Come funziona un motore a trazione centrale: all'interno della pedivella, degli ingranaggi, dei sensori e del flusso di coppia

Chiedi alla maggior parte dei ciclisti cosa fa un motore a trazione centrale e ascolterai la versione semplice: ti aiuta a pedalare. È vero, ma la parte interessante si trova ad un livello più profondo. Un motore a trazione centrale è una macchina elettrica compatta che prende corrente continua dalla batteria, la converte in rotazione e alimenta quella rotazione nella stessa corona, catena e cassetta già utilizzata dalle gambe. Poiché la potenza entra nella trasmissione invece di bypassarla, quasi tutto ciò che riguarda il modo in cui si sente la bici, dalla potenza in salita all'autonomia all'usura della catena, deriva da quell'unica decisione progettuale.

Costruiamo motori con mozzo a Ningbo da molto tempo, il che significa che passiamo molte ore a studiare anche l'altro layout. Un'unità mid-drive risolve magnificamente alcuni problemi e non ne crea altri. Ecco cosa stai realmente accadendo all'interno dell'alloggiamento del movimento centrale.

Dove si trova un motore a trazione centrale

Un motore a trazione centrale è montato sul movimento centrale, concentrico con l'asse della pedivella e proprio tra i pedali. La sua uscita raggiunge la corona, quindi viaggia lungo la catena fino alla cassetta posteriore e infine alla ruota posteriore.

Ciò rende la guarnizione una giunzione. Qui si incontrano due fonti di energia, le gambe e il motore, ed entrambe escono attraverso un'unica catena. Su una bici con trasmissione al mozzo i due percorsi rimangono separati: le gambe guidano la catena mentre il motore all'interno del mozzo della ruota fa girare direttamente il cerchio e non tocca mai la trasmissione.

All'interno dell'alloggiamento: dalla corrente alla coppia di manovella

Statore, avvolgimenti e magneti

Quasi tutti i motori a trazione centrale sono macchine DC brushless trifase. Uno statore che trasporta avvolgimenti in rame si trova all'interno dell'alloggiamento e un rotore con magneti permanenti gira attorno ad esso. I sensori Hall segnalano la posizione del rotore in modo che il controller sappia sempre quale bobina energizzare successivamente. Osate tensionare le bobine in sequenza e il rotore gira; questo è il trucco.

La fase di riduzione

Un piccolo motore gira felicemente poche migliaia di giri al minuto, mentre un essere umano pedala a circa 60-90 giri al minuto. Qualcosa deve colmare questo diverso. I gruppi di ingranaggi planetari, spesso a due stadi con rapporti combinati compresi tra 15:1 e 25:1, scambiano la velocità con la coppia. La forma dei denti, il gioco e la scelta del grasso determinano la silenziosità dell'unità e la sua capacità di sopravvivere a una mattinata fredda.

La frizione unidirezionale

Tra il cambio e la corona si trova una frizione a rulli o a molla. Consente al motore di azionare la catena senza arretrare i pedali, in modo da poter procedere per inerzia o pedalare con il motore spento senza trascinare in giro un cambio morto.

Come il motore sa quanto è difficile spingere

Sensori di coppia e sensori di cadenza

Dominano due famiglie di sensori. Un sensore di cadenza rileva semplicemente che le pedivelle stanno girando e attiva l'assistenza. Un sensore di coppia misura la forza con cui spinge, solitamente attraverso gli estensimetri nel movimento centrale o leggendo la torsione nell'asse, e riduce la potenza del motore in modo che corrisponda. Il rilevamento della coppia è ciò che fa sembrare una bici a trazione centrale un'estensione delle gambe piuttosto che un interruttore.

Il lavoro del controllore

Il controller legge quei sensori, controlla la tensione e la velocità della batteria e taglia la corrente continua in impulsi trifase. Con il controllo a orientamento di campo, regola la temporizzazione centinaia di volte al secondo, mantenendo il motore silenzioso ed efficiente, rafforzando al tempo stesso la velocità di interruzione e proteggendo il pacco da una scarica profonda.

Flusso di potenza, passo dopo passo

1. La batteria corrente fornisce continua al controller.
2. I sensori segnalano la forza del pedale, la cadenza e la velocità della ruota.
3. Il controller converte la corrente continua in corrente trifase e accende la bobina dello statore in sequenza.
4. Il rotore gira, velocemente e con una coppia modesta.
5. Gli ingranaggi planetari riducono la velocità e moltiplicano la coppia.
6. Una frizione unidirezionale trasmette quella coppia alla corona.
7. Catena, cassetta e ruota posteriore lo consegnano alla strada.

Perché i motori a trazione centrale viaggiano così bene

Il vantaggio non è la potenza pura, ma la leva finanziaria. Poiché il motore alimenta la trasmissione, eredita gli ingranaggi della bicicletta. Passa a una marcia bassa su una pendenza ripida e il motore continua a girare nella sua gamma efficiente mentre la ruota gira lentamente con una coppia moltiplicata. Un motore nel mozzo non può farlo: la sua velocità è legata alla velocità della ruota, quindi su una salita dura funziona lentamente, si riscalda e perde efficienza proprio quando ne hai più bisogno.

I compromessi sono altrettanto reali. La coppia del motore passa attraverso la catena e la cassetta ad ogni corsa, quindi tali parti si usurano più velocemente. Anche i ciclisti devono cambiare marcia in modo sensato, perché trascinare una trasmissione centrale in una marcia troppo alta mette a dura prova sia la trasmissione che il cambio interno.

A metà guida e Unità mozzo in breve

Dove i motori sui mozzi hanno ancora senso

Costruiamo motori con mozzo, quindi prendilo con le dovute precauzioni, ma il layout guadagna il suo posto. Non c'è catena che scorre attraverso il motore, nessun cambio da riparare e nessun obbligo per il ciclista di pensare agli ingranaggi. La potenza va direttamente alla ruota, la risposta dell'acceleratore è immediata e la manutenzione di una flotta di biciclette da pendolare rimane poco costosa. Il nostro tecnologia del motore con motore riduttore utilizza ingranaggi compositi e riduzione interna per raggiungere la coppia utile a basse velocità delle ruote senza le penalità della trasmissione di una trasmissione centrale.

Per le biciclette da consegna su percorsi urbani pianeggianti, piattaforme industriali e pendolari leggeri, questa combinazione è difficile da battere.

Serie di motori per mozzi per bici elettriche HENTACH Esplora i motori con mozzo HENTACH per e-bike cargo, da 250 W a 2000 W con opzioni anteriore, posteriore e con asse passante per carichi e terreni diversi. Visualizza il prodotto →

mantenere entrambi i motori sani

• mantenere la catena pulita e leggermente lubrificata, soprattutto su una trasmissione centrale, dove trasporta la coppia del motore.
• Cambia prima della collina, non a metà.
• Evitare di viaggiare con una marcia così alta da far faticare il motore a passo d'uomo.
• Conservare le batterie con una carica compresa tra il 30 e l'80% circa se la bici resta ferma per settimane.
• Ascolta nuovi rumori. Fischi, clic o rimbombi di solito indicano cuscinetti, ingranaggi o componenti allentati.
• Controllare i dadi dell'asse e i bulloni di montaggio del motore dopo le prime centinaia di chilometri.

Scegli un layout per la tua build

Inizia con il terreno e il ciclo di lavoro, non con la scheda tecnica. Percorsi pianeggianti, attrazione dell'acceleratore, budget limitati e ciclisti che preferirebbero non pensare di cambiare puntano tutti verso un motore con mozzo. Lunghe salite, carichi pesanti e ciclisti che amano lavorare con le marce puntano verso una guida centrale. Molte linee di prodotti finiscono per offrire entrambi e non c’è niente di sbagliato in questo.

Se stai valutando l'hub drive per un nuovo modello, il nostro soluzioni per motori a mozzo cover le anteriori e posteriori, dalle unità pendolari da 250 W fino alle costruzioni a coppia opzioni elevata per veicoli commerciali e cargo.

Motore con mozzo posteriore E-Type Pro RC750 per cargo ed eMTB Un motore nel moto posteriore da 350-750 W con coppia di 85 Nm, forcellino da 142 mm e compatibilità con cassetta da 8-10 velocità per carichi pesanti ed eMTB. Visualizza il prodotto →

Un motore a trazione centrale è in realtà un piccolo motore ad alta velocità, un cambio a due stadi, una frizione unidirezionale e una serie di sensori che funzionano come un'unica unità. La parte elettrica è semplice. La parte intelligente è dove va l'output: nella tua trasmissione, dove ogni marcia che selezioni moltiplica ciò che il motore può fare. Comprendilo e la differenza tra un'unità centrale e un'unità hub smetterà di essere una questione di opinione e diventerà una semplice domanda sul percorso, sul carico e sulla quantità di manutenzione con cui vuoi convivere.