Cómo funciona un motor de tracción central: dentro de la manivela, engranajes, sensores y flujo de torsión

Pregúntele a la mayoría de los ciclistas qué hace un motor de tracción media y escuchará la versión simple: le ayuda a pedalear. Es cierto, pero la parte interesante se encuentra en una capa más profunda. Un motor de tracción media es una máquina eléctrica compacta con engranajes que toma corriente directa de la batería, la convierte en rotación y alimenta esa rotación al mismo plato, cadena y casete que ya usan sus piernas. Debido a que la potencia ingresa a la transmisión en lugar de pasarla por alto, casi todo lo relacionado con la sensación de la bicicleta, desde la potencia creciente hasta el alcance y el desgaste de la cadena, se deriva de esa única decisión de diseño.

Llevamos mucho tiempo construyendo motores de cubo en Ningbo, lo que significa que también pasamos muchas horas estudiando el otro diseño. Una unidad central resuelve maravillosamente algunos problemas y crea otros. Esto es lo que realmente está sucediendo dentro de esa carcasa en el pedalier.

Dónde se encuentra un motor de tracción media

Un motor de tracción media se monta en el pedalier, concéntrico con el eje de la manivela y justo entre los pedales. Su salida llega al plato, luego baja por la cadena hasta el casete trasero y finalmente hasta la rueda trasera.

Eso hace que el juego de bielas sea una unión. Allí se encuentran dos fuentes de energía, tus piernas y el motor, y ambas salen a través de una sola cadena. En una bicicleta con transmisión por buje, los dos caminos permanecen separados: las piernas impulsan la cadena mientras que el motor dentro del buje de la rueda hace girar la llanta directamente y nunca toca la transmisión.

Dentro de la carcasa: de la corriente al par de arranque

Estator, devanados e imanes.

Casi todos los motores de tracción media son máquinas de CC trifásicas sin escobillas. En el interior de la carcasa se encuentra un estator con bobinas de cobre y alrededor de él gira un rotor con imanes permanentes. Los sensores Hall informan la posición del rotor para que el controlador siempre sepa qué bobina energizar a continuación. Energice las bobinas en secuencia y el rotor gira; ese es todo el truco.

La etapa de reducción

Un motor pequeño se siente feliz girando a unos pocos miles de rpm, mientras que un ser humano pedalea aproximadamente entre 60 y 90 rpm. Algo tiene que cerrar esa brecha. Los juegos de engranajes planetarios, a menudo de dos etapas con relaciones combinadas de alrededor de 15:1 a 25:1, intercambian velocidad por torque. La forma de los dientes, el juego y la selección de la grasa deciden qué tan silenciosa se siente la unidad y qué tan bien sobrevive una mañana fría.

El embrague unidireccional

Entre la caja de cambios y el plato se encuentra un embrague de rodillo o patín. Permite que el motor impulse la cadena sin tener que retroceder los pedales, por lo que puede pedalear o pedalear con el motor apagado sin arrastrar una caja de cambios muerta.

Cómo sabe el motor qué tan difícil es empujar

Sensores de par y sensores de cadencia

Predominan dos familias de sensores. Un sensor de cadencia simplemente detecta que las bielas están girando y activa la asistencia. Un sensor de torsión mide qué tan fuerte empuja, generalmente a través de galgas extensométricas en el pedalier o leyendo la torsión en el eje, y escala la potencia del motor para que coincida. La detección de torsión es lo que hace que una bicicleta de tracción media se sienta como una extensión de las piernas en lugar de un interruptor.

El trabajo del controlador

El controlador lee esos sensores, observa el voltaje y la velocidad de la batería y corta la CC en pulsos trifásicos. Con control orientado al campo, ajusta la sincronización cientos de veces por segundo, lo que mantiene el motor silencioso y eficiente al mismo tiempo que refuerza la velocidad de corte y protege el paquete de descargas profundas.

Flujo de energía, paso a paso

1. La batería suministra CC al controlador.
2. Los sensores informan de la fuerza del pedal, la cadencia y la velocidad de las ruedas.
3. El controlador convierte CC en corriente trifásica y activa las bobinas del estator en secuencia.
4. El rotor gira rápido y con un par modesto.
5. Los engranajes planetarios reducen la velocidad y multiplican el par.
6. Un embrague unidireccional pasa ese par al plato.
7. La cadena, el casete y la rueda trasera lo llevan a la carretera.

Por qué los motores de tracción central suben tan bien

La ventaja no es el poder bruto, sino el apalancamiento. Debido a que el motor alimenta la transmisión, hereda los engranajes de la bicicleta. Cambie a una velocidad baja en una pendiente pronunciada y el motor seguirá girando en su rango eficiente mientras la rueda gira lentamente con un par multiplicado. Un motor de cubo no puede hacer eso: su velocidad está ligada a la velocidad de la rueda, por lo que en una subida difícil funciona lentamente, se calienta y pierde eficiencia exactamente cuando más lo necesita.

Las compensaciones son igualmente reales. El par del motor pasa a través de la cadena y el casete en cada viaje, por lo que esas piezas se desgastan más rápido. Los conductores también tienen que cambiar con sensatez, porque arrastrar una transmisión central en una marcha demasiado alta ejerce presión sobre la transmisión y la caja de cambios interna por igual.

A mitad de camino vs Unidad de cubo de un vistazo

Donde los motores de cubo todavía tienen sentido

Construimos motores de cubo, así que tómalo con cautela, pero el diseño se gana su lugar. No hay cadena que pase por el motor, ni caja de cambios que reparar, y no es necesario que el conductor piense en las marchas. La potencia va directamente al volante, la respuesta del acelerador se siente inmediata y el mantenimiento de una flota de bicicletas para ir al trabajo sigue siendo económico. Nuestro propio tecnología de motor de cubo con engranajes utiliza engranajes compuestos y reducción interna para alcanzar un par útil a bajas velocidades de las ruedas sin las penalizaciones de la transmisión de una tracción media.

Para las bicicletas de reparto en rutas urbanas planas, plataformas industriales y viajeros ligeros, esa combinación es difícil de superar.

Serie de motores de buje de bicicleta HENTACH E-Cargo Explore los motores de buje HENTACH para bicicletas eléctricas de carga, desde 250 W hasta 2000 W con opciones de eje delantero, trasero y pasante para cargas y terrenos variados. Ver producto →

Mantener cualquiera de los motores sanos

• Mantenga la cadena limpia y ligeramente lubricada, especialmente en una transmisión media, donde transmite el torque del motor.
• Cambie antes de la colina, no a mitad de camino.
• Evite conducir con una marcha tan alta que el motor trabaje al ritmo de marcha.
• Guarde las baterías entre aproximadamente el 30 y el 80 por ciento de carga si la bicicleta permanece inactiva durante semanas.
• Escuche nuevos ruidos. Los chirridos, chasquidos o retumbos suelen indicar que hay cojinetes, engranajes o herrajes sueltos.
• Revise las tuercas del eje y los pernos de montaje del motor después de los primeros cientos de kilómetros.

Elegir un diseño para su propia construcción

Comience con el terreno y el ciclo de trabajo, no con la hoja de especificaciones. Rutas planas, preferencia de aceleración, presupuestos ajustados y ciclistas que prefieren no pensar en cambiar de marcha apuntan hacia un motor de cubo. Las subidas largas, las cargas pesadas y los ciclistas que disfrutan trabajando con las marchas apuntan hacia una conducción media. Muchas líneas de productos terminan ofreciendo ambos, y eso no tiene nada de malo.

Si está pesando la transmisión por cubo para un modelo nuevo, nuestro soluciones de motor de cubo Cubre opciones delanteras y traseras, desde unidades de cercanías de 250 W hasta versiones de alto torque para vehículos comerciales y de carga.

Motor de buje trasero E-Type Pro RC750 para carga y eMTB Un motor de buje trasero de 350-750 W con par de 85 Nm, puntera de 142 mm y compatibilidad con cassette de 8-10 velocidades para cargas pesadas y construcciones eMTB. Ver producto →

Un motor de tracción central es en realidad un pequeño motor de alta velocidad, una caja de cambios de dos etapas, un embrague unidireccional y un conjunto de sensores que funcionan como una sola unidad. La parte eléctrica es sencilla. La parte inteligente es dónde va la potencia: a tu transmisión, donde cada marcha que seleccionas multiplica lo que el motor puede hacer. Comprenda eso y la diferencia entre una transmisión central y una transmisión central dejará de ser una cuestión de opinión y se convertirá en una simple pregunta sobre su ruta, su carga y con cuánto mantenimiento desea vivir.