ABC Silników elektrycznych do roweru - przekładniowy czy directdrive?

Zaczynając przygodę z rowerami elektrycznymi już na samym początku musimy dokonać szeregu wyborów, zaczynając od typu roweru jaki chcemy zakupić, po opcje zasilania - 36V a może 48V; rodzaj napędu - silnik w kole czy centralny, jeśli w kole to przekładniowy czy bezprzekładniowy. Dziś zajmiemy się bezszczotkowymi silnikami prądu stałego (BLDC) w kole, popularnie nazywanymi hubami. Postaramy się wytłumaczyć ich budowę oraz zasadę działania, a także przedstawimy plusy i minusy obydwu rozwiązań.

Silnik bezprzekładniowy, directdrive

Najprostszy i zarazem najbardziej bezawaryjny silnik jaki można zainstalować do roweru - brak ruchomych elementów (szczotek, zębatek), jedynymi elementami eksploatacyjnymi są łożyska, wymieniane w zależności od stylu i warunków jazdy co kilka lub kilkanaście tysięcy kilometrów. Do osi silnika zamocowany na stałe jest stator z miedzianym uzwojeniem. Magnesy są zamontowane na zewnętrznej obręczy silnika, stator jest “zawieszony” między nimi. Taka konstrukcja silnika ma jedną wadę, silnik przy niewielkich prędkościach jest mało efektywny.

Dzięki braku elementów ruchomych w silniku, jego praca może być całkowicie bezgłośna przy zastosowaniu sterowania sinusoidalnego. Wadą takiego rozwiązania jest duży rozmiar i waga silnika, natomiast pozwala to na uzyskanie dużych mocy (od 500 do 5000W) i rozwinięcia wysokich prędkości (+60km/h). Idealne rozwiązanie do ciężkich rowerów typu cargo lub custom stworzonych do jazdy w najtrudniejszych warunkach.

Silnik przekładniowy, geared

W odróżnieniu od silników bezprzekładniowych, tutaj występuję przekładnia planetarna - redukcyjna (popularnym przełożeniem jest 1:5). Motor jest również napędzana przez bezszczotkowy silnik prądu stałego (BLDC), jednak obudowa wprawiana jest w ruch poprzez zębatki przekładni a nie jak w przypadku silnika bezprzekładniowego - bezpośrednio, w wyniku zmian pola magnetycznego. Pozwala to na pracę silnika z wyższymi obrotami, tym samym z wyższą sprawnością.

Zastosowanie przekładni planetarnej pozwala uzyskać wysoki moment obrotowy przy zachowaniu niewielkich rozmiarów i wagi. Właśnie te cechy zapewniają dobre przyśpieszenie i wysoką sprawność silnika nawet przy niskich prędkościach, jednak kosztem bezgłośnej pracy.

Małe silniki przekładniowe niepolecane są dla bardzo ciężkich zestawów rower + jeździec, ze wspomaganiem radzą sobie bardzo dobrze, jednak jeśli lubimy dynamicznie ruszać z miejsca przy użyciu manetki możemy uszkodzić tryby przekładni (nylonowe zębatki można wymienić w razie awarii).

Który silnik jest lepszy?

Na to pytanie nie ma jednoznacznej odpowiedzi, wszystko zależy od tego jak i gdzie chcemy użytkować nasz rower.

Silnik przekładniowy dzięki swojej małej wadze i niewielkim rozmiarom doskonale sprawdzi się w rowerach miejskich, szosowych, trekkingowych lub dla kogoś kto chce aby jego rower jak najmniej rzucał się w oczy. Taki napęd dobrze się sprawuje przy niewielkich mocach (250-1000W) i niskich prędkościach. Mimo kompaktowego rozmiaru oferuje duży moment obrotowy pozwalający sprawnie poruszać się po mieście jak i lekkim terenie.

Huby bezprzekładniowe są dla wszystkich, którzy chcą czegoś więcej od swojego roweru, zjeżdżając z utwardzonych publicznych dróg na bezdroża lub do lasu mogą odblokować swoje pojazdy i cieszyć się mocą nawet kilku kilowatów i prędkościami rzędu kilkudziesięciu kilometrów na godzinę. Rower wyposażony w taki silnik trochę bardziej rzuca się w oczy, jest cięższy o kilka kilogramów, ale jest to niewielka cena za bezgłośny i szybki pojazd, którym może wszędzie dojechać.