le piume del telaio di 2 cm l'una dall'altra. Quest'ultimo telaio in alluminio potrebbe non reggere - sperimenta su un telaio in acciaio.

Il cavo elettrico non dovrebbe uscire a destra, dove funziona il meccanismo del cambio, ma a sinistra. Svitare i dadi che fissano il motore della ruota e rimuoverlo. Assemblare il motore ruota seguendo le istruzioni di montaggio. Se qualcosa non ti è completamente chiaro, contatta il personale di supporto sul sito web dell'azienda o del negozio che ti ha venduto la moto-ruota. Spesso è meglio chiedere l'aiuto di uno specialista, poiché il controller può essere facilmente bruciato. E non rimarrai senza un controller se non hai un motore a spazzole che non ha bisogno di altro che DC.

Dopo il montaggio, testare il motore della ruota senza carico: non dovrebbe essere "otto". In caso contrario, rimuovere gli “otto” sul cerchio serrando i raggi con i raggi. Prova il controller e lo stick dell'acceleratore. Se tutto funziona correttamente, fai un giro di prova a bassa velocità.

L'installazione del motore del mozzo della ruota anteriore è più semplice. La ruota anteriore stessa non contiene pignoni. Semplicemente non c'è nulla che interferisca con il funzionamento della ruota anteriore del motore. Non importa se a destra oa sinistra - nella direzione di marcia - farai uscire il cavo di alimentazione. Anche l'estensione della forcella non comprometterà la robustezza e la stabilità della bici.

L'unica cosa: non confondere la direzione del movimento della ruota: se l'installazione non è corretta, tu, senza testare il funzionamento del motore, tornerai improvvisamente all'indietro e la bici si trasformerà in un veicolo con un volante posteriore. Paradossale è la situazione in cui lo stick dell'acceleratore si blocca: puoi sbattere contro un palo o scontrarti con un'auto che ti segue, anche se rallenta davanti a te.

La ruota motrice assemblata ha paura delle docce, guadando fiumi e paludi: se immersa nell'acqua o inondata da getti d'acqua, i sensori di Hall possono guastarsi. Abbiate cura preventivamente di sigillare - o comunque coprire da getti d'acqua diretti - le parti interne della moto-ruota. Spesso, i produttori stessi installano speciali ammortizzatori rotondi per proteggere la ruota da spruzzi d'acqua e / o sporco diretti durante la guida - assicurati che corrispondano ai raggi della ruota.

Per informazioni su come scegliere un motore ruota per una bicicletta, vedere il prossimo video.