Kas elektritõukeratastel on käigud? Täielik juhend

Enamik elektritõukerattaid on käikudeta, kasutades otseveoga rummumootorit ja elektroonilist kontrollerit. Väike osa kasutab käigukasti, sealhulgas märkimisväärne kahekäiguline tõukeratta jõuülekanne, mida kirjeldatakse 2004, kuid käigukastiga süsteemid on endiselt pigem erandlikud kui levinud.

Niisiis, kas elektritõukeratastel on käigud? Tavaliselt mitte, vähemalt mitte jalgratta mõistes, kus on kett, hammasrattad, käiguvahetaja ja sõitja valitud ülekandearvud. Kasulikum küsimus on, kas konkreetsel tõukerattal on käikudeta rummumootor, fikseeritud reduktsiooniga käigumootor või ebatavaline mitmekäiguline jõuülekanne.

See erinevus mõjutab tõukeratta kiirendamist, tõusudel liikumist, pidurdamist, heli ja hooldusvajadust. See on eriti oluline Ühendkuningriigis ja Euroopa Liidus, kus pendelrändajad võrdlevad sageli sõiduulatust, mäkketõusuvõimet, kaasaskantavust ja seaduslikku kasutatavust enne jõuülekande terminoloogia vastu huvi tundmist. Austraalia ja USA ostjad puutuvad kokku omaette reeglierinevustega, seega peab ka mehaaniliselt võimekas tõukeratas olema seal, kus sellega sõidetakse, seaduslik.

Lühike vastus ja miks küsimus on oluline

Enamikul elektritõukeratastel ei ole mehaanilisi käike tuttavas jalgratta või mootorratta tähenduses. Nende mootor paikneb tavaliselt rattarummu sees ja pöörab ratast otse. Kontroller reguleerib elektrivõimsust, nii et sõitja juhib kiirust gaasihoova abil, selle asemel et valida esimene, teine või kolmas käik.

Laeventilaator on kasulik võrdlus. Selle kiirust muudetakse elektrilise juhtsignaali muutmisega, mitte käigukasti kaudu. Jalgratas töötab teisiti, sest teie jalad tekitavad kasulikku jõudu piiratud väntamissageduse vahemikus, mistõttu kett ja hammasrattad vahetavad kiirust pöördemomendi vastu.

Miks see erinevus mõjutab teie ostu

Käikudeta mootor ühendab elektrienergia ratta pöörlemisega väga väheste mehaaniliste komponentide abil. See muudab jõuülekande vaikseks ja lihtsaks ning võimaldab kontrolleri ja aku süsteemi korral kasutada regeneratiivpidurdust. Kompromiss seisneb selles, et mootor peab magnetilise konstruktsiooni ja kontrolleri edastatava voolu abil tekitama kasulikku pöördemomenti ka väikesel kiirusel.

Käikudega mootor kasutab reduktorkäike, et mootor saaks pöörelda kiiremini, samal ajal kui ratas pöörleb aeglasemalt. See mehaaniline eelis võib aidata aeglasel tõusul ja kiirendamisel, kuid lisab ka pöörlevaid osi, hõõrdumist, kuumust, müra ja võimalikku kulumist. Levinud tõukerataste jõuülekande lahenduste kasuliku ülevaate leiab sellest juhendist selle kohta, kas elektritõukeratastel on käigud.

Praktiline reegel: Ära käsitle sõna „käikudega” sõna „parem” sünonüümina. See kirjeldab seadistuse valikut, mitte kvaliteediklassi.

Vastus võib mõjutada ka seaduslikkust. Ühendkuningriigis ei ole isiklikud elektritõukerattad avalikel teedel, jalgrattateedel ega kõnniteedel seaduslikud, samal ajal kui lubatud renditõukerattaid võib asjakohase raamistiku kohaselt kasutada ainult selleks määratud katsetusaladel, nagu on selgitatud selles Ühendkuningriigi ja Euroopa elektritõukerataste seaduste võrdluses. Erista alati tehnilist võimekust sõitmisloast.

Kuidas käiguta elektriline tõukeratas tegelikult töötab

Käiguta tõukerattas kasutatakse tavaliselt rattasse ehitatud harjadeta püsimagnetmootorit. Paigalseisev osa ehk staator sisaldab mähiseid. Pöörlev osa ehk rootor sisaldab magneteid ja pöörleb koos rattaga. Rootori ja tee vahel ei ole käigukasti.

Kontroller saadab mootori faaside kaudu ajastatud elektriimpulsse. Need impulsid tekitavad pöörleva magnetvälja, mis tõmbab rootorit kaasa. Halli andurid võivad anda kontrollerile teada rootori asukoha, andurita süsteemid aga hindavad selle asukohta elektrilise käitumise põhjal. Mõlemal juhul otsustab kontroller, millal ja kui palju voolu rakendada.

Vool tekitab tõuke

Kui tõukeratas vajab tugevamat kohaltvõttu, lubab kontroller läbi rohkem voolu ja reguleerib magnetilist ajastust. Seetõttu võib suurema voolutugevusega kontroller muuta tõukeratta jõulisemaks, lisamata mehaanilist käiku. Gaasihoob palub kontrolleril anda teatud reaktsiooni, mitte ei käsi jõuülekandel teistsugust ülekandearvu valida.

Suuremal kiirusel muutuvad olulisemaks pinge, mootori konstruktsioon, aku seisukord ja kontrolleri piirangud. Otseühendus on sageli vaikne ja vastupidav, sest omavahel haakuvaid, määrimist või väljavahetamist vajavaid jõuülekandeosi on vähem. See võib võimaldada ka regeneratiivpidurdust, mille korral toimib mootor aeglustamisel generaatorina.

Käiguta rummumootor on sisuliselt 1:1 mehaaniline ühendus mootori ja ratta pöörlemise vahel. Seevastu tõukerataste ülekandeid käsitlevas insenertehnilises allikas kirjeldatakse, et mõnes elektritõukerataste rakenduses on ühe käigupaariga tavapärane sihtreduktor umbes 4 kuni 7, nagu käsitletakse selles uurimuses käigumootorite tööpõhimõtte kohta. Seejärel pöörleb mootor rattast kiiremini, samal ajal kui hammasrattad suurendavad teljel pöördemomenti.

Selline paigutus võib muuta väiksema ja kiiremini pöörleva mootori mäel kasutatavaks. Selle hinnaks on mehaanilised kaod, lisanduv mass ja käigumehhanism, mis peab taluma korduvaid löökkoormusi startimisel, konarustel ja ebatasasel pinnal. Elektroonilise poole lähemaks uurimiseks on kasulik see elektrilise tõukeratta juhtseadme selgitus, sest juhtseade määrab sõidutunde sageli rohkem, kui uued sõitjad eeldavad.

Kolme peamise ülekandetüübi võrdlus

Tõukerataste jõuülekanded jagunevad kolme laia rühma. Esimene on otseveoga rummumootor, mille pöörlev osa paneb ratta pöörlema ilma sisemise reduktorita. See lahendus on levinud, sest on vaikne, mehaaniliselt lihtne ja ühildub võimaluse korral regeneratiivpidurdusega.

Teine on planetaarülekandega rummumootor. Väike päikesehammasratas, seda ümbritsevad planeedihammasrattad ja välimine ringhammasratas vähendavad mootori pöörlemiskiirust enne jõu jõudmist rattani. Püsiv ülekandearv annab mootorile mehaanilise eelise, võimaldades tootjatel paigutada kompaktse mootori, mis annab väikese kiiruse juures rohkem jõudu.

Kolmas on mitmekäiguline ülekanne. See võib kasutada valitavat sisemist hammasrattakomplekti, kettülekannet, rihmülekannet või muud mehhanismi, mis muudab ülekandearvu. Need süsteemid on tarbijatele mõeldud tõukeratastes haruldased, sest lisadetailid toovad kaasa suurema kaalu, kulu, tihendamisprobleemid ja hooldusvajaduse.

Oluline on see, et reduktoriga rummumootor tundub sõitjale endiselt tavaliselt ühekäigulisena. Selle sisemine ülekandearv on püsiv, seega puudub sidur või käigukang. Tõeline mitmekäiguline tõukeratas on hoopis teistsugune masin.

Mootoriga tõukerataste ajalugu käsitlev allikas nimetab Evo Powerboardsi 2x-i esimeseks kahekäigulise ülekandega tõukerattaks – see on 2004. aasta verstapost, mis on kirjas selles mootoriga tõukerataste ajaloos. See näide näitab, et hammasülekanded on tehniliselt võimalikud, mitte seda, et need oleksid tavapärane lahendus.

Kuidas ülekanne muudab tõukeratta tunnetust

Erinevus avaldub kõige selgemalt teie kätes ja jalgades, mitte tootekirjelduses. Reduktoriga rummumootor võib enne jõu rattani jõudmist mootori pöördemomenti suurendada. Otseajamiga rummumootor edastab mootori pöördemomendi ilma selle mehaanilise astmeta ning tugineb seejärel voolutugevusele, magnetilisele konstruktsioonile ja ratta suurusele.

Mõelge foori tagant liikuma hakkamisele. Reduktoriga rummumootor tundub kõndimiskiirusel sageli erk, sest reduktor annab mootorile mehaanilise eelise. Otseajamiga tõukeratas võib esimesel hetkel tunduda sujuvam ja vähem jõuline, eriti kui kontroller piirab aku kaitsmiseks või pehmema kiirenduse tagamiseks voolutugevust.

15% tõusu puhul sõltub tulemus kogu süsteemist, mitte ainult hammasratastest. Võimas reduktorita tõukeratas võib tõusust tõhusalt üles liikuda, samal ajal kui väike reduktoriga tõukeratas võib endiselt hätta jääda, kui aku, kontroller või mootor ei suuda pidevalt piisavat võimsust anda. Ülekanne aitab mootoril töötada soodsamas kiirusvahemikus, kuid ei kõrvalda koormust, mida tekitavad sõitja mass, tõusunurk, rehvirõhk ja gravitatsioon.

25 km/h tasasel rattateel võib otseajamiga mootor tunduda rahulik ja vaikne, sest hammasrataste müra tekitavat reduktorit pole. Reduktoriga rummumootor võib kasutada väiksemat mootorikomplekti ja säilitada siiski kasuliku võimsuse, kuid hammasrattad lisavad veel ühe hõõrdumise ja müra allika.

Pika languse läbimine sisselülitatud regeneratiivpidurdusega tekitab veel ühe erinevuse. Otseajamiga mootorid sobivad regeneratiivpidurduseks sageli hästi, sest mootor on rattaga mehaaniliselt ühendatud. Reduktoriga rummumootoril võib olla vabajooksusidur või muu lahendus, mis piirab seda, kuidas ratas mootorit käitab, seega sõltub energia tagastamine suuresti konkreetsest konstruktsioonist.

Seega ei ole ülekanne otsetee parema sõiduulatuse või suurema kiiruse saavutamiseks. See on viis mootori tööomaduste kujundamiseks. Otseajam eelistab lihtsust ja vaikset tööd. Püsiv vähendusülekanne soosib kompaktset pöördemomenti. Mitmekäigulised lahendused taotlevad laiemat töövahemikku täiendava riistvara hinnaga.

Miks öko-, tava- ja sportrežiim ei ole käigud

Tõukeratta ekraanil olev „käigu“ nupp tekitab suure osa segadusest. Öko-, tava- ja sportrežiim võivad muuta tõukeratta reaktsiooni, kuid need ei liiguta mootori sees füüsilisi hammasrattaid.

Mõtle jalgratta käiguvaheti asemel valgusregulaatorile. Valgusregulaator muudab lambini jõudva elektrienergia hulka. See ei muuda lambi sisemist ülekannet. Tõukeratta režiimid toimivad sarnaselt, muutes tarkvaralisi piiranguid ja kontrolleri käitumist.

Mida kontroller muuta saab

• Voolupiirangud: Ökorežiim võib nõuda akult ja mootorilt vähem voolu, samas kui sportrežiim võib võimaldada jõulisemat kohaltvõttu.
• Gaasihoova karakteristik: Sama suur pöidla liikumine võib tekitada pehmema või järsema reaktsiooni.
• Kiiruse ülempiirid: Püsivara saab piirata soovitud maksimaalset kiirust.
• Rekuperatiivpidurdus: Mõni süsteem võimaldab sõitjal või rakendusel reguleerida, kui tugevalt tõukeratas gaasi vabastamisel aeglustub.
• Mootori aktiveerimine: Kahe mootoriga mudelil võib sportrežiim lülitada sisse teise rummumootori. See lisab veojõudu, kuid ei tekita siiski mehaanilisi käike.

Sõit võib jätta mulje käiguvahetusest. Ökorežiim võib tunduda madalama seadistusena, sest kiirendus on tagasihoidlikum, samas kui sportrežiim võib tunduda kõrgema seadistusena, sest tõukeratas reageerib kohe. Sisemiselt muudab kontroller aga voolu ja juhtkäsklusi, mitte ei vali ülekandearvu.

See erinevus on oluline mägedes. Jõulisem režiim võib anda mootorile rohkem voolu, kuid see ei päästa liiga väikest mootorit järsul tõusul ega akut, mille pinge koormuse all langeb. Samuti võib see suurendada kuumust ja energiakulu. Vali režiimid juhitavuse ja tingimuste, mitte selle tõestamiseks, et tõukerattal on käigukast.

Päris ülekandega tõukerattad ja nende taga olev tehnika

Ülekandega tõukerattad on olemas, kuid need on insenertehnilised erandid. Evo Powerboards 2x on märkimisväärne ajalooline näide, sest tõukerataste ajaloo allikas nimetab selle 2004. aastal esimeseks kahekäigulise jõuülekandega tõukerattaks. See verstapost on oluline, sest tõestab, et tootjad on mehaanilist käiguvahetust uurinud, kuigi peavooluturg jäi lihtsamate ühekäiguliste lahenduste juurde.

Kahekäiguline lahendus annab mootorile kaks töörežiimi. Üks ülekandearv võib seada esikohale väikese kiirusega tõmbejõu, teine aga võimaldada mootoril ja rattal kiirema sõidu ajal tõhusamalt töötada. Sõitja saab laiema kasutatava vahemiku, kuid süsteem vajab viisi käiguvahetuseks, pöördemomendi juhtimiseks vahetuse ajal ning jõuülekande kaitsmiseks äkiliste koormuste eest.

Miks planetaarülekanne on atraktiivne

Planetaarülekandes paikneb keskel päikeseratas, selle ümber mitu satelliithammastikku ning välisküljel hammasvöö. Selline paigutus mahub kompaktsesse korpusesse ja vähendab mootori pöörlemiskiirust enne, kui jõud rattani jõuab. See võib suurendada teljemomenti, ilma et oleks vaja füüsiliselt hiiglaslikku mootorit.

Puudused on sama praktilised. Hammaste hambumine koormuse all tekitab hõõrdumist ja kuumust. Määrdeaine peab jääma sinna, kuhu see kuulub, tihendid peavad takistama mustuse sissetungimist ning korduvad põrutused võivad edastada lööke läbi hammasülekande. Ka müra ja kulumine muutuvad kasutamise osaks.

Video võib muuta sisemise paigutuse hõlpsamini mõistetavaks, seega on seda jõuülekande esitlust kõige parem vaadata koos kirjaliku keskmootoriga elektrijalgratta juhendiga, milles kasutatakse teistsugust paigutuslahendust, kuid tuuakse esile sama põhiidee: mehaanilise eelise paigutamine mootori pöörlemiskiiruse ja ratta pöörlemiskiiruse vahele.

Enamiku tõukerataste ehitajate jaoks pakuvad otseajam või fikseeritud ülekandega rummumootor piisavat jõudlust ilma sõitja käsitsi lülitatava käigukasti keerukuseta. Spetsialiseerunud turul võidakse katsetamist jätkata, eriti siis, kui kaubavedu, järsk maastik või kompaktsed suure võimsusnäitajaga mootorid õigustavad lisadetaile.

Õige jõuülekande valimine oma sõidustiili järgi

Alustage marsruudist, mitte jõuülekande märgistusest. Tasane töölesõiduteekond soosib tavaliselt otseveoga rummumootorit, sest see muudab kasutuskogemuse vaikseks ja lihtsaks. Kontrollitavaid ülekandeosi on vähem ning sõltuvalt tõukeratta elektroonikast võib saadaval olla ka regeneratiivpidurdus.

Sobitage mootor koormusega

Kogukoormus hõlmab teid, riideid, pagasit ja kõike, mis on tõukeratta külge kinnitatud. 20 kg koormat 12% tõusul vedav sõitja vajab teistsugust süsteemi kui 70 kg kaaluv sõitja tasasel rattateel, nagu näitab see tehniline käsitlus tõukeratta käigukastist. Need näitajad ei ole universaalsed katsepiirid, kuid näitavad, miks kataloogisilt ei saa asendada marsruudi kavandamist.

Enne valiku tegemist kontrollige järgmist:

• Teekalde järskus: Vaadake reklaamitud tippvõimsusest kaugemale ja arvestage pikaajalise tõusuvõimega.
• Ratta ja rehvi seadistus: Haarduvus ja rõhk mõjutavad seda, kui palju kasutatavat pöördemomenti maapinnale jõuab.
• Kontrolleri töö: Voolupiirangud kujundavad stardijõudu ja käitumist tõusul.
• Aku maht ja seisukord: Ka võimekas mootor vajab stabiilset elektritoidet.
• Pidurid ja hooldatavus: Suurem veovõimsus pole kasulik, kui pidurid, rehvid või varuosad on kehvad.

Käikudega tõukeratas on mõistlik valik, kui väike kiirusel vajalik pöördemoment, kompaktne ehitus või keeruline maastik on tähtsam kui maksimaalne lihtsus. Kontrollige käigukasti korpust, määrimislahendust, garantiitingimusi ja varuosade saadavust. Mitmekäiguline mudel sobib sõitjale, kes liigub sageli järskude tõusude ja kiirete avatud lõikude vahel, kuid lisamehhanism vajab hoolikamat hooldust.

Kohalikud õigusnormid kuuluvad samasse otsusesse. NSW-s märgib politsei teabeleht, et elektritõukerattad ja sarnased mootoriga ratasseadmed on ebaseaduslikud, samas kui mujal Austraalias erinevad reeglid osariigi ja territooriumi järgi. Teistes Austraalia jurisdiktsioonides kehtivad avalikus kasutuses tavaliselt piirangud umbes 15 km/h, Queenslandis on lubatud kuni 25 km/h ning kiivri kandmine on üldjuhul kohustuslik, nagu on kirjeldatud selles Austraalia ja Euroopa elektritõukerataste õigusnormide ülevaates. Ka EL-i liikmesriigid ja USA osariigid reguleerivad tõukerataste klasse erinevalt, seega kontrollige enne ostmist kohalikke nõudeid.

Ühendkuningriigis erakasutuses pidage meeles, et võimas tõukeratas ei ole automaatselt liikluseks sobiv. Mõõdukate näitajatega otseajamiga mudeli kasutamine avalikus ruumis võib endiselt olla piiratud, samal ajal kui ametlik rendiskeem järgib eraldi raamistikku.

Kiirvastused levinud jõuülekande küsimustele

Kas enamikul elektritõukeratastel on käigud?

Tavaliselt mitte. Otseajamiga rummumootor ühendab mootori rattaga kindla 1:1 ülekandearvu kaudu, samal ajal kui kontroller reguleerib elektrooniliselt voolu, kiirust ja pöördemomenti. Mõnel tõukerattal on kindlad sisemised reduktorid, kuid ka see ei ole sama mis sõitja valitav käiguvahetus.

Kas käiguta tõukeratas suudab tõuse võtta?

Jah, kui mootor, kontroller, aku, rehvid ja kogukoormus on sobivad. Järsk tõus aeglustab tõukeratast ja suurendab elektrivajadust, seega on püsiv jõudlus olulisem kui reklaamitud tippvõimsus.

Kas ühekäigulised tõukerattad on paremad?

„Ühekäiguline“ võib tähendada kindlat mehaanilist ülekandearvu, sealhulgas käiguta otseajamit, või ühe sisemise reduktsioonietapiga tõukeratast. Paljudele töölesõitjatele muudab väiksem mehaaniliste osade arv kasutamise lihtsamaks, kuid parim valik sõltub maastikust ja koormusest.

Kas reduktoriga tõukerattad nõuavad käiguvahetust?

Ei. Planetaarse reduktoriga rummumootor töötab tavaliselt automaatselt. Tõeliselt mitmekäiguline tõukeratas võib käike vahetada elektrooniliselt või mehaaniliselt, olenevalt konstruktsioonist.

Kas suurem ülekandearv tähendab alati suuremat pöördemomenti?

Ei. Ülekandearvu vähendamine võib suurendada rattamomenti, kuid toob kaasa ka mehaanilise kao ja kuumenemise. Tulemust mõjutavad mootori omadused, kontrolleri väljund, aku pinge, ratta suurus ja kogumass.

Kas sõidurežiimid on käigud?

Ei. Eco-, Normal- ja Sport-režiim muudavad tavaliselt voolupiiranguid, gaasihoova karakteristikuid, regeneratiivpidurdust või maksimaalset kiirust. Need muudavad tõukeratta käitumist kontrolleri kaudu, mitte mehaanilise jõuülekande abil.

Kuidas on seaduslikkusega Ühendkuningriigis, ELis, USAs ja Austraalias?

Reeglid erinevad riigiti, ELi liikmesriigiti, USA osariigiti ning Austraalia osariigi või territooriumi järgi. Ühendkuningriigis ei ole eraomandis olevad elektritõukerattad avalikel teedel, jalgrattateedel ega kõnniteedel lubatud, samal ajal kui ametlikud renditõukerattad võivad designated trials raames sõita. Uus-Lõuna-Walesis on elektritõukerattad viidatud politseijuhiste kohaselt ebaseaduslikud. Enne sõitmist kontrolli kehtivaid kohalikke eeskirju.

Kui võrdled käiguta rummumootoreid, reduktormootoreid või elektrijalgrattaid tööle- ja õuesõitudeks, külasta Punk Ride LLC-d, et tutvuda tunnustatud kaubamärkide hoolikalt valitud elektrisõidukite valikuga. Kasuta ülaltoodud jõuülekande põhimõtteid, et enne järgmise sõiduvahendi valimist võrrelda vajadusi tõusudel, pidurdamist, aku mahtuvust, rehvide haarduvust, hooldatavust ja kohalikke seadusenõudeid.