Hoe een middenmotor werkt: in de krukas, versnellingen, sensoren en koppelstroom

Vraag de meeste rijders wat een middenmotor doet en je hoort de simpele versie: hij helpt je trappen. Klopt, maar het interessante deel zit een laag dieper. Een middenmotor is een compacte elektrische machine met tandwieloverbrenging die gelijkstroom uit de accu haalt, deze omzet in rotatie en die rotatie roterende in hetzelfde kettingblad, dezelfde ketting en cassette die uw benen al gebruiken. Omdat de kracht de aandrijflijn binnenkomt in plaats van deze te omzeilen, volgt bijna alles over hoe de fiets lijkt, van klimkracht tot bereik tot kettingslijtage, uit die ene ontwerpbeslissing.

We bouwen al heel lang naafmotoren in Ningbo, wat betekent dat we ook veel uren besteden aan het effectieve van de andere lay-out. Een middenmotor lost sommige problemen prachtig op en eindeloze andere. Dit zijn wat er feitelijk gebeurt in de behuizing bij de trapas.

Waar een middenmotor zit

Aan de trapas is een middenmotor gemonteerd, concentrisch met de krukas en precies tussen de pedalen. De output bereikte het kettingblad en gaat vervolgens langs de ketting naar de achtercassette en uiteindelijk naar het achterwiel.

Dat maakt het crankstel tot een knooppunt. Twee krachtbronnen ontmoeten elkaar daar, je benen en de motor, en beide vertrekken via een enkele ketting. Op een fiets met naafaandrijving blijven de twee paden gescheiden: je benen drijven de ketting aan, terwijl de motor in de wielnaaf de velg recht laat draaien en nooit de aandrijflijn beweegt.

Binnen in de behuizing: van stroom tot krukaskoppel

Stator, wikkelingen en magneten

Bijna alle middenmotoren zijn driefasige borstelloze gelijkstroommachines. In de behuizing bevindt zich een stator met koperen wikkelingen, en draait daarom een ​​rotor met permanente magneten. Hall-sensoren rapporteren de positie van de rotor, zodat de controller altijd weet welke spoel vervolgens geactiveerd moet worden. Bekrachtig de spoelen achtereenvolgens en de rotor draait; dat is de hele truc.

De reductiefase

Een kleine motor draait graag met een paar duizend toeren per minuut, terwijl een mens ongeveer 60 tot 90 toeren per minuut trapt. Er moet iets overbruggen. Planetaire tandwielsets, vaak twee fasen met gecombineerde verhoudingen van ongeveer 15:1 tot 25:1, ruilen snelheid in voor koppel. Tandvorm, speling en vetkeuze bepalen hoe stil de eenheid aanvoelt en hoe goed hij een koude ochtend overleeft.

De eenrichtingskoppeling

Tussen de versnellingsbak en het kettingblad zit een sprag- of rolkoppeling. Hierdoor kan de motor de ketting aandrijven zonder uw pedalen terug te drijven, zodat u uitrollen of trappen kunt maken met de motor uit zonder een dode versnellingsbak rond te slepen.

Hoe de motor weet hoe hard hij moet duwen

Koppelsensoren en cadanssensoren

Twee dominante sensorfamilies. Een cadanssensor detecteert eenvoudigweg dat de cranks draaien en de schakelaars assisteren. Een koppelsensor ontmoet hoe hard u duwt, meestal via rekstrookjes in de trapas of door het draaien in de as af te lezen, en schaalt het motorvermogen daaruit voort. Koppeldetectie zorgt ervoor dat een fiets met middenaandrijving een verlengstuk is van je benen in plaats van als een schakelaar.

De taak van de controleur

De controller leest de sensoren, laat de batterijspanning en -snelheid op en werkt gelijkstroom in driefasige pulsen. Met veldgerichte besturing gaat hij de timing honderden keren per seconde aan, waardoor de motor stil en efficiënt blijft, terwijl de uitschakelsnelheid gehandhaafd wordt en het pakket beschermd wordt tegen diepe ontlading.

Krachtstroom, stap voor stap

1. De batterij levert gelijkstroom aan de controller.
2. Sensoren rapporteert pedaalkracht, cadans en wielsnelheid.
3. De controller zet gelijkstroom om in driefasige stroom en ontsteekt de statorspoelen achtereenvolgens.
4. De rotor draait snel en met een bescheiden koppel.
5. Planetaire tandwielen verminderen de snelheid en vermenigvuldigen het koppel.
6. Een richtingskoppeling geeft dat koppel door aan het kettingblad.
7. Ketting, cassette en achterwiel zorgen ervoor dat het op de weg terechtkomt.

Waarom middenmotoren zo goed klimmen

Het voordeel is niet de brute kracht, maar het hefboomeffect. Omdat de motor de aandrijflijn krachtig is, is hij de versnellingen van de fiets. Schakel op een helling steile in een lage versnelling en de motor blijft in het vergelijkbare bereik draaien, terwijl het wiel langzaam draait met een vermenigvuldigd koppel. Een naafmotor kan dat niet: de snelheid is compatibel aan de wielsnelheid, dus tijdens een zware klim draait hij langzaam, warmt op en waardevolle hij is efficiënt, precies wanneer je die het meest nodig hebt.

De overeenkomsten zijn net zo reëel. Het motorkoppel gaat bij elke rit door de ketting en cassette, waardoor deze onderdelen sneller slijten. Berijders moeten ook verstandig schakelen, omdat het slepen van een middenmotor in een te hoge versnelling zowel de aandrijflijn als de interne versnellingsbak belast.

Middrive versus hubdrive in één oogopslag

Waar naafmotoren nog steeds zinvol zijn

Wij bouwen naafmotoren, dus neem dit met de juiste korrelzout, maar de indeling verdient zijn plaats. Er loopt geen ketting door de motor, er is geen versnellingsbak die onderhouden moet worden en de rijder hoeft niet aan versnellingen te denken. Het vermogen gaat direct naar het stuur, de gasrespons voelt onmiddellijk aan en een vloot woon-werkfietsen blijft goedkoop in onderhoud. Onze eigen technologie met versnellingsnaafmotor gebruik van composietversnellingen en interne reductie maakt een bruikbaar koppel te bereiken bij lage wielsnelheden zonder de aandrijflijnproblemen van een middenmotor.

Voorfietsbezorging op vlakke stadsroutes, industriële platforms en lichte pendelaars is de combinatie moeilijk te overwinnen.

HENTACH E-cargofietsnaafmotorserie Ontdek HENTACH-naafmotoren voor e-vrachtfietsen, van 250 W tot 2000 W met voor-, achter- en steekasopties voor gevarieerde ladingen en terreinen. Bekijk Product →

Beide motoren gezond houden

• Houd de ketting schoon en licht gesmeerd, vooral bij een middenmotor, waar hij motorkoppel draagt.
• Schakel vóór de heuvel, niet halverwege.
• Vermijd dat het rijden in een versnelling zo hoog is dat de motor stapvoets werkt.
• Bewaar accu's tussen ongeveer 30 en 80 procent van de lading als de fiets wekenlang stilstaat.
• Luister naar nieuwe geluiden. Gejank, klik of gerommel wijst meestal op lagers, tandwielen of losse hardware.
• Controleer de asmoeren en motorbevestigingsbouten na de eerste paar honderd kilometer.

Een lay-out kiezen voor uw eigen build

Begin met het terrein en de werkcyclus, niet met het specificatieblad. Vlakke routes, voorkeur voor gas, krappe budgetten en rijders die liever niet denken om alle punten naar een naafmotor te verschuiven. Lange klimmingen, zware lasten en rijders die graag met de versnellingen werken, wijzen op een middenmotor. Veel productlijnen bieden beide, en daar is niets mis mee.

Als u een naafaandrijving voor een nieuw model, onze oplossingen voor naafmotoren omvat voor- en achteropties, van forenzenunits van 250 W tot modellen met hoog koppel voor vracht- en bedrijfsvoertuigen.

E-Type Pro RC750 achternaafmotor voor Cargo en eMTB Een achternaafmotor van 350-750 W met een koppel van 85 Nm, een uitval van 142 mm en compatibiliteit met cassettes met 8-10 versnellingen voor zware lading en eMTB-constructies. Bekijk Product →

Een middenmotor is eigenlijk een kleine hogesnelheidsmotor, een tweetrapsversnellingsbak, een richtingskoppeling en een reeks sensoren die als één geheel werken. Het elektrische gedeelte is eenvoudig. Het slanke is waar de output naartoe gaat: naar je aandrijflijn, waar elke versnelling die je lastig is, vermenigvuldigt wat de motor kan doen. Begrijp dat, en het verschil tussen een middenaandrijving en een naafaandrijving is niet langer een kwestie van mening, maar wordt een simpele vraag over uw route, uw lading en met hoeveel onderhoud u wilt leven.