Какой двигатель используется на обычном дорожном велосипеде кратко

Обновлено: 05.07.2024

В производстве современных электровелосипедов распространение получили несколько типов двигателей. К ним относятся мотор-колеса (редукторные или прямого привода), которые устанавливают в переднюю либо заднюю втулки велосипедного колеса, а также кареточные электромоторы.

Кареточный мотор (центральный мотор, "подвесной" мотор или Mid Drive) представляет собой редукторный двигатель, совмещенный с кареткой велосипеда. Данную каретку встраивают в раму велосипеда вместо обычной. Трансмиссия при этом остается в традиционном варианте. Электрические велосипеды с кареточным мотором способны выдерживать большие нагрузки и позволяют с комфортом проезжать длинные дистанции и сложные участки местности.

Как работает кареточный ("подвесной") электродвигатель?

Крутящий момент электромотора, приложенный к оси каретки, посредством трансмиссии велосипеда приводит в движение заднее колесо. При производстве кареточного мотора используется синусный контроллер, что обеспечивает двигателю достаточно тихую работу. Однако это является дорогостоящим решением, вследствие чего цена моторов данного типа – высока. Кареточный мотор (как и мотор-колесо) имеет специальное дополнительное оборудование: рукоятки тормоза и ручку газа, дисплей и систему PAS.

Кареточный мотор марки Bafang (8FAN) в комплекте с рычагом газа, ручками тормоза, LCD-дисплеем, пультом управления и всеми необходимыми для монтажа кронштейнами, разъемами и проводами

Кареточный мотор марки Bafang (8FAN) в комплекте с рычагом газа, ручками тормоза, LCD-дисплеем, пультом управления и всеми необходимыми для монтажа кронштейнами, разъемами и проводами

Велосипеды с центральным или подвесным электродвигателем ценятся за их отличную маневренность и легкость в управлении в сочетании с мощными ходовыми характеристиками. Многие известные на сегодняшний день зарубежные и отечественные бренды предлагают электровелосипеды данного типа. Даже больше: модельные линейки серьезных производителей редко встретишь велосипеды, оборудованные мотор-колесом. Чаще всего это, как раз, премиальные велогибриды с кареточным мотором, с высоким качеством сборки, надежные и долговечные. Например, такие известные бренды, как Bosch и Yamaha производят двигатели Mid Drive, предназначенные для установки только на конкретно отведенные для них велосипедные рамы. Соответственно, и стоимость таких велосипедов выше, чем у моделей, оснащенных мотор-колесом. Однако ряд определенных достоинств кареточного типа полностью оправдывает его высокую стоимость.

Мощность кареточных двигателей

Как известно, от мощности установленного электромотора зависит максимальная скорость, которую можно развить на электровелосипеде. Условно можно привести следующую классификацию:

• моторы малой мощности (250-350 Вт);
• моторы средней мощности (500-750 Вт);
• мощные моторы (от 1000 Вт).

Более мощные двигатели Mid Drive имеют больший крутящий момент и скорость.

Преимущества кареточных моторов

• Кареточный электродвигатель имеет намного меньший вес, чем мотор-колесо. Это способствует тому, что любой электрический велосипед с кареточным двигателем будет значительно легче по весу (относительно своих технических характеристик) по сравнению с аналогичным, оснащенным мотор-колесом. А ощущения при езде будут сопоставимы с катанием на обычном велосипеде. При этом и крутить педали при разряженном аккумуляторе будет намного легче. Сюда же можно отнести и лучшую маневренность электровелосипеда с кареточным мотором.
• Mid Drive монтируется в каретку, что способствует достижению идеальной развесовки (центр массы транспортного средства не смещается ни вперед, ни назад). Это положительным образом влияет на управляемость велосипедом. Кроме того, снижается нагрузка на обода и спицы, поскольку отсутствует тяжелая "гиря" – мотор-колесо.
• Еще одно очевидное преимущество кареточного двигателя по сравнению с мотор-колесом – накат, сохраняющийся при нажатии и последующем отпускании ручки газа (поскольку мотор-колесо создает сильное сопротивление). Кроме того, нечастое использование ручки газа позволяет экономить заряд батареи и оптимальней его расходовать.
• Простота конструкции и отсутствие необходимости в смене колес или их переспицовке (как в случае с мотор-колесом). Если двигателю потребуется техническое обслуживание, то его достаточно просто открутить и снять. В связи с этим удобна также и необходимая замена камеры на заднем колесе. Помимо прочего, исчезает необходимость в усилении дропаутов велосипеда.
• Байки с Mid Drive-двигателем демонстрируют отличные ходовые возможности. Такие электровелосипеды способны взбираться практически в любые горки даже в пределах 45 градусов и без проблем спускаться с них. Кареточный мотор отлично помогает райдеру при езде и дает возможность развить достаточно серьезную скорость. Например, кареточный электродвигатель марки Bafang мощностью 750 Вт разгоняет электротранспорт до 60 км/ч.
• Большинство кареточных двигателей – очень малошумны. Почему – об этом сказано выше.
• Не нужно думать о том, куда приспособить контроллер: он уже встроен в двигатель Mid Drive.
• При первом взгляде на велосипед с кареточным мотором сложно догадаться, что перед вами – электровелосипед. Такие моторы практически незаметны внешне. И это с каждым годом становится все более актуальным в связи с ужесточающимся законодательством.
• Существенная часть кареточных моторов оборудованы torque sensor (торк-сенсорами или датчиками крутящего момента), что обеспечивает райдеру более реалистичные ощущения в процессе педалирования и позволяет экономить заряд батареи.

Но несмотря на все преимущества, велосипеды с кареточным мотором подвержены повышенному износу цепи и системы переключения передач. Решить эту проблему можно, правильно эксплуатируя байк и его оборудование

Но несмотря на все преимущества, велосипеды с кареточным мотором подвержены повышенному износу цепи и системы переключения передач. Решить эту проблему можно, правильно эксплуатируя байк и его оборудование

Недостатки кареточных моторов

А теперь – о недостатках кареточных двигателей. Их список которых намного меньше, но всё же, они есть:

• В случае Mid Drive износ цепи и зубьев звездочек – выше, чем при использовании мотор-колеса. Однако данный износ сопоставим с обычными велосипедами. Однако, ничего страшного, главное – использовать качественный смазочный материал, и все будет хорошо.
• Кареточный двигатель можно установить только в специально разработанную для его эксплуатации раму.
• Для установки кареточного двигателя требуется специальный инструмент (ключи для работы с кареткой).
• Кареточный двигатель при использовании передней звездочки небольшого диаметра (менее 38) уменьшает клиренс. При использовании 38 и более клиренс ограничен звездочкой.
• Кареточные двигатели – дорогостоящие. Цена электровелосипедов с мотором данного типа существенно выше, чем у оборудованных мотор-колесом.

Выбирая электрический велосипед с мотором, встроенным в каретку, необходимо отталкиваться не только от мощностных характеристик устройства, но и от особенностей предстоящей эксплуатации транспортного средства (частоты и дальности поездок, рельефа местности). Стоит также подбирать велосипед с учетом предполагаемой нагрузки и веса пользователя.

Еще больше интересных статей и обзоров об электротранспорте только на нашем канале: подписывайтесь, чтобы не пропустить всё самое интересное!

Еще больше интересных статей и обзоров об электротранспорте только на нашем канале: подписывайтесь, чтобы не пропустить всё самое интересное!

Вообще-то на простом дорожном велосипеде, как и на велосипедах других типов, двигателя нет и не может быть в принципе. Если на велосипед и устанавливается двигатель, то после этого велосипед перестаёт быть таковым, и становится либо мотовелосипедом, с двигателем внутреннего сгорания, либо электрифицированным велосипедом, с электрическим мотором. У простого же велосипеда есть только движитель и трансмиссия, и в движение снаряд приводится силой мышц наездника. В качестве движителя у велосипеда выступают колёса. На ведущее, заднее колесо, крутящий момент передаётся трансмиссией, представленной педалями, двумя звёздочками и велосипедной цепью, натянутой между ведущей и ведомой звёздами.

Если же в данном вопросе подразумевается возможность моторизации велосипеда, то для простой дорожной модели подойдёт специальный двигатель из серий Д-4, Д-5, Д-6 и Д-8, либо их китайский аналог F-50. Эти двигатели целенаправленно разрабатывались для установки на дорожные велосипеды. Правда умельцы ухитряются ставить и другие ДВС, например от бензиновых пил и косилок. Но такая установка требует переделки рамы велосипеда.

Если выбирать из электромоторов, то их них подойдут специально разработанные моторы кареточного типа или так называемые мотор колёса, в которых двигатель заключён внутрь центральной ступицы колеса. Установка этих двигателей не будет сопряжена с переделкой велосипеда.

Для электрификации велосипедов используется 3 типа двигателей: кареточный электромотор, прямоприводное или редукторное мотор-колесо. Кареточный (подвесной, центральный) двигатель ставится в каретку и через трансмиссию передает крутящий момент колесам. Дополнительная тяга обеспечивается при вращении педалей райдером. Мотор-колеса ставятся на место штатной втулки и без посредников передают крутящий момент на ведущее колесо. В вопросе, что лучше, мотор-колесо или кареточный двигатель – ответ зависит от главных критериев оценки и условий предстоящей эксплуатации электровелосипеда.

Особенности редукторных мотор-колес

Наличие редуктора в конструкции ступичного электромотора повышает крутящий момент. Такой электромотор не сопротивляется вращению педалей и обеспечивает хороший накат при отключенном двигателе. На практике это выглядит так: при отпускании ручки газа электромотор не притормаживает, а свободно вращается и дальше. При одинаковом потреблении энергии редукторные МК выдают более высокую тягу. Они компактны и легковесны, но из-за ограниченного диапазона мощностей (до 1000 Вт) не позволяют развить скорость выше 40 км/ч.

Плюсы и минусы редукторных МК приведены в таблице:

Преимущества

Высокий крутящий момент. Хорошие тяговые характеристики. Уверенное преодоление подъемов.

Ограниченная мощность – до 1000 Вт.

Экономичность. Высокий КПД.

Износ шестерен редуктора.

Свободный накат, в т.ч. при выключенном моторе.

Меньший срок службы – около 8000 км.

Комфорт использования системы PAS.

Скорость в пределах 40 км/ч.

Компактность. Легкий вес.

Шумнее МК с прямым приводом, сложнее конструкция – меньше надёжность.

Особенности прямоприводных мотор-колес

Мотор-колеса прямого привода имеют более простую конструкцию без шестерен, поэтому отличаются еще более высокой надежностью и долгим сроком службы. Диапазон мощностей у них шире – от 500 до 6000 Вт, что позволяет получать высокие скорости. Фактически при установке мощного прямоприводного МК велосипед превращается в электромопед.

Приведем сравнительную таблицу сильных и слабых сторон мотор-колес прямого привода:

Преимущества

Широкий диапазон мощности.

Сопротивление качению, которое препятствует свободному накату и вращению педалей при выключенном моторе.

Высокая надежность и долговечность.

Вес и размеры – больше, чем у редукторных моделей.

Возможность получения высоких скоростных характеристик – вплоть до 100 км/ч и выше, если фактически нужен электромотоцикл.

КПД – меньше, особенно на малых скоростях. Крутящий момент – ниже.

Допустимость нагрузок в 4 раза выше номинальной мощности с малым риском поломки – за счет повышения напряжения.

Необходимость установки аккумуляторов высокой емкости и крепкой рамы с усиленными дропаутами.

Особенности кареточных электромоторов

При установке центрального мотора обеспечивается оптимальная развесовка транспортного средства. Управляющий контроллер устанавливается в общем корпусе с электродвигателем и охлаждается при движении. При помощи переключения передач обеспечивается гибкое управление скоростью и крутящим моментом. Такой комплект можно установить на любой велосипед, сохранив при этом львиную долю родной трансмиссии. Это особенно актуально для дорогих байков и моделей с 27,5” колесами и 32 спицами (у МК 36 отверстий).

Кареточные моторы компактные и легкие, но стоят дороже аналогичного комплекта МК примерно на 30%. Эти модели рассчитаны на профессиональное использование. Они подвержены ударам, попаданию грязи и воды, ускоренному износу велосипедной трансмиссии, поэтому по надежности уступают мотор-колесам.

Выводы

Что лучше выбрать, мотор-колесо или кареточный мотор – зависит от назначения собираемого электровелосипеда. Для сборки городской модели оптимально подходит мотор-колесо, причем для спокойной езды со скоростью до 40 км/ч – редукторное, а для развития более высоких скоростей – электрический мотор прямого привода. Для езды по холмистой, горной или пересеченной местности, а также для агрессивного стиля катания, рекомендуется установить подвесной двигатель на каретку велосипеда.

Читайте в предыдущей статье блога VoltBikes о безопасной езде на электровелосипеде.

Все больше становятся популярны электродвигатели для велосипедов. Теперь возможно самостоятельно переоборудовать велобайк в более мощную конструкцию, с помощью которой без труда будут преодолены любые подъемы, даже затяжные. Если установить электродвигатель на велобайк, то можно экономить силы при езде, а трассу проходить за более короткий промежуток времени – двигатель увеличивает скорость и проходимость. Отдельно купленный и установленный на байк, он может обойтись даже дешевле, чем покупка нового электровелосипеда. Какие бывают электродвигатели для велосипедов и как их устанавливать, далее в этой статье.

Разновидности электродвигателей

Двигатели различаются по устройству, мощности, месту расположения, но все они предназначены для монтажа на велосипед. При работе мотор передает дополнительное усилие колесам. От обычного байка электровелосипед отличается наличием трех составляющих:

• электродвигатель;
• аккумулятор;
• контроллер управления.

На данный момент двигатели бывают четырех основных типов и имеют различия как в принципе работы так и в способе монтажа.

Мотор-колесо

Один из самых популярных типов двигателей — мотор-колесо. Его можно установить на любое колесо, но чаще используют на заднем. Возможен вариант и полноприводного расположения (на оба колеса). Мотор-колесо делится на два класса: двигатели с прямым приводом и редукторные. В 95-97% с заводских конвейеров готовые электровелосипеды выходят с двигателем мотор-колесо и редукторные, так как они просты, компактны и надежны.

Цепной

Навесной или цепной тип мотора — легкий, удобный в эксплуатации, подключается к цепи в качестве дополнительного элемента. Установить такую систему возможно практически на любые велосипеды. Навесной тип дает возможность развивать очень большие скорости.

Фрикционный

Этот тип двигателя наименее эффективный из всех трех. Но его очень легко установить самостоятельно – не нужно разбирать и собирать велобайк. В использовании прекрасно помогает при подъеме в гору, а на ровной дороге значительно увеличивает скорость.

Аккумулятор является источником питания электродвигателя велосипеда, он может быть свинцово-кислотным или литий-ионным. Последний значительно лучше по своим показателям.

Кареточный (миддрайв)

Второй по популярности после мотор-колеса и наиболее перспективный и продвинутый вариант. Обычно эта система уже предустановлена в готовый электровелосипед, собранный на производственных мощностях. Под кореточный привод видоизменяется конструкция рамы велобайка, для того чтобы спрятать внутрь большую часть всего механизма. Но китайские производители и здесь смогли обойти данное ограничение, позволив установить миддрайв практически на любой велосипед.

Особенности двигателей, как их устанавливать

У каждого из типов электродвигателей есть свои особенности в характеристиках и способах установки.

Мотор-колесо и его особенности

Этот двигатель является бесконтактным единым узлом, он не меняет дизайн велосипеда, имеет компактные размеры и располагается прямо на месте втулке колеса. Устанавливают его в переднюю или заднюю ступицу колес. В комплект идут аккумуляторные батареи с устройством зарядки, контроллер и регулятор скорости. Мощность двигателя может быть от 150 до 3000 Вт, а варианты питания с рабочим напряжением – 24, 36, 48, 72 Вольт. Можно купить мотор-колесо для велосипеда в сборе и без труда установить.

Двигатель со встроенным планетарным редуктором имеет:

• большой крутящий момент при невысоких показателях мощности;
• потребление энергии в среднем – 11Вт/час/км.;
• отличный накат велобайка с отключенным двигателем;
• скорость до 35 км/ч.

Устройство двигателя с прямым приводом:

• большая масса и объемы по сравнению с редукторным;
• небольшой крутящий момент на низких оборотах;
• плохой накат при выключенном двигателе;
• приличная скорость — до 60 км/ч;
• возможна рекуперация, но небольшая – 3%.

Установка мотор-колеса

Самостоятельно установить двигатель на заднее колесо велосипеда можно за час, следующим образом:

• Двигатель ставят на колесо таким образом, чтобы провода из его оси выходили слева, так как справа цепь и переключатель скоростей;
• Собирают схему подключения;
• Устанавливают контроллер в недоступном для воды и грязи месте;
• Закрепляют аккумулятор;
• Подключают провода, согласно инструкции;
• Навешивают цепь;
• Совершают отцентровку мотор-колеса на велосипеде;
• Проверяют функционирование всех опций.

Аналогично выполняют смену переднего колеса, согласно инструкции. Перед началом монтажа рекомендуется промазать водостойким герметиком внешние крышки электродвигателя.

Цепной привод и его особенности

Навесной или цепной электродвигатель может:

• развить скорость до 120 км/ч;
• вырабатывать мощность 350-1500 Вт;
• регулировать при помощи контроллера расход мощности.

Однако имеет дополнительный вес. Закрепляют его на нижнюю часть рамы, аккумулятор на верхнюю часть, или багажник. В конструкции велосипеда цепной привод выглядит автономным узлом. Необходимо установка защитного кожуха на передачу и двигатель.

Установка цепного привода

• Монтируют кронштейны под электродвигатель, и устанавливают его;
• Доукомплектовуют дополнительной звездой и роликом;
• Измеряют длину цепи и подгоняют нужный размер;
• Собирают и фиксируют все детали.

Проверяют работу двигателя и крутящий момент велобайка.

Фрикционный привод и его особенности

Фрикционный привод передает на колеса энергию за счет прижимного валика. При попадании воды на покрышку прижимной ролик может проскальзывать. Это вариант для легких прогулок.

Установка фрикционного привода

В магазинах существуют для установки готовые наборы. Установить самостоятельно на велосипед фрикционный электродвигатель проще всех, не надо разбирать конструкцию.

Кареточный привод и его особенности

В данном случае механическая энергия от электродвигателя передается непосредственно на ось каретки. Система позволяет не вмешиваться в установленную систему передач велобайка, тем самым не нарушая привычную и удобную схему переключения передач. Привод полностью интегрируется с ней и просто помогает райдеру в прикладываемом усилии при кручении педалей. Система — ассистент с датчиком усилия незамедлительно реагирует на увеличенное приложение усилия на педали и подключает двигатель с необходимой мощностью. Как итог, получается хорошо сбалансированный по весу, долговечный и эстетически красивый электровелосипед.

Зачастую у миддрайв приводов такие характеристики:

• Тип электродвигателя у кареточного привода редукторный бесщеточный, с мощностью до 750W, в некоторых случаях до 1000W;
• Весят такие двигатели до 7,5кг, в зависимости от мощности;
• Максимальная скорость около 60км/ч;
• Встроенный в корпус двигателя контроллер на 36 — 48 вольт;
• Несколько режимов работы системы, под разные условия эксплуатации.

Бренды, которые производят миддрайв системы: Bosch, Yamaha, Shimano, Panasonic, Brose, Bafang (от китайского производителя).

Установка кареточного привода

Большинство призводителей миддрайв систем разрабатывают свои двигатели под уже видоизмененные, подготовленные рамы. Такие варианты не получится установить в обычные каретки обычных велосипедов. А вот китайский производитель Bafang пошел по иному пути (кто бы сомневался :)) и дал возможность практически любому райдеру обновить свой байк до электровелосипеда. В этом случае двигатель только частично встраивается в раму, заменяя обычную каретку, а основная его часть остается снаружи кареточного узла. В приобретаемом комплекте есть все необходимое: подходящая по размеру кареточного узла система, выбранная при заказе звезда с нужным количеством зубьев, кривошипы (шатуны), цветной или монохромный дисплей с пультом управления, зарядное устройство, сенсоры торможения и кручения, кабель для прошивки.

Достоинства и недостатки каждого вида

У каждого типа электродвигателей есть свои плюсы и минусы, изучив которые, можно сделать для себя соответствующие выводы.

Мотор-колесо

• простое, незаметное устройство;
• эффективность в работе, высокий КПД;
• легко установить;
• обслуживание не нужно;
• быстрый старт и отсутствие шума;
• высокая скорость 30-60 км/ч;
• экономичность зарядки;
• экологичность.

Элктродвигатель имеет и свои минусы:

• ограничение в мощности устройства;
• нагружает велосипед дополнительным весом.

Цепной электродвигатель

Цепной электродвигатель имеет следующие положительные моменты:

• способен развивать большие скорости;
• универсален – можно установить на любые модели велосипедов;
• экономичен;
• удобное подключение батареи;
• приемлемые цены;
• меньший вес двигателя;
• можно использовать систему переключения передач велобайка, что увеличивает КПД.

Минусы у цепного двигателя следующие:

• при езде создается шум от работы;
• сложная установка на велосипед.

Фрикционный электродвигатель

Фрикционный электродвигатель гарантирует:

• возможность легко установить;
• увеличение скорости;
• облегчение при подъеме в горку;
• невысокие цены.

Минусы фрикционного привода:

• шум при работе;
• низкий КПД;
• не эстетичный внешний вид;
• быстрый износ покрышек при эксплуатации.

Кареточный привод

• центр тяжести остается посередине рамы, а не смещается назад как в случае с мотор-колесом;
• не затрагивается система передач велосипеда;
• обслуживание колёс осуществляется как на любом обычном велосипеде;
• интеллектуальная система, не заменяющая полностью райдера, а при необходимости успешно помогающая ему в педалировании.

• высокая стоимость системы;
• более высокая сложность устройства в сравнении с мотор-колесом;
• совместимость не со всеми велосипедами;
• присутствующие в конструкции пластиковые шестерни подвержены износу.

Рекомендации по использованию

Активный отдых на велосипеде с применением электродвигателя это прекрасный выбор. Но чтобы не навредить здоровью, важно правильно установить электрооборудование и сделать все настройки опций в соответствии с инструкциями и параметрами роста:

• седло регулируется так, чтобы у сидящего нога на педали в нижнем положении, была прямая;
• регулятор тормоза на руле должен находиться в легком доступе одного пальца руки;
• руль велосипеда регулируют так, чтобы руки во время езды не уставали;
• спина при посадке должна быть чуть выгнута, на подобие моста – в этом состоянии амортизационная функция позвоночника наиболее оптимальна, нагрузка на поясничный отдел уменьшается;
• не стоит забывать о правильном педалировании – лучше быстрее и легче (защита коленных суставов);
• необходимо использовать правильное переключение скоростей, согласно инструкции;
• при подъемах в гору на велосипеде надо пользоваться привилегией электродвигателя.

При длительных поездках рекомендуется останавливаться на короткий отдых.

Итоги

Электродвигатель — это отличная конструкция для усовершенствования велосипеда. За сравнительно небольшие деньги есть возможность самостоятельно установить выбранную систему электропривода, которая облегчит преодоление препятствий, обеспечит скоростную езду. Прогулки на электробайке подарят кучу дополнительных впечатлений.

Читайте также:

  
• Объясните для чего народам древних цивилизаций были необходимы географические знания 5 класс кратко
  
• Почему большинство европейских стран не поддержали идею россии о вытеснении турции из европы кратко
  
• Какие школы красноярска на карантине
  
• Лисянский юрий федорович что открыл кратко
  
• Первая депиляция как подготовиться кратко