Motore con mozzo con cambio o senza cambio: quale scegliere?

Se scegli tra a motore con mozzo riduttore e un motore con mozzo senza ingranaggi (a trasmissione diretta). , ecco la risposta breve: i motori con mozzo con cambio sono migliori per la maggior parte dei ciclisti - soprattutto coloro che desiderano una coppia in salita, un peso più leggero e una ruota libera. I motori con mozzo senza ingranaggi sono la scelta migliore se dai priorità alla durata, al silenzio e alla navigazione ad alta velocità con una manutenzione minima. La scelta giusta dipende dal terreno, dallo stile di guida e dal modo in cui si valuta l'autonomia rispetto alla potenza pura.

Come funziona ciascun tipo di motore

Motore con mozzo a ingranaggi

Un motore con mozzo con cambio utilizza un piccolo ingranaggio planetario interno tra gli avvolgimenti del motore e il mozzo della ruota. Il motore gira ad un numero di giri elevato (tipicamente 300–500 giri/min internamente ) e la riduzione dell'ingranaggio, di solito intorno Da 4:1 a 5:1 —moltiplica la coppia prima che raggiunga la ruota. Ciò consente al motore di essere fisicamente più piccolo e leggero pur producendo una forte coppia a bassa velocità. Un meccanismo di frizione integrato consente inoltre alla ruota di girare liberamente quando non è alimentata, consentendo una vera ruota libera.

Motore con mozzo senza ingranaggi (a trasmissione diretta).

Un motore con mozzo senza ingranaggi non ha ingranaggi interni: il guscio esterno del motore è il mozzo della ruota stesso. Lo statore è fissato all'asse e il rotore (con i magneti) ruota direttamente attorno ad esso. Poiché non vi è alcuna riduzione dell'ingranaggio, il motore deve essere avvolto per adattarsi direttamente alla velocità operativa della ruota, il che richiede un motore più grande e più pesante . I motori ad azionamento diretto in genere pesano 5–8 libbre in più rispetto ai riduttori comparabili, ma non hanno parti meccaniche soggette ad usura.

Confronto testa a testa: parametri chiave delle prestazioni

Coppia e salita in salita: dove dominano i motoriduttori

Per i ciclisti che affrontano regolarmente le salite o il pendolarismo urbano start-stop, i motori con mozzo a ingranaggi forniscono una coppia di fascia bassa per watt superiore . Poiché il motore gira più velocemente internamente e utilizza la riduzione dell'ingranaggio per moltiplicare la forza, funziona in un intervallo di giri più efficiente da fermo. Un tipico motoriduttore da 500 W può produrre una coppia paragonabile a un'unità gearless da 750 W nell'intervallo da 0 a 15 mph.

Ad esempio, un motore con mozzo con cambio Bafang G060 da 500 W produce circa 40 Nm di coppia alla ruota , mentre un'unità ad azionamento diretto da 500 W di dimensioni comparabili può produrre solo 20–25 Nm. Su una pendenza del 10%, la differenza di coppia è immediatamente evidente: i motoriduttori mantengono la velocità senza impantanarsi altrettanto rapidamente.

Tuttavia, nelle salite prolungate (15 minuti consecutivi), i motori con mozzo con cambio possono surriscaldarsi perché i loro involucri più piccoli contengono meno massa termica. Al contrario, il grande alloggiamento in alluminio di un motore ad azionamento diretto funge da dissipatore di calore, rendendolo più adatto a scenari con carichi elevati sostenuti come il trasporto di merci o i percorsi di montagna.

Efficienza e autonomia: dipende dalla velocità

Nessuno dei due tipi di motore vince in termini di efficienza su tutta la linea: dipende dalla velocità di guida tipica:

• Al di sotto di 20 mph: I motori con mozzo con cambio sono più efficienti. Funzionano più spesso vicino al loro numero di giri ottimale, il che significa meno energia sprecata sotto forma di calore.
• Sopra 25–28 mph: I motori ad azionamento diretto diventano più efficienti. Il loro avvolgimento può essere regolato per adattarsi alla crociera ad alta velocità e non c'è alcun attrito degli ingranaggi da superare.
• Vantaggio della ruota libera: I motoriduttori si disinseriscono a riposo, quindi pedalare o procedere per inerzia senza potenza non costa quasi energia aggiuntiva. I magneti di un motore ad azionamento diretto creano una resistenza di circa Resistenza equivalente da 20 a 50 W quando non alimentato.

La frenatura rigenerativa è esclusiva dei motori gearless. In pratica, la rigenerazione in genere ripristina 5–10% dell'intervallo nella guida urbana con fermate frequenti: significativo, ma non rivoluzionario. Alcuni sistemi premium a trasmissione diretta come quelli utilizzati da EVELO o Biktrix garantiscono un recupero fino al 15% su terreni collinari.

Peso e maneggevolezza: una considerazione pratica

Il peso conta, soprattutto nella ruota. La massa non sospesa (il peso della ruota stessa) influisce sulla qualità di guida, sulla manovrabilità e sullo sforzo richiesto per sollevare o manovrare la bicicletta. Un motore con mozzo con cambio aggiunge approssimativamente 3,5–5 libbre alla ruota. Si aggiunge un motore ad azionamento diretto 8-15 libbre .

Per le e-bike pieghevoli, i pendolari leggeri o le biciclette che vengono spesso trasportate su per le scale, i motoriduttori sono quasi sempre la scelta pratica. Per le biciclette elettriche da carico, i ciclomotori o i modelli ad alte prestazioni in cui il peso aggiuntivo è meno evidente, il limite di potenza e la durata della trasmissione diretta ne valgono la pena.

Manutenzione e durata: i motori gearless durano più a lungo

Questa è una delle vittorie più evidenti per i motori ad azionamento diretto. Senza parti mobili interne oltre ai cuscinetti, un motore gearless di qualità può durare 10.000-20.000 miglia con una manutenzione minima. Il principale componente riparabile è il cuscinetto dell'asse, che è una soluzione semplice ed economica.

I motori con mozzo a ingranaggi utilizzano ingranaggi planetari in nylon che si usurano nel tempo. A seconda della qualità del motore e delle condizioni di guida, questi ingranaggi in genere necessitano di sostituzione ogni 3.000-10.000 miglia . I motori di alta qualità come le unità Shimano STEPS o Bafang utilizzano ingranaggi temprati e durano verso l'estremità superiore. I motori economici con ingranaggi in nylon morbido potrebbero guastarsi molto prima in caso di carico pesante.

I kit di sostituzione degli ingranaggi sono disponibili per i motoriduttori più diffusi e a un prezzo conveniente $ 10– $ 30 , rendendo la manutenzione conveniente se sei a tuo agio con le riparazioni fai-da-te di base.

Rumore: la trasmissione diretta è più silenziosa

I motori con mozzo a ingranaggi producono un caratteristico sibilo acuto dal set di ingranaggi planetari, particolarmente evidente a basse velocità o in accelerazione. La maggior parte dei ciclisti lo descrive come un leggero ronzio o ronzio, non odioso, ma udibile. I motori ad azionamento diretto sono quasi silenziosi, con solo un debole ronzio elettromagnetico a potenza molto elevata.

Per i ciclisti che apprezzano una guida silenziosa e silenziosa, in particolare quelli che utilizzano e-bike in aree sensibili al rumore come parchi o quartieri la mattina presto, la guida diretta offre un'esperienza acustica notevolmente più piacevole.

Quale motore è adatto al tuo caso d'uso?

Utilizza questa guida rapida per abbinare il tipo di motore alla tua reale situazione di guida:

Esempi di motori popolari che vale la pena conoscere

Il confronto dei motori del mondo reale aiuta a radicare le specifiche nei prodotti reali:

• Bafang G060 (orientato, 500 W): Uno dei motori con mozzo a ingranaggi più utilizzati a livello globale. Pesa circa 5,5 libbre, produce una forte coppia in salita, utilizzata in centinaia di biciclette elettriche per pendolari di fascia media.
• Shengyi SX (orientato, 250 W): Comune nelle e-bike entry-level del mercato europeo. Leggero a circa 4 libbre, silenzioso per un'unità con ingranaggi, ma potenza di fascia alta limitata.
• Serie Crystalyte Crown (senza ingranaggi, 500 W–1500 W): Un motore ad azionamento diretto molto apprezzato utilizzato nelle costruzioni ad alte prestazioni. Pesa circa 10-13 libbre, supporta la frenata rigenerante, costruito per la guida su lunghe distanze e ad alta velocità.
• Motore MAC 10T (senza ingranaggi, ~500 W): Un motore ad azionamento diretto compatto a volte chiamato opzione DD "leggera" a circa 7,5 libbre. Popolare per build incentrate sulla velocità in cui la rigenerazione e il silenzio contano.

La linea di fondo

Per la maggior parte dei ciclisti di e-bike (pendolari, ciclisti ricreativi e coloro che percorrono terreni collinari) un motore con mozzo con cambio è il punto di partenza migliore. È più leggero, più reattivo alle basse velocità e consente la pedalata normale quando non vuoi avere potenza. Il compromesso è l'usura degli ingranaggi e un debole rumore di funzionamento.

I motori con mozzo senza ingranaggi guadagnano il loro posto in applicazioni ad alto chilometraggio, ad alta velocità o per carichi pesanti dove il silenzio, la frenata rigenerativa e la manutenzione quasi nulla giustificano il peso e il costo aggiuntivi. Sono la scelta di ciclisti seri su lunghe distanze, costruttori di bici da carico e chiunque desideri un motore che semplicemente non si usuri mai meccanicamente.

In definitiva, nessuno dei due tipi di motore è universalmente superiore: la risposta giusta è quella che si adatta al tuo terreno, al carico utile e al modo in cui guidi effettivamente.