Les roues motrices pour un vélo: quelles sont et comment choisir?

Aujourd'hui, les cyclistes qui ne mettent pas de roue motrice sur leur vélo sont de plus en plus appelés rétrogrades. «Seul le vent, seulement les pédales, seulement l'extrême» - un tel attrait devient de moins en moins pertinent. Un consommateur urbain choyé, habitué à conduire une voiture, même s'il achète un vélo, sera bientôt enclin à y mettre une roue motrice, d'autant plus que de tels appareils deviennent moins chers d'année en année.

Une roue motrice de vélo fonctionne selon le même principe de fonctionnement. Peu importe qu'il soit direct (directement depuis le rotor) ou engrenage (réduisant le régime moteur par rapport de démultiplication). Chaque moteur électrique pour un vélo comprend un stator et un rotor. Des aimants sont fixés au rotor. Leur champ, en interaction avec le champ électromagnétique des bobines de stator, fait tourner le rotor.

Le stator lui-même est une bobine enroulée dans les interstices du cadre, constituée de plaques d'acier. Le plus souvent, ces plaques sont en acier électrique ou transformateur. La conception du stator a la forme d'un cadre polygonal avec des rayons convergeant au centre.

Les enroulements sont des bobines enroulées de fil d'émail de cuivre. Le cuivre est le meilleur conducteur. Le nombre de bobines peut atteindre plusieurs dizaines, mais ce nombre est un multiple de 3. La roue du moteur ressemble à un moteur triphasé, en fait, c'est le cas: pour une rotation stable avec une certaine force, des impulsions alternées ressemblant à une variable triphasée sont envoyées aux bobines espacées les unes des autres en phase. tension. En fait, il ne s'agit pas d'une forme sinusoïdale d'un signal électrique, mais d'une séquence d'impulsions rectangulaires de tension constante. Ils, à leur tour, sont formés par le pilote - la carte contrôleur, en utilisant l'énergie de la source d'alimentation (batterie).

La constance et l'efficacité de rotation du rotor sont fournies par trois capteurs à effet Hall. Leur travail est organisé comme suit:

• fixer la position du rotor par rapport au stator;
• perception du champ magnétique des aimants;
• transmission du signal au conducteur;
• formation d'impulsions sur le conducteur pour les bobines de stator.

Les avantages de l'utilisation d'une roue motrice sont les suivants.

• Efficacité accrue - pas moins de 90%. Tous les moteurs électriques n'ont pas un tel coefficient - par exemple, pour les moteurs collecteurs, pour lesquels un courant continu inversé n'est en aucun cas suffisant, le rendement est inférieur à 70%.
• Facilité d'exécution, fiabilité.
• Il n'y a pas de pièces frottantes (par exemple, bagues et brosses) - le moteur peut fonctionner pendant des décennies, si le fabricant n'économise pas sur la qualité des matériaux.
• Possibilité de conduite rapide: un moteur-roue d'un demi-kilowatt donne une force de rotation, pendant laquelle le vélo atteint une vitesse allant jusqu'à 45 km / h sur des routes sans pente.
• La possibilité de retirer le kit si nécessaire, donnant au vélo son équipement d'origine. Lors de la réinstallation du kit moteur, l'apparence du vélo ne changera pas de manière significative - le moteur est installé uniquement sur la roue elle-même.
• Soulagement significatif de la conduite dans la montée et contre le vent.
• Le fonctionnement uniforme et en douceur du moteur permettra une adaptation rapide à une nouvelle vitesse et une accélération sans engrenage.
• Fonctionnement totalement silencieux d'une roue motrice.

Les inconvénients de cette installation ne sont pas non plus sans.

• Couple faible - moins que les moteurs d'autres types et variétés.
• Incapacité à créer un design plus compact basé sur un tel moteur.
• Augmentation du poids. Certains autres moteurs, par exemple le même collecteur, ont un poids nettement inférieur - 1,5 fois ou plus -.

Tous les kits prêts à l'emploi, y compris les roues motrices, sont terminés contrôleur et batterie. Cependant, ceux qui ne mettent pas les roues du moteur avec le reste des pièces commandent tous les composants du système séparément: la roue du moteur elle-même, la batterie et le contrôleur avec un manche des gaz.

Avant de construire un système de traction électrique, un débutant est confronté à un engrenage et des roues de moteur sans engrenage. La boîte de vitesses utilise un mécanisme de transmission à engrenages, où la vitesse de rotation (nombre de tours) du moteur électrique lui-même est plusieurs fois - par le rapport de la boîte de vitesses - supérieure à celle de l'arbre, qui finit par faire tourner la roue.

La roue dentée augmente le couple, mais réduit la vitesse du cycliste à 30 km / h. Dans un entraînement sans engrenage - une roue à entraînement direct - la boîte de vitesses elle-même et les pertes associées manquent, ce qui libère le mécanisme des frottements, qui ont bien plus souvent besoin de lubrification que les roulements du moteur eux-mêmes. Le couple est nettement inférieur à une puissance allant jusqu'à 1500 W, mais il devient possible d'accélérer à 50-100 km / h en fonction de la puissance du moteur.

Un moteur-roue avec possibilité de récupérer (restituer) une partie de l'électricité consommée vous permet de la restituer en petite quantité - environ 6% de la puissance consommée. Étant donné que l'efficacité d'un tel système due à des pertes naturelles dans les fils, les enroulements, le contrôleur et la batterie ne peut pas être égale à l'unité, il ne sera pas possible de se passer d'un investissement externe d'énergie supplémentaire. Et il n'y a que deux façons de reconstituer l'approvisionnement en électricité.

1. Mettez la roue motrice en mode de charge de la batterie. Le pédalage sera alors au moins deux fois plus lourd - en raison du freinage exercé par la charge sur les enroulements.
2. Trouvez un endroit pour recharger simplement vos batteries. La meilleure option serait de placer des panneaux solaires sur le sac à dos et sur les vêtements, lorsque le déplacement à vélo motorisé est totalement autonome.

De plus, la roue du moteur peut être montée à l'arrière sur la roue arrière. De même, mettez l'avant. Ensuite, le vélo devient respectivement traction arrière ou traction avant. Pour augmenter considérablement la vitesse, vous pouvez rendre la moto à traction intégrale en motorisant les deux roues.

La taille de la roue motrice est déterminée par le diamètre de la jante. Que vous ayez un diamètre de 29, 26, 20 ou 16 pouces, la vitesse et la traction en dépendent. Plus le diamètre de la jante est grand, plus la vitesse est élevée, mais moins de traction, et vice versa. Avec moins de traction, vous accélérerez plus longtemps. Vous pouvez ajouter de la traction dans un seul sens - pour aider le moteur avec les pédales.

Une variante est possible dans laquelle vous pouvez resserrer la roue d'une douille régulière à une douille de moteur, en utilisant, par exemple, des rayons pour une jante d'un diamètre de 28 pouces d'un vélo ordinaire avec des roues de 20 pouces. Il est conseillé à ceux qui ne savent pas comment ou ne veulent pas jouer avec un épuisement complet des rayons de commander immédiatement en Chine une roue de moteur prête à l'emploi avec le bon type de moteur.

Décidez exactement ce que vous voulez de votre vélo.

• Vitesse jusqu'à 35 km / h sans trop d'effort et aucun niveau spécial de développement physique. En même temps, votre vélo ne se débarrasse pas de ses fonctions d'origine - à tout moment, vous recommencerez à pédaler avec vos pieds à volonté. Une telle modification vaut un total de 350 $.
• 50 km / h – ensemble complet d'un électropédiste. Dans le même temps, vous ne pouvez pas passer aussi facilement au pédalage - la batterie, une roue de moteur plus puissante et le même contrôleur pèsent 5 à 10 kilogrammes de plus. Le prix du raffinement est de 600 $.
• Le vélo deviendra un vélo électrique - une moto électrique. Vous pouvez facilement accélérer à 90 km / h. Mais rappelez-vous: dans ce cas, vous aurez certainement besoin de jantes et de bagues renforcées - peut-être, comme sur un tandem de vélo. Le fait est qu'une traction améliorée nécessite une charge accrue. Vos jantes fines d'un vélo de route s'effondreront simplement et vous pourrez vous casser. Le prix de la finalisation d'un vélo pour une moto électrique coûtera au moins 2300 $.

La masse de l'ensemble pour un vélo électrique - un moteur sur une roue (sans espacement des roues), une batterie et un contrôleur - sera d'au moins 4 kg en poids. Cela suffit pour une balade normale en ville ou sur les routes de campagne. De bons moteurs sont produits, par exemple, par une entreprise Bafang 8fun. La puissance de travail des moteurs est de 250 à 750 W, mais si la puissance dépasse 350 W, un tel moteur peut sensiblement surchauffer, ce qui réduira considérablement sa durée de vie.

Le poids de la roue motrice (sans caoutchouc) est d'au moins 2 kg. Pour développer une vitesse allant jusqu'à 35 km / h avec un poids moyen du cycliste de 90 kg, il en est tout à fait capable - le cycliste lui-même peut ne faire aucun effort pour pédaler. La même chose peut être obtenue sans moteur, en passant à la dernière vitesse à partir des pédales et en conduisant sans lever ou abaisser. En montée, l'aide d'un cycliste à travers les pédales sera nécessaire - le moteur peut ne pas maîtriser la montée. En combinant les deux, vous pouvez obtenir la vitesse produite par un moteur d'un kilowatt, allumée au démarrage. La mobilité et la relative légèreté du vélo sont garanties.

Il n'y a pas besoin d'une roue de moteur d'un demi-watt - elle ne pèse pas 2, mais 4 à 5 kg en soi, tout en prenant deux fois plus d'électricité de la batterie des batteries que son équivalent de 350 watts. Une roue motrice de 500 ... 600 watts est une "béquille" qui n'a pas passé la "sélection naturelle" ni dans les projets ni dans la pratique parmi les utilisateurs: certains cyclistes ont noté que le sens à la fin de celui-ci est inférieur à celui d'un 300 watts.

Cette configuration permet non seulement d'obtenir une vitesse égale à une moyenne de 48 km / h, mais aussi de conquérir facilement toutes les ascensions dans les conditions de la ville et des itinéraires de montagne. Pour obtenir de tels résultats, il est nécessaire de sélectionner un moteur d'une capacité de 1200-1500 watts. Une telle roue moteur a une masse de 6-8 kg (hors caoutchouc). Fournir une alimentation électrique ininterrompue à un tel moteur aidera plus batterie lourde et chère pesant au moins 5 kg.

Au risque d'augmenter la tension de 48 à 72 volts, vous obtiendrez la limite de vitesse pour la ville - au moins 60 km / h, mais en même temps, le moteur surchauffera plus vite et plus fort, ce qui ne le forcera à être lancé que pendant une courte période.

Modifier un vélo pour la traction du moteur, par exemple, de 3 kW, forcera le propriétaire à renforcer le cadre. Premièrement, le kit et la poussée créés par un moteur de l'ordre de plusieurs kilowatts nécessiteront une charge accrue. Sinon, les roues seront les premières à souffrir (d'énormes «huit» apparaissent sur les jantes), puis le cadre lui-même commencera à se désagréger - le kit carrosserie des batteries et le contrôleur ajouteront au moins 15 kg. La charge maximale admissible n'est que le double de la charge nominale, c'est la règle de base pour toutes les roues du moteur.

Pour mettre un ensemble renforcé pour un vélo électrique de catégorie III, vous devez renforcer les pattes, changer complètement ou moderniser les plumes du cadre, mettre un équilibreur spécial, comme sur les vraies motos. Un moteur nominal de 3 kW a déjà suffisamment de puissance pour déformer les plumes du cadre pour un vélo ordinaire, même lorsque vous le conduisez en mode immobile en soulevant la roue sur laquelle le moteur est monté sur une suspension spéciale.

Sans renforcer le cadre d'une manière spéciale, il est peu probable que vous puissiez utiliser un moteur d'une puissance allant jusqu'à plusieurs kilowatts. Une vitesse supérieure à 40 km / h nécessite déjà une bonne dépréciation - sans elle, vous serez simplement éjecté de la selle, si vous rencontrez une petite bosse ou une fissure sur la route. La prise provient d'une moto ou d'un vélo de descente (ce dernier a une masse impressionnante et la résistance la plus élevée, inaccessible pour les vélos d'autres types et variétés). Ici, la batterie pèse également 20 kg.

Pour les amateurs d'une randonnée plus proche du ski extrême, des maîtres chevronnés conseillent de remettre le volant moteur. La roue motrice arrière est meilleure hors route que l'avant - ceci est important dans les virages serrés qui sont conduits à des vitesses élevées.

Cependant, une route glissante est moins gérable en raison de la mauvaise répartition du poids. La situation empire et la batterie montée sur le coffre. Corrige la situation du motoréducteur, qui a un poids plus faible, des batteries lithium-ion, qui ont augmenté l'énergie spécifique. Une alternative est les batteries au plomb sur le tube central (intérieur) du cadre. Pourtant, la roue arrière-moteur contribue à augmenter la résistance de l'ensemble de la structure.

S'il est impossible de combiner la roue motrice avec une cassette à grande vitesse (par exemple, 9 étoiles), remplacez cette dernière par une 5 étoiles. En dernier recours ne laisser qu'une seule étoile ou étaler les plumes du cadre sur 2 cm. Le dernier cadre en aluminium peut ne pas tenir debout - expérimentez sur un cadre en acier.

Le fil électrique ne doit pas sortir à droite, là où le mécanisme de changement de vitesse fonctionne, mais à gauche. Dévissez les écrous maintenant la roue du moteur et retirez-la. Assemblez la roue du moteur conformément aux instructions de montage. Si quelque chose ne vous semble pas clair jusqu'au bout, contactez l'équipe d'assistance sur le site Web de l'entreprise ou du magasin qui vous a vendu la roue motrice. Souvent, il est préférable de faire appel à des spécialistes, car vous pouvez facilement graver le contrôleur. Et sans contrôleur, vous n’y irez que si vous avez un moteur à collecteur qui n’a besoin que de courant continu.

Après l'assemblage, essayez le ralenti de la roue motrice - il ne doit pas être «huit». Si ce n'est pas le cas, retirez les «huit» de la jante en tirant sur les aiguilles à tricoter avec une clé à rayons. Essayez le fonctionnement du contrôleur et du manche des gaz. Si tout fonctionne correctement - faites un test à basse vitesse.

L'installation d'un moteur de roue avant est plus facile. La roue avant elle-même ne contient aucun pignon. Il n'y a tout simplement rien qui puisse gêner le fonctionnement de la roue motrice avant. Peu importe que vous déplaciez le câble d'alimentation vers la droite ou la gauche - dans le sens de la marche. Même si vous ouvrez la fourche, cela n'affectera pas la résistance et la stabilité du vélo.

La seule chose - ne confondez pas la direction de la roue: s'il est mal installé, sans tester le moteur, vous allez soudainement reculer et le vélo se transformera en un véhicule avec un volant arrière. La situation est paradoxale lorsque le manche des gaz est coincé: vous pouvez percuter un poteau ou entrer en collision avec une voiture qui roule derrière, même si elle ralentit devant vous.

La roue motrice assemblée a peur des averses, pataugeant dans les rivières et les marécages - lorsqu'ils sont immergés dans l'eau ou inondés de jets d'eau, les capteurs à effet Hall peuvent échouer. Prenez soin avant de sceller - ou au moins de vous couvrir des jets d'eau directs - de l'intérieur de la roue motrice. Souvent, les fabricants installent eux-mêmes des volets ronds spéciaux pour protéger la roue des éclaboussures directes d'eau et / ou de saleté pendant la conduite - assurez-vous qu'ils s'adaptent aux rayons des roues.

Découvrez comment choisir une roue motrice pour un vélo dans la vidéo suivante.