Sådan fungerer en mellemdrevsmotor: Inde i håndsvinget, gear, sensorer og momentflow

Spørg de fleste ryttere, hvad en mellemdrevsmotor gør, og du vil høre den enkle version: den hjælper dig med at træde i pedalerne. Sandt nok, men den interessante del sidder et lag dybere. En mid-drive-motor er en kompakt gearet elektrisk maskine, der tager jævnstrøm fra batteriet, omdanner det til rotation og fører den rotation ind i den samme klinge, kæde og kassette, som dine ben allerede bruger. Fordi kraften kommer ind i drivlinjen i stedet for at omgå den, følger næsten alt om den måde, cyklen føles på, fra klatrekraft til rækkevidde til kædeslid, fra den enkelte designbeslutning.

Vi har bygget navmotorer i Ningbo i lang tid, hvilket betyder, at vi også bruger masser af timer på at studere det andet layout. En mid-drivenhed løser nogle problemer smukt og skaber andre. Her er, hvad der rent faktisk sker inde i huset ved bundbeslaget.

Hvor en mellemdrevsmotor sidder

En mid-drive motor monteres på bundbeslaget, koncentrisk med krumtapakslen og lige mellem pedalerne. Dens output når kædekransen og bevæger sig derefter ned ad kæden til den bagerste kassette og til sidst til baghjulet.

Det gør kranksættet til et kryds. To kraftkilder mødes der, dine ben og motoren, og begge går gennem en enkelt kæde. På en navdrevet cykel forbliver de to stier adskilt: dine ben driver kæden, mens motoren inde i hjulnavet drejer fælgen direkte og aldrig rører drivlinjen.

Inde i huset: Fra strøm til krumtapmoment

Stator, viklinger og magneter

Næsten alle mellemdrevsmotorer er trefasede børsteløse DC-maskiner. En stator, der bærer kobberviklinger, sidder inde i huset, og en rotor med permanente magneter drejer rundt om den. Hall-sensorer rapporterer rotorens position, så controlleren altid ved, hvilken spole der skal aktiveres næste gang. Aktiver spolerne i rækkefølge, og rotoren drejer; det er hele tricket.

Reduktionsstadiet

En lille motor er glad for at snurre med et par tusinde omdrejninger i minuttet, mens et menneske pedaler med omkring 60 til 90 omdrejninger i minuttet. Noget skal bygge bro over den kløft. Planetgearsæt, ofte to trin med kombinerede forhold omkring 15:1 til 25:1, bytter hastighed for drejningsmoment. Tandform, tilbageslag og valg af fedt bestemmer, hvor stille enheden føles, og hvor godt den overlever en kold morgen.

Envejskoblingen

Mellem gearkassen og kædekransen sidder en sprag- eller rullekobling. Det lader motoren drive kæden uden at køre dine pedaler tilbage, så du kan friløbe eller pedalere med motoren slukket uden at trække en død gearkasse rundt.

Hvordan motoren ved, hvor hårdt den skal skubbes

Momentsensorer og kadencesensorer

To sensorfamilier dominerer. En kadencesensor registrerer blot, at håndsvingene drejer, og kontakter hjælper til. En momentsensor måler, hvor hårdt du trykker, normalt gennem strain gauges i bundbeslaget eller ved at aflæse drejning i akslen, og skalerer motorydelsen til at matche. Drejningsmomentføling er det, der får en mid-drive-cykel til at føles som en forlængelse af dine ben i stedet for en kontakt.

Controllerens job

Controlleren læser disse sensorer, overvåger batterispænding og hastighed og hugger DC til trefaseimpulser. Med feltorienteret kontrol justerer den timingen hundredvis af gange i sekundet, hvilket holder motoren stille og effektiv, samtidig med at skærehastigheden håndhæves og pakken beskyttes mod dyb afladning.

Power Flow, trin for trin

1. Batteriet leverer DC til controlleren.
2. Sensorer rapporterer pedalkraft, kadence og hjulhastighed.
3. Regulatoren konverterer DC til trefaset strøm og affyrer statorspolerne i rækkefølge.
4. Rotoren roterer, hurtigt og med beskedent drejningsmoment.
5. Planetgear reducerer hastigheden og multiplicerer drejningsmomentet.
6. En envejskobling overfører det moment til kæderingen.
7. Kæde, kassette og baghjul leverer det til vejen.

Hvorfor mellemdrevsmotorer klatrer så godt

Fordelen er ikke rå magt, det er gearing. Fordi motoren fodrer drivlinjen, arver den cyklens gear. Sænk ned i et lavt gear på en stejl stigning, og motoren fortsætter med at dreje i sit effektive område, mens hjulet drejer langsomt med multipliceret moment. En navmotor kan ikke gøre det: dens hastighed er bundet til hjulets hastighed, så på en hård stigning kører den langsomt, varmes op og mister effektivitet, præcis når du har mest brug for det.

Afvejningerne er lige så reelle. Motorens drejningsmoment passerer gennem kæden og kassetten på hver tur, så disse dele slides hurtigere. Kørere skal også skifte fornuftigt, for at slæbe en mid-drive i et for højt gear belaster både drivlinjen og den interne gearkasse.

Mid-Drive vs Hub-drev på et øjeblik

Hvor navmotorer stadig giver mening

Vi bygger navmotorer, så tag dette med det passende gran salt, men layoutet tjener sin plads. Der er ingen kæde, der løber gennem motoren, ingen gearkasse, der skal serviceres, og ingen krav om, at rytteren skal tænke på gear. Kraften går direkte til rattet, gasresponsen føles øjeblikkelig, og en flåde af pendlercykler forbliver billige at vedligeholde. Vores egen gearet navmotorteknologi bruger kompositgear og intern reduktion for at nå et nyttigt drejningsmoment ved lave hjulhastigheder uden drivlinjens straf af en mid-drive.

For leveringscykler på flade byruter, industriplatforme og lette pendlere er denne kombination svær at slå.

HENTACH E-Cargo Bike Hub Motor Series Udforsk HENTACH navmotorer til el-lastcykler, fra 250W til 2000W med muligheder for for, bag og gennemgående aksel til varieret belastning og terræn. Se produkt →

Holde enten motoriske sunde

• Hold kæden ren og let smurt, især på et mellemdrev, hvor den bærer motormoment.
• Skift før bakken, ikke halvvejs op af den.
• Undgå at køre i et gear så højt, at motoren arbejder i gangtempo.
• Opbevar batterier mellem cirka 30 og 80 procent opladning, hvis cyklen står i uger.
• Lyt efter nye lyde. Hvin, klik eller rumlen peger normalt på lejer, tandhjul eller løs hardware.
• Tjek akselmøtrikker og motormonteringsbolte efter de første par hundrede kilometer.

Valg af layout til dit eget byggeri

Start med terrænet og arbejdscyklussen, ikke specifikationsarket. Flade ruter, foretrukket gasspjæld, stramme budgetter og ryttere, der helst ikke vil tænke på at skifte, peger alt sammen mod en navmotor. Lange stigninger, tung belastning og ryttere, der nyder at arbejde med gearene, peger mod en midterkørsel. Masser af produktlinjer ender med at tilbyde begge dele, og det er der ikke noget galt med.

Hvis du vejer navdrev til en ny model, er vores navmotorløsninger dæk for- og bagudvalg fra 250W pendlerenheder op til konstruktioner med højt drejningsmoment til last- og erhvervskøretøjer.

E-Type Pro RC750 bagnavsmotor til last og eMTB En 350-750W bagnavmotor med 85 Nm drejningsmoment, 142 mm dropout og 8-10 hastigheds kassettekompatibilitet til højlast- og eMTB-konstruktioner. Se produkt →

En mellemdrevsmotor er virkelig en lille højhastighedsmotor, en to-trins gearkasse, en envejskobling og et sæt sensorer, der fungerer som en enhed. Den elektriske del er ligetil. Den smarte del er, hvor outputtet går: ind i din drivlinje, hvor hvert gear, du vælger, multiplicerer, hvad motoren kan. Forstå det, og forskellen mellem et mid-drive og et hub-drev holder op med at være et spørgsmål om mening og bliver et simpelt spørgsmål om din rute, din belastning og hvor meget vedligeholdelse du vil leve med.