Электрический мотор редуктор для велосипеда

Какое мотор-колесо лучше, с прямым приводом или редукторное?

Нас очень часто спрашивают, какое мотор-колесо лучше, редукторное или с прямым приводом. Однозначного ответа мы не дадим, так как у каждого из этих двух типов мотора есть свои преимущества и недостатки. Для кого-то важным покажется одно, для кого-то другое.

Чтобы сэкономить ваше время — напишем краткую выдержку:

  • Если вам нужна скорость выше 30 км/ч, то вам нужно мотор-колесо с прямым приводом, мощностью 500 Вт и более, но при этом готовьтесь к тому, что выключенный мотор будет оказывать небольшое сопротивление при езде, а если захотите уверенный подъем в гору, то мощность должна быть 1500 Вт и более.
  • Если вас устроит скорость до 30 км/ч, то вам подойдет редукторное мотор-колесо 350 Вт, при этом вы получите уверенный подъем в гору, отсутствие сопротивления при езде с выключенным двигателем, а также малый вес и габариты мотора. Если вас это устроит, то минусы редукторного мотора уже несущественны.
  • Оба мотор-колеса безщеточные.

Редукторное мотор-колесо 250-350 Вт.

Для начала вкратце расскажем что такое редуктор и зачем его устанавливают в мотор электровелосипеда. Редуктор — это устройство, которое увеличивает крутящий момент мотор-колеса, но при этом снижает максимальную скорость движения до 30 км/ч. То есть заезжать на горку будет легко, но на прямой дороге скорость будет невелика. Это то же самое, как ехать на автомобиле на первой-второй передаче. У мотор-колеса с прямым приводом такой же крутящий момент будет доступен при мощности 1500 Вт.

Редуктор состоит из планетарной передачи с тремя пластиковыми шестернями внутри. Срок службы этих шестеренок зависит от режима эксплуатации и в среднем составляет 6-9 тыс.км. Замена шестеренок — дело несложное, занимает 1-2 часа, а их стоимость можно узнать здесь. Есть модификации со стальными шестернями, но это редкость, так как такие моторы довольно шумные.

У редукторных мотор-колес отсутствует сопротивление при езде с выключенным мотором. Иначе говоря, если у вас сядет аккумулятор, то вы сможете ехать как на обычном велосипеде. Хороший накат обеспечивается наличием обгонной муфты, которая механически отсоединяет мотор от колеса, её можно сравнить с трещоткой на заднем колесе велосипеда — когда вам нужно, вы начинаете крутить педали и передавать крутящий момент на колесо, но колесо не может обратно передать свой крутящий момент на педали. Обратная сторона этого преимущества — невозможность рекуперации, то есть вы не сможете тормозить двигателем и заряжать батареи.

Следующая отличительная черта редукторного мотор-колеса — это компактность и малый вес. Многие даже не будут подозревать, что у вас электровелосипед, так как мотор в колесе будет чуть-чуть больше в диаметре чем втулка. Это опять-таки объясняется наличием редуктора внутри.

Большинство редукторных мотор-колес обладают максимальной мощностью 350 Вт, чуть реже 500 ватт, но не более. Это является относительно отрицательной стороной такого типа мотор-колес, так как далеко не всем нужны более мощные моторы.

Также стоит отметить низкий уровень шума у редукторных мотор-колес, они практически бесшумные. Не сказать что прямой привод шумит, но все-таки он немного громче работает, чем редукторное мотор-колесо.

Ну и напоследок про цену. Редукторное мотор-колесо стоит дешевле чем мотор-колесо с прямым приводом.

Мотор-колесо с прямым приводом (безредукторное).

У такой конструкции есть две основные части — ротор и статор. Ротор — это ось колеса с обмотками, она неподвижна и жестко закреплена к раме велосипеда. Статор — это втулка колеса с мощными постоянными магнитами, к которой закреплены спицы и обод, она подвижна. Такая конструкция крайне надежна и проста, так как в ней нет трущихся частей, кроме подшипников. Это классическая схема трехфазного двигателя переменного тока, только в ней статор вращается вокруг ротора.

Преимущества такого мотор-колеса:

  • Надежность и простота конструкции
  • Возможность тормозить двигателем (рекуперация)
  • Большая мощность до 5000 вт
  • Скорость передвижения до 100 км/ч
  • КПД выше за счет отсутствия редуктора
  • Небольшое сопротивление при езде с выключенным мотором. То есть если у вас сядет аккумулятор, то крутить педали будет чуть-чуть тяжелее, чем на таком же велосипеде без мотора. Это сопротивление сравнимо с легким встречным ветерком.
  • Большие габариты и вес мотора
  • Мотор-колесо с прямым приводом дороже редукторного при одинаковой мощности.

Итог: если вам нужна хорошая скорость от 30 км/ч — выбирайте прямой привод. В остальных случаях стоит отдать предпочтение редукторному мотор-колесу.

Что такое мотор-колесо для велосипеда и как его выбрать

9 минут Автор: Михаил Скворцов 682

  • Специализация электромоторов
  • Крутящий момент
  • Спуск с горки
  • Анализ разных электронаборов
  • Обычное моторколесо или редукторное?
  • Примеры из реальных жизненных ситуаций
  • Комментарии

Много людей выбирают для использования электровелосипеды, ведь они помогают ездить против встречного ветра и взбираться на высокую горку. Собрать своими руками электрический велосипед 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.

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.
Читайте также  Как почистить карбюратор лодочного мотора сиа про

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.

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.

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.

Компоненты электровелосипеда: мотор

Поскольку предыдущее моё малое эссе было воспринято в целом позитивно, хочу поделиться некоторыми накопленными в процессе чтения форумов, знаниями, касательно электровелосипедов.

В сией статье хочу поделится тем, какие виды приводов используются в электровело, их плюсы, минусы, и особенности.

Надеюсь, это кому то покажется интересным. Обозревать буду только трехфазные двигатели постоянного тока — ибо остальные не исследовал, да и относительно редки эти остальные
в наше время.

Итак, начнём:

По большому счёту приводные элементы электровелосипедов можно рассортировать в 3 вида:

  1. Каретный электродвигатель, электродвигатель с центральным расположением.
  2. Редукторное мотор-колесо (geared hub motor).
  3. Моторколесо с прямым приводом (директ-драйв).

Начнём с номера первого: мид-драйв, центральный.

Оно, кстати, довольно популярно в брендовых всяких европейских электровелосипедах.

Находится вблизи каретки (педалей) велосипеда, через цепной привод, и механизм передачь,
если на велосипеде такой есть, вращает заднее колесо.

Плюсы: если велосипед с передачами — широкий диапазон оптимального применения за счёт этих самых передачь — можно и хорошую тягу на малых оборотах получить, и высокую скорость.

Минусы: цепь и звёзды становятся расходником, если по пути порвёте цепь, или погнёте петух, или ещё как-то сломаете цепную передачу — домой будете возвращатся пешком толкая свой транспорт.

Алсо невозможен полнопривод с использованием одного мотора.

Номер второй: Редукторник, geared

Электродвигатель расположен внутри ступицы колеса, там же расположена зубчатая понижающая планетарная передача, которая даёт электродвигателю вращаться с большими оборотами, чем обод колеса.

Шестерёнки обычно из пластмассы.

Есть механизм передающий момент в системе колесо-мотор только в одном направлении — при тяге от двигателя (фривил, обгонная муфта).

В случае, когда передача идёт в обратном направлении, происходит разьеденение системы, таким образом при накате, либо движении от педалей, электромотор не вращается, и тем самым не затрудняет вращение колеса.

Тут слева — директдрайв, справа — редукторник:

Плюсы: Лучшее кпд в широком диапазоне скоростей относительно директдрайва, лучшая тяга на малых скоростях и старте, меньший расход энергии на километр пробега, меньшие размеры и вес, отсутсвие сопротивления движению при езде от педалей.

Минусы: отсутствие возможности использовать рекуперацию, слабое место в виде пластиковых шестеренок, при срезании зубьев каковой, либо порче обгонной муфты в пути, добираться придётся педалируя.

Номер третий: директдрайв

Самая, вроде, надёжная система за счёт минимизации лишних деталей — чистый электродвигатель, ротор сидит на оси и неподвижен относительно вилки, статор вращается вместе с колесом.

Плюсы: минимум лишних деталей, возможна рекуперация, легкое достижение высоких скоростей.

Минусы: относительно большой диаметр и вес, низкое кпд при малых скоростях.

Теперь про общие вопросы, связанные, в основном таки с моторколёсами, ибо миддрайв меня не интересует, так что я по нему не очень интересовался.

Итак, в целом — редукторное моторколесо более тяговитое и более экономичное.

Директдрайв — более скоростной, так что если хочется ездить на скоростях 40 — 50+, то скорее стоит присматриваться к директдрайвам.

Также у директдрайва посредством контроллера можно реализовать режим рекуперации — перевод электродвигателя в режим генератора с запасанием выработанной энергии обратно в аккумуляторную батарею.

Эффект от подзарядки аккумулятора рекуперацией достаточно мизерный — порядка увеличения на 2-3 процента пробега, плюс ещё там есть ньюансы в виде больших токов зарядки, и того, что заряжать литиумный акб при температурах ниже +5 цельсия — это убивать его (относится и к мобилам и прочим бытовым девайсам на литий-ионе и литий -полимере, кстати), но зато его можно использовать в качестве тормоза, и таким образом экономить тормозные колодки.

Читайте также  Эмульсия в редукторе лодочного мотора ямаха

Кстати, в «большом электротранспорте», в виде, к примеру, электропоездов ЭР2Т, рекуперативное торможение точно так и используется — до скорости порядка 25 кмч поезд тормозит чисто введением тяговых электродвигателей в режим генераторов, отдавая выработанную электроэнергию обратно в контактную сеть.

Для экономичного вождения много полезнее минимально пользоватся торможением, и максимально — накатом — то есть видя красный сигнал светофора, к примеру, не переть прямо до него на газу, а метров за 300 закрыть газ, и накатом двигатся, чтобы к приезду к светофору иметь скорость не более 10-15 кмч.

Что ещё: скорость езды.

Один из наиболее частых вопросов новичков — как быстро мой велосипед будет ехать на электроприводе?

Это прямо зависит от четырёх вещей:

1. Обороты холостого хода мотор-колеса при номинальном напряжении:

Нормальный продаван их либо указывает, либо их можно из него выбить.

У моего моторколеса, к примеру, это 310 RPM при 48V. При замере китайским тахометром,
оказалось 305 оборот в минуту при питании от 4 последовательно соединённых свинцовых акб по 12 вольт (примерно 50 вольт фактически) на вывешенном колесе — приемлемо.

Не забывайте, что это обороты мотор-колеса без нагрузки, это важно!

2. Диаметр обода колеса. Понятно, что чем больше окружность колеса, тем больше будет фактическая скорость при равных оборотах.

Формула для расчёта: окружность колеса в миллиметрах / 1000 * (обороты мотор-колеса /60) = скорость в метрах в секунду. Для километров в час умножить на 3.6, для получения финальной прогнозируемой скорости — всё это ещё поделить на 1.2, ибо обороты под, даже вполне посильной нагрузкой, будут ниже, чем без нагрузки (приблизительно на 20 процент, да).

3. Соответствие мощности к сопротивлению движению.

Если у вас расчётная скорость получилась 50 кмч, для достижения и поддержания таковой скорости мотор должен будет развивать мощность порядка киловатта, или 1000 ватт.

Если ваш мотор будет развивать мощность в 500 ватт, то из за сопротивления вращению он не сможет достичь своих максимальных оборотов, понятно, и вы будете довольствоватся максимальной скоростью в 37 кмч вместо 50 — при этом мотор ещё будет довольно сильно греться из за перегрузки, если вы на такой скорости будете ездить на до конца выкрученной ручке газа.

4. Напряжение питания.

При покупке моторколеса, к нему указывается номинальное напряжение питания — к примеру, 48 вольт.

Но напрямую такие двигатели никто не питает — они управляются контроллером, который получает от аккумуляторной батареи однофазное постоянное напряжение, и преобразует его в трехфазное «вращающееся», для питания мотор-колеса.

Так вот, не обязательно питать моторколесо контроллером и батареей на указанное напряжение.
Вы можете питать 48-вольтовый мотор батареей и контроллером на 36 вольт.

Или на 24, или на 60 вольт — при этом скорость вращения мотор-колеса на полном газу будет соотвественно 0.75, 0.5, или 1.25 от номинальной.

То есть, вы вполне можете регулировать максимальную скорость в некоторых пределах чисто изменением напряжения аккумуляторной батареи и контроллера.

Есть контроллеры на двойное напряжение — например, на 36/48 вольт, или на 48/60 вольт.

Также важный параметр контроллеров применительно к электродвигателю — это его ампераж, через который может быть установлена максимальная мощность достигаемая мотором, который он питает — например, 36v 17A =

612 watt, 60V 25A =

Дело в том, что указанная на моторколесе «мощность в ваттах» — это скорее рекомендуемая долговременная, при которой он не перегреется, и при которой гарантируется его долгая и счастливая жизнь.

А так-то на 250 ватт мотор можно и 500, и 800 ватт, и даже киловатт подать — понятно, это в долговременной преспективе может не понравится пластиковым шестерёнкам, или фривилу, но считается что двух — трехкратное форсирование большинство моторколёс переносит относительно хорошо.

Впрочем — контроллеры достойны отдельной статейки, по этому в эти дебри сейчас углублятся не будем.

Что ещё важно — усилители дропаутов (torque arm).

В силу того, что рама обычных велосипедов не предназначена на сопротивление оси колёс на скручивание, особенно, в случае алюминиевой вилки / рамы, крайне рекомендуется принимать меры против проворачивания оси мотор-колеса.

Дело в том, что согласно чему-то там любое действие рождает противодействие.

Мотор-колесо крутит обод, опираясь на ось, то есть ось колеса у неё как точка опоры, которую она при этом пытается провернуть в другую сторону.

Если пазы вилки этот момент не выдерживают, они ломаются, как следствие — колесо уезжает отдельно, велосипед на скорости перьями вилки втыкается в асфальт. К чему это приводит — надеюсь, обьяснять не надо, поломки костей и даже морг в результате — вполне вероятны.

Удачи в электрификации, друзья!

ПС что-то глаза у меня тут недобрые — впервые сам это, на большой картинке, заметил…
но вообще то я белый и пушистый, если рано с утра на работу не надо ехать. D

Мотор-колесо с планетарным редуктором для транспортного средства (велосипеда, мопеда, скутера, автомобиля,мотоцикла, электровелосипеда)

Мотор — колесо предназначено для установки в ведущих колесах транспортных средств и обеспечивает безопасность эксплуатации при компактных габаритах устройства. Обод 1 мотор — колеса жестко связан со ступицей 2 колеса. Ступица 2 колеса, электродвигатель и планетарный редуктор размещены внутри картера 9 мотор — колеса. Водило 7 редуктора, связанное с сателлитами 6, выполнено за одно целое с валом, и жестко соединено со ступицей 2 колеса. На крышке 11 картера 9 закреплен стояночный тормоз 10. Вращающий момент от ротора 4 электродвигателя через тормозной барабан 12 стояночного тормоза, солнечную шестерню 5 и сателлиты 6 передается на водило 7, ступицу 2 колеса 7 далее на колесо. 1 н.п. ф-лы, 2 з.п. ф-лы, 1 фиг.

Полезная модель относится к транспортному машиностроению, а именно к транспортным средствам с двигателями, расположенными в ведущих колесах.

Известно мотор-колесо транспортного средство (см. заявку ЕР 1719656 А1, кл. В60К 7/00 от 17.01.2005.), содержащее обод колеса, электродвигатель, планетарный редуктор, солнечное колесо которого жестко связано с ротором электродвигателя, колесный подшипник, включающий ступицу, выполненную за одно целое с установочным фланцем, кольца, наружный элемент — картер с размещенными внутренними и наружными подшипниками качения и внутренним зубчатым элементом, выполняющим роль центрального колеса планетарной передачи, наружный элемент колесного подшипника установлен на статоре электродвигателя, а солнечное колесо выполнено чашеобразным, внутри чаши размещены сателлиты, передающие вращение ступице, на солнечном колесе установлено тормозное устройство.

Недостатками устройства является сложность изготовления, обусловленная наличием сложного, оригинального по конструкции колесного подшипника и сложного солнечного колеса.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявленной полезной модели по совокупности признаков является мотор — колесо транспортного средства (см., например, А.С. СССР №808340, кл. В60К 7/00 от 18.12.75.), содержащие обод колеса, жестко связанный со ступицей колеса, электродвигатель и планетарную передачу, солнечное колесо которой кинематически связано с ротором электродвигателя, водило редуктора, связанное с сателлитами, выполнено за одно целое с валом и жестко соединено со ступицей колеса, а центральное наружное колесо и статор электродвигателя закреплены в картере мотор — колеса, при этом статор снабжен жестко связанной с ним втулкой, на которой установлен ротор электродвигателя, на валу установлен дисковый тормоз.

Недостатками устройства является отсутствие стояночного тормоза, что отрицательно влияет на безопасность при эксплуатации мотор — колеса, и значительные увеличенные габариты, обусловленные размещением планетарного редуктора и электродвигателя последовательно друг за другом.

Техническим результатом полезной модели является обеспечение безопасности при эксплуатации мотор — колеса и уменьшение его габаритов.

Указанный технический результат при осуществлении полезной модели достигается тем, что в известном мотор — колесе транспортного средства, содержащем обод колеса, жестко соединенный со ступицей колеса, электродвигатель, планетарный редуктор, солнечная шестерня которого кинематически связана с ротором электродвигателя, водило редуктора, связанное с сателлитами, выполнено за одно целое с валом и жестко соединено со ступицей колеса, а центральное наружное колесо и статор электродвигателя закреплены в картере мотор — колеса, дисковый тормоз, связанный с планетарным редуктором, указанное мотор — колесо снабжено стояночным тормозом, закрепленным на крышке картера мотор — колеса, на периферии тормозного барабана стояночного тормоза закреплен ротор электродвигателя, а центральная часть тормозного барабана соединена с солнечной шестерней.

Читайте также  120 мотор ваз это

Картер мотор — колеса снабжен внутренним вертикальным выступом, на котором закреплено центральное колесо планетарного редуктора.

Ступица колеса снабжена коническими подшипниками, размещенными внутри картера мотор — колеса, а на хвостовике водила размещена гайка, регулирующая зазоры в этих подшипниках.

Сравнение заявленного технического решения с уровнем техники по научно-технической и патентной документации на дату приоритета в основной и смежных рубриках показывает, что совокупность существенных признаков заявленного решения ранее не была известна, следовательно, оно соответствует условию патентоспособности «новизна».

Предложенное техническое решение промышленно применимо, т.к. может быть изготовлено промышленным способом, работоспособно, осуществимо и воспроизводимо, следовательно, соответствует условию патентоспособности «промышленная применимость».

Полезная модель поясняется чертежом, где изображено мотор- колесо в разрезе.

Мотор — колесо транспортного средства содержит обод 1 колеса, жестко связанный со ступицей 2 колеса, электродвигатель, состоящий из статора 3 и ротора 4 и планетарный редуктор.

Планетарный редуктор состоит из солнечной шестерни 5, сателлитов 6, водила 7, центрального наружного колеса 8.

Водило 7 редуктора, связанное с сателлитами 6, выполнено за одно целое с валом и жестко соединено со ступицей 2 колеса.

Центральное наружное колесо 8 и статор 3 электродвигателя закреплены в картере 9 мотор — колеса.

Мотор — колесо снабжено стояночным тормозом 10, закрепленным на крышке 11 картера 9. На периферии тормозного барабана 12 стояночного тормоза 10 закреплен ротор 4 электродвигателя, а центральная часть тормозного барабана 12 соединена с солнечной шестерней 5 планетарного редуктора болтами.

Картер 9 мотор — колеса снабжен внутренним вертикальным выступом 13, на котором закреплено центральное колесо 8 планетарного редуктора.

На солнечной шестерне 5 установлен дисковый тормоз 14.

Ступица 2 снабжена коническими подшипниками 15, размещенными внутри картера 9 мотор — колеса, а на хвостовике водила 7 размещена гайка 16, зазоры в подшипниках регулируются при помощи указанной регулировочной гайки 16.

Мотор — колесо работает следующим образом.

Вращающий момент от ротора 4 электродвигателя через тормозной барабан 12, солнечную шестерню 5 и сателлиты 6 передается на водило 7, ступицу 2 колеса за счет шлицевого соединения с водилом 7 и далее на колесо.

Рабочий дисковый тормоз 14 и стояночный тормоз 10 воздействуют на солнечную шестерню 5 планетарного редуктора, что позволяет значительно уменьшить сообщаемый мотор — колесу тормозной момент и геометрические размеры тормозов, а так же поместить нижнюю шаровую опору 17 независимой подвески с приемлемым плечом обката колеса.

Приведенная конструкция обеспечивает легкий доступ к внутренним деталям мотор — колеса для проведения ремонта и обслуживания. Кроме того, данная компоновка мотор — колеса обеспечивает удовлетворительные параметры проходимости для автомобиля повышенной проходимости, т.к. ни одна деталь мотор — колеса не выступает за габариты шины, кроме деталей дискового тормоза. Однако он защищен нижним рычагом подвески 18.

Такое выполнение мотор — колеса обеспечивает безопасность при эксплуатации мотор — колеса на транспортных средствах и уменьшает его габариты.

1. Мотор-колесо транспортного средства, содержащее обод колеса, жестко соединенный со ступицей колеса, электродвигатель, планетарный редуктор, солнечная шестерня которого кинематически связана с ротором электродвигателя, водило редуктора, связанное с сателлитами, выполнено за одно целое с валом и жестко соединено со ступицей колеса, а центральное наружное колесо и статор электродвигателя закреплены в картере мотор-колеса, дисковой тормоз, связанный с планетарным редуктором, отличающееся тем, что оно снабжено стояночным тормозом, закрепленным на крышке картера мотор-колеса, на периферии тормозного барабана стояночного тормоза закреплен ротор электродвигателя, а центральная часть тормозного барабана соединена с солнечной шестерней.

2. Мотор-колесо транспортного средства по п.1, отличающееся тем, что картер мотор-колеса снабжен внутренним вертикальным выступом, на котором закреплено центральное колесо планетарного редуктора.

3. Мотор-колесо транспортного средства по п.1, отличающееся тем, что ступица колеса снабжена коническими подшипниками, размещенными внутри картера мотор-колеса, а на хвостовике водила размещена гайка, регулирующая зазоры в этих подшипниках.

Выбираем мотор-колесо: редукторное или с прямым приводом?

Одним из наиболее частых вопросов у владельцев электротранспорта является «Что лучше: мотор-колесо с прямым приводом или редукторное». Однозначно ответить на этот вопрос нельзя, поскольку каждое колесо из этих двух типов имеет свои достоинства и недостатки. Приведем краткий пассаж:

  • Если Вы привыкли погонять на скорости выше 30 кмч, то «прямое» мотор-колесо с мощностью более 500 Вт — идеальный вариант. Однако будьте готовы, что выключенный мотор вызовет некоторое сопротивление при катании за счет большого веса мотора, и если Вы хотите, чтобы Ваш электротранспорт легко преодолевал горки и подъемы, то выбирайте устройство с потенциалом мощности более 1500 Вт.
  • Если для Вас приемлем разгон до 30 кмч, то отличным вариантом для установки на электровелосипед будет редукторное мотор-колесо с мощностью 250-350 Вт. В этом случае вместе с малыми габаритами мотора, Вы получите легкий подъем на склоны и отсутствие какого-либо сопротивления при катании с разряженной батареей.
  • Оба типа мотор-колеса — безщеточные.

Редукторное мотор-колесо

Прежде всего, необходимо узнать, что представляет собой пресловутый редуктор и зачем он нужен. Редуктор — девайс, усиливающий крутящий момент колеса, но препятствующий большому разгону. Таким образом, Вы легко заедете на горку, а вот езда по ровной асфальтированной дороге может быть только со скоростью не более 30 кмч, что равносильно первой передаче автомобиля. Добиться такого же крутящего момента в мотор-колесе с прямым приводом можно только лишь увеличив его мощность до 1500 Вт.

Устройство редуктора довольно простое: его конструкция состоит из трех шестерен изготовленных из пластика, а также планетарной передачи. Шестерни, расположенные в двигателе — расходники, которые требуют замены каждые 6000-9000 км (срок определяется условиями эксплуатации). Сама замена может производиться своими силами — сделать это совсем несложно. В продаже также есть мотор-колеса со стальными шестеренками, однако встречаются таковые редко, к тому же, работают такие устройства очень шумно.

Одним из главных достоинств редукторных колес является отсутствие даже минимального сопротивления при катании с выключенным двигателем. Другими словами, если батарея на электробайке полностью разрядится (лучше этого не допускать), то Вы можете использовать этот транспорт как обычный велосипед.

Обгонная муфта призванная отсоединить электрический двигатель от колеса и заставить передавать на него крутящий момент, если вы начинаете сами крутить велосипедные педали. За счет этого и обеспечивается отличный накат. Однако у этого аспекта есть и недостаток — невозможность заряжать батарею и тормозить двигателем. Еще одна из отрицательных особенностей редукторных мотор-колес — низкая максимальная мощность — до 500 Вт.

Преимуществом же редукторного мотор-колеса является относительно малый вес и небольшие габариты. Визуально глазу непрофессионала будет трудно распознать, что перед ним электровелосипед, поскольку размеры мотора чуть превышают фактический диаметр втулки.

Кроме того, необходимо отметить практически бесшумную работу мотор-колес с редуктором, ведь они издают гораздо меньше шума по сравнению с «прямоприводными» аналогами. Невозможно не упомянуть и цену: стоят такие устройства намного дешевле относительно прямоприводных колес.

Безредукторное мотор-колесо с прямым приводом

Конструкция безредукторного колеса состоит из двух главенствующих элементов: статора и ротора. Последний является статичной, закрепленной на раме электробайка осью колеса. Статор — это подвижная втулка с сильными магнитами, к которой прикрепляются обод и спицы. Вращение статора происходит вокруг ротора, что в целом являет собой классическую схему мотора переменного тока. Вся эта конструкция отличается надежностью и простотой, ведь исключая подшипники, в ней нет трущихся друг об друга частей.

К достоинствам мотор-колеса с прямым приводом относят:

  1. возможность рекуперации — торможения двигателем;
  2. значительная мощность — до 5000 Вт;
  3. долговечность конструкции;
  4. высокая скорость разгона — до 100 кмч;
  5. высокое КПД благодаря отсутствию редктора.
Однако прямоприводное мотор-колесо не лишено недостатков:
  • наличие сопротивления, по ощущениям сравнимого с ветром, при передвижении с выключенным двигателем. Другими словами, если аккумулятор разрядится, то кручение педалей потребует от Вас больших физических усилий.
  • Более дорогая стоимость конструкции по сравнению с редукторным аналогом при одинаковой мощности.

Подведем итоги: если большая скорость при езде на электровелосипеде для Вас имеет первостепенное значение, то следует отдать предпочтение прямому приводу. В других случаях идеально подойдет редукторный вариант.