В этой статье мы рассмотрим различные типы моторов для установки на электровелосипед(электрофикации), их отличительные черты, а также поговорим о плюсах и минусах.
В основном по видам электродвигателей выделяют 2:
1) Мотор колёса (МК)
2) Моторы миддрайв
Мотор - колёса являются сейчас наиболее популярными и простыми для использования в электротранспорте. Это двигатели, интегрированные в само колесо вместо классической втулки. Основной принцип — это простота таких изделий. Нет ремней, цепей и других видов передач. Мотор передаёт усилие напрямую на обод колеса сразу при включении газа.
МК бывают двух видов: BLDС моторы прямого привода, и редукторные МК.
Внешне эти виды моторы могут почти не отличаться (при первичном визуальном осмотре), однако при более подробном осмотре видно - первый вид двигателей прямого привода как правило больше по размеру и тяжелее, чем МК редукторного типа.
Рассмотрим подробнее в чём принцип действия каждого из них и чем они отличаются. BLDС моторы прямого привода состоят по большей части всего из 2 ух составных частей: статора и ротора. Статор — это часть МК, сделанная из тонких железных пластин, соединённых вместе специальным клеевым составом по центру которой находиться ось. Ось закрепляется в задних или передних дропаутах велосипеда или пространственной моторамы. Данная часть мотора является неподвижной и на ней намотаны обмотки из меди (медная проводка). Ротор-это часть МК, на котором располагаются сами магниты. Она является подвижной и вращается вокруг оси вместе с ободом колеса.
Также данный вид мотора имеет 2 крышки и подшипники на которые опирается ось. И на этом по сути всё. Есть ещё разве что сами провода и датчики Холла.Сложного устройства такой двигатель не имеет, за что его все собственно говоря и любят. Он очень долговечный при правильном использовании,главное не заливать водой и не перегревать его. К тому же он недорогой и куда дешевле редукторных МК сопоставимых по мощности. Ещё у таких моторов есть одна полезная функция – наличие возможности использования рекуперации. Данная опция позволяет экономить на износе ваших тормозных колодок. Это несомненные плюсы. Но разумеется недостатки у такого мотора имеются, и они весьма ощутимы.
Первый недостаток — это большая масса. Такие моторы почти в 2 раза тяжелее редукторных. Нагрузка на раму, спицы и обод гораздо выше. Все эти компоненты нужно подбирать с повышенным запасом прочности и экономия на цене такого МК в конечном счёте, приводит вас к другим затратам. Вместо обычных велоспиц и обода надо ставить уровня лёгкого мото(мопеда),что ещё больше увеличивает общий вес байка.К тому же большой вес хоть сзади, хоть спереди приведёт к тому что, какая-то часть байка будет перевешивать другую. И вам будет трудно добиться баланса. Управление существенно измениться и может даже появиться Воблинг.
Второй недостаток-это сопротивление магнитов. Если покрутить такое колесо навесу, то вы сразу заметите, что колесо быстрее остановиться,чем простое на веловтулке. Да и раскрутить его будет труднее и дело далеко не в большем весе. Сила магнитов постоянно взаимодействует с железом статора и притягивает его к себе, не зависимо от того, подаёте вы питание или нет. Это значит, что свободный накат при использовании данного мотора будет ощутимо хуже,и на педалях особо не поездить если что.
Третий недостаток-это не особо впечатляющая тяга при рывке с места, в гору и на низах,если токи малые-средние,сопоставимые с редукторами. При одинаковой пиковой мощности МК прямого привода несмотря на больший вес, проигрывают в этом компоненте редукторным. И для достижения высокой тяги даже с места или в гору приходиться использовать слишком тяжёлые двигатели прямого привода. Как правило лучше всего двигатели Direct drive проявляют себя именно на асфальте, когда наберут высокие обороты. А также в режиме постоянной средней(номинальной) скорости с функцией Круиз –контроль.
Теперь рассмотрим Редукторные МК. Они куда сложнее по конструктиву и имеют больше составных частей (потому и стоят куда дороже). Небольшие моторы данного типа(около 250-350 ватт) в народе называют также мини МК.
Эти моторы отличаются наличием редуктора. Он нужен для повышения крутящего момента,при сохранении сравнительно малой массы изделия и размеров. А также для обеспечения свободного наката вашего байка. Как уже сказано выше,редукторные МК имеют меньшие размеры и небольшой вес. Обгонная муфта(фривил) в таких МК состоит как правило из 3 ёх шестерней. Ширина которых и другие параметры могут отличаться у разных производителей. Редукторные МК считаются в народе менее надёжными по сравнению с моторами прямого привода,в плане долговечности и имеют более частый интервал в сервисном обслуживании.
Причина тому - это "пластиковые" шестерни, а если быть точнее нейлоновые. Они отлично выдерживают стандартные нагрузки и не сильно шумят, в сравнении с металлическими шестернями. Производители не используют металлические шестерни, так как они будут сильнее шуметь, и изнашивать венец на крышке мотора, а также больше весят. Но нейлоновые сильнее подвержены ударным нагрузкам. Они могут получать сколы от серьёзных ударов (когда колесо попадает в яму или наезжает на камень) и крошится при езде на высокой скорости.
Это всё означает то, что такие МК надо вскрывать(перебирать,менять смазку,чистить) и обслуживать(менять шестерни целиком) куда чаще. Первый признак износа, это усиление шума при езде. Если не обращать на этот факт внимание, то вы можете просто «встать» на ровном месте в любой момент при наступлении полного износа редуктора. При возникновении сильного шума или вибрации лучше поскорее заменить ваши шестерни. А при покупке МК желательно сразу заказывать запасной комплект(иметь в запасе на полке).
Также стоит помнить, что для обслуживания данных МК нельзя использовать любую привычную вам смазку(типа солидола например). Ибо неподходящая может просто разъедать ваши шестерни, ускорить их разрушение и износ.
Незабываем отметить, что из-за особенностей устройства данных двигателей, вы не сможете использовать функцию рекуперации. Поэтому сразу учитываете это факт при выборе МК. Самое главное, что важно помнить при покупке и выборе редукторных МК –это крайне низкий уровень надёжности недорогих моделей, от малоизвестных производителей(так называемый в народе НОУНЕЙМ). Некачественный материал для изготовления шестерней приводит к очень скорому их износу. В результате лишь небольшого превышение номинала по мощности вы можете за один сезон их угробить и полностью разочароваться в таких МК. Поэтому помните –«скупой платит дважды» и лучше покупайте моторы только от известных производителей Bafang и MAC.А также не перебарщивайте с «вливаемой» мощностью(у каждого производителя свой рекомендуемый диапазон мощностей). Такие моторы это не ахти как её переносят. Оптимальное значение, это увеличение номинала в 2 раза.
Помните в любом случае независимо от вида МК при мощности от 350 w. и более рекомендуется использовать усилители дропаутов. Иначе их может просто провернуть или выдрать.
Моторы Миддрайв (middrive motor). Несмотря на простоту названия, понять в точности какие двигатели к ним относятся, а какие нет, очень нелегко. В целом это просто моторы центрального расположения. Изначально речь идёт не о конкретном устройстве внутри двигателя, и его внешнем виде, а лишь о месте установки. Например, в качестве Миддрайва некоторые используют обычное МК. Его просто устанавливают на заранее подготовленное крепление в треугольнике рамы. Однако это скорее исключение из правил. Как правило классический двигатель миддрайв имеет цилиндрическую и вытянутую форму и никак не предполагает возможность крепления в колесе. Ось двигателя торчит как правило лишь с одной стороны, а крутящий момент на колесо передаётся при помощи применения цепи или резинового ремня. А также металлических шестерней.
Не совсем однозначен вопрос отношения к данному виду двигателей – кареточных МК. Формально - это обычный редукторный мотор по конструктиву, однако крепление в отличии от МК, у кареточников своё. Как понятно из названия они устанавливаются в каретку велосипеда, тем самым их интегрируют в цепную передачу. Поэтому многие специалисты предпочитают их выделять в отдельную категорию. Номинал таких моторов варьируется как правило от 500 до 1000w. В то время как классические миддрайвы могут быть 3000 и более ватт. номиналом. Не смотря на эти отличия общим в любом случае является тип передачи. Это не моторы прямого привода и по большей части применяется именно цепная передача и редукция. Иногда в такой системе дополнительно используется планетарная втулка для переключения скоростей. Это позволяет использовать больший диапазон передач, с повышенным или пониженным передаточным числом.
Огромный плюс таких конструкций – это хороший крутящий момент на любой скорости. Даже при сравнительно невысокой номинальной мощности двигателя получается высокая тяга. Толщина применяемой цепи зависит от мощности двигателя, и если запас прочности не оптимален, то при большой нагрузке, тонкая цепь может слишком быстро изнашиваться.
Минус применения и выбора миддрайвов - это сложность конструкции. Большое количество расходных материалов и в целом высокая цена обслуживания. Это явно не эконом вариант, и применяются такие виды двигателей куда реже. Также не стоит забывать о трудности установка и подключения. Даже полный набор Кареточного мотора поставить не просто с инструкцией. А другой тип миддрайва и вовсе может установить только мастер с применением спец оборудования. Нужны чертежи, станки и большое количество расходных материалов в доступе. Что требует не малого вложения средств и времени. Классическими примерами распространённых и доступных миддрайв моторов можно назвать двигатели Циклон и Циклоп.
Особый кайф применения данных движков можно оценить в горной местности и на бездорожье,в горах и болотах. Это их стихия, и как раз для этого их приобретают в первую очередь.
Также из минусов данной конструкции можно выделить повышенный уровень шума при их работе в сравнении с МК. Для снижения его уровня частично применяют альтернативные металлу материалы для составных частей передачи.