Moteur-roues pour vélo : qu'est-ce que c'est et comment choisir ?

Aujourd'hui, les cyclistes qui ne mettent pas de moto-roue sur leur vélo sont de plus en plus qualifiés de rétrogrades. "Seulement le vent, uniquement les pédales, uniquement l'extrême" - cet appel est de moins en moins pertinent. Un consommateur urbain choyé qui a l'habitude de conduire une voiture, même s'il achète un vélo, sera bientôt enclin à y mettre un moteur-roue, d'autant plus que de tels appareils sont de moins en moins chers d'année en année.

Un moteur de roue de bicyclette fonctionne de la même manière. Peu importe qu'il s'agisse d'une transmission directe (directement depuis le rotor) ou à engrenages (réduction du régime moteur par un rapport de démultiplication). Chaque moteur électrique de vélo comprend un stator et un rotor. Des aimants sont fixés au rotor. Leur champ, interagissant avec le champ électromagnétique des bobines du stator, fait tourner le rotor.

Le stator lui-même est une bobine enroulée dans les interstices d'un cadre en tôle d'acier. Le plus souvent, ces plaques sont en acier électrique ou de transformateur. La structure du stator a la forme d'un cadre polygonal avec des faisceaux convergeant au centre.

Les enroulements sont des bobines enroulées à partir de fil de cuivre émaillé. C'est le cuivre qui est le meilleur conducteur. Le nombre de bobines peut aller jusqu'à plusieurs dizaines, mais ce nombre est un multiple de 3. Le moteur-roue ressemble à un moteur triphasé, en fait, c'est le cas : pour une rotation stable avec une certaine force, des impulsions alternées ressemblant à un des variables triphasées sont appliquées aux bobines espacées les unes des autres en tension de phases. En fait, il ne s'agit pas d'un signal électrique sinusoïdal, mais d'une séquence d'impulsions rectangulaires de tension constante. Ils sont à leur tour formés par un pilote - une carte contrôleur qui utilise l'énergie d'une source d'alimentation (batterie).

La constance et l'efficacité de la rotation du rotor sont assurées par trois capteurs à effet Hall. Leur travail est organisé comme suit :

• fixer la position du rotor par rapport au stator ;
• perception du champ magnétique des aimants;
• transmission du signal au conducteur ;
• formation d'impulsions sur le driver pour les bobines du stator.

Les avantages de l'utilisation d'un moteur-roue sont les suivants.

• Efficacité accrue - pas moins de 90 %. Tous les moteurs électriques n'ont pas un tel coefficient - par exemple, pour les moteurs à collecteur, pour lesquels un courant continu non converti est suffisant, le rendement est inférieur à 70%.
• Facilité d'exécution, fiabilité.
• Il n'y a pas de pièces frottantes (par exemple, bagues et brosses) - le moteur peut fonctionner pendant des décennies si le constructeur n'économise pas sur la qualité des matériaux.
• La capacité de rouler vite : un moteur-roue d'un demi-kilowatt fournit une force de rotation, au cours de laquelle une vitesse de vélo allant jusqu'à 45 km/h est atteinte sur des routes sans pente.
• La possibilité, si besoin, de retirer le kit, donnant au vélo le kit d'origine. Lorsque vous réinstallez le kit moteur, l'apparence du vélo ne changera pas de manière significative - le moteur est installé uniquement sur la roue elle-même.
• Grande facilité de remontée au vent et au près.
• Le fonctionnement en douceur du moteur permettra une adaptation rapide aux nouvelles vitesses et une accélération en douceur.
• Fonctionnement totalement silencieux de la roue motrice.

Cette configuration présente également quelques inconvénients.

• Faible couple - moins que les moteurs d'autres types et variétés.
• Incapacité de créer un design plus compact basé sur un tel moteur.
• Augmentation du poids... Certains autres moteurs, par exemple, tous les mêmes moteurs collecteurs, ont un poids nettement inférieur - 1,5 fois ou plus -.

Tous les kits prêts à l'emploi, qui comprennent des roues motrices, sont complétés par contrôleur et batterie. Cependant, ceux qui n'installent pas le moteur de roue complet avec d'autres pièces commandent tous les composants du système séparément : le moteur de roue lui-même, la batterie et le contrôleur avec l'accélérateur.

Avant de construire un système de traction électrique, un débutant est confronté à un moteur-roues à engrenages et sans engrenages. La boîte de vitesses utilise un mécanisme de transmission à engrenages, où la vitesse de rotation (nombre de tours) du moteur électrique lui-même est plusieurs fois - par rapport de démultiplication du réducteur - supérieure à celle de l'arbre, qui fait finalement tourner la roue.

La roue dentée augmente le couple, mais réduit la vitesse du cycliste à 30 km/h. Un gearless - une roue à entraînement direct - n'a pas la boîte de vitesses elle-même et les pertes associées, ce qui libère le mécanisme des engrenages frottants, qui ont besoin d'être lubrifiés beaucoup plus souvent que les roulements du moteur eux-mêmes. Le couple est nettement inférieur à une puissance allant jusqu'à 1500 W, mais il devient possible d'accélérer jusqu'à 50-100 km/h, selon la puissance du moteur.

Un moteur-roue avec la possibilité de récupérer (restituer) une partie de l'électricité consommée permet de la restituer en petite quantité - environ 6% de la puissance consommée. Étant donné que l'efficacité d'un tel système ne peut pas être égale à l'unité en raison des pertes naturelles dans les fils, les enroulements, le contrôleur et la batterie, il ne sera pas possible de se passer d'un investissement externe d'énergie supplémentaire. Et il n'y a que deux façons de reconstituer l'approvisionnement en électricité.

1. Mettez le moteur de roue en mode de charge de la batterie. Ensuite, le pédalage sera au moins deux fois plus dur - en raison du freinage exercé par la charge sur les enroulements.
2. Trouvez un endroit où vous pouvez simplement charger les batteries... La meilleure option serait de mettre des panneaux solaires sur le sac à dos et les vêtements, lorsque voyager sur un vélo motorisé est totalement autonome.

De plus, la roue motrice peut être arrière - elle est installée sur la roue arrière. La façade est placée de la même manière. Ensuite, le vélo devient respectivement à traction arrière ou avant. Pour une augmentation significative de la vitesse, vous pouvez rendre le vélo à traction intégrale en motorisant les deux roues.

La taille du moteur de roue est déterminée par le diamètre de la jante. Que vous ayez un diamètre de 29, 26, 20 ou 16 pouces, la vitesse et la poussée en dépendent. Plus le diamètre de la jante est grand, plus la vitesse est élevée, mais moins de poussée, et vice versa. Avec moins de traction, vous accélérerez plus longtemps. Il n'y a qu'une seule façon d'ajouter de la traction - aider le moteur avec les pédales.

Il est possible que vous puissiez re-rayer une roue d'un moyeu ordinaire à un moyeu de moteur, en utilisant, par exemple, une jante de 28" avec des rayons d'un vélo conventionnel avec des roues de 20". Ceux qui ne savent pas ou ne veulent pas bricoler avec un buste complet de rayons sont invités à commander immédiatement en Chine un moteur-roue prêt à l'emploi avec le type de moteur requis.

Décidez exactement ce que vous voulez de votre vélo.

• Vitesse jusqu'à 35 km/h sans trop d'effort et sans aucun niveau particulier de développement physique. Dans le même temps, votre vélo ne se débarrasse pas de ses fonctions d'origine - vous reviendrez au pédalage avec les pieds à tout moment. Une telle révision coûte au total 350 $.
• 50km/h – équipement électromoteur. Dans le même temps, vous risquez de ne pas passer aussi facilement au pédalage - la batterie, un moteur-roue plus puissant et le même contrôleur pèsent 5 à 10 kilogrammes de plus. Le coût de révision est à partir de 600$.
• Le vélo deviendra un vélo électrique - une moto électrique... Vous pouvez facilement accélérer à 90 km/h. Mais rappelez-vous : dans ce cas, vous aurez certainement besoin de jantes et de bagues renforcées - peut-être, comme sur un vélo tandem. Le fait est que la traction accrue nécessite également une charge accrue. Vos fines jantes de vélo de route s'envoleront tout simplement et vous pourriez vous écraser. Le prix de la personnalisation d'un vélo pour une moto électrique coûtera au moins 2300 $.

La masse d'un ensemble pour vélo électrique - un moteur par roue (sans espacement des roues), un pack batterie et une manette - sera d'au moins 4 kg en poids. C'est suffisant pour une conduite normale en ville ou sur des routes de campagne. De très bons moteurs sont produits, par exemple, par une entreprise Bafang 8FUN... La puissance de fonctionnement des moteurs est de 250 à 750 W, mais lorsque la puissance dépasse 350 W, un tel moteur peut sensiblement surchauffer, ce qui raccourcira considérablement sa durée de vie.

Le poids du moteur de roue (sans caoutchouc) est d'au moins 2 kg. Il est tout à fait capable d'atteindre des vitesses allant jusqu'à 35 km / h avec un poids moyen du cycliste de 90 kg - le cycliste lui-même peut ne faire aucun effort pour pédaler. La même chose peut être obtenue sans moteur, en passant à la dernière vitesse à partir des pédales et en roulant sans mouvement ascendant ou descendant. Lors de la montée, vous aurez besoin de l'aide d'un cycliste à travers les pédales - le moteur peut ne pas être en mesure de supporter la montée. En combinant les deux, vous pouvez obtenir la vitesse délivrée par un moteur d'un kilowatt, allumé au départ. La mobilité et la relative légèreté du vélo sont garanties.

Il n'y a pas besoin d'un moteur-roue d'un demi-kilowatt - il ne pèse pas 2, mais 4-5 kg, tout en prenant deux fois plus d'électricité de la batterie que son homologue de 350 watts. Un moteur-roue de 500 ... 600 watts est une « béquille » qui n'a pas passé la « sélection naturelle » ni dans les projets ni dans la pratique parmi les utilisateurs : certains cyclistes ont noté que En conséquence, il a moins de sens que d'un 300 watts.

Cette configuration permet non seulement d'obtenir une vitesse égale à une moyenne de 48 km/h, mais aussi de conquérir facilement toutes les ascensions dans les conditions de la ville et des pentes de montagne. Pour obtenir de tels résultats, il est nécessaire de sélectionner un moteur d'une puissance de 1200-1500 watts. Une telle roue motrice a une masse de 6 à 8 kg (hors caoutchouc). Fournir un tel moteur avec une alimentation en énergie ininterrompue aidera plus batterie lourde et coûteuse pesant au moins 5 kg.

Si vous risquez d'augmenter la tension de 48 à 72 volts, vous obtiendrez la limitation de vitesse pour la ville - pas moins de 60 km/h, mais en même temps le moteur surchauffera plus vite et plus fortement, ce qui l'oblige à démarrer seulement pendant une courte période.

La modification du vélo pour la traction du moteur, disons, 3 kW, obligera le propriétaire à renforcer le cadre. Premièrement, à la fois le kit et la poussée elle-même, créée par le moteur de l'ordre de plusieurs kilowatts, nécessiteront une charge accrue. Sinon, les roues seront les premières à souffrir (d'énormes "huit" apparaîtront sur les jantes), puis le cadre lui-même commencera à se désagréger - le kit carrosserie des batteries et le contrôleur ajouteront au moins 15 kg. La charge maximale admissible n'est que le double de la valeur nominale, c'est la règle de base pour toutes les roues motrices.

Pour fournir un jeu renforcé pour un vélo électrique de catégorie III, vous devez renforcer les pattes, changer ou rééquiper complètement les plumes du cadre et installer un équilibreur spécial, comme sur les vraies motos. Le moteur nominal de 3 kW a déjà assez de force pour déformer les haubans d'un vélo ordinaire, même lorsque vous le faites fonctionner à l'arrêt en soulevant la roue sur laquelle le moteur est monté sur une suspension spéciale.

Sans renforcer le cadre d'une manière particulière, il est peu probable que vous puissiez utiliser un moteur d'une puissance allant jusqu'à plusieurs kilowatts. Une vitesse de plus de 40 km/h nécessite déjà une bonne absorption des chocs - sans elle, vous serez simplement éjecté de la selle si vous heurtez une petite bosse ou une fissure sur la route. Une fourche - d'une moto ou d'un vélo de descente (ce dernier a une masse impressionnante et la plus haute résistance, inaccessible pour les vélos d'autres types et variétés). La batterie ici pèse également à partir de 20 kg.

Pour ceux qui aiment rouler au plus près du ski extrême, les maîtres expérimentés conseillent de remettre le moteur-roue en place. La roue motrice arrière adhère mieux à la route que la roue avant - c'est important dans les virages serrés, carrossables à une vitesse accrue.

Cependant, les routes glissantes sont moins maniables en raison de la mauvaise répartition du poids. La situation est aggravée par la batterie attachée au coffre. La situation est corrigée par un motoréducteur-roue, qui a un poids inférieur, et des batteries lithium-ion, qui ont une énergie spécifique augmentée. Alternative - batteries au plomb sur le tube central (intérieur) du cadre. Pourtant, le moteur du moyeu de roue arrière contribue à la résistance globale de l'ensemble de la structure.

S'il est impossible de combiner le moteur-roue avec une cassette à grande vitesse (par exemple, 9 étoiles), remplacez la dernière par une 5 étoiles. En dernier recours ne laissez qu'une étoile ou écartez les plumes du cadre de 2 cm. Ce dernier cadre en aluminium peut ne pas tenir le coup - expérimentez sur un cadre en acier.

Le fil électrique ne doit pas sortir vers la droite, là où fonctionne le mécanisme de changement de vitesse, mais vers la gauche. Dévisser les écrous qui maintiennent le moteur de roue et le retirer. Assemblez le moteur de roue en suivant les instructions de montage. Si quelque chose n'est pas tout à fait clair pour vous, contactez le personnel d'assistance sur le site Web de l'entreprise ou du magasin qui vous a vendu le moteur-roue. Il est souvent préférable de faire appel à un spécialiste, car le contrôleur peut facilement être grillé. Et vous ne vous passerez pas d'un contrôleur si vous n'avez pas de moteur à balais qui n'a besoin que de courant continu.

Après l'assemblage, testez le moteur de roue sans charge - il ne doit pas être "huit". Si ce n'est pas le cas, retirez les « huit » sur la jante en serrant les rayons avec les rayons. Essayez le contrôleur et le manche des gaz. Si tout fonctionne correctement, faites un essai routier à basse vitesse.

L'installation du moteur de moyeu de roue avant est plus facile. La roue avant elle-même ne contient aucun pignon. Rien n'interfère simplement avec le fonctionnement de la roue motrice avant. Peu importe que ce soit à droite ou à gauche - dans le sens de la marche - vous sortirez le câble d'alimentation. Même l'extension de la fourche ne compromettra pas la résistance et la stabilité du vélo.

La seule chose - ne confondez pas le sens de déplacement de la roue: si l'installation est incorrecte, vous, sans tester le fonctionnement du moteur, reculerez soudainement et le vélo se transformera en un véhicule avec un volant arrière. Paradoxal est la situation où la manette des gaz se coince : vous pouvez percuter un poteau ou entrer en collision avec une voiture qui roule derrière, même si elle ralentit devant vous.

La roue motrice assemblée a peur des tempêtes de pluie, de la traversée des rivières et des marécages - si elle est immergée dans l'eau ou inondée de jets d'eau, les capteurs Hall peuvent tomber en panne. Veiller au préalable à sceller - ou du moins à recouvrir des jets d'eau directs - l'intérieur du moteur-roue. Souvent, les fabricants eux-mêmes installent des amortisseurs ronds spéciaux pour protéger la roue des éclaboussures directes d'eau et / ou de saleté pendant la conduite - assurez-vous qu'ils correspondent aux rayons de la roue.

Pour plus d'informations sur la façon de choisir un moteur de roue pour un vélo, voir la vidéo suivante.