Rodas para bicicletas: o que são e como escolher?

Hoje, os ciclistas que não colocam uma roda motorizada em sua bicicleta são cada vez mais chamados de retrógrados. “Apenas o vento, apenas os pedais, apenas o extremo” - este apelo é cada vez menos relevante. Um consumidor urbano mimado que está acostumado a dirigir um carro, mesmo que compre uma bicicleta, logo estará inclinado a colocar uma roda motriz nela, especialmente porque esses aparelhos estão ficando mais baratos a cada ano.

Um motor de roda de bicicleta funciona da mesma maneira. Não importa se é uma transmissão direta (diretamente do rotor) ou engrenada (reduzindo a rotação do motor por uma relação de transmissão). Todo motor elétrico de bicicleta inclui um estator e um rotor. Os ímãs são fixados no rotor. Seu campo, interagindo com o campo eletromagnético das bobinas do estator, faz o rotor girar.

O próprio estator é uma bobina enrolada nas fendas de uma estrutura de chapa de aço. Na maioria das vezes, essas placas são feitas de aço elétrico ou de transformador. A estrutura do estator tem a forma de uma moldura poligonal com feixes convergentes no centro.

Os enrolamentos são bobinas enroladas em fio de cobre esmaltado. É o cobre o melhor condutor. O número de bobinas chega a várias dezenas, mas esse número é múltiplo de 3. A roda do motor se assemelha a um motor trifásico, de fato, este é o caso: para rotação estável com uma certa força, pulsos alternados semelhantes a um variáveis ​​trifásicas são aplicadas às bobinas espaçadas umas das outras na tensão das fases. Na verdade, este não é um sinal elétrico senoidal, mas uma sequência de pulsos retangulares de tensão constante. Eles, por sua vez, são formados por um driver - uma placa controladora que utiliza a energia de uma fonte de alimentação (bateria).

A constância e a eficiência da rotação do rotor são garantidas por três sensores Hall. Seu trabalho é organizado da seguinte forma:

• fixar a posição do rotor em relação ao estator;
• percepção do campo magnético de ímãs;
• encaminhamento de sinal ao motorista;
• formação de impulsos no driver para as bobinas do estator.

As vantagens de usar um motor de roda são as seguintes.

• Maior eficiência - não inferior a 90%. Nem todo motor elétrico possui tal coeficiente - por exemplo, para motores de coletor, para os quais uma corrente contínua não convertida é suficiente, a eficiência é inferior a 70%.
• Facilidade de execução, confiabilidade.
• Não existem peças de atrito (por exemplo, anéis e escovas) - o motor pode funcionar por décadas se o fabricante não economizar na qualidade dos materiais.
• A capacidade de andar rápido: uma roda de motor de meio quilowatt fornece uma força rotativa, durante a qual uma velocidade de bicicleta de até 45 km / h é alcançada em estradas sem declive.
• A possibilidade, se necessário, de retirar o kit, dando à moto o kit original. Quando você reinstalar o kit do motor, a aparência da bicicleta não mudará significativamente - o motor é instalado apenas na própria roda.
• Facilidade substancial de condução contra o vento.
• A operação suave e suave do motor proporcionará uma adaptação rápida a novas velocidades e aceleração suave.
• Operação totalmente silenciosa da roda do motor.

Essa configuração também tem algumas desvantagens.

• Baixo torque - menos do que motores de outros tipos e variedades.
• Incapacidade de criar um design mais compacto com base em tal motor.
• Peso aumentado... Alguns outros motores, por exemplo, todos os mesmos motores de coletor, têm significativamente menos - 1,5 ou mais vezes - peso.

Todos os kits prontos, que incluem rodas motorizadas, são completados com controlador e bateria. No entanto, quem não instala o motor da roda completo com outras peças, encomenda todos os componentes do sistema separadamente: o motor da roda propriamente dito, a bateria e o controlador com o acelerador.

Antes de construir um sistema de tração elétrica, o iniciante se depara com uma moto-rodas com engrenagem e sem engrenagem. A caixa de câmbio usa um mecanismo de transmissão por engrenagem, onde a velocidade de rotação (número de revoluções) do próprio motor elétrico é várias vezes - pela relação de engrenagem do redutor - maior do que a do eixo, que acaba girando a roda.

A roda dentada aumenta o torque, mas reduz a velocidade do ciclista para 30 km / h. Uma roda sem engrenagens - uma roda com acionamento direto - não tem a própria caixa de câmbio e as perdas associadas, que libera o mecanismo de atrito com as engrenagens, que precisam de lubrificação com muito mais freqüência do que os próprios rolamentos do motor. O torque é significativamente mais baixo com uma potência de até 1.500 W, mas torna-se possível acelerar até 50–100 km / h, dependendo da potência do motor.

Uma roda motriz com possibilidade de recuperar (devolver) parte da energia elétrica consumida permite devolvê-la em pequena quantidade - cerca de 6% da energia consumida. Uma vez que a eficiência de tal sistema não pode ser igual à unidade devido às perdas naturais nos fios, enrolamentos, controlador e bateria, não será possível fazer sem investimento externo de energia adicional. E existem apenas duas maneiras de repor o fornecimento de eletricidade.

1. Mude o motor da roda para o modo de carregamento da bateria. Então pedalar será pelo menos duas vezes mais difícil - devido à frenagem exercida pela carga nos enrolamentos.
2. Encontre um lugar onde você possa simplesmente carregar as baterias... A melhor opção seria colocar painéis solares na mochila e na roupa, pois viajar de bicicleta motorizada é totalmente autônomo.

Além disso, a roda do motor pode ser traseira - é instalada na roda traseira. A frente é colocada da mesma maneira. Em seguida, a bicicleta passa a ter tração traseira ou dianteira, respectivamente. Para um aumento significativo na velocidade, você pode fazer a moto com tração nas quatro rodas motorizando as duas rodas.

O tamanho do motor da roda é determinado pelo diâmetro do aro. Se você tem um diâmetro de 29, 26, 20 ou 16 polegadas, a velocidade e o empuxo dependem disso. Quanto maior o diâmetro do aro, mais velocidade, mas menos impulso, e vice-versa. Com menos tração, você acelerará por mais tempo. Só existe uma maneira de adicionar tração - ajudar o motor com os pedais.

É possível que você possa refazer o raio de uma roda de um cubo normal para um cubo de motor, usando, por exemplo, um aro de 28 "com raios de uma bicicleta convencional com rodas de 20". Aqueles que não sabem ou não querem mexer em um busto cheio de raios são aconselhados a encomendar imediatamente na China uma roda-motor pronta com o tipo de motor exigido.

Decida exatamente o que você deseja da sua bicicleta.

• Velocidade de até 35 km / h sem muito esforço e qualquer nível especial de desenvolvimento físico. Ao mesmo tempo, sua bicicleta não perde suas funções originais - você poderá voltar a pedalar com os pés a qualquer momento. Essa revisão custa um total de $ 350.
• 50 km / h – equipamento eletromopado. Ao mesmo tempo, você pode não mudar tão facilmente para pedalar - a bateria, uma roda-motor mais potente e o mesmo controlador pesam 5 a 10 quilos a mais. O custo da revisão é de $ 600.
• A bicicleta se tornará uma bicicleta elétrica - uma motocicleta elétrica... Você pode acelerar facilmente até 90 km / h. Mas lembre-se: neste caso, você definitivamente precisará de aros e buchas reforçados - talvez, como em uma bicicleta tandem. O fato é que o aumento da tração também exige um aumento da carga. Os aros finos de sua bicicleta de estrada simplesmente voarão e você poderá bater. O preço da personalização de uma bicicleta para uma motocicleta elétrica custará pelo menos US $ 2.300.

A massa de um conjunto de bicicleta elétrica - um motor por roda (sem espaçamento entre as rodas), uma bateria e um controlador - será de pelo menos 4 kg de peso. Isso é suficiente para dirigir normalmente na cidade ou em estradas secundárias. Motores muito bons são produzidos, por exemplo, por uma empresa Bafang 8FUN... A potência operacional dos motores é de 250–750 W, mas quando a potência excede 350 W, esse motor pode superaquecer visivelmente, o que encurtará muito sua vida útil.

O peso do motor da roda (sem borracha) é de pelo menos 2 kg. Ele é perfeitamente capaz de atingir velocidades de até 35 km / h com um peso médio do piloto de 90 kg - o próprio piloto pode não se esforçar para pedalar. O mesmo pode ser obtido sem motor, mudando para a última velocidade com os pedais e durante a condução sem movimento para cima ou para baixo. Ao subir uma colina, você precisará da ajuda de um ciclista nos pedais - o motor pode não ser capaz de suportar a subida. Combinando os dois, você pode obter a velocidade fornecida por um motor de um quilowatt, ligado na partida. A mobilidade e a relativa leveza da bicicleta são garantidas.

Não há necessidade de uma roda-motor de meio quilowatt - ela pesa não 2, mas 4–5 kg, enquanto retira o dobro da eletricidade da bateria do que sua contraparte de 350 watts. Uma roda motorizada de 500 ... 600 watts é uma "muleta" que não passou pela "seleção natural", nem em projetos nem na prática entre os usuários: alguns ciclistas observaram que Como resultado, faz menos sentido nele do que em um de 300 watts.

Esta configuração permite não só obter uma velocidade igual a uma média de 48 km / h, mas também vencer facilmente quaisquer subidas nas condições da cidade e nas encostas das montanhas. Para alcançar tais resultados, é necessário selecionar um motor com uma potência de 1200-1500 watts. Essa roda motorizada tem uma massa de 6–8 kg (excluindo borracha). Fornecer a tal motor um fornecimento ininterrupto de energia ajudará mais bateria pesada e cara pesando pelo menos 5 kg.

Se você correr o risco de aumentar a voltagem de 48 para 72 volts, você obterá o limite de velocidade para a cidade - não inferior a 60 km / h, mas ao mesmo tempo o motor sobreaquecerá mais rápido e com mais força, o que o força a dar partida apenas por um curto período.

Alterar a moto para tração motora, digamos, 3 kW, forçará o proprietário a reforçar o quadro. Em primeiro lugar, tanto o kit quanto o próprio empuxo, criado por um motor da ordem de vários quilowatts, exigirão um aumento de carga. Caso contrário, as rodas serão as primeiras a sofrer (enormes "oitos" aparecerão nos aros), então o próprio quadro começará a se desfazer - o kit de carroceria das baterias e o controlador somarão pelo menos 15 kg. A carga máxima permitida é apenas o dobro da nominal, esta é a regra básica para todas as rodas motorizadas.

Para fornecer um conjunto reforçado para uma e-bike Categoria III, você precisa reforçar os dropouts, trocar completamente ou reequipar as penas do quadro e instalar um balanceador especial, como em motocicletas reais. O motor nominal de 3 kW já tem força suficiente para deformar o quadro de uma bicicleta normal, mesmo quando você a dirige em modo estacionário, levantando a roda na qual o motor está montado em uma suspensão especial.

Sem reforçar a estrutura de uma maneira especial, é improvável que você consiga usar um motor com uma potência de até vários quilowatts. Uma velocidade de mais de 40 km / h já requer uma boa absorção de choque - sem ela, você simplesmente será jogado para fora da sela se bater em um pequeno solavanco ou rachadura na estrada. Um garfo - de uma motocicleta ou de uma bicicleta de downhill (esta última tem uma massa impressionante e a maior resistência, inatingível para bicicletas de outros tipos e variedades). A bateria aqui também pesa 20 kg.

Para quem gosta de andar mais perto do esqui extremo, mestres experientes aconselham colocar a roda do motor de volta no lugar. A roda motriz traseira adere à estrada melhor do que a dianteira - isso é importante em curvas fechadas, transitável em velocidade aumentada.

No entanto, estradas escorregadias são menos gerenciáveis ​​devido à distribuição de peso mais pobre. A situação é agravada pela bateria presa ao porta-malas. A situação é corrigida por uma roda motriz, que tem um peso menor, e baterias de íon-lítio, que têm energia específica aumentada. Alternativa - baterias de chumbo-ácido no tubo central (interno) da estrutura. No entanto, o motor do cubo da roda traseira contribui para a resistência geral de toda a estrutura.

Se for impossível combinar a roda do motor com um cassete de alta velocidade (por exemplo, 9 estrelas), mude o último para um de 5 estrelas. Como último recurso deixe apenas uma estrela ou afaste as penas da moldura 2 cm. O último quadro de alumínio pode não aguentar - experimente em um quadro de aço.

O fio elétrico não deve sair para a direita, onde funciona o mecanismo de mudança de marcha, mas para a esquerda. Desaparafuse as porcas que prendem o motor da roda e remova-o. Monte o motor da roda seguindo as instruções de montagem. Se algo não estiver totalmente claro para você, entre em contato com a equipe de suporte no site da empresa ou loja que lhe vendeu a roda. Muitas vezes, é melhor pedir a ajuda de um especialista, pois o controlador pode se queimar facilmente. E você não ficará sem um controlador se não tiver um motor com escova que não precisa de nada além de CC.

Após a montagem, teste o motor da roda sem carga - não deve ser "oito". Se este não for o caso, remova os “oitos” do aro apertando os raios com os raios. Experimente o stick do controlador e do acelerador. Se tudo estiver funcionando corretamente, faça um test drive em baixa velocidade.

Instalar o motor do cubo da roda dianteira é mais fácil. A roda dianteira em si não contém rodas dentadas. Simplesmente não há nada que interfira com o funcionamento da roda motriz dianteira. Não importa se para a direita ou para a esquerda - na direção da viagem - você conduzirá o cabo de alimentação. Mesmo estender o garfo não compromete a resistência e a estabilidade da bicicleta.

A única coisa - não confunda a direção do movimento do volante: se a instalação estiver incorreta, você, sem testar o funcionamento do motor, irá repentinamente para trás, e a bicicleta se transformará em um veículo com volante traseiro. Paradoxal é a situação em que o manete do acelerador fica preso: você pode bater em um poste ou colidir com um carro que está atrás de você, mesmo que ele diminua a velocidade na sua frente.

A roda motriz montada tem medo de tempestades, vadeando em rios e pântanos - se imersa na água ou inundada por jatos d'água, os sensores de Hall podem falhar. Tome cuidado antes de vedar - ou pelo menos cobrir de jatos diretos de água - o interior da roda motorizada. Freqüentemente, os próprios fabricantes instalam amortecedores redondos especiais para proteger a roda de respingos diretos de água e / ou sujeira ao dirigir - certifique-se de que correspondem aos raios da roda.

Para informações sobre como escolher um motor de roda para bicicleta, veja o próximo vídeo.