Keskivetoinen vs. napamoottori: kumpi on parempi?

Sähköpolkupyörät tarjoavat poljinavustusta kahden päämoottorikokoonpanon kautta: napamoottorit ja keskivetoiset moottoritNapamoottorit on integroitu pyörän napaan joko edessä tai takana, ja ne tarjoavat suoran työntövoiman. Keskivetomoottorit puolestaan sijaitsevat pyörän keskiössä ja toimivat yhdessä pyörän vaihteiden kanssa tehon tuottamiseksi.

Sähköpyörätuotelinjaa kehitettäessä oikean moottorin valinta on ratkaisevan tärkeä päätös. Olipa kyseessä sitten rahtipyörä, joka tarvitsee vahvaa vääntöä raskaille kuormille, tai työmatkapyörä, joka asettaa etusijalle tehokkuuden ja painon, moottorityyppi vaikuttaa suoraan suorituskykyyn, kustannuksiin ja käyttökokemukseen. Keskiveto- ja napamoottorit hallitsevat markkinoita – mutta mitä nämä valinnat tarkoittavat teknisten tietojen lisäksi brändisi tuotestrategialle?

Tässä artikkelissa erittelemme keskivetoisten ja napamoottoreiden väliset keskeiset erot ja analysoimme niiden etuja, rajoituksia ja parhaita käyttötapauksia. Olitpa sitten optimoimassa suorituskykyä, kustannuksia tai markkina-asemointia, tämä opas auttaa sinua tekemään tietoon perustuvan päätöksen.

Mikä on keskivetomoottori?

A keskivetomoottori on polkupyörän kohdalla sijaitseva sähköinen apumoottori keskiölaakerin alue, kampisarjan lähellä. Toisin kuin napamoottorit, jotka käyttävät pyörää suoraan, keskivetomoottori välittää voimaa pyörän ketju- tai hihnavedon kautta, joka toimii synkronoidusti vaihteiston kanssa. Tämä kokoonpano tarjoaa luonnollisemman poljintuntuman ja mahdollistaa paremman vääntömomentin jakautumisen, mikä tekee siitä erittäin tehokkaan erilaisissa ajo-olosuhteissa.

The "keskivaihe" sisään keskiajo viittaa sen keskeinen sijoitus pyörän rungossa, mikä varmistaa tasapainoisen painonjaon ja parantaa käsiteltävyyttä. Koska se välittää voiman voimansiirron kautta, se voi hyödyntää pyörän vaihteita säätämällä vääntömomenttia ja tehoa automaattisesti eri maastojen mukaan. Tämä tekee keskivetomoottoreista erityisen sopivia tavarapyörille, tehokkaille sähköpyörille ja sovelluksille, jotka vaativat suurempaa energiatehokkuutta.

Viime vuosina, keskiajotekniikka on kehittynyt merkittävästi, siitä on tullut tehokkaampi, kevyempi ja yhä energiatehokkaampiJohtavat valmistajat jatkavat näiden moottoreiden jalostamista, parantaen niiden suorituskykyä ja tehden niistä ensisijaisen valinnan premium-sähköpyörämerkit keskittyen optimaaliseen ajokokemukseen ja pitkäaikaiseen kestävyyteen.

Advantages of Mid-Drive Motors in Rahtipyörät:

1. Tehokas voimansiirto: Keskimoottori vaikuttaa suoraan poljinjärjestelmään, ja sen energian liikkeeksi muuntumisnopeus on yleensä yli 80%. Verrattuna perinteisiin napamoottoreihin, joiden hyötysuhde on 70–80%, keskimoottori on tehokkaampi.

2. Alennettu vastus: Keskimoottorin sisäinen kytkimen räikkärakenne mahdollistaa sen irtoamisen kokonaan keskiölaatikon räikkämekanismista, kun sitä ei käytetä virrattomana, mikä poistaa magneettisen vastuksen. Näin ollen, vaikka akku olisi tyhjentynyt, ajaja voi silti ajaa tasaisesti ilman vastusta.

3. Suurempi vääntömomentti: Keskimoottorissa on sisäinen vaihteenvaihtomekanismi. Moottorin kotelon sisällä olevat useat kytkinpyörät muodostavat vaihdettavan räikkämekanismin, joka lisää vääntömomenttia ja tarjoaa siten enemmän tehoa kuormitukseen ja kiipeämiseen.

4. Kohtuullinen painonjakauma: Kun moottori sijaitsee rungon keskellä, ajoneuvon painopiste tasapainottuu, mikä parantaa vakautta ja käsiteltävyyttä ajon aikana.

5. Korkea integraatiosuunnittelu: Keskimoottorin integroitu ja yhtenäinen muotoilu vähentää johtoliitäntöjä ja lisävarusteita, helpottaa huoltoa ja antaa siistimmän ulkonäön.

6. Parannettu suojausteho: Keskimoottorin kotelolla on yleensä erittäin korkeat suojausominaisuudet, tyypillisesti IP65-suojaustaso tai korkeampi. Käytössä moottori kestää täysin ulkoisten esineiden ja pölyn pääsyn sisään sekä matalapaineiset vesisuihkut mistä tahansa kulmasta.

Keskivetoisten moottoreiden haitat tavarapyörissä:

1. Lisääntynyt voimansiirron kuluminenKetjuun ja vaihteisiin kohdistuva lisärasitus voi johtaa kiihtyneeseen kulumiseen, mikä edellyttää useammin tapahtuvaa huoltoa.

2. Korkeammat kustannukset ja monimutkaisuusKeskivetojärjestelmät ovat yleensä kalliimpia ja niiden asennus ja huolto ovat monimutkaisempia kuin napamoottoreissa.

3. Riippuvuus voimansiirron eheydestäJos ketju katkeaa, moottori ei voi auttaa, jolloin kuljettaja voi jäädä pulaan – merkittävä huolenaihe raskasta lastia kuljetettaessa.

Mikä on napamoottori?

Napamoottori, jota usein kutsutaan pyörän sisäiseksi moottoriksi, on pyörän napaan integroitu sähkömoottori, joka tarjoaa suoran käyttövoiman ilman ulkoisia voimansiirtokomponentteja, kuten ketjuja tai hihnoja. Tämä rakenne on yleinen useissa sähköajoneuvoissa, erityisesti sähköpyörissä, yksinkertaisuutensa ja tehokkuutensa ansiosta.

Napamoottorien tyypit

Napamoottorit voidaan luokitella useiden tekijöiden perusteella:

1. Moottorityyppi: Harjallinen vs. Harjaton

• Harjatut napamoottoritNäissä käytetään harjoja sähkön johtamiseen moottorin käämeihin. Vaikka ne ovat yksinkertaisempia ja usein halvempia, ne kuluvat yleensä nopeammin ja vaativat enemmän huoltoa.

• Harjattomat napamoottoritNäitä moottoreita käytetään yleisesti nykyaikaisissa sähköpyörissä, ja niissä käytetään elektronisia ohjaimia virran ohjaamiseksi käämeihin, mikä parantaa tehokkuutta, vähentää huoltotarvetta ja pidentää käyttöikää.

2. Sijoittelu: Etu- vs. takanapamoottorit

• Etupyörän napamoottoritEtupyörään asennettuna nämä moottorit tuntuvat vedetyiltä. Ne on yleensä helpompi asentaa ja huoltaa, mutta niiden pito voi olla heikompi, etenkin liukkailla pinnoilla.

• Takanavan moottoritTakapyörässä sijaitsevat moottorit luovat työntötunteen. Takanavan moottorit tarjoavat tyypillisesti paremman pidon ja ovat yleisempiä sähköpyörissä.

3. Käyttömekanismi: Suoraveto vs. napavaihteistomoottorit

• Suoravetoiset (vaihteettomat) napamoottoritNäissä moottoreissa ei ole sisäisiä hammaspyöriä; moottorin ulkokuori pyörii ja pyörittää pyörää suoraan. Ne ovat suurempia, painavampia ja tarjoavat tasaisen ja hiljaisen toiminnan minimaalisella huollontarpeella. Suoravetomoottorit ovat erityisen tehokkaita suurilla nopeuksilla ja niitä käytetään usein luokan 3 (nopeussähköpyörät) sähköpyörissä.

• VaihdenapamoottoritSisäisten planeettavaihteiden ansiosta näissä moottoreissa moottori pyörii korkeammalla kierrosluvulla ja samalla pyörän pyörimisnopeus pienenee, mikä johtaa suurempaan vääntömomenttiin. Ne ovat tyypillisesti pienempiä, kevyempiä, tehokkaampia ja paremmin kiipeävät mäkiä kuin suoravetoiset moottorit. Niissä on kuitenkin enemmän liikkuvia osia, jotka saattavat vaatia huoltoa ajan myötä.

Lisälukemista: Suoravetoisten ja vaihdettujen sähköpyörän napamoottoreiden erot

Hub-moottorit rahtipyörissä

Tavarapyörät on suunniteltu kuljettamaan huomattavia kuormia, mikä tekee moottoriavusteisesta kyydistä erityisen hyödyllisen. Tavarapyörissä napamoottorien ja keskivetomoottoreiden välinen valinta riippuu useista tekijöistä, kuten kustannuksista, huollosta ja suorituskykyvaatimuksista.

Hub-moottoreiden edut tavarapyörissä:

• KustannustehokkuusNapamoottorit ovat yleensä edullisempia kuin keskivetojärjestelmät, mikä tekee niistä houkuttelevan vaihtoehdon budjettitietoisille kuluttajille.
• Yksinkertaisuus ja vähäinen huoltotarve: Vähemmän liikkuvia osia ja selkeän rakenteen ansiosta napamoottorit vaativat vähemmän huoltoa, mikä tarjoaa vaivattoman ajokokemuksen.
• Itsenäinen voimansiirron toimintaNapamoottorit toimivat pyörän voimansiirrosta riippumatta, minkä ansiosta pyörä voi jatkaa toimintaansa, vaikka ketju tai vaihteet pettäisivät. Tämä riippumattomuus voi olla ratkaisevan tärkeää raskaita kuormia kuljetettaessa.
• Regeneratiivinen jarrutusJoissakin napamoottoreissa, erityisesti suoravetoisissa malleissa, on regeneratiivinen jarrutus, josta voi olla hyötyä nopeuden hallinnassa alamäissä ja akun käyttöiän pidentämisessä.
• Yhteensopivuus hihnakäyttöjen ja sisäisten vaihdejärjestelmien kanssa: Napamoottorit toimivat saumattomasti hihnakäyttöjen ja napavaihteiden kanssa, mikä tekee voimansiirrosta lähes huoltovapaan.

Tavarapyörän napamoottoreiden haitat

1. Rajoitettu vääntömomentti ja mäennousukykyNapamoottorit tarjoavat tyypillisesti vähemmän vääntöä verrattuna keskivetoisiin moottoreihin, mikä tekee niistä vähemmän tehokkaita jyrkkien mäkien kiipeämisessä, erityisesti raskaita kuormia kuljetettaessa.

2. Painon jakautuminen ja käsittelyMoottorin sijoittaminen pyörännapaan lisää jousittamatonta painoa, mikä voi vaikuttaa negatiivisesti käsiteltävyyteen ja ajomukavuuteen. Tämä painonjako voi olla erityisen haastavaa tavarapyörissä, joissa tasapaino on ratkaisevan tärkeää.

3. Kunnossapidon haasteetRengasrikon tai vanteen huollon yhteydessä napamoottorit monimutkaistavat prosessia ja tekevät korjauksista hankalampia verrattuna moottorittomiin vanteisiin.

4. Alennettu tehokkuusNapamoottorit toimivat pyörän vaihteista riippumatta, mikä johtaa tehottomaan virrankäyttöön, erityisesti vaihtelevissa maastoissa. Tämä tehottomuus voi lyhentää akun käyttöikää ja lyhentää toimintasädettä.

5. Pito-ongelmatEtunapamoottorien pito voi heikentyä, erityisesti irtonaisilla tai liukkailla pinnoilla, mikä voi olla ongelmallista liikkeellelähdössä pysähdyksestä tai ylämäissä kuormatulla tavarapyörällä.

Skenaariopohjainen osto-opas: Kumpi sopii sinulle paremmin?

Tulevassa artikkelissamme perehdymme skenaariopohjaiseen oppaaseen, joka auttaa sinua valitsemaan sopivimman moottorin sähköpyörääsi varten. Kuten eräs merkkitekniikko osuvasti asian ilmaisee: "Täydellistä moottoria ei ole, vain täysin sopiva." Jotta voisit tehdä tietoon perustuvan päätöksen, esittelemme nopean itsearviointikaavion nimeltä “Three Steps to Find Your Ideal Motor”

• “Kuinka valita oikea moottori juuri sinun rahtipyörällesi“
• Tasaiset kaupunkitiet, mäkiset tai vuoristoiset alueet, sekalaiset maastotSopivan moottorin valinta“
• ” Mikä tahansa Piilotetut näkökohdat moottorin valinnassa?”

Lopuksi,

Choosing the right motor can be tricky, even with a basic understanding. If you’re developing a new cargo e-bike model and need a tailored solution, the Regen team has you covered. Simply get in touch with the Regen-joukkue. After answering a few key questions, we’ll deliver a comprehensive Cargo Bike Customization solution and a ready-to-go product.