Выбор мотор-колеса: редуктор против прямого привода

При покупке велогибрида или набора для электрификации обычного велосипеда многие сталкиваются с необходимостью выбора между мотор-колесами различных типов. Какому hub-мотору отдать предпочтение – редукторному (geared) или с прямым приводом (direct drive)? Оба типа мотор-колес обладают определенными достоинствами и недостатками, и тому, кто впервые сталкивается с этим, разобраться бывает непросто.

Общее мнение по этому вопросу таково: если вы «какой русский не любит быстрой езды» – двигатель с прямым приводом станет для вас правильным выбором. В случае, когда максимальная скорость имеет второстепенное значение, а на первом месте остается возможность легко крутить педали – вашим выбором будет редукторное мотор-колесо. На этом поиск плюсов и минусов типа привода мотор-колес не заканчивается – есть еще целый ряд преимуществ и особенностей, о которых пойдет речь ниже.

Классика жанра: прямой привод

Hub-моторы прямого привода стали первыми силовыми установками электробайков – они были разработаны давно и «обкатаны» десятилетиями использования. Директ-драйв моторы характеризуются высокой надежностью, благодаря совершенству конструкции и минимуму компонентов. Мотор-колеса этого типа отличают длительный срок службы и нетребовательность к сервисному обслуживанию. При разумной нагрузке и бережной эксплуатации двигатель может работать очень долго – в качестве расчетного периода обычно указывается срок в пять-десять лет. Максимальный ресурс hub-мотора зависит от качества изготовления комплектующих: датчиков Холла, опорных подшипников вала, характеристик используемых при производстве постоянных магнитов.

Современные мотор-колеса прямого привода отличаются широким диапазоном мощности, максимальные значения которых для велогибридов достигают 3-5 kW. Существуют в природе и более мощные варианты, но они находят применение в других категориях электротранспорта. Скоростные качества директ-драйв моторов – это главное их преимущество перед собратьями с редукторами. Еще одним существенным отличием является возможность организовать процесс рекуперации: возврат части энергии при работе мотор-колеса в режиме генератора при свободном ходе и торможении.

Но возможность использования рекуперации электроэнергии не самым лучшим образом сказывается на накате электрогибрида: крутить педали при севшем аккумуляторе становиться занятием не из легких. И чем мощней двигатель – тем труднее будет добраться до ближайшей розетки. Еще одним недостатком двигателей этого типа становятся их большая собственная масса и габаритные размеры, также прямо пропорционально зависящие от мощности агрегата.

В общем, двигатель прямого привода подойдет тому райдеру, который ради больших скоростей готов рискнуть превращением своего велосипеда в электроскутер с педалями, пользоваться которыми в случае посаженной в ноль батареи будет весьма некомфортно.

Редукторный мотор: «троллейбусная» тяга

Электродвигатель со встроенным планетарным редуктором позволяет решить вопрос соотношения крутящего момента, габаритных размеров и собственного веса. Сложная конструкция hub-мотора, включающая обгонную муфту с набором шестерен, казалось бы, может сказаться на надежности и ресурсе использования. Но как показывает практика эксплуатации мощных и компактных редукторных электромоторов, в этом вопросе также все решает качество используемых при производстве материалов, и ресурс таких мотор-колес практически не уступает сроку службы моторов прямого привода.

Сегодня для установки в колеса электровелосипедов используют редукторные двигатели мощностью от 250 до 500 Ватт – такой диапазон дает возможность решить большинство эксплуатационных задач, особенно учитывая тот факт, что величина крутящего момента 500-ваттного редукторника практически аналогична таковой у директ-драйв мотора мощностью в 1500 Ватт. Кроме небольшой собственной массы и скромных габаритов редукторный мотор отличается практическим отсутствием сопротивления качению – крутить педали велогибрида с таким мотор-колесом также легко, как ехать на обычном велосипеде.

К недостаткам моторов такого типа относят более сложную конструкцию, требующую периодического сервисного обслуживания. Существенной эту особенность назвать нельзя, поскольку статистика обращений в период гарантийного срока по поводу неисправностей показывает только очень небольшое число (1-2%) отказа датчиков Холла или поломки, вызванные нарушением условий эксплуатации: завышенное напряжение питания, приводящее к перегреву двигателя, попадание влаги извне и т. д.

Отсутствие режима рекуперации – еще один «минус» мотор-колес со встроенным редуктором. Те, кто не понаслышке знаком с реализацией рекуперации в электровелосипедах, понимают, что надеяться на волшебный заряд аккумулятора в процессе поездки не приходится. Батарея в этом режиме получает максимум 10% затраченной электроэнергии, и то – при удачном стечении обстоятельств и перепадов рельефа.

Отличительной особенностью планетарного редуктора также можно назвать уровень шума – «троллейбусный» гул двигателя хорошо заметен при наборе оборотов, но поскольку рабочий уровень шума не превышает порога в 55дБ, то это обычно не является особой проблемой.

В общем, если вам нужна хорошая тяга, и вы не собираетесь ездить исключительно на ручке газа со скоростью выше 35 километров в час – стоит остановить свой выбор на редукторном мотор-колесе. В этом случае вы всегда сможете рассчитывать на свои силы, когда «сядет батарейка», а также эффективно использовать возможности велогибрида, используя его в комбинированном режиме помощи электромотора привычному педалированию.