Dviračio varikliai-ratai: kas yra ir kaip pasirinkti?

Šiandien dviratininkai, kurie nepadeda variklio rato ant savo dviračio, vis dažniau vadinami retrogradiniais. „Tik vėjas, tik pedalai, tik kraštutinumas“ - toks kreipimasis tampa vis mažiau reikšmingas. Pasimėgavęs miesto vartotojas, įpratęs vairuoti automobilį, net ir nusipirkęs dviratį, netrukus bus linkęs į jį pastatyti variklio ratą, juo labiau, kad tokie įtaisai kasmet tampa pigesni.

Dviračio variklis-ratas veikia pagal tą patį veikimo principą. Nesvarbu, ar jis yra tiesiogiai jame (tiesiai iš rotoriaus), ar pavaroje (mažinant variklio apsisukimų skaičių per pavarų santykį). Kiekviename dviračio elektriniame variklyje yra statorius ir rotorius. Magnetai pritvirtinami prie rotoriaus. Jų laukas, sąveikaudamas su statoriaus ritinių elektromagnetiniu lauku, verčia rotorių suktis.

Pats statorius yra ritė, suvyniota į rėmo spragas, susidedanti iš plieninių plokščių. Dažniausiai šios plokštės yra pagamintos iš elektrinio arba transformatorinio plieno. Statoriaus struktūra yra daugiakampio rėmo, kurio centre susikertantys spinduliai, formos.

Apvijos yra ritės, apvyniotos iš vario emalio vielos. Varis yra geriausias laidininkas. Ritinių skaičius yra iki kelių dešimčių, tačiau šis skaičius yra kartotinis iš 3. Variklio ratas primena trifazį variklį, tiesą sakant, taip yra: stabiliam sukimui su tam tikra jėga kintamieji impulsai, primenantys trifazį kintamąjį, tiekiami ritėms, išdėstytoms viena nuo kitos fazėje. įtampa. Tiesą sakant, tai nėra sinusoidinė elektrinio signalo forma, bet nuolatinės įtampos stačiakampių impulsų seka. Juos, savo ruožtu, suformuoja vairuotojas - valdiklio plokštė, naudodama energijos šaltinio (akumuliatoriaus) energiją.

Rotoriaus sukimosi pastovumą ir efektyvumą užtikrina trys Hall jutikliai. Jų darbas organizuojamas taip:

• nustatant rotoriaus padėtį statoriaus atžvilgiu;
• magnetų lauko suvokimas iš magnetų;
• signalo perdavimas vairuotojui;
• statoriaus ritinių impulsų susidarymas vairuotojui.

Variklio rato naudojimo pranašumai yra šie.

• Padidėjęs efektyvumas - ne mažiau kaip 90%. Ne kiekvienas elektros variklis turi tokį koeficientą - pavyzdžiui, kolektorių varikliams, kurių atvirkštinės srovės jokiu būdu nepakanka, efektyvumas yra mažesnis nei 70%.
• Paprastas vykdymas, patikimumas.
• Nėra trinančių dalių (pavyzdžiui, žiedų ir šepečių) - variklis gali dirbti dešimtmečius, jei gamintojas netaupys medžiagų kokybei.
• Greito važiavimo galimybė: pusės kilovatų variklio ratas sukuria sukamąją jėgą, kurios metu dviratis pasiekia 45 km / h greitį keliuose be nuolydžio.
• Galimybė prireikus nuimti rinkinį, suteikiant dviračiui originalią įrangą. Iš naujo įdiegiant variklio komplektą, dviračio išvaizda žymiai nepasikeis - variklis sumontuotas tik ant paties rato.
• Žymus vairavimo palengvėjimas kylant ir prieš vėją.
• Vienodas ir sklandus variklio veikimas leis greitai prisitaikyti prie naujo greičio ir be pagreičio.
• Visiškai tylus variklio rato valdymas.

Šio įrengimo trūkumų taip pat nėra.

• Mažas sukimo momentas - mažiau nei kitų tipų ir veislių varikliai.
• Neįmanoma sukurti kompaktiškesnio dizaino remiantis tokiu varikliu.
• Padidėjęs svoris. Kai kurių kitų variklių, pavyzdžiui, to paties kolektoriaus, svoris yra žymiai mažesnis - 1,5 karto ar daugiau.

Visi paruošti komplektai, įskaitant variklio ratus, yra baigti valdiklis ir akumuliatorius. Tačiau tie, kurie nepadeda variklio ratų su likusiomis dalimis, visus sistemos komponentus užsako atskirai: patį variklio ratą, akumuliatorių ir valdiklį su droselio lazda.

Prieš pastatydamas elektrinę traukos sistemą, pradedantysis susiduria su krumpliaračiu ir varikliais be varikliais. Pavarų dėžėje naudojamas pavarų dėžės perdavimo mechanizmas, kai paties elektrinio variklio sukimosi greitis (apsisukimų skaičius) yra kelis kartus didesnis - pagal pavarų dėžės santykį - didesnis nei veleno, kuris galiausiai suka ratą.

Reduktorius padidina sukimo momentą, tačiau sumažina dviratininko greitį iki 30 km / h. Pavarų dėžėje be rato su tiesiogine pavara nėra pavarų dėžės ir su ja susijusių nuostolių, kuris išlaisvina mechanizmą nuo trinančių pavarų, kurioms daug dažniau reikia tepti nei patys variklio guoliai. Sukimo momentas yra žymiai mažesnis, kai galia iki 1500 W, tačiau tampa įmanoma įsibėgėti iki 50–100 km / h priklausomai nuo variklio galios.

Variklis su galimybe susigrąžinti (grąžinti) dalį sunaudotos elektros energijos suteikia galimybę ją grąžinti nedideliu kiekiu - apie 6% panaudotos galios. Kadangi tokios sistemos efektyvumas dėl natūralių laidų, apvijų, valdiklio ir akumuliatoriaus nuostolių negali būti lygus vienetui, tai nebus įmanoma padaryti be išorinių papildomų investicijų. Ir yra tik du būdai, kaip papildyti elektros energijos tiekimą.

1. Variklio ratą perjunkite į akumuliatoriaus įkrovos režimą. Tada pedalas bus mažiausiai dvigubai stipresnis - dėl stabdymo, kurį daro apkrova apvijoms.
2. Raskite vietą tiesiog įkrauti savo baterijas. Geriausias pasirinkimas būtų tai, kai saulės baterijos būtų dedamos ant kuprinės ir ant drabužių, kai kelionė motorizuotu dviračiu yra visiškai autonominė.

Be to, variklio ratas gali būti užpakalinis. Panašiai uždėkite priekį. Tada dviratis tampa atitinkamai galiniais arba priekiniais ratais. Norėdami žymiai padidinti greitį, galite padaryti dviračiu varomą visais ratais, varikliuodami abu ratus.

Variklio rato dydis nustatomas pagal ratlankio skersmenį. Nesvarbu, ar jūsų skersmuo yra 29, 26, 20 ar 16 colių, greitis ir sukibimas priklauso nuo to. Kuo didesnis ratlankio skersmuo, tuo didesnis greitis, tačiau mažiau traukos ir atvirkščiai. Turėdami mažiau traukos, įsibėgėsite ilgiau. Galite pridėti trauką tik vienu būdu - padėti varikliui su pedalais.

Galimas variantas, kai jūs galite pakartotinai pritvirtinti ratą nuo įprastos įvorės prie variklio, naudodami, pavyzdžiui, ratlankį, kurio skersmuo yra 28 coliai, adatas iš įprasto dviračio su 20 colių ratais. Tie, kurie nežino, kaip ar nenori suglumti, kai visiškai išsenka stipinai, patariama nedelsiant užsisakyti Kinijoje paruoštą variklio ratą su tinkamo tipo varikliu.

Nuspręskite, ko būtent norite iš savo dviračio.

• Greitis iki 35 km / h be didelių pastangų ir jokio ypatingo fizinio išsivystymo lygio. Tuo pačiu metu jūsų dviratis neatsisako savo originalių funkcijų - bet kada perjungsite pedalus su savo kojomis. Tokia modifikacija iš viso verta 350 USD.
• 50 km / val – visas elektropediko rinkinys. Tuo pat metu negalima taip lengvai pereiti prie pedalo - akumuliatorius, galingesnis variklio ratas ir tas pats valdiklis sveria 5–10 kilogramų daugiau. Tobulinimo kaina yra nuo 600 USD.
• Dviratis taps elektriniu dviračiu - elektriniu motociklu. Galite lengvai įsibėgėti iki 90 km / h. Bet atsiminkite: tokiu atveju jums tikrai reikės sustiprintų ratlankių ir įvorių - galbūt, kaip ant dviračio tandemo. Faktas yra tas, kad padidėjusiai traukai reikia didesnės apkrovos. Ploni jūsų dviračio ratlankiai tiesiog subyrės, ir jūs galite sugesti. Paruošus dviratį elektriniam motociklui, kaina kainuos mažiausiai 2300 USD.

Elektrinio dviračio komplekto masė - variklis ant rato (be tarpo tarp ratų), akumuliatorius ir valdiklis - bus ne mažiau kaip 4 kg svorio. To pakanka normaliam pasivažinėjimui po miestą ar šalies keliais. Gerus variklius gamina, pavyzdžiui, įmonė „Bafang 8fun“. Darbinė variklių galia yra 250–750 W, tačiau jei galia viršija 350 W, toks variklis gali pastebimai perkaisti, o tai žymiai sumažins jo tarnavimo laiką.

Variklio rato svoris (be gumos) yra mažiausiai 2 kg. Tobulinti iki 35 km / h greitį, kai vidutinis motociklininko svoris yra 90 kg, jis yra gana pajėgus - pats motociklininkas gali visai nesistengti pedalo. Tą patį galima gauti be variklio, perjungiant paskutinį pedalų greitį ir važiuojant nepakeliant ir nenuleidžiant. Važiuojant įkalnėn, prireiks dviratininko pagalbos per pedalus - variklis gali nenugalėti lipimo. Derinant abu, jūs galite gauti greitį, kurį sukuria vieno kilovatų variklio variklis, įjungtas pradžioje. Garantuojamas dviračio judumas ir santykinis lengvumas.

Nereikia pusės vato variklio rato - jis pats sveria ne 2, o 4–5 kg, o iš akumuliatorių baterijos sunaudoja dvigubai daugiau elektros energijos nei jo 350 vatų variklis. 500 ... 600 vatų variklis yra „ramentas“, kuris nei projektuose, nei praktikoje nepraleido „natūralios atrankos“: kai kurie dviratininkai pažymėjo, kad galų gale prasmė yra mažesnė nei iš 300 vatų.

Ši konfigūracija leidžia ne tik pasiekti greitį, lygų 48 km / h, bet ir lengvai užkariauti bet kokius pakilimus miesto ir kalnų maršrutų sąlygomis. Norint pasiekti tokius rezultatus, būtina pasirinkti variklį, kurio galia yra 1200-1500 vatų. Tokio variklio rato masė yra 6-8 kg (išskyrus gumą). Jei nepertraukiamai tieksite tokį variklį, tai padės daugiau sunki ir brangi baterija, sverianti mažiausiai 5 kg.

Rizikuodami padidinti įtampą nuo 48 iki 72 voltų, gausite greičio apribojimą mieste - mažiausiai 60 km / h, tačiau tuo pačiu metu variklis perkais greičiau ir stipriau, todėl jis turi būti paleistas tik trumpam laikui.

Dviračio pakeitimas varikliu, tarkime, 3 kW, privers savininką sustiprinti rėmą. Pirma, tiek rinkiniui, tiek traukai, kurią sukuria kelių kilovatų variklis, reikės padidintos apkrovos. Priešingu atveju pirmiausia nukentės ratai (ant ratlankių atsiras milžiniškos „aštuonios“), tada pats rėmas pradės subyrėti - akumuliatorių ir valdiklio kėbulo komplektas priaugtų mažiausiai 15 kg. Didžiausia leistina apkrova yra tik dvigubai didesnė už vardinę apkrovą, tai yra pagrindinė taisyklė visiems variklio ratams.

Norėdami įdėti sustiprintą komplektą III kategorijos elektriniam dviračiui, turite sustiprinti iškritimus, visiškai pakeisti arba modifikuoti rėmo plunksnas, įdėti specialų balansyrą, kaip ant tikrų motociklų. 3 kW vardinis variklis jau turi pakankamai galios deformuoti rėmo plunksnas įprastam dviračiui, net kai vairuojate jį nejudančiu režimu, pakeldamas ratą, ant kurio variklis montuojamas, ant specialios pakabos.

Nepatvirtindami rėmo specialiu būdu, vargu ar galėsite naudoti variklį, kurio galia yra iki kelių kilovatų. Didesniam nei 40 km / h greičiui reikia jau gero nusidėvėjimo - be jo jūs tiesiog išmesite iš balno, jei įbėgsite į nedidelį guolį ar įtrūkimą per kelią. Kištukas yra iš motociklo arba iš nuokalnės dviračio (pastarasis turi įspūdingą masę ir didžiausią stiprumą, kurio neįmanoma pasiekti kitų tipų ir rūšių dviračiams). Čia esantis baterijų paketas taip pat sveria nuo 20 kg.

Mėgstantiems važiuoti arčiau ekstremalaus slidinėjimo, patyrę meistrai pataria variklį pastatyti atgal. Užpakalinis variklio ratas yra geriau bekele nei priekis - tai svarbu aštriuose posūkiuose, važiuojančiuose dideliu greičiu.

Tačiau slidžias kelias yra mažiau valdomas dėl prastesnio svorio paskirstymo. Padėtis blogėja ir akumuliatorius sumontuotas ant bagažinės. Ištaiso variklio rato, turinčio mažesnį svorį, ličio jonų akumuliatorių, turinčių padidintą savitąją energiją, situaciją. Alternatyva yra švino-rūgštinės baterijos, esančios ant rėmo vidurinio (vidinio) vamzdžio. Vis dėlto galinis ratas-variklis prisideda prie visos konstrukcijos stiprumo padidėjimo.

Jei neįmanoma sujungti variklio rato su greitaeigiu kasete (pavyzdžiui, 9 žvaigždutėmis), pastarąją pakeiskite į 5 žvaigždučių. Kaip paskutinė priemonė palikite tik vieną žvaigždę arba paskleiskite rėmo plunksnas 2 cm. Paskutinis aliuminio rėmas gali neatsistoti - eksperimentuokite su plieniniu rėmu.

Elektros laidas turėtų išeiti ne dešinėje, kur veikia pavarų perjungimo mechanizmas, o kairėje. Atsukite veržles, laikančias variklio ratą, ir išimkite. Surinkite variklio ratą pagal surinkimo instrukcijas. Jei kas nors iki galo jums neaišku, susisiekite su palaikymo komanda įmonės ar parduotuvės, kuri jums pardavė variklio ratą, svetainėje. Dažnai geriau pasitelkti specialistų palaikymą, nes galite lengvai sudeginti valdiklį. Be valdiklio neišsiversite, nebent turite komutatoriaus variklį, kuriam nereikia nieko, išskyrus nuolatinę srovę.

Surinkę variklį, išbandykite tuščiąja eiga - jo neturėtų būti „aštuoni“. Jei taip nėra, nuimkite „aštuonias“ ant ratlankio, traukdami mezgimo adatas stipinų raktu. Pabandykite valdiklį ir droselio lazdelę. Jei viskas veikia tinkamai - atlikite bandomąjį važiavimą nedideliu greičiu.

Sumontuoti priekinio rato variklį yra lengviau. Pačiame priekiniame rate nėra jokių žvaigždžių. Tiesiog nėra ko trukdyti valdyti priekinį variklį. Nesvarbu, ar judinate maitinimo laidą į dešinę, ar į kairę, važiavimo kryptimi. Net jei atidarysite šakę, tai neturės įtakos dviračio tvirtumui ir stabilumui.

Vienintelis dalykas - nepainiokite rato krypties: jei neteisingai sumontuosite, nepatikrinę variklio, staigiai pasisuksite atgal, o dviratis pavirs transporto priemone su galiniu vairaračiu. Padėtis yra paradoksali, kai įstrigo droselio lazdelė: galite užklupti ant stulpo ar susidurti su automobiliu, važiuojančiu už nugaros, net jei jis sulėtėja priešais jus.

Sumontuotas variklio ratas bijo dušų, vingių per upes ir pelkes - kai panardinamas į vandenį ar užtvindytas vandens srove, „Hall“ jutikliai gali sugesti. Iš anksto pasirūpinkite, kad variklio rato vidus būtų sandarinamas arba bent jau uždengtas tiesioginiais vandens purkštukais. Dažnai patys gamintojai montuoja specialius apvalius atvartus, kad važiuodami ratu apsaugotų nuo tiesioginių vandens ir (arba) purvo purslų - įsitikinkite, kad jie pritvirtinti prie ratų stipinų.

Kitame vaizdo įraše skaitykite, kaip pasirinkti dviračio variklio ratą.