Så fungerar en mellandriven motor: Inuti ven, växlar, sensorer och vridmomentflöde

Fråga de flesta förare vad en mellandriven motor gör och du kommer att höra den enkla versionen: den hjälper dig att trampa. Sant, men den intressanta delen sitter ett lager djupare. En mellandriven motor är en kompakt växlad elektrisk som tar likström från batteriet, omvandlar det till rotation och matar i rotationen till samma kedjedrev, kedja och kassett som dina redan används. Eftersom kraften kommer in i drivlinan istället för att kringgå den, följer nästan allt om hur cykeln känns, från klätterkraft till räckvidd till kedjeslitage, från det enda designbeslutet.

Vi har byggt navmotorer i Ningbo under en lång tid, vilket innebär att vi spenderar många timmar på att studera den andra layouten också. En mid-drive-enhet löser vissa problem vackert och skapar andra. Här är vad som faktiskt händer inuti det huset vid bottenfästet.

Där en mellandriven motorsitter

En mellandriven motor monteras på bottenfästet, koncentrisk med vevaxeln och mitt emellan pedalerna. Dess utmatning när kedjekransen och går sedan ner genom kedjan till den bakre kassetten och slutligen till bakhjulet.

Det gör vevpartiet till en knutpunkt. Två kraftkällor möts där, dina ben och motorn, och båda går genom en enda kedja. På en navdriven cykel förblir de två vägarna åtskilda: dina ben driver kedjan medan motorn inuti hjulnavet vrider fälgen direkt och aldrig vidrör drivlinan.

Inuti huset: Från ström till vevmoment

Stator, lindningar och magneter

Nästan alla mellandrivna motorer är trefasiga borstlösa DC-maskiner. En stator som bär kopparlindningar sitter inuti huset, och en rotor med permanentmagneter snurrar runt den. Hallsensorer rapporterar rotorns position så att styrenheten alltid vet vilken spole som ska aktiveras härnäst. Aktivera spolarna i sekvenser och rotorn svänger; det är hela tricket.

Reduktionsstadiet

En liten motor snurrar gärna med några tusen rpm, medan en människa trampar med ungefär 60 till 90 rpm. Något måste överbrygga den klyftan. Planetväxelsatser, ofta tvåsteg med kombinerade utväxlingar runt 15:1 till 25:1, byter hastighet mot vridmoment. Tandform, glapp och fettval avgör hur tyst enheten känns och hur väl den överlever en kall morgon.

Envägskopplingen

Mellan växellådan och kedjekransen sitter en sprag- eller rullkoppling. Det låter motorn driva kedjan utan att backa pedalerna, så att du kan rulla eller trampa med motorn avstängd utan att dra runt en död växellåda.

Hur motorn vet hur hårt den ska tryckas

Momentsensorer och kadenssensorer

Två sensorfamiljer dominerar. En kadenssensor upptäcker helt enkelt att vevarna vrids och strömbrytare hjälper till. En vridmomentsensor mäter hur hårt du trycker, generellt genom töjningsmätare i vevfästet eller genom att avläsa vridning i axeln, och ska motoreffekten för att matcha. Momentavkänning är det som gör att en mellandriven cykel känns som en förlängning av dina snarare än en switch.

Kontrollantens jobb

Styrenheten läser av dessa sensorer, tittar på batterispänning och hastighet och kapar DC till trefaspulser. Med fältorienterad kontroll justerar den timingen hundratals gånger per sekund, vilket håller motorn tyst och effektiv samtidigt som avstängningshastigheten upprätthålls och förpackningen skyddas från djupurladdning.

Kraftflöde, steg för steg

1. Batteriet förser regulatorn med DC.
2. Sensorer rapporterar pedalkraft, kadens och hjulhastighet.
3. Styrenheten omvandlar DC till trefasström och avfyrar statorspolarna i sekvens.
4. Rotorn snurrar, snabbt och med blygsamt vridmoment.
5. Planetväxlar minskar hastigheten och multiplicerar vridmomentet.
6. En enkelriktad koppling överför det vridmomentet till kedjekransen.
7. Kedja, kassett och bakhjul levererar den till vägen.

Varför mellandrivna motorer klättrar så bra

Fördelen är inte råkraft, det är hävstångseffekt. Eftersom motorn matar drivlinan, är den cykelns växlar. Släpp ner en låg växel i en brant lutning och motorn fortsätter att snurra i sitt effektiva område medan hjulet roterar långsamt med multiplicerat vridmoment. En navmotor kan inte göra det: dess hastighet är bunden till hjulhastigheten, så på en hård stigning går den långsamt, värms upp och ökar effektiviteten precis när du behöver det som mest.

Avvägningarna är lika verkliga. Motorvridmoment passerar genom kedjan och kassetten vid varje åktur, så dessa delar slits snabbare. Förare måste också växla förnuftigt, eftersom att släpa en mid-drive i för hög växel belastar både drivlinan och den interna växellådan.

Mid-Drive vs Hub Drive i ett ögonkast

Där navmotorer fortfarande är meningsfulla

Vi bygger navmotorer, så det här med lämplig nypa salt, men layouten vinner sin plats. Det finns ingen kedja som löper genom motorn, ingen växellåda att serva och inga krav på att föraren ska tänka på växlar. Kraften går direkt till ratten, gasresponsen känns omedelbar och en flotta av pendlingscyklar förblir billiga att underhålla. Vår egen växelnavmotorteknik använder kompositutväxling och intern reduktion för att nå användbart vridmoment vid låga hjulhastigheter utan drivlinans straff för en mellandrev.

För leveranscyklar på platta stadsvägar, industriplattformar och lätta pendlar är den kombinationen svår att slå.

HENTACH E-Cargo Bike Hub Motor Series Utforska HENTACH-navmotorer för elcyklar för last, från 250W till 2000W med fram-, bak- och genomgående axelalternativ för varierande laster och terräng. Visa produkt →

Hålla båda motorerna friska

• Håll kedjan ren och lätt smord, speciellt på ett mellandrev, där den bär motorns vridmoment.
• Skift före backen, inte halvvägs upp.
• Undvik att åka i en växel så hög att motorn anstränger sig i gångtakt.
• Förvara batterier mellan cirka 30 och 80 procents laddning om cykeln står i veckor.
• Lyssna efter nya ljud. Gnäll, klickande eller mullrande pekar allmänt på lager, kugghjul eller lös hårdvara.
• Kontrollera axelmuttrarna och motorns fästbultar efter de första hundra kilometerna.

Att välja en layout för din egen konstruktion

Börja med terrängen och arbetscykeln, inte specifikationen. Platta rutter, gaspreferens, snäva budgetar och förare som helst inte vill tänka på att växla allt pekar mot en navmotor. Långa klättringar, tung last och ryttare som tycker om att arbeta med växlarna pekar mot en mellankörning. Många produktlinjer erbjuder båda, och det är inget fel med det.

Om du väger navdrev för en ny modell, vår navmotorlösningar täcka fram- och baktillval från 250W pendlarenheter upp till högt vridmoment för last- och kommersiella fordon.

E-Type Pro RC750 bakre navmotor för last och eMTB En 350-750W baknavmotor med 85Nm vridmoment, 142mm dropout och 8-10-växlad kassettkompatibilitet för höglast- och eMTB-konstruktioner. Visa produkt →

En mellandriven motor är egentligen en liten höghastighetsmotor, en tvåstegsväxellåda, en envägskoppling och en uppsättning sensorer som fungerar som en enhet. Den elektriska delen är okomplicerad. Den smarta delen är där effekten går: i din körning, där varje växel du väljer multiplicerar vad motorn kan göra. Förstå det, och skillnaden mellan en mid-drive och en hub drive slutar vara en fråga om åsikt och blir en enkel fråga om din rutt, din sista och hur mycket underhåll du vill leva med.