Ruote motrici per una bicicletta: cosa sono e come scegliere?

Oggi, i ciclisti che non montano una ruota motrice sulla loro bici sono sempre più chiamati retrogradi. "Solo il vento, solo i pedali, solo l'estremo" - un tale richiamo sta diventando sempre meno rilevante. Un consumatore urbano viziato, abituato a guidare un'auto, anche se acquista una bicicletta, sarà presto incline a metterci una ruota del motore, tanto più che tali dispositivi diventano più economici anno dopo anno.

Una ruota del motore di una bicicletta funziona secondo lo stesso principio di funzionamento. Non importa se è diretto in esso (direttamente dal rotore) o in marcia (riducendo la velocità del motore per rapporto di trasmissione). Ogni motore elettrico per una bici include uno statore e un rotore. I magneti sono fissati 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 del telaio, costituita da piastre di acciaio. Molto spesso, queste piastre sono realizzate in acciaio elettrico o trasformatore. Il design dello statore ha la forma di una cornice poligonale con raggi convergenti al centro.

Gli avvolgimenti sono bobine avvolte da filo di rame smaltato. Il rame è 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, questo è il caso: per una rotazione stabile con una certa forza, impulsi alternati che assomigliano a una variabile trifase sono alimentati alle bobine distanziate l'una dall'altra in fase. tensione. In realtà, questa non è una forma sinusoidale di un segnale elettrico, ma una sequenza di impulsi rettangolari di tensione costante. A loro volta, sono formati dal driver - la scheda del controller, utilizzando l'energia della fonte di alimentazione (batteria).

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

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

I vantaggi dell'utilizzo di una ruota motrice sono i seguenti.

• Maggiore efficienza - non inferiore al 90%. Non tutti i motori elettrici hanno un tale coefficiente - ad esempio, per i motori a collettore, per i quali una corrente continua invertita non è in alcun modo sufficiente, 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.
• Possibilità di guida veloce: una ruota motrice da mezzo chilowatt fornisce una forza rotante, durante la quale la bici raggiunge una velocità fino a 45 km / h su strade senza pendenza.
• La possibilità di rimuovere il kit se necessario, dando alla bici l'equipaggiamento originale. Quando si reinstalla il kit motore, l'aspetto della bici non cambierà in modo significativo: il motore viene installato solo sulla ruota stessa.
• Significativo sollievo della guida in salita e contro il vento.
• Il funzionamento uniforme e regolare del motore fornirà un rapido adattamento a una nuova velocità e un'accelerazione senza ingranaggi.
• Funzionamento completamente silenzioso di una ruota del motore.

Gli svantaggi di questa installazione non sono inoltre senza.

• Bassa coppia - meno di motori di altri tipi e varietà.
• Impossibilità di creare un design più compatto basato su un tale motore.
• Aumento del peso. Alcuni altri motori, ad esempio lo stesso collettore, hanno un peso significativamente inferiore - 1,5 volte o più -.

Tutti i kit pronti, che includono ruote motrici, sono completati controller e batteria. Tuttavia, coloro che non mettono le ruote motrici complete con il resto delle parti ordinano separatamente tutti i componenti del sistema: la ruota motrice stessa, la batteria e il controller con una leva dell'acceleratore.

Prima di costruire un sistema di trazione elettrica, un principiante deve affrontare un ingranaggio e ruote motrici senza ingranaggi. Il cambio utilizza un meccanismo di trasmissione del cambio, in cui la velocità di rotazione (numero di giri) del motore elettrico stesso è diverse volte - dal rapporto di trasmissione del cambio - maggiore di quella dell'albero, che alla fine gira la ruota.

La ruota dentata aumenta la coppia, ma riduce la velocità del ciclista a 30 km / h. In una trasmissione senza ingranaggi - una ruota con trasmissione diretta - mancano il cambio stesso e le perdite associate, che libera il meccanismo dagli ingranaggi di sfregamento, che hanno molto più spesso bisogno di lubrificazione rispetto ai cuscinetti del motore stessi. La coppia è significativamente inferiore a una potenza fino a 1500 W, ma diventa possibile accelerare a 50-100 km / h a seconda della potenza del motore.

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

1. Passare la ruota del motore in modalità di carica della batteria. Quindi la pedalata sarà almeno due volte più pesante - a causa della frenata esercitata dal carico sugli avvolgimenti.
2. Trova un posto per caricare semplicemente le batterie. L'opzione migliore sarebbe quella in cui i pannelli solari vengono posizionati sullo zaino e sui vestiti, quando viaggiare in bicicletta motorizzata è completamente autonomo.

Inoltre, la ruota del motore può essere montata posteriormente sulla ruota posteriore. Allo stesso modo metti il ​​fronte. Quindi la bici diventa rispettivamente posteriore o anteriore. Per aumentare significativamente la velocità, è possibile effettuare la trazione integrale della bici motorizzando entrambe le ruote.

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

È possibile una variante in cui è possibile bloccare nuovamente la ruota da una boccola normale a una a motore, utilizzando, ad esempio, raggi per un cerchio con un diametro di 28 pollici da una bicicletta normale con ruote da 20 pollici. Coloro che non sanno come o non vogliono fare casino con un esaurimento completo dei raggi sono invitati a ordinare immediatamente in Cina una ruota del motore già pronta con il giusto tipo di motore.

Decidi cosa vuoi esattamente dalla tua bici.

• Velocità fino a 35 km / h senza molti sforzi e nessun livello speciale di sviluppo fisico. Allo stesso tempo, la tua bici non si sbarazza delle sue funzioni originali - in qualsiasi momento tornerai a pedalare con i piedi a piacimento. Tale modifica vale un totale di $ 350.
• 50 km / h – set completo di un elettricista. Allo stesso tempo, potresti non passare facilmente alla pedalata: il pacco batteria, una ruota del motore più potente e lo stesso controller pesano 5-10 chilogrammi in più in più. Il prezzo del raffinamento è di $ 600.
• La bicicletta diventerà una bici elettrica - una motocicletta elettrica. Puoi accelerare facilmente a 90 km / h. Ma ricorda: in questo caso avrai sicuramente bisogno di cerchi e boccole rinforzati - forse, come su un tandem per biciclette. Il fatto è che una maggiore trazione richiede un carico maggiore. I tuoi cerchi sottili di una bici da strada cadranno semplicemente a pezzi e puoi rompere. Il prezzo della finalizzazione di una bici per una motocicletta elettrica costerà almeno $ 2300.

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

Il peso della ruota del motore (senza gomma) è di almeno 2 kg. Per sviluppare una velocità fino a 35 km / h con un peso medio del ciclista di 90 kg, ne è abbastanza capace - il pilota stesso potrebbe non fare alcuno sforzo per pedalare. Lo stesso può essere ottenuto senza motore, passando all'ultima velocità dai pedali e guidando senza sollevare o abbassare. Quando si sale in salita, sarà necessario l'aiuto di un ciclista attraverso i pedali: il motore potrebbe non superare la salita. In combinazione di entrambi, è possibile ottenere la velocità prodotta da un motore da un chilowatt, acceso all'inizio. La mobilità e la relativa leggerezza della bici sono garantite.

Non è necessaria una ruota motrice da mezzo watt: pesa non 2, ma 4-5 kg ​​di per sé, mentre consuma il doppio della batteria dalla batteria rispetto alla sua controparte da 350 watt. Una ruota del motore da 500 ... 600 watt è una "stampella" che non ha superato la "selezione naturale" né nei progetti né nella pratica tra gli utenti: alcuni ciclisti hanno notato che il senso alla fine da esso è inferiore a quello di un 300 watt.

Questa configurazione consente non solo di ottenere una velocità pari a una media di 48 km / h, ma anche di superare facilmente qualsiasi salita nelle condizioni della città e dei percorsi di montagna. Per ottenere tali risultati, è necessario selezionare un motore con una capacità di 1200-1500 watt. Tale ruota motrice ha una massa di 6-8 kg (gomma esclusa). Fornire un'alimentazione ininterrotta a tale motore aiuterà di più pacco batteria pesante e costoso che pesa almeno 5 kg.

A rischio di aumentare la tensione da 48 a 72 volt, otterrai il limite di velocità per la città - almeno 60 km / h, ma allo stesso tempo, il motore si surriscalda più velocemente e più forte, il che lo costringe a essere lanciato solo per un breve periodo.

Modificare una bicicletta per la trazione del motore, diciamo, di 3 kW, costringerà il proprietario a rafforzare il telaio. In primo luogo, sia il kit che la spinta creati da un motore dell'ordine di diversi chilowatt richiederanno un carico maggiore. Altrimenti, le ruote saranno le prime a soffrire (enormi "otto" compaiono sui cerchioni), quindi il telaio stesso inizierà a cadere a pezzi - il kit carrozzeria delle batterie e il controller aggiungeranno almeno 15 kg. Il carico massimo consentito è solo il doppio del carico nominale, questa è la regola di base per tutte le ruote del motore.

Per mettere un set rinforzato per una bici elettrica di categoria III, è necessario rafforzare i forcellini, cambiare completamente o aggiornare le piume del telaio, mettere un bilanciatore speciale, come su motociclette reali. Un motore da 3 kW ha già abbastanza potenza per deformare le piume del telaio per una normale bicicletta, anche quando lo si guida in modalità immobile, sollevando la ruota su cui è montato il motore su una sospensione speciale.

Senza rinforzare il telaio in un modo speciale, è improbabile che tu sia in grado di utilizzare un motore con una potenza fino a diversi chilowatt. Una velocità di oltre 40 km / h richiede già un buon deprezzamento - senza di essa, verrai semplicemente gettato fuori dalla sella, se ti imbatti in un piccolo dosso o una crepa attraverso la strada. La spina proviene da una moto o da una bicicletta da discesa (quest'ultima ha una massa impressionante e la massima resistenza, irraggiungibile per biciclette di altri tipi e varietà). Il pacco batteria qui pesa anche da 20 kg.

Per gli amanti di una corsa più vicina allo sci estremo, i maestri esperti consigliano di rimettere la ruota del motore. La ruota posteriore del motore è meglio fuoristrada rispetto alla parte anteriore - questo è importante nelle curve strette che vengono guidate ad alta velocità.

Tuttavia, una strada sdrucciolevole è meno gestibile a causa della peggiore distribuzione del peso. La situazione peggiora e la batteria è montata sul bagagliaio. Corregge la situazione del motoriduttore, che ha un peso inferiore, batterie agli ioni di litio, che hanno aumentato l'energia specifica. Un'alternativa sono le batterie al piombo acido sul tubo centrale (interno) del telaio. Tuttavia, il motore della ruota posteriore contribuisce ad aumentare la resistenza dell'intera struttura.

Se è impossibile combinare la ruota motrice con una cassetta ad alta velocità (ad esempio 9 stelle), cambiare quest'ultima con una a 5 stelle. Come ultima risorsa lascia solo una stella o allarga le piume della cornice di 2 cm. L'ultimo telaio in alluminio potrebbe non reggersi in piedi - sperimentare un telaio in acciaio.

Il filo elettrico non deve uscire a destra, dove funziona il meccanismo del cambio, ma a sinistra. Svitare i dadi che trattengono la ruota del motore ed estrarla. Montare la ruota del motore secondo le istruzioni di montaggio. Se qualcosa non ti è chiaro fino in fondo, contatta il team di supporto sul sito Web dell'azienda o del negozio che ti ha venduto la ruota del motore. Spesso è meglio richiedere il supporto di specialisti, perché è possibile masterizzare facilmente il controller. E senza un controller non andrai se non hai un motore commutatore che non ha bisogno di altro che corrente continua.

Dopo il montaggio, provare il minimo della ruota del motore - non dovrebbe "otto". In caso contrario, rimuovere gli "otto" sul bordo tirando gli ferri da maglia con una chiave per raggi. Prova a utilizzare il controller e la leva dell'acceleratore. Se tutto funziona correttamente, esegui un test a bassa velocità.

L'installazione di un motore a ruota anteriore è più semplice. La ruota anteriore non contiene pignoni. Semplicemente non c'è nulla che interferisca con il funzionamento della ruota anteriore del motore. Non importa se sposti il ​​cavo di alimentazione verso destra o sinistra, nella direzione di marcia. Anche se apri la forcella, ciò non influirà sulla forza e sulla stabilità della bici.

L'unica cosa - non confondere la direzione della ruota: se installata in modo errato, senza testare il motore, improvvisamente tornerai indietro e la bici si trasformerà in un veicolo con un volante posteriore. La situazione è paradossale quando la leva dell'acceleratore è bloccata: puoi schiantarti contro un palo o scontrarti con un'auto che guida dietro, anche se rallenta di fronte a te.

La ruota del motore assemblata ha paura delle docce, che guada attraverso fiumi e paludi - se immersi in acqua o allagati con getti d'acqua, i sensori Hall possono guastarsi. Prestare attenzione prima di sigillare - o almeno coprirsi dai getti d'acqua diretti - all'interno della ruota del motore. Spesso, i produttori stessi installano speciali alette rotonde per proteggere la ruota da spruzzi diretti di acqua e / o sporco durante la guida - assicurarsi che si adattino ai raggi delle ruote.

Scopri come scegliere una ruota del motore per una bicicletta nel prossimo video.