Мотор колесо для велосипеда своими руками

Электродвигатель для велосипеда своими руками

В настоящее время велосипед является одним из самых востребованных и популярных способов передвижения. Занимаясь велоспортом, можно практически бесплатно доехать до места назначения, одновременно тренируя определенную группу мышц, тем самым поддерживая свое тело в отличном здоровом состоянии. Главным преимуществом такого перемещения является отсутствие влияния на загрязнение окружающей природной среды.

Велосипедные прогулки на большие расстояния могут в некоторой степени утомлять велосипедиста. Для облегчения его работы был изобретен велосипедный электродвигатель. Первые модели такого оборудования начали выпускаться в 1998 году.

Первоиспытателями данной продукции стали жители горных местностей по причине частых тяжелых подъемов, которые напрочь отбивали у них желание пользоваться велосипедами. Велосипедный электродвигатель также моментально оценили люди преклонного возраста, находящиеся не в лучшей физической форме.

Применение велосипеда с установленным на него полезным оборудованием позволяет велосипедисту не прикладывать усилия для осуществления процесса езды. В некоторых случаях это чудо устройство позволяет обеспечить самостоятельное перемещение велосипеда, абсолютно без прикладывания усилий извне, за счет заряда батарей и электродвигателя.

Велосипедный электродвигатель и его конструкция

Доработка до совершенного вида моделей электродвигателей происходила на протяжении длительного периода времени не одним специалистом, которые разработали несколько их видов:

1. Подвесной электродвигатель.
2. Электродвигатель встроенной конфигурации:

• с прямым приводом;
• редукторый.

Каждый из описанных видов двигателей имеет свои технологические особенности, преимущества и недостатки в процессе их эксплуатации. Обычно выбор их производится в соответствии с желаниями владельца велосипеда с учетом его конструктивных особенностей.

Электромотор для велосипеда: основные виды

Различают несколько типов моторов, предназначенных для установки на велосипед:

1. Мотор – колесо.

Относится к категории самых распространенных. Применяется при переоборудовании обыкновенного велосипеда дорожного типа. Монтирование двигателя происходит на оси переднего или заднего колеса, а в некоторых случаях на обоих колесах. Внешний вид переоборудованного велосипеда практически не меняется.

Мотор колеса бывают разно мощности, в основном от 150 до 2000 Вт. Они могут быть исполнены в трех вариантах, для каждого из которых требуется свой аккумулятор:

После осуществления монтирования системы мотор — колеса на велосипед, он становится способным разгонять свою скорость движения до семидесяти километров в час. При этом, без зарядки аккумулятора он может пройти пятьдесят километров. При движении в направлении возвышенности, показатели данных критериев снижаются.

2. Подвесной двигатель.

Такой тип двигателя может быть установлен на любой тип велосипеда.

Оборудование прикрепляется к каретке или нижней трубе велосипеда, при этом становится самостоятельным его узлом. На мотор вместе с цепной передачей обязательна установка специального кожуха. Питание двигателя происходит от аккумуляторной батареи, которая крепится к несущей платформе.

Расход мощности и скорость велосипеда регулируется контролером электронного типа, управляемый ручкой, расположенной на руле. После окончания процесса монтажа, вес велосипеда значительно увеличивается. Скорость его теперь может достигать величины сто двадцать километров в час.

3. Двигатель на фрикционной передаче.

В основе такого двигателя лежит специальный механизм фрикционного типа, который работает по принципу передачи крутящего момента электродвигателя к покрышке колеса велосипеда. Основным преимуществом установки такого двигателя является возможность его монтирования без предварительной разборки велосипеда. Недостатками являются:

• уменьшение срока службы колеса;
• небольшая величина КПД;
• необходимость постоянного контроля давление в колесах;
• сложности использования на мокрой дороге.

Как сделать велосипедный мотор из подручных средств

Популярность использования электродвигателей растет с каждым днем. В настоящее время их можно приобрести в готовом виде или по отдельным деталям с целью самостоятельного произведения процесса сборки.

Для того, чтобы своими силами собрать электродвигатель, необходимо заранее подготовить составляющие элементы:

• контроллер;
• батареи;
• зарядное устройство к батареям;
• двигатель.

В усовершенствованном двигателе предусмотрен индикатор, который выполняет функции:

• предоставляет информацию о степени заряда батареи;
• извещает о величине скорости велосипеда;
• информирует об уровне силы нажатия на педаль транспортного средства.

На рассматриваемый индикатор подает сигналы элемент контролера.

Также электродвигатель обладает удобным свойством, связанным с возможностью зарядки батареи при следующих условиях:

• в случае полной остановки велосипеда;
• при движении его с постоянной скоростью;
• при совершении плавного торможения.

Для электродвигателей применяются различные батареи:

При самостоятельном изготовлении электромотора аккумулятор может брать прикреплен несколькими способами:

• в специально отведенном контейнере;
• непосредственно на раме;
• в отсеках рамы.

Мотокомплекты и специальные двигатели

Приобретаемые мотокомплекты уже содержат все необходимые крепления, для большинства моделей велосипедов являющиеся универсальными.

Многие известные производители начали выпускать велосипедные моторы мощностью до четырех лошадиных сил. Установка такого оборудования позволит эксплуатировать велосипед без необходимости кручения педалей, позволяя ехать только за счет электродвигателя.

Фрикционная передача

Принцип фрикционной передачи заключается в передаче крутящего момента между двумя вращающимися круглыми дисками, один из которых является ведомым, а второй- ведущий.

Движение осуществляется за счет силы трения на рабочей поверхности.

Недостатком такого устройства является большая вероятность проскальзывания по причине недостаточного трения между соединяемыми элементами.

Классическая цепная или ременная передачи

Смысл ременной или цепной передачи заключается в возможности передачи движения между двумя валами, расположенными друг от друга на достаточном удалении.

На каждый из валов одеваются шкивы, на которые и происходит крепление ремней или цепи. Нормальное обеспечение движения осуществляется только при натянутых элементах соединения шкивов.

Самое простое решение – мотор-колесо

Систему «колесо-мотор» можно изготовить самостоятельно. Установка производится с использованием колеса диаметра от двадцати до двадцати восьми дюймов.

Принцип работы данного устройства заключается в создании крутящего момента в элементе ротора за счет образования магнитного поля крутящегося типа на статоре, являющемся неподвижным и взаимодействии с магнитами ротора.

Электродвигатель — отзывы велосипедистов

Кирилов Евгений, город Пермь

Мамот Ольга, город Москва

Никифоров Александр Петрович, город Омск

Решил изменить свою жизнь и установить электродвигатель на велосипед. Очень доволен. Я теперь не только не устаю от дороги, я еще стал очень мобильным по причине развития моим конем большой скорости.

Безбородов Антон Сергеевич, Московская область

Заключение

В мире современных технологий происходят постоянные совершенствования в направлении улучшений условий использования различной техники, одной из которых и является транспортное средство в виде велосипеда. При желании и соответствующих финансовых возможностях, можно приобрести велосипед сразу с электродвигателем.

Можно отдельно прикупить соответствующий типу велосипеда двигатель, и самостоятельно, или при помощи специалистов, произвести его установку. Также предоставляется возможность собственноручной сборки двигателя из отдельных элементов.

Все вышеописанные мероприятия способствуют улучшению и облегчению эксплуатации удобного и экологичного средства передвижения велосипеда.

Что такое мотор-колесо для велосипеда и как его выбрать

9 mins Автор: Михаил Скворцов 77

Много людей выбирают для использования электровелосипеды, ведь они помогают ездить против встречного ветра и взбираться на высокую горку. Собрать своими руками электрический велосипед сейчас может каждый, благодаря множеству наборов, привезённых из Китая.

Но электрический велосипед лишь увеличивает силу человека, а не заменяет её полностью. Таким образом, нажимать на педали при поездке на электробайке всё равно потребуется, и особенно это необходимо при движении вверх по склону.

В отличие от другого моторизированного транспорта, на котором предусмотрен лишь двигатель для толкания машины вперед, электрический велосипед объединяет работу мотора с силой всадника. Машины, которые соединяют мощности от разных источников (например, мотора и человека) называются гибридными.

Когда человек неуверен в том, что конкретный набор с электромотором поможет взобраться на вершину какого-то холма, он теряется в раздумьях: вдруг горка будет еще более крутой или длинной. И естественно, что каждый хочет приобрести самый мощный комплект для электрического велосипеда. Тем не менее, во многих случаях самый мощный электромотор будет излишним, и вы, в конечном счёте, потратите слишком много денег, к тому же будете возить с собой гораздо больший вес, чем это действительно необходимо.

Взобраться на невысокий холм можно практически с любым мотор-колесом для велосипеда. А если при этом слабо нажимать на педали, то можно легко взойти на крутой холм, даже при тяжелых условиях – сильном встречном ветре и большом весе ездока. В сравнении с обычными велосипедами, электровелики вас приятно удивят.

Специализация электромоторов

Электрическое мотор-колесо для велосипеда может быть специально разработано для лучшего подъема в горку или оптимизировано для повышенной дальности или увеличенной скорости поездки. Двигатели с большой номинальной мощностью имеют высокую способность к преодолению холмов (крутящий момент), но они снижают дальность путешествия (быстро садят батарею).

Коэффициент полезного действия (КПД) двигателя по мощности не является постоянным, он имеет максимальное значение при определенной скорости. Также его величина зависит от того, растёт скорость или снижается.

Крутящий момент

При переключении передачи всегда теряется крутящий момент. Поэтому желательно всегда начинать восхождение в гору на соответствующей передаче или делать при подъеме как можно меньше переключений.

Даже мотор с редуктором подвержен влиянию переключения передач. После смены передачи велогонщиком любой двигатель должен будет поменять обороты. В этом случае будет лучше, если велосипедист даст дополнительный толчок через педали после переключения передачи.
Переднее моторколесо также теряет крутящий момент вместе с гонщиком при смене скорости, поскольку они объединены в одну и ту же систему передач.

Спуск с горки

После каждого подъёма следует спуск с горки – это просто как круговорот веществ в природе. На спуске, при регенеративном торможении, электродвигателем можно зарядить аккумулятор и расширить дальность поездки на электровелосипеде. Электрический двигатель конструкции В.В. Шкондина может при генерации вернуть максимальную часть той энергии, которая была потрачена на подъём в гору.

Генерация энергии замедляет велосипед, так что установка двигателя Шкондина будет хорошей идеей, если вы хотите ограничить максимальную скорость велосипеда на спуске, естественно, без использования тормозов.

Кроме регенеративного сопротивления, каждый электродвигатель имеет внутреннее трение, так что любой привод на электрическом байке в какой-то степени снижает максимальную скорость при накате в сравнении с обычным велосипедом.

Анализ разных электронаборов

Есть два возможных варианта электрических наборов для велосипедов:

• Мотор, установленный в колесо. Эта система не использует преимущества велосипедной системы передач.
• Двигатель, вставленный в каретку (такой как у системы Optibike MBB), который параллельно можно вращать ногами. Эта система задействована через цепную передачу велосипеда.

В первом случае цепная система передач остается незадействованной, и вы можете не надеяться на максимальную эффективность двигателя при подъеме в горку. Во втором случае вы, конечно, немного потеряете на трении в цепной передаче, но сможете оптимизировать КПД двигателя при изменении скорости движения.

Обычное моторколесо или редукторное?

Неважно, подсоединен электромотор через цепную передачу (приводы в каретке) или нет (переднее, заднее моторколесо, фрикционные передачи), велосипедная система скоростей всё равно будет задействована.

Редукторное моторколесо позволяет двигаться с использованием пониженного передаточного отношения. Оно может помочь велогонщику взобраться на очень крутой холм, если использовать мотор с сильно понижающим планетарным редуктором. При этом двигатель будет работать близко к высшей точке КПД, так как он сохранит высокие обороты. Но всё-таки потеря эффективности у мотора с редуктором будет, поскольку такие системы являются сложными и в них неизбежны некоторые траты на трение.

Системы без редуктора не понижают обороты двигателя. Следовательно, КПД двигателя в них не является постоянным, а очень часто зависит от скорости велосипеда. Но такие системы просты, поэтому их суммарный КПД выше по сравнению с редукторными моторами.

Как видите, существует проблема выбора между электромоторами с редуктором и без него. С одной стороны, первые могут поддерживать один и тот же КПД двигателя в широком диапазоне скоростей, тогда как вторые имеют неизбежные потери при снижении скорости. С другой стороны, электромоторы без редуктора обладают большим суммарным КПД.

При попытке подняться на очень крутой склон или при перевозке тяжелых грузов ваша средняя скорость достаточно сильно падает. В таком случае мотор без редуктора будет функционировать на уровне со значительно заниженным КПД. Для подъема в гору редукторное колесо будет лучшим выбором.

Однако можно с уверенностью сказать, что в других условиях катания мотор без занижающей передачи будет справляться со своей работой лучше (особенно в частых дальних поездках), чем чрезмерно сложные системы с редуктором.

Примеры из реальных жизненных ситуаций

Возьмем для первого примера стандартный мотор с предельной мощностью в 250 Вт при 10 км/ч и велогонщика, который может тоже внести 250 Вт (не сильно стараясь) для поддержания заданной скорости. Вместе они выдадут одну впечатляющую мощность в 500 Вт.

• Со скоростью в 10 км/ч гонщику под силу взобраться на холм с уклоном 17,5% при 500 Вт совместной мощности.
• Со скоростью в 8 км/ч велосипедист может взобраться на холм с уклоном 17,5% при своих 250Вт и работающем на 80% моторе в 200 Вт.
• Со скоростью в 6 км/ч велосипедист может вскарабкаться на горку с таким же уклоном 17,5% при своих 250Вт и работающем на 60% моторе в 125 Вт.

На первый взгляд, эти результаты могут показаться целиком неточными, потому что идёт на спад вместе со скоростью лишь эффективность электромотора, и кажется, будто велогонщику всё равно под силу взобраться на один и тот же крутой склон.

Эта неточность будет решена, когда мы поймём, насколько человек важен для работы электровелосипеда. Понаблюдаем, что бы произошло, если бы велосипедист вообще не нажимал на педали и все 500 Вт (как в примере выше) приходили от мотора.

• Со скоростью в 10 км/ч велосипедист смог бы взобраться на горку с уклоном 17,5% только при работающем на 100% двигателе в 500 Вт.
• Со скоростью в 8 км/ч ездок может взобраться на горку уже с меньшим уклоном 17% при работающем на 80% моторе в 400 Вт.
• Со скоростью в 6 км/ч ездок может выехать на холм с уклоном 14,5% при работающем лишь на 50% моторе в 250 Вт.

Эти результаты взяты с e-bike calculator при следующих вводных: суммарный вес — 100 кг; площадь лобового сопротивления — 0,4 метра кв; коэффициент трения — 0,7; длина подъема — 100 м; скорость встречного ветра — 10 км/ч и коэффициент сопротивления качению — 0,007.

Гонка по городу на собранном своими руками электровелосипеде с моторколесом:

Сила велогонщика наиболее значима, когда нужно поддержать скорость на электровелосипеде, потому что с её падением сильно снижается КПД двигателя. Анализируя это, вы сможете понять, насколько электровелосипед отличается от любого другого моторизированного транспорта и почему установка редукторных моторов не всегда является лучшим выбором. В переднее колесо лучше вовсе не ставить мотор с редуктором, ведь оно должно иметь свободный накат.

Большинство людей, обратив внимание на зависимость мощности и скорости, сделают вывод, что лучше всегда использовать мотор с большой мощностью (хороший, свыше предельных 250 Вт). Но анализируя реальные отзывы людей, которые проверили разные моторы на практике, приходишь к мысли о том, что имеет смысл лишь запасённая скорость. И на деле, чаще всего, моторколесо мощностью в 250 Вт будет лучшим выбором.

Колесо-мотор своими руками. Как сделать мотор-колесо?

Велосипед – это отличное средство передвижения не только для тех, кто постоянно ищет себе адреналин, покоряя новые и новые горные и лесные дороги, но и для тех, кто совершает короткие поездки за продуктами в магазин. Зачастую эти люди довольствуются обычными велосипедами, работа которых основана на мускульной тяге. Но все же с каждым годом растет количество тех, которые двигаются при помощи маленького электрического двигателя. При этом велолюбителю предоставляется возможность ехать на педалях и таким образом заехать на крутую гору еще с большей скоростью. Но не обязательно приобретать новый транспорт в таком случае. Достаточно лишь доукомплектовать старый специальным элементом, которое называется колесо-мотор. На какие правила необходимо обратить внимание при его изготовлении, рассмотрим прямо сейчас.

Как сделать колесо мотор своими руками? Готовим инструменты

Для начала нам необходимо приобрести новое колесо диаметром от 20 до 28 дюймов. Можно использовать и старое, но в таком случае нужно убедится в его нормальной работе. В идеале колесо не должно образовывать «восьмерок» на ходу и быть хорошо отрегулированным на спицах.

Кроме этого, для создания самодельного мотор-колеса нужно приобрести аккумуляторную батарею. А для того чтобы можно было регулировать скорость движущегося велосипеда, нужно позаботится об установке специального регулятора скорости. Для хранения батареи покупается чехол или сумка, соответствующая размерам АКБ.

Еще одна немаловажная деталь – контроллер. Этот элемент представляет собой блок с множеством проводов, отвечающий за работу всего мотор-колеса. Контроллер являет

Чтобы обеспечить бесперебойность работ всех электромеханизмов, следует заготовить комплект предохранителей и провода. Последние можно использовать от обычных аудиоколонок.

Принцип работы устройства

Перед тем как начать изготавливать колесо-мотор, нужно вникнуть в его принцип действия. Данный элемент представляет собой бесколлекторный электродвигатель постоянного тока. Колесо-мотор заспицовывается в велосипедный обод и может монтироваться как сзади, так и спереди (некоторые устанавливают его сразу на два колеса). По своей мощности электрические моторы, применяемые для таких байков, могут быть 250 Вт, 500 и даже 1000 Вт. Последний способен развить скорость до 60 километров в час. Правда, вряд ли это будет безопасно на горной трассе или в жилой зоне в черте города. Кстати, вне зависимости от мощности данные электромоторы не нуждаются в дополнительных настройках, регулировках и обслуживании.

Как сделать мотор колесо своими руками? Правила изготовления

1. Обратите внимание на правильный и грамотный расчет узлов. При таких условиях колесо-мотор можно обезопасить от различных затиров и заклинивания. Если же этого не сделать, вы рискуете столкнуться с разрушением деталей, что может стать причиной поломки всего электровелосипеда.
2. Если детали по размерам и характеристикам подходят от уже бывших в употреблении, не бойтесь их использовать в работе. Главное, чтобы они находились в исправном состоянии. Некоторые элементы, конечно, нельзя изготовить самостоятельно по ряду причин. Однако это может значительно повлиять на ваш бюджет расходов. К примеру, установка спиц на диск будет стоить порядка полутора-двух тысяч рублей.

Преимущества использования мотор-колеса на велосипедах

Во-первых, благодаря наличию электрического двигателя вы можете безо всяких физических усилий преодолевать большие расстояния, что особо важно для пожилых и неподготовленных людей. Во-вторых, для езды на таком транспорте, в отличие от мотоциклов и скутеров, не требуется прав определенной категории. А это значит, что управлять им может абсолютно каждый. В-третьих, за счет компактности велосипеда вы не будете стоять в постоянных пробках. К тому же для хранения такого транспорта не нужно приобретать отдельный гараж.

Обслуживание

Сделанное мотор-колесо своими руками (а точнее его электродвигатель), в отличие от двигателя внутреннего сгорания, практически никогда не нуждается в дополнительном обслуживании. А это значит, что затраты на его содержание будут минимальными.

Сколько стоит данная деталь в магазинах?

В среднем новый электродвигатель, устанавливаемый на обод велосипеда, можно приобрести по цене от 10 до 30 тысяч рублей (мотор-колесо для автомобиля стоит еще дороже). При этом стоит отметить, что стоимость может существенно варьироваться от мощности устройства. Комплект мотор-колесо для велосипеда может стоить и 3 тысячи, но его хватит лишь на 200 метров езды.

Итак, мы выяснили, как сделать мотор-колесо своими руками.

Мотор-колесо для велосипеда своими руками

Но передвижение на мускульной тяге часто бывает утомительным, особенно при поездках на большие дистанции и во время крутых или затяжных подъемов. В таких случаях неоценимую помощь оказывает установленный на велосипед электродвигатель.

В продаже представлен широкий ассортимент такого оборудования, но некоторые изобретатели идут дальше и решают сделать мотор-колесо для велосипеда своими руками. Для реализации таких идей, кроме знаний и навыков в сфере механики и электротехники, надо иметь:

1. Колесо диаметром от 20 до 28» – новое или б/у, но обязательно в безупречном состоянии – отлично отрегулированное на спицах и не выписывающее «восьмерок » на ходу.
2. Аккумуляторную батарею и чехол или сумку для ее хранения.
3. Регулятор скорости.
4. Контроллер – плату, обеспечивающую корректную работу мотор-колеса.
5. Комплект предохранителей и провода.
6. Инструменты, оборудование и материалы для изготовления электродвигателя.

Как сделать электроколесо на велосипед?

Чтобы браться за изготовление мотор-колеса в домашних условиях, необходимо досконально разбираться в принципе его работы. Бесколлекторный электродвигатель постоянного тока заспицовывается в обод и может устанавливаться вместо переднего или заднего колеса (или одновременно по электродвигателю вместо 2-х колес). Мощность таких электромоторов может составлять и 250, и 1000 Вт – в зависимости от того, какие скоростные и тяговые характеристики вам нужны.

При желании использовать самодельное мотор-колесо для велосипеда очень важно правильно рассчитать все узлы, иначе велик риск затиров и заклинивания электродвигателя, разрушения деталей и выхода из строя всего электровелосипеда. Поэтому перед началом сборки необходимо выяснить подходящие параметры создаваемого устройства – рассчитать его мощность, развиваемую скорость, рабочее напряжение.

Также важно определиться с параметрами колеса, на которое будет устанавливаться электродвигатель. Когда схема мотор-колеса своими руками разработана, и есть в наличии все детали для ее реализации, можно приступать к сборке. При соединении электрических компонентов важно обеспечить качественную изоляцию соединяющих их проводов. Также необходимо защитить механизмы электродвигателя от воздействия негативных факторов – песка, пыли, грязи и пр.

Рекомендации по самостоятельной сборке мотор-колеса

1. Если вы планируете сделать мотор-колесо самому, обратите внимание на следующие рекомендации:
2. При сборке можно использовать б/у детали, если они исправны и подходят вам по размерам и характеристикам.
3. Важно убедиться в качестве и прочности используемых материалов, а также в соответствии проектируемого электродвигателя по мощности и оборотам – от качества комплектующих зависит износоустойчивость и энергопотребление всей конструкции.
4. Необходимо выполнить предельно точный расчет прочности, а новые компоненты – прикатать, чтобы снизить риск непредвиденной поломки.
5. Перед изготовлением мотор-колеса рекомендуется просчитать экономическую целесообразность его создания. Не исключено, что разработанный вами электромотор окажется дороже покупного варианта, будет уступать его по техническим характеристикам и эстетическим свойствам.

Купить или сделать самому?

Вопрос о целесообразности собственноручного создания электромотора спорный – у большинства велосипедистов идея самостоятельно мастерить электромотор вызывает по меньшей мере недоумение. Ведь в продаже представлена масса надежных моделей различной мощности, в т.ч. – в готовых наборах со всеми компонентами, необходимыми для оснащения велосипеда электротягой. Но все же некоторые умельцы отчаянно стремятся к разработке собственных электромоторов.

Если вы уверены в своих силах и в том, что сможете правильно произвести расчеты на надежность, прочность и безопасность, имеете все необходимые детали и владеете навыками сборки электромоторов, смело принимайтесь за дело и выкладывайте в сеть видео «сделай мотор-колесо сам». Но в большинстве случаев гораздо проще и безопаснее использовать готовый набор для электрификации велосипеда, к тому же его можно подобрать в полном соответствии со своими потребностями.

Подробнее о выборе мотор-колеса читайте в нашем предыдущем материале.