Jak działa silnik z napędem środkowym: wnętrze korby, przekładni, czujników i przepływu momentu obrotowego

Zapytaj większość rowerzystów, co robi silnik o średnim napędzie, a usłyszysz prostą wersję: pomaga pedałować. To prawda, ale to, co interesujące, leży o jedną warstwę głębiej. Silnik o średnim napędzie to kompaktowa maszyna elektryczna z przekładnią, która pobiera prąd stały z akumulatora, przekształca go w obrót i przekazuje ten obrót do tej samej tarczy, łańcucha i kasety, z której już korzystają Twoje nogi. Ponieważ moc trafia do układu napędowego, a nie go omija, prawie wszystko w odczuwaniu roweru, od mocy wspinania się, przez zasięg, po zużycie łańcucha, wynika z tej jednej decyzji projektowej.

Od długiego czasu budujemy silniki w piastach w Ningbo, co oznacza, że ​​spędzamy wiele godzin na studiowaniu również drugiego układu. Jednostka napędowa typu mid-drive pięknie rozwiązuje niektóre problemy i stwarza inne. Oto, co faktycznie dzieje się wewnątrz obudowy przy suporcie.

Gdzie znajduje się silnik o średnim napędzie

Silnik o średnim napędzie jest zamontowany na suporcie, koncentrycznie z osią korby i bezpośrednio pomiędzy pedałami. Jego moc dociera do tarczy, następnie przemieszcza się w dół łańcucha do tylnej kasety i ostatecznie do tylnego koła.

To sprawia, że ​​​​zestaw korbowy jest skrzyżowaniem. Spotykają się tam dwa źródła mocy, twoje nogi i silnik, i oba wychodzą poprzez jeden łańcuch. W rowerze z napędem w piaście obie ścieżki pozostają oddzielne: nogi napędzają łańcuch, podczas gdy silnik wewnątrz piasty koła bezpośrednio obraca obręczą i nigdy nie dotyka układu napędowego.

Wewnątrz obudowy: od prądu do momentu obrotowego korby

Stojan, uzwojenia i magnesy

Prawie wszystkie silniki o średnim napędzie to trójfazowe bezszczotkowe maszyny prądu stałego. Wewnątrz obudowy znajduje się stojan z miedzianymi uzwojeniami, a wokół niego obraca się wirnik z magnesami trwałymi. Czujniki Halla zgłaszają położenie wirnika, dzięki czemu sterownik zawsze wie, którą cewkę następnie zasilić. Zasilaj cewki po kolei, a wirnik się obraca; na tym polega cała sztuczka.

Etap redukcji

Mały silnik chętnie kręci się z prędkością kilku tysięcy obrotów na minutę, podczas gdy człowiek pedałuje z prędkością około 60–90 obrotów na minutę. Coś musi wypełnić tę lukę. Zestawy przekładni planetarnych, często dwustopniowe o łączonych przełożeniach od 15:1 do 25:1, wymieniają prędkość na moment obrotowy. Kształt zębów, luz i dobór smaru decydują o tym, jak cicho pracuje urządzenie i jak dobrze przetrwa zimny poranek.

Sprzęgło jednokierunkowe

Pomiędzy skrzynią biegów a tarczą znajduje się sprzęgło zębate lub rolkowe. Umożliwia silnikowi napędzanie łańcucha bez cofania pedałów, dzięki czemu można jechać lub pedałować przy wyłączonym silniku bez ciągnięcia martwej skrzyni biegów.

Skąd silnik wie, jak mocno pchać

Czujniki momentu obrotowego i czujniki rytmu

Dominują dwie rodziny czujników. Czujnik kadencji po prostu wykrywa, że ​​korby się obracają i włącza wspomaganie. Czujnik momentu obrotowego mierzy siłę nacisku, zwykle za pomocą tensometrów w suporcie lub odczytując skręt osi, i odpowiednio skaluje moc silnika. Wykrywanie momentu obrotowego sprawia, że ​​rower ze średnim napędem sprawia wrażenie przedłużenia nóg, a nie przełącznika.

Zadanie kontrolera

Sterownik odczytuje te czujniki, obserwuje napięcie i prędkość akumulatora oraz dzieli prąd stały na impulsy trójfazowe. Dzięki sterowaniu zorientowanemu na pole reguluje taktowanie setki razy na sekundę, co zapewnia cichą pracę silnika i jego wydajność, jednocześnie wymuszając prędkość odcięcia i chroniąc pakiet przed głębokim rozładowaniem.

Przepływ mocy, krok po kroku

1. Bateria dostarcza prąd stały do sterownika.
2. Czujniki zgłaszają siłę pedałowania, kadencję i prędkość koła.
3. Sterownik przetwarza prąd stały na prąd trójfazowy i kolejno uruchamia cewki stojana.
4. Wirnik obraca się szybko i ze skromnym momentem obrotowym.
5. Przekładnie planetarne zmniejszają prędkość i zwiększają moment obrotowy.
6. Sprzęgło jednokierunkowe przekazuje ten moment obrotowy na tarczę.
7. Łańcuch, kaseta i tylne koło dostarczają go na drogę.

Dlaczego silniki z napędem środkowym tak dobrze wspinają się

Zaletą nie jest sama siła, lecz dźwignia. Ponieważ silnik zasila układ napędowy, dziedziczy biegi roweru. Wrzuć niższy bieg na stromym wzniesieniu, a silnik będzie się obracał w efektywnym zakresie, podczas gdy koło będzie się powoli obracać ze zwiększonym momentem obrotowym. Silnik w piaście nie może tego zrobić: jego prędkość jest powiązana z prędkością koła, więc podczas ostrej wspinaczki pracuje powoli, nagrzewa się i traci wydajność dokładnie wtedy, gdy jest to najbardziej potrzebne.

Kompromisy są równie realne. Moment obrotowy silnika przechodzi przez łańcuch i kasetę podczas każdej jazdy, więc te części zużywają się szybciej. Kierowcy muszą także zmieniać biegi rozsądnie, ponieważ wkładanie średniego biegu do zbyt wysokiego biegu obciąża zarówno układ napędowy, jak i wewnętrzną skrzynię biegów.

Napęd środkowy vs Napęd piasty w skrócie

Gdzie silniki w piastach nadal mają sens

Budujemy silniki w piastach, więc weź to z odpowiednim przymrużeniem oka, ale układ zasługuje na swoje miejsce. Przez silnik nie przechodzi łańcuch, nie ma skrzyni biegów do serwisowania i nie ma wymogu, aby kierowca myślał o przełożeniach. Moc trafia bezpośrednio na koło, reakcja przepustnicy jest natychmiastowa, a utrzymanie floty rowerów dojazdowych jest niedrogie. Nasze własne technologia silników z piastą przekładniową wykorzystuje kompozytową przekładnię i wewnętrzną redukcję, aby osiągnąć użyteczny moment obrotowy przy niskich prędkościach kół bez kar dla układu napędowego charakterystycznych dla napędu środkowego.

W przypadku rowerów dostawczych na płaskich trasach miejskich, platformach przemysłowych i lekkich osobach dojeżdżających do pracy ta kombinacja jest nie do pokonania.

Seria silników w piastach rowerowych HENTACH E-Cargo Poznaj silniki w piastach HENTACH do e-rowerów towarowych o mocy od 250 W do 2000 W, z opcjami z przodu, z tyłu i z osią przelotową, dla różnych obciążeń i terenu. Zobacz produkt →

Utrzymywanie zdrowego silnika

• Utrzymuj łańcuch w czystości i lekko nasmaruj, zwłaszcza na środkowym napędzie, gdzie przenosi moment obrotowy silnika.
• Zmień bieg przed wzgórzem, a nie w jego połowie.
• Unikaj jazdy na tak wysokim biegu, że silnik pracuje w tempie spacerowym.
• Jeśli rower stoi przez kilka tygodni, przechowuj akumulatory w stanie naładowania od około 30 do 80 procent.
• Słuchaj nowych dźwięków. Jęczenie, klikanie lub dudnienie zwykle wskazuje na łożyska, koła zębate lub luźne elementy.
• Po pierwszych kilkuset kilometrach sprawdź nakrętki osi i śruby mocujące silnik.

Wybór układu dla własnej kompilacji

Zacznij od terenu i cyklu pracy, a nie od specyfikacji. Płaskie trasy, preferencje dotyczące przepustnicy, napięte budżety i jeźdźcy, którzy woleliby nie myśleć o przesunięciu wszystkiego w stronę silnika w piaście. Długie podjazdy, duże obciążenia i jeźdźcy, którzy lubią zmieniać biegi, wskazują na środkowy bieg. Wiele linii produktów oferuje jedno i drugie i nie ma w tym nic złego.

Jeśli ważysz napęd piasty do nowego modelu, nasz rozwiązania silników piastowych obejmują opcje przednie i tylne, od jednostek dojeżdżających do pracy o mocy 250 W po konstrukcje o wysokim momencie obrotowym do pojazdów towarowych i użytkowych.

Silnik w piaście tylnej E-Type Pro RC750 do rowerów cargo i e-MTB Silnik w piaście tylnej o mocy 350–750 W i momencie obrotowym 85 Nm, haku o średnicy 142 mm i kompatybilności z kasetami 8–10 przełożeń do pojazdów cargo i e-MTB o dużym obciążeniu. Zobacz produkt →

Silnik średniego napędu to tak naprawdę mały, szybkoobrotowy silnik, dwustopniowa skrzynia biegów, sprzęgło jednokierunkowe i zestaw czujników pracujących jako jedna jednostka. Część elektryczna jest prosta. Inteligentną częścią jest to, gdzie moc trafia: do układu napędowego, gdzie każdy wybrany bieg zwielokrotnia możliwości silnika. Zrozum to, a różnica między napędem środkowym a napędem w piaście przestanie być kwestią opinii i stanie się prostym pytaniem o trasę, obciążenie i koszty konserwacji, z którymi chcesz się pogodzić.