Diferencias entre motores de buje de bicicleta eléctrica de transmisión directa y con engranajes

En RegenSabemos que elegir el motor adecuado no es solo una decisión técnica, sino también estratégica. Para marcas, minoristas e ingenieros de la industria de las bicicletas eléctricas, especialmente en... Mercado europeo de bicicletas de cargaComprender los tipos de motores es clave para ofrecer rendimiento, confiabilidad y satisfacción del cliente.

Hemos ayudado a innumerables clientes a optimizar sus sistemas de energía para bicicletas de carga eléctricas, ayudándoles a navegar los pros y contras de accionamiento directo y motores de cubo con engranajesEsta guía comparte nuestros conocimientos, basados en proyectos reales, no solo en teoría.

1. Introducción: Por qué es importante la elección del motor

En el creciente mundo de las bicicletas eléctricas, la selección del motor puede definir el éxito de su producto. Para bicicletas de carga, donde la carga, el terreno y la eficiencia importan más que nunca, el motor incorrecto puede generar una capacidad de ascenso deficiente, una autonomía limitada o un peso innecesario.

En Regen, nos especializamos en soluciones de motor a medida para marcas europeas. Hemos visto de primera mano cómo comprender la diferencia entre... motores de cubo con engranajes y motores de accionamiento directo conduce a mejores diseños, clientes más felices y un posicionamiento más fuerte en el mercado.

Este artículo trata principalmente sobre motores de cubo con engranajes y motores de accionamiento directo. Si le interesa, puede leer el artículo anterior:

• ¿Qué es un motor montado en el medio?

• ¿Cuáles son las diferencias, ventajas y desventajas entre un motor de montaje central y un motor de buje?

Descripción técnica

Cómo funcionan los motores de cubo con engranajes

A motor de cubo con engranajes Integra un conjunto de engranajes planetarios en la carcasa del buje. El motor opera a altas RPM (revoluciones por minuto), pero mediante el sistema de reducción de engranajes, esta velocidad se convierte en una velocidad de rueda más baja y útil, a la vez que aumenta significativamente el par motor. Este diseño permite que motores más pequeños y ligeros proporcionen suficiente potencia, especialmente para aplicaciones que requieren arranques y paradas frecuentes y capacidad para ascender pendientes.

Estos motores suelen pesar entre de 2 a 4 kilogramos, lo que las hace compactas y fáciles de integrar en diversos diseños de bicicletas sin afectar significativamente el peso total. La inclusión de un mecanismo de rueda libre también significa que, cuando el motor no está en uso, los ciclistas pueden pedalear sin resistencia.

Cómo funcionan los motores de buje de transmisión directa

Por el contrario, una motor de cubo de accionamiento directo Elimina por completo los engranajes internos. El estator del motor está fijado al eje, mientras que la carcasa exterior, con imanes permanentes integrados, gira directamente con la rueda. La potencia se suministra mediante fuerza electromagnética, lo que proporciona un funcionamiento suave y silencioso.

Sin embargo, esta simplicidad tiene un costo en tamaño y peso. Los motores de accionamiento directo generalmente pesan entre de 4 a 9 kg, con diámetros que a menudo superan 20 centímetrosDado que estos motores deben girar a la misma velocidad que la rueda, son inherentemente menos eficientes a bajas velocidades, pero se destacan por mantener una velocidad de crucero alta.

Pros y contras: Comparación Entre motores de cubo con engranajes y motores de cubo de transmisión directa

En Regen, evaluamos los tipos de motores no solo por sus ventajas genéricas, sino también por su desempeño en relación con parámetros técnicos críticos como el torque de salida, la eficiencia energética, la durabilidad y la integración del sistema.

Motores de cubo con engranajes

Ventajas:

• Alto par de salida: Ideal para subir pendientes, transportar carga pesada y para las frecuentes condiciones de arranque y parada típicas de la logística urbana.
• Ligero y compacto: Permite un mejor manejo y cumple fácilmente con las regulaciones sensibles al peso, como EN 15194.
• Funcionalidad de rueda libre: Permite un pedaleo suave sin resistencia del motor cuando no hay energía.
• Eficiencia energética a velocidades bajas y medias: Optimizado para desplazamientos urbanos y rutas de reparto.
• Fabricación rentable: Los menores costos de producción se traducen en precios competitivos para los OEM y ODM.

Desventajas:

• Desgaste mecánico: Los engranajes internos están sujetos a desgaste con el tiempo, generalmente después 10.000 a 15.000 kilómetros, dependiendo de la carga y el terreno.
• Ruido operacional: Aunque los materiales modernos y los diseños de engranajes helicoidales han reducido los niveles de ruido, siguen siendo más altos que los sistemas sin engranajes.
• No 1TP2Frenado terapéutico: El mecanismo de rueda libre evita la recuperación de energía durante el frenado.

Motores de cubo de accionamiento directo

Ventajas:

• Funcionamiento silencioso: La ausencia de puntos de contacto mecánicos da como resultado un rendimiento casi silencioso, mejorando la comodidad del conductor.
• Capacidad de frenado Regenerativa: Convierte la energía cinética en energía de batería, lo que resulta útil en descensos largos y reduce el desgaste de los frenos.
• Durabilidad: Menos piezas móviles dan como resultado menores tasas de fallos mecánicos a lo largo del tiempo.
• Eficiencia estable de alta velocidad: Funciona mejor a velocidades constantes más altas, lo que lo hace adecuado para bicicletas eléctricas rápidas y transporte interurbano.

Desventajas:

• Pesado y voluminoso: Agrega un peso significativo, lo que puede afectar negativamente el manejo, especialmente para bicicletas de carga.
• Par motor bajo al arrancar: Rendimiento deficiente en entornos con pendientes pronunciadas o con arranques y paradas sin diseños sobredimensionados.
• Resistencia magnética: La ausencia de rueda libre hace que pedalear sin asistencia sea más difícil.
• Menor eficiencia en condiciones urbanas: Mayor consumo de energía durante operaciones a baja velocidad y aceleraciones frecuentes.

Perspectivas de la aplicación de Regen

Con una amplia experiencia en proyectos en diversos mercados, Regen ha desarrollado un enfoque estructurado para la selección de motores, particularmente para bicicletas de carga eléctricas, donde las demandas operativas varían enormemente dependiendo de la geografía, la carga útil y los patrones de uso.

Selección de motor según el caso de uso

• Bicicletas de carga urbanas: Para las bicicletas de reparto urbanas que se enfrentan a paradas frecuentes, tráfico y pendientes, recomendamos siempre motores de cubo con engranajesSu alto torque y diseño liviano los hacen ideales para navegar en entornos urbanos densos mientras maximizan la eficiencia de la batería.
• Transporte de carga a larga distancia: Cuando las rutas implican terreno llano y velocidades de crucero prolongadas, motores de accionamiento directo Se ha convertido en una opción viable. En estos casos, el frenado regenerativo puede ofrecer mejoras de eficiencia, especialmente en rutas con largos tramos de descenso.
• Aplicaciones en terrenos mixtos: En regiones con terreno variable, nuestro enfoque a menudo implica simulación de torque avanzada y análisis de carga para determinar si los sistemas de engranajes mejorados o las soluciones híbridas ofrecen un mejor rendimiento.

Referencias

1. Bicicletas Espin. (2022). Motores de buje con engranajes o con transmisión directa: ¿cuál es mejor? Recuperado de https://www.espinbikes.com
2. Bicicletas eléctricas.ca. (2024). Entendiendo el frenado Regenerativo en bicicletas eléctricas. Recuperado de https://www.ebikes.ca
3. MacArthur, J., Harpool, M. y Scheppke, D. (2021). El potencial de las bicicletas eléctricas: avances en la tecnología de las bicicletas eléctricas. Centro de Investigación y Educación en Transporte (TREC). https://doi.org/10.15760/trec.274
4. Bafang. (2023). Libro blanco sobre tecnología de motoresRecuperado de https://www.bafang-e.com
5. Mahle. (2024). Sistema X20: La próxima generación de motores ligeros para bicicletas eléctricas. Recuperado de https://mahle-smartbike.com
6. Neodrives. (2023). Soluciones eficientes de transmisión directa para bicicletas eléctricas. Recuperado de https://www.neodrives.com
7. Comité Europeo de Normalización. (2023). EN 15194: Bicicletas asistidas eléctricamente – Bicicletas EPAC.

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