Лучшее мотор колесо для велосипеда. Типы мотор-колёс

И система управления – то, что необходимо для превращения традиционного велосипеда в электровелосипед.
Современные электродвигатели типа мотор-колесо позволяют до предела упростить задачу перевода велосипеда на электротягу. Мотор колесо это и двигатель и трансмиссия в одном лице. Причем это очень надежная электрическая машина и трансмиссия, все узлы которой хорошо защищены от попадания пыли и воды. Этот тип двигателя как нельзя лучше приспособлен для создания транспортных средств. Электродвигатель управляется специальным

Электродвигатели мотор-колесо подразделяются на два класса:

• двигатели со встроенным редуктором в том числе с автоматическим переключением передаточного отношения редуктора (
• двигатели прямого привода;

У каждого двигателя есть уникальные свойства, которые могут оказаться подходящими для целей которые Вы ставите перед собой превращая свой велосипед в современный электровелосипед. Чем же принципиально различаются эти два класса двигателей мотор-колес?

Давайте разберемся.

Параметры	мотор колесо с редуктором	мотор колесо прямого привода
Общий вид мотор колеса
Мощность	питание (36– 48) В мощность (180-500) Вт	питание 36 В - (500-750) Вт питание 48 В - (750-1000) Вт
Вес двигателя	3 - 5 кг	6- 9 кг
Диаметр двигателя	~132 мм	~243 мм
Вращающий момент при мощности 350 Вт	18 N/м	11 N/м
Максимальна скорость	при питании 36 В - 32 км/час	при питании 36 В - 32 км/час при питании 48 В - 45 км/час
Пробег на зарядке при разной емкости аккумуляторов	36 В 10 A/час = 30-50 км 36 В 12 A/час = 36-67 км	36 В 10 A/час = 19-38 км 36 В 12 A/час = 22-44 км 48 В 12 A/час = 22-40 км
Сопротивление вращению при выключенном двигателе	отсутствует	присутствует
Нагрузочные характеристики двигателей
Резюме:	Преимущества: - малый вес; - малые габариты; - экономичность; - большой пробег на зарядке аккумулятора; - большой вращающий момент; - нет сопротивления вращению колеса; - велосипед остается велосипедом.	Преимущества: - большой межремонтный период; - большая скорость велосипеда; - велосипед становится скутером

Стоит сравнить нагрузочные характеристики двигателей при одинаковой скорости вращения. Мотор колесо велосипеда с 26 дюймовым колесом, при скорости в 20 км/час делает 160 об/мин (см. Таблицу).

Анализируя нагрузочные характеристики двигателей можно видеть, что двигатель прямого привода при скорости 160 об/мин развивает вращающий момент 6,5N/м, а редукторный двигатель 10,5N/м. Это на 38% больше чем у двигателя прямого привода. В тоже время вращающий момент в 10,5N/м двигатель прямого привода развивает при потребляемом от аккумулятора токе 11,5А, а редукторный двигатель развивает тот же вращающий момент в 10,5N/м при потребляемом токе всего 8А. Получается, что редукторный двигатель на 30% экономнее расходует энергию аккумулятора. Следовательно, и пробег на скорости 20 км/час будет больше у велосипеда с редукторным двигателем. Для большинства задач самое важное условие - обеспечить наибольший пробег на одной зарядке аккумулятора. С этой задачей редукторный двигатель справляется на 30-35% успешнее, чем двигатель прямого привода.
Редукторный двигатель имеет еще одно неоспоримое преимущество перед двигателем прямого привода - хорошую тягу на низких оборотах, что очень важно для движения по грунтовым дорогам и бездорожья, где двигаться на сакорости более 30 км/час просто невозможно по соображениям безопасности.

Cкорость вращения колес разного диаметра при скорости велосипеда 20 км/час

Из всего сказанного можно сделать следующие выводы:

1. Мотор-колесо на базе редукторного двигателя лучший выбор, если для Вас важны следующие аспекты:

• обеспечить максимальный пробег электровелосипеда на одной заядке аккумулятора;
• обеспечить минимальный вес электровелосипеда;
• обеспечить хороший накат велосипеда с отключенным двигателем;
• обеспечить хорошую тягу двигателя;
• обеспечить максимальную скорость 40 км/час.

2. Мотор-колесо на базе двигателя прямого привода лучший выбор, если для Вас важно:

• обеспечить максимальную скорость более 40 км/час;

Какое мотор-колесо лучше: прямоприводное или редукторное?

Нас часто спрашивают: «Что лучше – велосипедный электродвигатель с прямым приводом или редукторным механизмом?» Ответить однозначно довольно сложно, поскольку оба типа велосипедных мотор-колес имеют свои плюсы и минусы. Неправильным было бы навязывать свое мнение покупателю, поскольку он сам должен разобраться с тем, какой вариант покупки для него будет лучшим, и какой больше всего будет отвечать его потребностям, проанализировав технические параметры предоставленных в продаже мотор-колес. Скажем так: есть несколько факторов, которые необходимо учитывать при выборе, только для каждого человека первостепенность того или иного фактора зависит от его индивидуальных потребностей.

Мотор-колесо, которое является бесколлекторным синхронным электрическим двигателем постоянного тока, как элемент комплектации электрического велосипеда, представляет собой исполнительную электромеханическую систему, обеспечивающую пространственное перемещение всей конструкции велосипеда. Тяговые, скоростные характеристики, а также продолжительность эксплуатации и надежность работы электрического велосипеда во многом определяются выбором электрического мотор-колеса для комплектации электровелосипеда.
При выборе мотор-колеса для своего электровелосипеда руководствуйтесь следующими рекомендациями:

Выбирайте мотор-колесо исходя из технических требований к их работе (по роду тока, номинальному напряжению и мощности, частоте вращения и т.д.). Определитесь с наиболее удобным для вас способом монтажа и крепления (переднеприводное, заднеприводное).

Покупая мотор-колесо для переоборудования велосипеда на электропривод, учитывайте местность по какой вы будете эксплуатировать велосипедный электронабор, среднюю дальность ежедневных поездок на электроприводе, а также свой собственный вес. Если вы не собираетесь значительно разгонять свой электровелосипед на дороге (свыше 25 км/ч), вы весите меньше 70-80 кг и маршруты ваших поездок не являются холмистыми - обратите внимание на 250 или 350 W мотор-колеса. Если же для вас важен фактор разгона на дороге до 40-45 км/ч, как на скутере, а также значимы хорошие тяговые показатели электродвигателя и возможность легкого подъема на крутую гору – в этом случае для вас подойдет мотор-колесо минимум в 500W.

Более целесообразно делать выбор в пользу наиболее надежного в эксплуатации мотор-колеса.

Особое внимание стоит уделять фактору цены. Покупаемый электродвигатель по ценовому показателю должен отвечать вашим финансовым возможностям.

Помните, что правильный выбор типа, исполнения, а также мощности велосипедного мотор-колеса определяет во многом надежность, безопасность и длительность срока службы всего электровелосипеда.

Электрические велосипеды могут комплектоваться бесщеточными электродвигателями двух типов: прямоприводными и редукторными.

Технология прямого привода позволяет значительно упростить конструкцию велосипедного электрического двигателя и повысить точность пространственного перемещения. Прямоприводный велосипедные электродвигатели состоят из кольцеобразного стального статора с трехфазными медными обмотками и ротора с постоянными магнитами. Прямоприводные велосипедные мотор-колеса работают без дополнительных передаточных элементов и обеспечивают высокий показатель крутящего момента благодаря своей довольно таки рациональной конструкции. Большое число полюсных пар, при довольно значительном диаметре ротора, оптимизирует создание крутящего момента на выходе и способствует повышению эффективности магнитного поля. С технической стороны эти двигатели является наиболее надежными и долговечными, поскольку в них нечему ломаться. К тому же, общеизвестно, что любой прямоприводный электродвигатель обеспечивает оптимальное преобразование электрическое энергии в механическое перемещение.

Ввиду отсутствия редукторов или иных механических элементов трансмиссия, прямоприводные мотор-колеса имеют нулевой люфт, что в свою очередь обеспечивает высокий показатель эффективности их управления и высокую жесткость при нагрузках. Также, мотор-колеса данного типа обладают низким порогом шумообразования.

Для всех прямоприводных мотор-колес при торможении характерна способность работы в режиме генератора, вырабатывающего рекуперативную энергию, которая рассеивается в приводе или же снова поступает к источнику энергопитания - аккумуляторным батареям (функция рекуперации энергии при торможении). Необходимо только, чтобы контроллером было предусмотрено обеспечение выполнение этой функции велосипедным электродвигателем. Редукторные мотор-колеса в свою очередь исключают возможность работы в режиме генератора, поскольку коэффициент трения их элементов довольно низкий во время торможения.

Редукторные мотор-колеса весят меньше прямоприводных, характеризуются довольно хорошими показателями крутящего момента. Эти электродвигатели обеспечивают меньшее сопротивление движению, чем прямоприводные.

В отличии от прямоприводных мотор-колес, электродвигателям с редукторным механизмом не свойственно развитие скорости свыше 25-30 км/ч, поэтому этот тип мотор-колес подойдет лишь тем людям, которые не ожидают от своего электровелосипеда больших скоростных показателей.

Из-за потерь энергии в редукторе, для редукторных мотор-колес характерен более низкий КПД, нежели прямоприводных.

Многодетальная сборка делает редукторные мотор-колеса менее надежными в эксплуатации. Как правило, быстрее всего из строя в них выходят пластиковые шестерни (стираются зубья). Применение иного материала при изготовлении шестерен (например, металла) для редукторных мотор-колес не целесообразно, поскольку металлические зубчатые колеса значительно утяжелят конструкцию двигателя и сделают его работу довольно шумной.

Для лучшего восприятия вами вышеизложенной информации, изложим кратно достоинства и недостатки как прямоприводных, так и редукторных велосипедных мотор-колес.

Достоинства прямоприводных мотор-колес:

Примоприводные мотор-колеса (безредукторные) имеют довольно надежную конструкцию. В них нет частей, поддающихся износу и трению, что в свою очередь гарантирует высокую точность динамических характеристик привода, неизменных в течении всего периода эксплуатации мотор-колеса.

Прямой привод характеризуется непосредственным преобразованием электрической энергии в линейной (поворотное) передвижение.

Для прямоприводных мотор-колес характерна исключительная динамика и максимально высокие показатели точности работы.

Практическое отсутствие эффектов люфта и трения при работе.

Могут создавать большой крутящий момент.

Прямоприводные мотор-колеса способны развивать довольно большую скорость (например, при мощности 500W – 40-45 км/ч). Довольно быстро ускорятся, в том числе и под нагрузкой.

Обладают высоким КПД.

Им свойствен низкий уровень шума и вибрации.

Прямоприводные мотор-колеса не нуждаются в смазке и ином техническом обслуживании.

Удобство и простота установки на электровелосипед.

Недостатки прямоприводного мотор-колеса:

Больший вес, чем у мотор-колес с редукторным механизмом.

Незначительное магнитное сопротивление.
Достоинства редукторного мотор-колеса:

Главным плюсом электродвигателей этого типа является чрезвычайно малый вес. Редукторные мотор-колеса совершенно не утяжеляют велосипед.

Малогабаритный двигатель, который при установке на электровелосипед внешне остается практически незаметным.

Мотор-колесам этого типа свойственны высокие показатели крутящего момента.

Высокая устойчивость к перегрузкам по току.

Большой накат.

Малая мощность (250-350 W) всех редукторных мотор-колес позволяет экономить заряд батарей, и соответственно увеличивать пробег на одном заряде аккумуляторов.

Недостатки редукторного электродвигателя:

Элементы редукторного мотор-колеса больше поддаються износу, чем прямоприводного электродвигателя,

Максимальные скоростные показатели ограничены 25-30 км/ч;

КПД редукторного двигателя ниже прямоприводного.

Исключена возможность работы в режиме генератора энергии (функция рекуперативного торможения).

Существует необходимость периодического технического обслуживания.

Итак, мы рассмотрели позитивные и негативные стороны двух типов велосипедных мотор-колес, теперь предоставляем вашему вниманию несколько ключевых параметров для сравнения прямоприводных и редукторных электродвигателей:

Вес. Редукторные велосипедные мотор-колеса весят меньше прямоприводных, однако ошибается тот, кто думает, что прямоприводные мотор-колеса имеют значительно больший вес, нежели редукторные. Разница в весе есть - не спорю, но она настолько незначительна, что при установке на электровелосипед практически не ощутима. Если взять, к примеру, редукторное мотор-колесо 24V 350W, то его вес будет составлять в зависимости от марки производителя 2,6-2,9 кг, в то время, когда прямоприводное мотор-колесо той же мощности будет весить 4,2-4,4 кг. Если просчитать разницу в весе этих мотор-колес, то получим цифру в 1,5 кг. Исходя их этого, думаю, что вес – это не первостепенный показатель при осуществлении выбора в пользу той или иной модели электрического велосипедного мотор-колеса, но выбор все равно за вами...

Размер. Ошибочным является мнение, что прямоприводные мотор-колеса больше редукторных. Если конечно сравнивать электродвигатели разной мощности (например, 250W и 500W), то разница в размере будет явно заметной. Но если же брать электродвигатели с прямым приводом и редукторным механизмом равные по мощности (250W или 350W), то их внешние габаритные размеры будут идентичными.

Мощность и практичность. Если вы планируете ездить преимущественно по равнинной местности, и не собираетесь разгонять свой электровелосипед свыше 25-30 км/ч, то вам стоит обратить внимание на малогабаритные и компактные 250W или 350W мотор-колеса (редукторные или прямоприводные). Если же хотите выжимать со своего электрического велосипеда до 40-45 км/ч, предполагаемые маршруты ваших поездок холмисты, вы весите больше 70 кг и ожидаете от своего электровелосипеда лучших показателей тяговитости – преобретите мотор-колесо на 500 W. Мощности электродвигателя в 500W вполне достаточно для того, чтобы ваш электрический велосипед превратился практически в аналог скутера с дополнительной функцией педалирования, преодолевающий без проблем крутые подъемы.

Учитывая, что для редукторных мотор-колес свойственно ограничение скорости на показателе 25-30 км/ч, в случае, если вы желаете развивать на своем электровелосипеде большую скорость, вам подойдет только прямоприводный электродвигатель.

Берите во внимание эту информацию при осуществлении покупке, поскольку показатель мощности мотор-колеса электровелосипеда очень важен!

Жизненный период/период эксплуатации. Многолетняя практика продаж и эксплуатации велосипедных мотор-колес наглядно демонстрирует, что редукторные механизм электродвигателя быстрее поддается износу, нежели мотор-колеса с прямим приводом. Во всех редукторных мотор-колесах, независимо от завода-производителя, применяются пластиковые зубчатые колеса (шестерни), именно их зубья со временем начинают стираться под воздействием постоянного трения. Использование шестеренок из металла считается нецелесообразным, поскольку значительно утяжеляет конструкцию мотор-колеса с редукторным механизмом, к тому, же применение подобного материала при выпуске зубчатых колес стало бы причиной образования довольно высокого шумового порога. Шестерни редукторных мотор-колес, в зависимости от периодичности и дальности преодолеваемых на электровелосипеде маршрутов, изнашиваются за 1-2 года. Однако, отказываться от редукторных мотор-колес по причине изнашивания элементов их механизма тоже не стоит, поскольку пластиковые шестерни довольно просто заменяются. Каждая шестерня может сниматься и ремонтироваться независимо от других.

В конструкции прямоприводных электровелосипедных двигателей, в отличии от редукторных, нет частей поддающихся износу и трению. Эксплуатационный период таких мотор-колес составляет больше 5 лет.

Крутящий момент. Существует мнение, что редукторным велосипедным мотор-колесам свойствен более высоких показатель крутящего момента, однако данное утверждение не совсем точно. Современные технологии позволяют выпускать прямоприводные мотор-колеса, как равные редукторным электродвигателям по показателю максимального крутящего момента, так и с более высоким выражением крутящего момента.

Работа под нагрузкой. Если сравнивать велосипедные мотор-колеса равной мощности, то прямоприводное мотор-колесо будет выделяться лучшими показателями работы под нагрузкой, при идентичных с редукторным электродвигателем скоростных характеристиках.

Чтобы лучше разобраться с функциональными возможностями мотор-колес разной мощности, предлагаем вам сравнить 250W велосипедный электродвигатель с 500W. Последний является более габаритным и увесистым, чем 250W двигатель. Но в то время, когда 250 W мотор-колесо может передвигаться при максимальном скоростном режиме 25-30 км/ч, чего вполне достаточно для велосипедного путешествия в умеренном темпе, 500W электродвигатель может разгоняться как до 40-45 км/ч, так и ограничивать свои скоростные возможности с помощью электроники до более безопасного уровня (25-30 км/ч), к примеру, в ситуации интенсивного движения на дороге.

Во многих странах мира установлены юридические ограничения как на мощность используемых в электрических велосипедах двигателей, так и на максимально развиваемую ими скорость. Фактически на законодательном уровне в этих странах прописано, что электродвигатель, устанавливаемый на велосипеде, не должен иметь мощность свыше 250-350 W. Если же электровел комплектуется электродвигателями большей мощности, то обязательным условием является ограничение скорости электроникой на показателе 25-30 км/ч. Учитывая данный момент, многие мировые производители электровелосипедов оснащают свою велопродукцию мотор-колесами небольшой мощности, что позволяет с одной стороны придерживаться закона, а с другой -служит целью удешевления электровелосипедов и уменьшения их веса. Поскольку прямоприводные мотор-колеса отличаются большим весом, электровелосипеды для рынка этих стран комплектуют редукторными двигателями. Законодательственная база Украины не устанавливает ограничений ни на мощность применяемого электровелосипеде двигателя, ни на развиваемую им скорость. Поэтому, фактически за самыми украинскими велосипедистами остается право выбора наиболее соответствующего их запросам типа электровелосипедного мотор-колеса.

250W мотор-колесами предпочитают комплектовать электровелосипеды такие производители, как Bionx, Вafang. В то же время, такие мировые компании, как Сurrie, Pedego, Stromer, считают оснащение электрических велосипедов 500W мотор-колесами с функцией ограничения скорости более целесообразным.

Если вы решили переоборудовать свой электровелосипед на электропривод, но не знаете, какое мотор-колесо (редукторное или прямоприводное) вам больше подойдет, определитесь прежде всего для себя с такими моментами:

1. Типом местности по которой вы будете передвигаться. Если ваши велосипедные маршруты пролегают по холмистой местности – вам больше подойдет прямоприводное мотор-колесо минимум в 500W.

2. Максимальным показателем скорости достаточным для вас. Если 25-30 км/ч для вас вполне достаточно при путешествии на электровелосипеде, то приобретайте 250-350W мотор-колесо. При этом, выбор между прямоприводным и редукторным двигателем осуществляйте исходя из первостепенных для вас качественных характеристик. Для большей скорости электровелосипеда вам понадобиться более мощный электрический мотор.

3. Принципиальностью для вас разницы в весе между электродвигателями этих двух типов. Как уже говорилось ранее, прямоприводное мотор-колесо весит больше редукторного, но в мотор-колесах аналогичной мощности эта разница совсем небольшая.

Много людей выбирают для использования электровелосипеды, ведь они помогают ездить против встречного ветра и взбираться на высокую горку. Собрать своими руками сейчас может каждый, благодаря множеству наборов, привезённых из Китая.

Но электрический велосипед лишь увеличивает силу человека, а не заменяет её полностью. Таким образом, нажимать на педали при поездке на электробайке всё равно потребуется, и особенно это необходимо при движении вверх по склону.

В отличие от другого моторизированного транспорта, на котором предусмотрен лишь двигатель для толкания машины вперед, электрический велосипед объединяет работу мотора с силой всадника. Машины, которые соединяют мощности от разных источников (например, мотора и человека) называются гибридными.

Когда человек неуверен в том, что конкретный набор с электромотором поможет взобраться на вершину какого-то холма, он теряется в раздумьях: вдруг горка будет еще более крутой или длинной. И естественно, что каждый хочет приобрести самый мощный комплект для электрического велосипеда. Тем не менее, во многих случаях самый мощный электромотор будет излишним, и вы, в конечном счёте, потратите слишком много денег, к тому же будете возить с собой гораздо больший вес, чем это действительно необходимо.

Взобраться на невысокий холм можно практически с любым мотор-колесом для велосипеда. А если при этом слабо нажимать на педали, то можно легко взойти на крутой холм, даже при тяжелых условиях – сильном встречном ветре и большом весе ездока. В сравнении с обычными велосипедами, электровелики вас приятно удивят.

Специализация электромоторов

Электрическое мотор-колесо для велосипеда может быть специально разработано для лучшего подъема в горку или оптимизировано для повышенной дальности или увеличенной скорости поездки. Двигатели с большой номинальной мощностью имеют высокую способность к преодолению холмов (крутящий момент), но они снижают дальность путешествия (быстро садят батарею).

Коэффициент полезного действия (КПД) двигателя по мощности не является постоянным, он имеет максимальное значение при определенной скорости. Также его величина зависит от того, растёт скорость или снижается.

Крутящий момент

При переключении передачи всегда теряется крутящий момент. Поэтому желательно всегда начинать восхождение в гору на соответствующей передаче или делать при подъеме как можно меньше переключений.

Даже мотор с редуктором подвержен влиянию переключения передач. После смены передачи велогонщиком любой двигатель должен будет поменять обороты. В этом случае будет лучше, если велосипедист даст дополнительный толчок через педали после переключения передачи.
Переднее моторколесо также теряет крутящий момент вместе с гонщиком при смене скорости, поскольку они объединены в одну и ту же систему передач.

Спуск с горки

После каждого подъёма следует спуск с горки – это просто как круговорот веществ в природе. На спуске, при регенеративном торможении, электродвигателем можно зарядить аккумулятор и расширить дальность поездки на электровелосипеде. Электрический двигатель конструкции В.В. Шкондина может при генерации вернуть максимальную часть той энергии, которая была потрачена на подъём в гору.

Многополюсный двигатель с якорем из постоянных магнитов, собранный В.В. Шкондиным

Генерация энергии замедляет велосипед, так что установка двигателя Шкондина будет хорошей идеей, если вы хотите ограничить максимальную скорость велосипеда на спуске, естественно, без использования тормозов.

Кроме регенеративного сопротивления, каждый электродвигатель имеет внутреннее трение, так что любой привод на электрическом байке в какой-то степени снижает максимальную скорость при накате в сравнении с обычным велосипедом.

Анализ разных электронаборов

Есть два возможных варианта электрических наборов для велосипедов:

• Мотор, установленный в колесо. Эта система не использует преимущества велосипедной системы передач.
• Двигатель, вставленный в каретку (такой как у системы Optibike MBB), который параллельно можно вращать ногами. Эта система задействована через цепную передачу велосипеда.

В первом случае цепная система передач остается незадействованной, и вы можете не надеяться на максимальную эффективность двигателя при подъеме в горку. Во втором случае вы, конечно, немного потеряете на трении в цепной передаче, но сможете оптимизировать КПД двигателя при изменении скорости движения.

Электровелосипед с американской системой привода Optibike MBB

Обычное моторколесо или редукторное?

Неважно, подсоединен электромотор через цепную передачу (приводы в каретке) или нет (переднее, заднее моторколесо, фрикционные передачи), велосипедная система скоростей всё равно будет задействована.

Редукторное моторколесо позволяет двигаться с использованием пониженного передаточного отношения. Оно может помочь велогонщику взобраться на очень крутой холм, если использовать мотор с сильно понижающим планетарным редуктором. При этом двигатель будет работать близко к высшей точке КПД, так как он сохранит высокие обороты. Но всё-таки потеря эффективности у мотора с редуктором будет, поскольку такие системы являются сложными и в них неизбежны некоторые траты на трение.

Редукторное электроколесо для велосипеда

Системы без редуктора не понижают обороты двигателя. Следовательно, КПД двигателя в них не является постоянным, а очень часто зависит от скорости велосипеда. Но такие системы просты, поэтому их суммарный КПД выше по сравнению с редукторными моторами.

Как видите, существует проблема выбора между электромоторами с редуктором и без него. С одной стороны, первые могут поддерживать один и тот же КПД двигателя в широком диапазоне скоростей, тогда как вторые имеют неизбежные потери при снижении скорости. С другой стороны, электромоторы без редуктора обладают большим суммарным КПД.

При попытке подняться на очень крутой склон или при перевозке тяжелых грузов ваша средняя скорость достаточно сильно падает. В таком случае мотор без редуктора будет функционировать на уровне со значительно заниженным КПД. Для подъема в гору редукторное колесо будет лучшим выбором.

Однако можно с уверенностью сказать, что в других условиях катания мотор без занижающей передачи будет справляться со своей работой лучше (особенно в частых дальних поездках), чем чрезмерно сложные системы с редуктором.

Примеры из реальных жизненных ситуаций

Возьмем для первого примера стандартный мотор с предельной мощностью в 250 Вт при 10 км/ч и велогонщика, который может тоже внести 250 Вт (не сильно стараясь) для поддержания заданной скорости. Вместе они выдадут одну впечатляющую мощность в 500 Вт.

• Со скоростью в 10 км/ч гонщику под силу взобраться на холм с уклоном 17,5% при 500 Вт совместной мощности.
• Со скоростью в 8 км/ч велосипедист может взобраться на холм с уклоном 17,5% при своих 250Вт и работающем на 80% моторе в 200 Вт.
• Со скоростью в 6 км/ч велосипедист может вскарабкаться на горку с таким же уклоном 17,5% при своих 250Вт и работающем на 60% моторе в 125 Вт.

На первый взгляд, эти результаты могут показаться целиком неточными, потому что идёт на спад вместе со скоростью лишь эффективность электромотора, и кажется, будто велогонщику всё равно под силу взобраться на один и тот же крутой склон.

Эта неточность будет решена, когда мы поймём, насколько человек важен для работы электровелосипеда. Понаблюдаем, что бы произошло, если бы велосипедист вообще не нажимал на педали и все 500 Вт (как в примере выше) приходили от мотора.

• Со скоростью в 10 км/ч велосипедист смог бы взобраться на горку с уклоном 17,5% только при работающем на 100% двигателе в 500 Вт.
• Со скоростью в 8 км/ч ездок может взобраться на горку уже с меньшим уклоном 17% при работающем на 80% моторе в 400 Вт.
• Со скоростью в 6 км/ч ездок может выехать на холм с уклоном 14,5% при работающем лишь на 50% моторе в 250 Вт.

Эти результаты взяты с e-bike calculator при следующих вводных: суммарный вес - 100 кг; площадь лобового сопротивления - 0,4 метра кв; коэффициент трения - 0,7; длина подъема - 100 м; скорость встречного ветра - 10 км/ч и коэффициент сопротивления качению - 0,007.

Гонка по городу на собранном своими руками электровелосипеде с моторколесом:

Сила велогонщика наиболее значима, когда нужно поддержать скорость на электровелосипеде, потому что с её падением сильно снижается КПД двигателя. Анализируя это, вы сможете понять, насколько электровелосипед отличается от любого другого моторизированного транспорта и почему установка редукторных моторов не всегда является лучшим выбором. В переднее колесо лучше вовсе не ставить мотор с редуктором, ведь оно должно иметь свободный накат.

Большинство людей, обратив внимание на зависимость мощности и скорости, сделают вывод, что лучше всегда использовать мотор с большой мощностью (хороший, свыше предельных 250 Вт). Но анализируя реальные отзывы людей, которые проверили разные моторы на практике, приходишь к мысли о том, что имеет смысл лишь запасённая скорость. И на деле, чаще всего, моторколесо мощностью в 250 Вт будет лучшим выбором.

При покупке велогибрида или набора для электрификации обычного велосипеда многие сталкиваются с необходимостью выбора между мотор-колесами различных типов. Какому hub-мотору отдать предпочтение - редукторному (geared) или с прямым приводом (direct drive)? Оба типа мотор-колес обладают определенными достоинствами и недостатками, и тому, кто впервые сталкивается с этим, разобраться бывает непросто.

Общее мнение по этому вопросу таково: если вы «какой русский не любит быстрой езды» – двигатель с прямым приводом станет для вас правильным выбором. В случае, когда максимальная скорость имеет второстепенное значение, а на первом месте остается возможность легко крутить педали – вашим выбором будет редукторное мотор-колесо. На этом поиск плюсов и минусов типа привода мотор-колес не заканчивается – есть еще целый ряд преимуществ и особенностей, о которых пойдет речь ниже.

Классика жанра: прямой привод

Hub-моторы прямого привода стали первыми силовыми установками электробайков – они были разработаны давно и «обкатаны» десятилетиями использования. Директ-драйв моторы характеризуются высокой надежностью, благодаря совершенству конструкции и минимуму компонентов. Мотор-колеса этого типа отличают длительный срок службы и нетребовательность к сервисному обслуживанию. При разумной нагрузке и бережной эксплуатации двигатель может работать очень долго – в качестве расчетного периода обычно указывается срок в пять-десять лет. Максимальный ресурс hub-мотора зависит от качества изготовления комплектующих: датчиков Холла, опорных подшипников вала, характеристик используемых при производстве постоянных магнитов.

Современные мотор-колеса прямого привода отличаются широким диапазоном мощности, максимальные значения которых для велогибридов достигают 3-5 kW. Существуют в природе и более мощные варианты, но они находят применение в других категориях электротранспорта. Скоростные качества директ-драйв моторов – это главное их преимущество перед собратьями с редукторами. Еще одним существенным отличием является возможность организовать процесс рекуперации: возврат части энергии при работе мотор-колеса в режиме генератора при свободном ходе и торможении.

Но возможность использования рекуперации электроэнергии не самым лучшим образом сказывается на накате электрогибрида: крутить педали при севшем аккумуляторе становиться занятием не из легких. И чем мощней двигатель – тем труднее будет добраться до ближайшей розетки. Еще одним недостатком двигателей этого типа становятся их большая собственная масса и габаритные размеры, также прямо пропорционально зависящие от мощности агрегата.

В общем, двигатель прямого привода подойдет тому райдеру, который ради больших скоростей готов рискнуть превращением своего велосипеда в электроскутер с педалями, пользоваться которыми в случае посаженной в ноль батареи будет весьма некомфортно.

Редукторный мотор: «троллейбусная» тяга

Электродвигатель со встроенным планетарным редуктором позволяет решить вопрос соотношения крутящего момента, габаритных размеров и собственного веса. Сложная конструкция hub-мотора, включающая обгонную муфту с набором шестерен, казалось бы, может сказаться на надежности и ресурсе использования. Но как показывает практика эксплуатации мощных и компактных редукторных электромоторов, в этом вопросе также все решает качество используемых при производстве материалов, и ресурс таких мотор-колес практически не уступает сроку службы моторов прямого привода.

Сегодня для установки в колеса электровелосипедов используют редукторные двигатели мощностью от 250 до 500 Ватт – такой диапазон дает возможность решить большинство эксплуатационных задач, особенно учитывая тот факт, что величина крутящего момента 500-ваттного редукторника практически аналогична таковой у директ-драйв мотора мощностью в 1500 Ватт. Кроме небольшой собственной массы и скромных габаритов редукторный мотор отличается практическим отсутствием сопротивления качению – крутить педали велогибрида с таким мотор-колесом также легко, как ехать на обычном велосипеде.

К недостаткам моторов такого типа относят более сложную конструкцию, требующую периодического сервисного обслуживания. Существенной эту особенность назвать нельзя, поскольку статистика обращений в период гарантийного срока по поводу неисправностей показывает только очень небольшое число (1-2%) отказа датчиков Холла или поломки, вызванные нарушением условий эксплуатации: завышенное напряжение питания, приводящее к перегреву двигателя, попадание влаги извне и т. д.

Отсутствие режима рекуперации – еще один «минус» мотор-колес со встроенным редуктором. Те, кто не понаслышке знаком с реализацией рекуперации в электровелосипедах, понимают, что надеяться на волшебный заряд аккумулятора в процессе поездки не приходится. Батарея в этом режиме получает максимум 10% затраченной электроэнергии, и то – при удачном стечении обстоятельств и перепадов рельефа.

Отличительной особенностью планетарного редуктора также можно назвать уровень шума – «троллейбусный» гул двигателя хорошо заметен при наборе оборотов, но поскольку рабочий уровень шума не превышает порога в 55дБ, то это обычно не является особой проблемой.

В общем, если вам нужна хорошая тяга, и вы не собираетесь ездить исключительно на ручке газа со скоростью выше 35 километров в час – стоит остановить свой выбор на редукторном мотор-колесе. В этом случае вы всегда сможете рассчитывать на свои силы, когда «сядет батарейка», а также эффективно использовать возможности велогибрида, используя его в комбинированном режиме помощи электромотора привычному педалированию.

Все мотор-колеса подразделяются на 2 типа:
1. Редукторные,
2. Директ-драйв (Direct Drive - прямой привод).

Редукторные моторы:

Внутри мотор-колеса, помимо статора и ротора находятся 3 пластиковые шестерни и фривил, позволяющие поднять крутящий момент колеса, а так же незначительно улучшить накат, из-за отсутствия так называемого зубцового эффекта. Но за все это приходится платить недолгим сроком службы мотора, постоянно меняя эти недешевые шестеренки, которые к тому же отсутствуют в свободной продаже. Так же у данного типа моторов невозможно организовать торможение двигателем (рекуперация), что приводит к очень быстрому износу тормозных колодок на велосипедах, оснащенных таким мотором.

Кроме того, редукторные моторы требуют смазки через каждые 1-2 сезона, а это в свою очередь:
- запах масла, в месте хранения электровелосипеда,
- затраты на тех.обслуживание и ремонт (актуален вопрос постгарантийного обслуживания).

Типичная неисправность редукторного мотора: слом пластиковых (так называемых "композитных" ) шестерёнок. Чем больше вес седока, тем больше возрастает вероятность слома:

Моторы Директ-драйв (Direct Drive):

Директ-драйв моторы гораздо более надежны , так как в них нет никаких изнашиваемых элементов, кроме подшипников, которые рекомендуется планово менять после пробега в 150 тыс.км. (при нашем климате, это десятки лет). Они не требуют смазки, как редукторые моторы, т.е. полностью отсутствет запах смазочных материалов (особенно актуально, если хранить электровелосипед в квартире).

Обычно такие мотор-колеса отлично работают в равнинных местностях, где нет крутых длинных подъемов, и позволяют в большинстве случаев вообще не использовать тормозные колодки при активированной функции рекуперации, оставляя их только для экстренного торможения.

Одним из Direct Drive моторов является Magic Pie-5. В нем так же, как и в других моторах этого класса, отсутствуют трущиеся и изнашиваемые элементы, присутствует функция рекуперативного торможения.

Отличительной особенностью данной модели является увеличенный диаметр статора и ротора, что сильно увеличивает крутящий момент, подобно редукторным колесам, но сохраняются все возможности директ-драйва. В Magic Pie-5 существенно переработан и улучшен встроенный контроллер, применена новая элементная база, что позволяет добиться лучшей динамики при разгоне и покорять крутые горы. Сохранена и расширена возможность программирования внутреннего контроллера, что позволяет выставить желаемый режим эксплуатации мотора.(например поднять мощность до максимума, при поездках по горной местности, или наоборот, снизить скорость и мощность, до безопасной если ваш ребенок тоже захочет покататься)

Так же компания Golden Motor существенно переработала коммутацию проводов в Magic Pie-5 . Теперь, после установки набора на велосипед, все выглядит опрятно, нет никаких болтающихся лишних проводов и разъемов, благодаря использованию Soket Dispenser :


Все элементы управления, находящиеся на руле, такие как: ручка газа, ручки тормоза, круиз-контроль, свет, сигнал, которые пронумерованы и подписаны теперь подключаются к единому диспенсеру управления, который к тому же защищен от брызг, в отличие от обычных разъемов, используемых в аналогичных наборах электрификации. От него в мотор уже идет один единственный провод. Благодаря этому Magic Pie-5 не портит внешний вид вашего велосипеда и он продолжает выглядеть презентабельно!