Muutostyöt: Suunnittele avustusjärjestelmä
Aerodynaamisen tehokkuuden yhdistäminen maltilliseen, vääntömomenttia mittaavaan sähköavustukseen tuottaa yhden vähiten energiaa kuluttavista henkilökohtaisista ajoneuvoista. Onnistuminen edellyttää, että moottorin vääntömomenttia, akun kiinnitystä, jarrujen lämpenemistä ja kennojen suojausta käsitellään yhtenäisenä järjestelmänä eikä irrallisina lisävarusteina.
Moottorityypin sovittaminen aerodynaamiseen kuormaan
Virtaviivaisilla polkupyörillä on painohaitta ylämäessä, jossa painovoima hallitsee, mutta tasaisella maalla 25 km/h nopeuden ylläpitämiseen tarvitaan hyvin vähän tehoa. Valinta keskiakselimoottorin, sisäisesti vaihteistetun napamoottorin ja suoraveto-napamoottorin välillä määrää, kuinka tehokkaasti kuparikäämit muuntavat ampeeritunnit eteenpäin suuntautuvaksi nousuksi ylikuumenematta 10 %:n nousuissa.
Keskiakselimoottorit (kuten vääntömomenttia mittaava Tongsheng TSDZ2 tai laillisiin jatkuviin rajoihin säädetyt Bafang BBS -arkkitehtuurit) toimivat takavaihteiston kautta. Ne pitävät moottorin kierrosnopeuden lähellä 78–82 %:n hyötysuhdetasoa jyrkissä nousuissa ja sijoittavat massan matalalle keskiakselin kohdalle. Suoraveto-napamoottorit lisäävät takapyörän jousittamatonta massaa ja aiheuttavat hieman vastusta rullatessa, mutta mahdollistavat sujuvan regeneratiivisen jarrutuksen pitkissä laskuissa. Ne säästävät jarrupaloja raskaammissa kuoritetuissa prototyypeissä.
Rajoittamalla ohjaimen vaihevirtaa ja yhdistämällä 250 W:n vääntömomenttia mittaava keskiakselimoottori aerodynaamiseen rungon laukkuun ja takapyörän suojukseen, todellinen toimintamatka per Wh kasvaa yli 20 %.
Mitattu sisäisellä shunttipohjaisella wattitunti-mittarilla (kuten Cycle Analyst V3): kulutus laskee pystyasennossa 11,4 Wh/km:stä 8,6 Wh/km:iin sekalaisella maaseututiellä.
Muutostopologioiden ja säädösrajojen arviointi
Ennen komponenttien tilaamista selvitä, ajaako prototyyppisi julkisilla teillä ja pyörätieillä. Iso-Britannian EAPC-säädösten ja eurooppalaisen standardin BS EN 15194 mukaan polkuavusteisten pyörien avustuksen on vaadittava polkemista, avustuksen on katkaistava sujuvasti 25 km/h (15,5 mph) nopeudessa, ja moottorin jatkuvan tehon on oltava enintään 250 W. Näiden rajojen ylittyminen luokittelee koneen moottoriajoneuvoksi, joka vaatii tyyppihyväksynnän, rekisteröinnin, vakuutuksen ja moottoripyöräilyn suojavarusteet.
| Käyttötyyppi | Massan sijoittelu | Voimansiirron kuluminen | Takahaarukan ja rungon rasitus | Regeneratiivinen jarrutus |
|---|---|---|---|---|
| Vääntömomenttia mittaava keskiakselimoottori | Keskellä ja matalalla polkimien kohdalla | Suurempi ketjun ja hammaspyörän kuormitus; vaatii tarkan vaihtamisen | Pyörimisreaktio runkoputkea vasten | Ei (vapaakäynti polkimissa) |
| Vaihteistollinen takanapamoottori | Takapyörä (~2,8–3,4 kg) | Riippumaton ketjusta; toimii, vaikka ketju katkeaa | Kohtalainen akselireaktio; vaatii vääntövarren alumiinirungoissa | Harvinainen (sisäiset kytkinvapaakäynnit) |
| Suoraveto-takanapa | Raskas jousittamaton takaosa (~5,5 kg) | Ei ylimääräistä ketjun kulumista | Takaisinkytketty regenerointi ja vetomomentti; kaksi vääntövartta pakollisia | Kyllä; palauttaa 5–10 % mäkisessä maastossa ja säästää vanteita |
Akselin vääntöreaktiot, niittimutterit ja kennojen hoito
Tavalliset polkupyörän takahaarukan päät on uritettu pitämään pyöreää 10 mm akselia puristuksessa, eivätkä ne kestä 40 Nm:n vääntöreaktiota kahden 10 mm tasopinnan yli. Minkä tahansa napamoottorin asentaminen alumiini- tai hiilikuituhaarukoihin on tyypillinen vikaantumistapa: tasot aukeavat takahaarukan leuoista satojen kilometrien sisällä. Kiinnitä aina laserleikatut 4 mm 304-ruostumattomasta teräksestä valmistetut vääntövarret rungon silmukkaan tai leveään letkupuristimen kiinnikkeeseen teräs- tai alumiinitakavarsissa. Älä koskaan asenna napamoottoreita hiilikuitu- tai jousitettuihin etuhaarukoihin.
Yhtä kriittinen on akun kiinnitys. Kaksi tavallista M5-vesipullon niittimutteria, jotka on painettu 0,9 mm:n runkoputkeen, on suunniteltu 750 g:n juomapullolle, ei 3,6 kg:n litium-ioni-akulle, joka tärisee karjaristikoilla ajettaessa. Jaa akkutelineen kuormitus täysin ympäröivillä, pehmustetuilla runkohihnoilla tai CNC-työstetyllä kolmen holkin kiskolla, joka ulottuu vähintään kolmeen kiinnityskohtaan.
Sähköisen ja jarrujen tarkastuksen menettely
- Sertifioidut kennot ja BMS: Käytä jäljitettävistä ensiluokkaisista kennoista (Samsung, Panasonic, Molicel, LG) koottuja akkuja, joita hallitsee lämpötilaa valvova akunhallintajärjestelmä, joka on sertifioitu standardin UL 2271 tai EN 50604-1 mukaan.
- Sulakkeet ja liittimet: Asenna sopivan kokoinen DC-terä- tai MIDI-sulake lähelle positiivista purkunapaa ja käytä kipinää estäviä XT90-S- tai Anderson Powerpole -liittimiä kutistesukan vetokevennyksellä.
- Parannettu jarrujen lämpökapasiteetti: Siirry 180 mm tai 203 mm hydraulisiin levyjarrulevyihin sintrattuine tai puolimetallisine jarrupaloineen, kun järjestelmän kokonaismassa kasvaa yli 6 kg.
- Valumislenkit ja läpiviennit: Muodosta kaapelien valumislenkit ohjaimen tuloaukkojen alapuolelle, jotta sadevesi valuu pois eikä imeydy suojakuoren sisällä liittimiin.
