Какво е двигател със средно задвижване? Определение, видове, предимства

Фрея
2025-03-21
Речник, Знание

През последните години индустрията на електрическите велосипеди (е-велосипеди) отбеляза експлозивен растеж, подхранван от задръстванията в градовете, загрижеността за околната среда и потребителското търсене на по-ефективни решения за лична мобилност. С развитието на технологиите за електронни велосипеди, двигателите със средно задвижване се превърнаха в ключова иновация, предлагаща значителни предимства пред традиционните двигатели с главини. За разлика от главините, които са вградени в колелото, двигателите със средно задвижване са разположени в долната скоба, като доставят енергия директно през трансмисията. Тази конфигурация подобрява ефективността, производителността при изкачване и разпределението на теглото, което прави двигателите със средно задвижване особено привлекателни за товарни велосипеди, електрически велосипеди за придвижване до работа и високопроизводителни офроуд модели.

Какво е двигател със средно задвижване

Моторът със средно задвижване е електрически двигател, монтиран на долната скоба на велосипеда, директно свързан с кормилната уредба. За разлика от главините, които задвижват колелото самостоятелно, двигателите със средно задвижване предават енергията чрез веригата или ремъка на велосипеда, което позволява на водачите да използват системата за предавки за оптимална производителност. Тази конфигурация дава възможност за по-висок въртящ момент, по-ефективно използване на мощността и по-естествено усещане при педалиране в сравнение с двигателите с главина.

Едно от основните предимства на двигателите със средно задвижване е способността им да оптимизират мощността в зависимост от предавката на велосипеда. При изкачване на хълм например двигателят със средно задвижване може да използва по-ниски предавки, за да увеличи въртящия момент, като намали натоварването на двигателя и батерията. Това прави системите с междинно задвижване много по-ефективни от двигателите с главина, които често са принудени да работят по-усилено при стръмен терен поради фиксираното си предавателно число. Освен това двигателите със средно задвижване предлагат по-добро разпределение на теглото, като поддържат най-тежките компоненти - батерията и двигателя - центрирани, което подобрява баланса и управлението.

Основните компоненти на двигателя със средно задвижване включват:

Корпус на двигателя: Основният източник на задвижване, който обикновено се захранва от безчетков двигател за постоянен ток, преобразуващ електрическата енергия в механична сила.
Предавателна система: Отговаря за предаването на мощността на двигателя към коляновия вал и впоследствие към трансмисията, като осигурява ефективно предаване на въртящия момент.
Сензорна система: Високопрецизни сензори, като например сензори за въртящ момент и каданс, непрекъснато следят силата на въртене на педалите от страна на колоездача и съответно регулират помощта на двигателя.
Блок за управление: Известен още като контролер на двигателя, този компонент обработва данните от сензорите в реално време, за да регулира мощността, осигурявайки плавно и интуитивно усещане при каране.

Водещи производители като Bosch, Shimano и Bafang продължават да усъвършенстват тези компоненти, като повишават ефективността и осигуряват по-добра интеграция със съвременните системи за електронни велосипеди.

Принципи на работа: Как работи двигателят със средно задвижване

Работата на двигателя с междинно задвижване е съсредоточена върху технология на сензора за въртящ момент, което позволява на мотора да осигурява естествена, отзивчива помощ, която се адаптира към действията на водача. Сензорите за въртящ момент засичат силата, приложена към педалите, и регулират мощността на мотора в реално време, като осигуряват пропорционална реакция, имитираща усещането от традиционното колоездене. Това създава безпроблемно и интуитивно изживяване, при което моторът усилва усилията на колоездача, осигурявайки точното количество помощ в зависимост от интензивността на педалиране.

Едно от съществените предимства на двигателите със средно задвижване е плавност на подаването на мощност. За разлика от двигателите с главини, които понякога могат да предизвикат рязък скок на мощността, системите със средно задвижване предлагат по-линейна и контролирана мощност. Това гарантира на водача постоянно ускорение и по-добра стабилност, особено при изкачване по наклон или пресечен терен. Освен това двигателите със средно задвижване могат да използват съществуващата скоростна система на велосипеда, което позволява на двигателя да работи по-ефективно, като поддържа оптимални обороти при различни скорости и натоварвания.

The път за предаване на енергия в система със средно задвижване също е по-ефективна в сравнение с двигателите в главината. Тъй като мощността на мотора се предава директно през манивелата и веригата, той използва механичното предимство на предавките на велосипеда. Това не само подобрява ефективността на мотора, но и намалява натоварването на системата, като удължава живота както на мотора, така и на компонентите на трансмисията.

Проучвания, проведени от Доклад за електрически велосипеди (2023 г.) са показали, че двигателите със средно задвижване могат да постигнат до 25% по-голяма ефективност в сравнение с двигателите с главини при изкачване на хълмове или носене на тежки товари, което подчертава тяхното превъзходство при трудни условия. Тъй като индустрията за електронни велосипеди продължава да се развива, се очаква двигателите със средно задвижване да играят ключова роля за подобряване на производителността и надеждността на електрическите велосипеди.

Свързано четене: Тенденция на пазара на товарни велосипеди през 2025 г.

Основни характеристики на двигателите със средно задвижване

Помощ при натискане на педала, базирана на сензор за въртящ момент: Двигателите със средно задвижване обикновено използват сензори за въртящ момент, за да регулират мощността в зависимост от силата на въртене на педалите от страна на водача, като осигуряват естествено и отзивчиво усещане при каране.
Висока мощност на въртящия момент: Средните двигатели генерират висок въртящ момент, който е от съществено значение за изкачването на хълмове и пренасянето на тежки товари.
Интеграция със задвижващата система: Като работят с наличните предавки на велосипеда, двигателите със средно задвижване позволяват по-ефективно използване на енергията.
Компактен и балансиран дизайн: Разположени в центъра на мотоциклета, средните двигатели осигуряват по-добро разпределение на теглото и по-добро управление.
Ефективно използване на батерията: Двигателите със средно задвижване оптимизират консумацията на батерията, като използват предавателните числа, за да намалят натоварването на двигателя.

Двигатели със средно задвижване срещу двигатели с главини

За да разберем защо двигателите със средно задвижване са предпочитани при товарните електронни велосипеди, нека ги сравним с двигателите с главина:

Функция	Мотор със средно задвижване	Мотор на главината
Поставяне	Дънна скоба	Главина на колелото
Ефективност	Високо ниво поради използването на предавки	По-нисък, постоянен изходящ въртящ момент
Изходящ въртящ момент	По-високо, по-добро изкачване на хълмове	По-ниска, с трудности при тежки натоварвания
Разпределение на теглото	Центриран, балансиран	Небалансиран, влияе на управлението
Поддръжка	По-сложно, изисква поддръжка на задвижването	По-лесно, но по-трудно за подмяна
Идеален случай на употреба	Товарни електронни велосипеди, планински електронни велосипеди	Крайградски и бюджетни е-велосипеди

Допълнително четиво:

Средно задвижващ срещу главинов двигател: Кой е по-добър?

Еволюция на технологията за средно задвижване на двигателя

През последното десетилетие двигателите със средно задвижване претърпяха значителен технологичен напредък. Ранните модели бяха обемисти, скъпи и механично сложни, което ограничаваше тяхното разпространение. Последните нововъведения в сензорите за въртящ момент, управлението на мощността и ефективността на двигателя обаче доведоха до по-компактни, леки и енергийно ефективни конструкции.

Regen 02 Електрически товарен велосипед

Търсите компактен, персонализируем преден товарач за вашата марка?

TÜV тестван чрез минали персонализирани проекти. Публично достъпен модел – конфигурируем, доказан и готов за мащабиране.

Научете повече

Защо двигателите със средно задвижване са идеални за Товарни електрически велосипеди

Товарните електронни велосипеди са предназначени за пренасяне на тежки товари, независимо дали става въпрос за търговски доставки или за личен транспорт. Ето защо двигателите със средно задвижване са най-добрият избор за товарни електронни велосипеди:

Повишен въртящ момент и мощност

Двигателите със средно задвижване могат да използват съществуващата скоростна система на велосипеда, като позволяват на водачите да регулират предавателното отношение в зависимост от условията на каране. Тази адаптивност води до ефективно използване на енергията и подобрена производителност, особено при изкачване на хълмове или носене на тежки товари. Например, проучване, сравняващо ефективността на двигателите със средно задвижване и двигателите с главини, установи, че двигателите със средно задвижване са с около 18% по-енергийно ефективни от алтернативните конструкции.

Допълнително четене :

Защо е важен въртящият момент на двигателя？

20 Често задавани въпроси за въртящия момент на двигателя на електронния велосипед

2. Оптимизирано разпределение на теглото

Тъй като двигателите със средно задвижване са разположени в центъра на велосипеда, те помагат за поддържане на баланса. Това равномерно разпределение на теглото подобрява управлението и стабилността, което е от решаващо значение за товарните електронни велосипеди, превозващи големи или тежки предмети.

Допълнително четене :

10 ключови фактора, които влияят върху товароносимостта на товарния велосипед

3. Ефективно използване на енергията от батерията

Като използват скоростната система на велосипеда, двигателите със средно задвижване оптимизират консумацията на енергия. Тази ефективност удължава живота на батерията и позволява на товарните електронни велосипеди да изминават по-дълги разстояния с едно зареждане, което ги прави подходящи за доставки и транспорт. Тази ефективност се изразява в по-дълги разстояния с едно зареждане, което е от съществено значение за товарните електронни велосипеди, използвани в услуги за доставка или при пътуване на дълги разстояния. Проучванията показват, че двигателите със средно задвижване могат да постигнат по-висока енергийна ефективност в сравнение с двигателите с главини, особено при сценарии, изискващи висок въртящ момент при ниски скорости.

4. По-добро представяне при наклони

Товарните електронни велосипеди често се сблъскват със стръмни склонове, особено в градска среда. Двигателят със средно задвижване позволява на водачите да превключват предавките и да поддържат оптимален въртящ момент, което прави изкачването на хълмове по-удобно дори с тежък товар.

Възможността за смяна на предавките позволява на двигателите със средно задвижване да поддържат оптимален въртящ момент и скорост при изкачване на хълмове, дори и с тежък товар. Тази възможност гарантира, че водачите могат да се справят с различни терени, без да правят компромис със скоростта или живота на батерията. Проучванията показват, че двигателите със средно задвижване се представят изключително добре при различни условия, особено при офроуд.

5. Намалено натоварване на колелата

Главините на двигателите допълнително натоварват колелата, което може да доведе до износване, особено при превозване на тежки товари. Моторите със средно задвижване избягват този проблем, като прехвърлят мощността през задвижващата система, запазвайки целостта на колелата и намалявайки разходите за поддръжка.

Двигател за товарна линия

Моторът Cargo Line е високопроизводителна система за средно задвижване, разработена специално за товарни електронни велосипеди, която предлага изключителна мощност, издръжливост и ефективност за тежки приложения. Разработен от Bosch eBike Systems, световен лидер в областта на технологиите за електронни велосипеди, двигателят Cargo Line е проектиран да отговаря на изискванията на градската логистика, търговските доставки и ежедневния транспорт. Позициониран като първокласно решение, той осигурява баланс между висок въртящ момент, интелигентно разпределение на мощността и подсилена издръжливост, което го прави предпочитан избор за производителите на товарни велосипеди и професионалните потребители.

Една от отличителните черти на двигателя Cargo Line е впечатляващият въртящ момент, който обикновено варира между 85 и 95 Нм, което позволява на водачите лесно да се справят с тежки товари, стръмни наклони и градски трафик на спиране и движение. Неговата интелигентна система за управление на мощността динамично регулира помощта на двигателя в зависимост от условията на каране и теглото на полезния товар, като оптимизира енергийната ефективност и същевременно осигурява плавно ускорение. Освен това Bosch е проектирал системата Cargo Line с повишена издръжливост на задвижването, включвайки подсилени компоненти, които издържат на повишеното натоварване при превоз на товари, удължавайки експлоатационния живот на двигателя и намалявайки необходимостта от поддръжка.

В реални условия моторът Cargo Line се е доказал като безценно предимство за градската логистика и услугите за доставка на последната миля, като компании като DHL и UPS интегрират товарни електронни велосипеди в своите автопаркове, за да подобрят ефективността и устойчивостта. Системата е широко използвана и в семейните товарни велосипеди, като позволява на родителите да превозват децата и покупките без усилие. Отзивите от пазара подчертават плавното и контролирано подаване на енергия, надеждността при големи натоварвания и способността на двигателя да увеличава значително пробега на батерията, което затвърждава позицията му на основно решение за съвременните товарни електронни велосипеди.

Настоящи приложения и пазарни тенденции

Търсенето на двигатели със средно задвижване нарасна през последните години поради тяхната по-висока ефективност на въртящия момент, естественото усещане при въртене на педалите и способността им да се справят с различни терени. Докато главините на двигателите продължават да доминират в началното ниво на електронните велосипеди, системите със средно задвижване се превръщат в предпочитан избор за първокласни електронни велосипеди, товарни велосипеди и офроуд приложения.

В Европа, която е лидер по отношение на въвеждането на електронните велосипеди, се наблюдава рязък ръст на интеграцията на двигатели със средно задвижване, като ключови пазари са Германия, Нидерландия и Франция. Според Конфедерацията на европейската велосипедна индустрия (CONEBI) над 60% от продадените в Европа през 2022 г. електронни велосипеди ще бъдат с двигатели със средно задвижване. Тази тенденция се определя от предпочитанията на потребителите към високоефективни велосипеди с електрическо задвижване и от правителствените стимули, насърчаващи електронната мобилност. В Северна Америка нарастващата популярност на е-велосипедите от класове 1 и 3, които разчитат на подпомагане с педали без дроселова клапа, допълнително подхранва търсенето на двигатели със средно задвижване.

Как да изберете правилния мотор със средно задвижване за вашия товарен електромобил

Когато избирате мотор със средно задвижване за товарен електромобил, вземете предвид следните фактори:

Изходящ въртящ момент: По-голям въртящ момент (над 80 Nm) се препоръчва при пренасяне на тежки товари.
Съвместимост на батериите: Уверете се, че системата на двигателя е съвместима с батерии с голям капацитет (500Wh или повече) за удължаване на пробега.
Система за зъбни колела: Двигателят със средно задвижване работи най-добре със стабилна система за предавки, като например вътрешна главина или дерайльор.
Дълготрайност и надеждност: Изберете двигател от реномирани марки, които предлагат гаранции и следпродажбена поддръжка.
Система за управление и интелигентни функции: Усъвършенствани системи с Bluetooth връзка, интегрирани сензори и персонализирани нива на подпомагане на педалите осигуряват по-добро изживяване при каране.

Съвети за поддръжка на двигатели с междинно задвижване в товарни електрически велосипеди

Правилната поддръжка осигурява дълготрайност и ефективност на системата от двигатели със средно задвижване. Ето някои основни съвети:

Поддържайте веригата и трансмисията чисти: Тъй като двигателите със средно задвижване разчитат на веригата на велосипеда, поддържането ѝ добре смазана и без замърсявания намалява износването.
Редовна проверка на предавките: Честото превключване на предавките при натоварване може да доведе до натоварване на зъбните колела. Проверявайте ги за износване и ги сменяйте при необходимост.
Наблюдение на състоянието на батерията: За да удължите живота на батерията, използвайте препоръчаното зарядно устройство и избягвайте дълбоките разреждания.
Актуализиране на фърмуера: Ако системата на двигателя ви поддържа актуализации на фърмуера, поддържането на актуална версия осигурява оптимална производителност.
Проверка на закрепванията и връзките на двигателя: Вибрациите от товарите могат да разхлабят болтовете и електрическите връзки, затова периодичните проверки са от съществено значение.

Нормативна уредба и съображения за устойчивост

Регулаторните рамки също са в основата на приемането на двигатели със средно задвижване. В Европа стандартът EN 15194 определя строги стандарти за ефективност и безопасност за електрически велосипеди, което оказва влияние върху дизайна и интеграцията на двигателите. В САЩ електрическите велосипеди от клас 1 и клас 3 (които използват педална асистенция без дросел) често се оборудват с двигатели със средно задвижване поради съответствието им с местните разпоредби.

От гледна точка на устойчивостта двигателите със средно задвижване подобряват ефективността на батерията, като намаляват потреблението на енергия и удължават живота на батерията. Това съответства на стремежа на индустрията към по-екологични транспортни решения, като засилва ролята на двигателите със средно задвижване като ключов компонент в устойчивата градска мобилност.

Бъдещи тенденции и перспективи за индустрията

Бъдещето на двигателите със средно задвижване се характеризира с напредък в областта на изкуствения интелект, свързаността на интернет на нещата и устойчивите материали. Новите тенденции включват:

Интелигентно подпомагане с помощта на изкуствен интелект: Динамичното регулиране на въртящия момент в зависимост от терена и поведението на водача ще подобри ефективността и потребителското изживяване.
Леки и компактни дизайни: Миниатюризацията на двигателите, без да се прави компромис с изходната мощност, ще подобри цялостното представяне на електронните велосипеди.
Устойчивост и зелено производство: Използването на рециклируеми материали и енергийно ефективно производство ще допринесе за намаляване на въглеродния отпечатък.
Разширяване на пазарното търсене: Растежът в Азия и Северна Америка, подхранван от урбанизацията и правителствените стимули, ще продължи да стимулира въвеждането на двигатели със средно задвижване.

Заключение

Двигателите със средно задвижване предефинират характеристиките на електронните велосипеди, предлагайки превъзходна ефективност, подобрена динамика на каране и гъвкавост при различни приложения. Докато двигателите с главина остават популярни за бюджетни модели, преминаването на индустрията към високопроизводителни електронни велосипеди стимулира иновациите в технологията на средното задвижване. За фирмите, които искат да интегрират най-съвременни решения за електронни велосипеди, двигателите със средно задвижване представляват несравнима комбинация от мощност, ефективност и адаптивност. Тъй като технологичният напредък продължава, бъдещето на електронните велосипеди несъмнено ще бъде задвижвано от по-интелигентни и по-ефективни системи със средно задвижване.