Dviračio varikliai: kas tai yra ir kaip pasirinkti?

Šiandien dviratininkai, kurie ant dviračio neuždeda variklio rato, vis dažniau vadinami retrogradais. „Tik vėjas, tik pedalai, tik ekstremalai“ - šis kreipimasis vis mažiau aktualus. Išlepintas miesto vartotojas, įpratęs vairuoti automobilį, net ir nusipirkęs dviratį, netrukus bus linkęs uždėti jam variklį-ratą, juolab, kad tokie įrenginiai metai iš metų atpigs.

Dviračio rato variklis veikia taip pat. Nesvarbu, ar tai tiesioginė transmisija (tiesiogiai nuo rotoriaus), ar su pavara (variklio sūkių skaičius sumažinamas pavarų skaičiumi). Kiekvienas dviračio elektrinis variklis turi statorių ir rotorių. Magnetai pritvirtinti prie rotoriaus. Jų laukas, sąveikaujantis su statoriaus ritių elektromagnetiniu lauku, verčia rotorių suktis.

Pats statorius yra ritė, suvyniota į plieninės plokštės rėmo tarpus. Dažniausiai šios plokštės gaminamos iš elektrinio arba transformatorinio plieno. Statoriaus konstrukcija yra daugiakampio rėmo formos, kurios centre susilieja sijos.

Apvijos yra ritės, suvyniotos iš varinės emalio vielos. Būtent varis yra geriausias laidininkas. Ričių skaičius yra iki kelių dešimčių, tačiau šis skaičius yra 3 kartotinis. Variklio ratas primena trifazį variklį, iš tikrųjų taip ir yra: stabiliam sukimuisi su tam tikra jėga kintamieji impulsai, primenantys trifazis kintamasis yra taikomas ritėms, nutolusioms viena nuo kitos fazės įtampa. Tiesą sakant, tai nėra sinusinis elektrinis signalas, o pastovios įtampos stačiakampių impulsų seka. Juos savo ruožtu formuoja vairuotojas – valdiklio plokštė, kuri naudoja maitinimo šaltinio (baterijos) energiją.

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

• rotoriaus padėties fiksavimas statoriaus atžvilgiu;
• magnetinio lauko suvokimas iš magnetų;
• signalo persiuntimas vairuotojui;
• impulsų susidarymas ant vairuotojo statoriaus ritėms.

Ratų variklio naudojimo pranašumai yra tokie.

• Padidėjęs efektyvumas - ne mažiau kaip 90%. Tokį koeficientą turi ne kiekvienas elektros variklis – pavyzdžiui, kolektoriniams varikliams, kuriems pakanka nekonvertuotos nuolatinės srovės, naudingumo koeficientas nesiekia 70 proc.
• Vykdymo paprastumas, patikimumas.
• Nėra besitrinančių dalių (pavyzdžiui, žiedų ir šepečių) – variklis gali dirbti dešimtmečius, jei gamintojas netaupo medžiagų kokybei.
• Galimybė važiuoti greitai: pusės kilovato variklis-ratas suteikia sukimosi jėgą, kurios metu dviračio greitis iki 45 km/h pasiekiamas keliuose be nuolydžio.
• Galimybė, jei reikia, išimti komplektą, suteikiant dviračiui originalų komplektą. Iš naujo sumontavus variklio komplektą, dviračio išvaizda iš esmės nepasikeis – variklis montuojamas tik ant paties rato.
• Labai patogu važiuoti prieš vėją ir prieš vėją.
• Sklandus ir sklandus variklio veikimas leis greitai prisitaikyti prie naujų greičių ir sklandžiai įsibėgėti.
• Visiškai tylus variklio rato veikimas.

Ši sąranka taip pat turi tam tikrų trūkumų.

• Mažas sukimo momentas - mažiau nei kitų tipų ir veislių varikliai.
• Nesugebėjimas sukurti kompaktiškesnio dizaino remiantis tokiu varikliu.
• Padidėjęs svoris... Kai kurie kiti varikliai, pavyzdžiui, visi tie patys kolektoriaus varikliai, turi žymiai mažesnį – 1,5 ir daugiau karto – svorį.

Visi paruošti komplektai, įskaitant variklio ratus, yra komplektuojami valdiklis ir baterija. Tačiau tie, kurie nesumontuoja rato variklio komplekte su likusiomis dalimis, užsako atskirai visus sistemos komponentus: patį rato variklį, akumuliatorių ir valdiklį su droselio svirtimi.

Prieš statydamas elektrinę traukos sistemą, pradedantysis susiduria su varikliais-ratais su pavaromis ir be pavarų. Pavarų dėžėje naudojamas pavarų perdavimo mechanizmas, kai paties elektros variklio sukimosi greitis (apsukimų skaičius) yra kelis kartus didesnis už pavarų dėžės perdavimo santykį nei veleno, kuris galiausiai suka ratą.

Krumpliaratis padidina sukimo momentą, bet sumažina dviratininko greitį iki 30 km/val. Be pavarų - ratas su tiesiogine pavara - neturi pačios pavarų dėžės ir susijusių nuostolių, kuris išlaisvina mechanizmą nuo besitrinančių krumpliaračių, kurias tepti reikia daug dažniau nei pačius variklio guolius. Sukimo momentas yra žymiai mažesnis esant iki 1500 W galiai, tačiau, priklausomai nuo variklio galios, galima pagreitinti iki 50–100 km / h.

Variklis-ratas su galimybe atgauti (grąžinti) dalį suvartotos elektros energijos leidžia grąžinti nedidelį kiekį – apie 6% sunaudotos galios. Kadangi tokios sistemos efektyvumas negali prilygti vienybei dėl natūralių nuostolių laiduose, apvijose, valdiklyje ir baterijoje, tai neapsieisite be išorinių papildomos energijos investicijų. Ir yra tik du būdai papildyti elektros tiekimą.

1. Perjunkite rato variklį į akumuliatoriaus įkrovimo režimą. Tada pedalas bus bent dvigubai sunkesnis – dėl apvijų apkrovos veikiamo stabdymo.
2. Raskite vietą, kur galite tiesiog įkrauti baterijas... Geriausias variantas būtų ant kuprinės ir drabužių pasidėti saulės baterijas, kai kelionė motorizuotu dviračiu yra visiškai autonomiška.

Taip pat variklio ratas gali būti galinis – jis montuojamas ant galinio rato. Priekis dedamas taip pat. Tada dviratis atitinkamai tampa galinių arba priekinių ratų pavara. Norėdami žymiai padidinti greitį, galite padaryti dviratį varomą visais ratais varydami abu ratus.

Rato variklio dydis nustatomas pagal ratlankio skersmenį. Nesvarbu, ar jūsų skersmuo yra 29, 26, 20 ar 16 colių, nuo to priklauso greitis ir trauka. Kuo didesnis ratlankio skersmuo, tuo didesnis greitis, bet mažesnė trauka ir atvirkščiai. Turėdami mažesnę sukibimą, greičiau įsibėgėsite. Yra tik vienas būdas padidinti trauką – padėti varikliui spausti pedalus.

Gali būti, kad galite pakeisti ratą iš įprastos stebulės į variklio stebulę, naudodami, pavyzdžiui, 28 "ratlankį su stipinais iš įprasto dviračio su 20" ratais. Tiems, kurie nemoka arba nenori padirbėti su pilnu stipinų biustu, patariama nedelsiant užsisakyti Kinijoje paruoštą variklio ratą su reikiamo tipo varikliu.

Nuspręskite, ko tiksliai norite iš savo dviračio.

• Greitis iki 35 km/val be didelių pastangų ir jokio ypatingo fizinio išsivystymo lygio. Tuo pačiu jūsų dviratis neatsikrato savo pirminių funkcijų – bet kada vėl persijungsite į pedalus kojomis. Tokia peržiūra iš viso kainuoja 350 USD.
• 50 km/val – elektromopedo įranga. Tuo pačiu metu galite ne taip lengvai pereiti prie pedalo – akumuliatoriaus blokas, galingesnis variklis-ratas ir tas pats valdiklis sveria 5-10 kilogramų daugiau. Peržiūros kaina yra nuo 600 USD.
• Dviratis taps elektriniu dviračiu – elektriniu motociklu... Lengvai įsibėgėsite iki 90 km/val. Tačiau atminkite: tokiu atveju jums tikrai prireiks sustiprintų ratlankių ir įvorių – galbūt, kaip ant tandeminio dviračio. Faktas yra tas, kad dėl padidėjusios traukos taip pat reikia didesnės apkrovos. Jūsų ploni plento dviračių ratlankiai tiesiog subyrės ir galite sudužti. Dviračio pritaikymo elektriniam motociklui kaina kainuos mažiausiai 2300 USD.

Elektrinio dviračio komplekto - variklio vienam ratui (be tarpų tarp ratų), akumuliatoriaus ir valdiklio - masė bus ne mažesnė kaip 4 kg. To pakanka normaliam važiavimui mieste ar užmiesčio keliuose. Gana gerus variklius gamina, pavyzdžiui, įmonė Bafang 8FUN... Variklių darbinė galia siekia 250–750 W, tačiau kai galia viršija 350 W, toks variklis gali pastebimai perkaisti, o tai labai sutrumpins jo tarnavimo laiką.

Rato variklio svoris (be gumos) ne mažesnis kaip 2 kg. Jis gana pajėgus pasiekti greitį iki 35 km/h, kai vairuotojo vidutinis svoris yra 90 kg – pats motociklininkas gali visai nedėti pastangų mindamas pedalus. Tą patį galima gauti ir be variklio, perjungus paskutinį greitį nuo pedalų ir važiuojant be judesio aukštyn ar žemyn. Važiuojant į kalną prireiks dviratininko pagalbos per pedalus – variklis gali neatlaikyti kilimo. Sujungę abu, galite gauti greitį, kurį užtikrina vieno kilovato variklis, įjungtas pradžioje. Garantuojamas dviračio mobilumas ir santykinis lengvumas.

Pusės kilovato variklio rato nereikia - jis pats sveria ne 2, o 4–5 kg, o iš akumuliatoriaus paima dvigubai daugiau elektros nei 350 vatų analogas. 500 ... 600 vatų variklio ratas yra „ramentas“, nepraėjęs „natūralios atrankos“ nei projektuose, nei praktikoje tarp vartotojų: kai kurie dviratininkai pastebėjo, kad Dėl to iš jo yra mažiau prasmės nei iš 300 vatų.

Ši konfigūracija leidžia ne tik pasiekti greitį, lygų vidutiniškai 48 km / h, bet ir lengvai įveikti bet kokius pakilimus miesto ir kalnų šlaitų sąlygomis. Norint pasiekti tokius rezultatus, reikia pasirinkti variklį, kurio galia yra 1200–1500 vatų. Tokio variklio rato masė yra 6–8 kg (be gumos). Tokio variklio aprūpinimas nenutrūkstamu energijos tiekimu padės daugiau sunkus ir brangus akumuliatorius, sveriantis mažiausiai 5 kg.

Jei rizikuojate padidinti įtampą nuo 48 iki 72 voltų, gausite greitį mieste - ne mažiau kaip 60 km / h, bet tuo pačiu metu variklis perkais greičiau ir stipriau, o tai verčia jį užvesti tik trumpam.

Pakeitus dviratį variklio traukai, tarkime, 3 kW, savininkas privers sustiprinti rėmą. Pirma, tiek komplektui, tiek pačiai traukai, sukurtai kelių kilovatų variklio, reikės didesnės apkrovos. Priešingu atveju pirmieji nukentės ratai (ant ratlankių atsiras didžiuliai „aštuonetukai“), tada pradės byrėti pats rėmas – baterijų kėbulo komplektas ir valdiklis pridės bent 15 kg. Didžiausia leistina apkrova yra tik du kartus didesnė už vardinę, tai yra pagrindinė visų variklių ratų taisyklė.

Norint tiekti sustiprintą III kategorijos e-dviračio komplektą, reikia sutvirtinti iškritimus, visiškai pakeisti arba iš naujo įrengti rėmo plunksnas, sumontuoti specialų balansyrą, kaip ir tikruose motocikluose. Vardinis 3 kW variklis jau turi pakankamai jėgos deformuoti įprasto dviračio rėmo atramas, net kai važiuojate stacionariu režimu, pakeldami ratą, ant kurio variklis sumontuotas ant specialios pakabos.

Specialiu būdu nesustiprinus rėmo, vargu ar galėsite naudoti variklį, kurio galia iki kelių kilovatų. Didesnis nei 40 km/h greitis jau reikalauja gero amortizatoriaus – be jo, atsitrenkęs į nedidelį guzelį ar plyšį skersai kelio, būsi tiesiog išmestas iš balno. Šakė - nuo motociklo arba nuo kalnų dviračio (pastarasis turi įspūdingą masę ir didžiausią stiprumą, nepasiekiamas kitų tipų ir veislių dviračiams). Akumuliatorius čia taip pat sveria nuo 20 kg.

Mėgstantiems važinėtis arčiau ekstremalaus slidinėjimo, patyrę meistrai pataria variklį-ratą padėti atgal. Galinis variklio ratas geriau sukimba su keliu nei priekinis - tai svarbu staigiuose posūkiuose, pravažiuojamas padidintu greičiu.

Tačiau slidūs keliai yra mažiau įveikiami dėl prastesnio svorio pasiskirstymo. Situaciją apsunkina prie bagažinės pritvirtintas akumuliatorius. Situaciją taiso krumpliaratinis variklis-ratas, kurio svoris mažesnis, bei ličio jonų akumuliatoriai, kurių savitoji energija padidinta. Alternatyva – švino-rūgšties akumuliatoriai ant rėmo vidurinio (vidinio) vamzdžio. Tačiau galinio rato stebulės variklis prisideda prie bendro visos konstrukcijos stiprumo.

Jei neįmanoma sujungti variklio rato su greitaeigiu kasete (pavyzdžiui, 9 žvaigždučių), pakeiskite paskutinę į 5 žvaigždučių. Kaip paskutinė priemonė palikite tik vieną žvaigždutę arba perkelkite rėmo plunksnas 2 cm atstumu. Pastarasis aliuminio rėmas gali neatlaikyti – eksperimentuokite su plieniniu rėmu.

Elektros laidas turi išeiti ne į dešinę, kur veikia pavarų perjungimo mechanizmas, o į kairę. Atsukite veržles, laikančias rato variklį, ir nuimkite. Surinkite rato variklį vadovaudamiesi surinkimo instrukcijomis. Jei kas nors jums neaišku, susisiekite su pagalbiniais darbuotojais įmonės ar parduotuvės, kuri jums pardavė variklio ratą, svetainėje. Dažnai geriausia pasitelkti specialisto pagalbą, nes valdiklis gali lengvai perdegti. Ir jūs neapsiesite be valdiklio, jei neturite šlifuoto variklio, kuriam nereikia nieko, išskyrus nuolatinę.

Po surinkimo patikrinkite rato variklį be apkrovos - jis neturėtų būti "aštuoni". Jei taip nėra, nuimkite „aštuonetus“ ant ratlankio, priverždami stipinus su stipinais. Išbandykite valdiklį ir droselio rankenėlę. Jei viskas veikia tinkamai, atlikite bandomąjį važiavimą mažu greičiu.

Lengviau sumontuoti priekinio rato stebulės variklį. Pats priekinis ratas neturi jokių žvaigždučių. Tiesiog niekas netrukdo priekinio variklio-rato veikimui. Nesvarbu, į dešinę ar į kairę – važiavimo kryptimi – išvesite maitinimo laidą. Netgi pailginus šakę nepakenks dviračio tvirtumas ir stabilumas.

Vienintelis dalykas – nesupainiokite rato judėjimo krypties: jei montavimas neteisingas, jūs, neišbandę variklio veikimo, staiga važiuosite atgal, o dviratis pavirs transporto priemone su galiniu vairu. Paradoksalu situacija, kai užstringa droselio svirtis: galite atsitrenkti į stulpą arba atsitrenkti į iš paskos važiuojantį automobilį, net jei šis sulėtins greitį priešais jus.

Surinktas variklis-ratas bijo lietaus, braidžiojimo per upes ir pelkes – panardinus į vandenį ar užtvindžius vandens srove, Hall davikliai gali sugesti. Iš anksto pasirūpinkite, kad variklio rato vidinės pusės būtų sandarios arba bent jau uždengtos nuo tiesioginių vandens srovių. Dažnai patys gamintojai montuoja specialius apvalius amortizatorius, kad apsaugotų ratą nuo tiesioginio vandens purslų ir (arba) purvo važiuojant - įsitikinkite, kad jie atitinka rato stipinus.

Norėdami sužinoti, kaip pasirinkti dviračio rato variklį, žiūrėkite kitą vaizdo įrašą.