Motori al mozzo

Motori al mozzo per E-Bike (Parte 3)

Motori al mozzo per E-Bike

Recupero energetico, peso e molte altre caratteristiche dei motori al mozzo.

Questa nomenclatura, motori al mozzo, si riferisce a quando il motore è posto coassiale a uno dei mozzi della bicicletta. Con questa tipologia di motori è più semplice fare recupero energetico. Sul mercato sono presenti prodotti in grado di recuperare energia durante le fasi di frenata, discesa e anche pedalata. Esistono 2 tipi di motori e possono essere posti sia nella ruota anteriore che in quella posteriore. Andiamo prima ad analizzare la differenza tra motori “Direct Drive” e motori “Geared” per poi chiarire vantaggi e svantaggi di posizionamento anteriore o posteriore.

Le biciclette e i motori sono amici di lunga data, il motore viene anche montato centrale.

Motore al mozzo anteriore

Questo tipo di motori è il più semplice meccanicamente, non dovendo integrare alcun attacco per i pignoni (single speed o cassetta di pignoni). Dinamicamente è il meno consigliato all’uso, in quanto potrebbe generare instabilità durante la marcia (specialmente quando il terreno è bagnato). Esistono però esempi di biciclette con erogazione ottimale e motore anteriore, che sfruttano i vantaggi del motore leggero e semplice per contenere anche i costi (e.g. Momentum Electric).

Motori al mozzo

ESEMPI: Bafang, Cristalyte, Sparta

Motore al mozzo posteriore

Questo tipo di motori deve integrare parte della trasmissione e pertanto è un oggetto leggermente più complesso del sopra citato. Tipicamente soluzioni di motore posteriore con Cassetta e Disco richiedono telai dedicati (con dimensioni di 155mm rispetto ai 135mm standard), ma non è sempre così. Il vantaggio principale del motore posteriore, rispetto al cugino anteriore, è sicuramente la stabilità durante la guida del mezzo.

Motori al mozzo

ESEMPI: Bafang, Heinzmann

Sistemi integrati “All in One”

Degni di nota sono i sistemi al mozzo denominati “all in one”, ovvero tutto in uno. Questi sistemi sono sul mercato da pochi anni (Zehus e Flykly dal 2014, Ducati energia dal 2016 e da quest’anno Superpedestrian con la Copenhagen wheel). Questi sistemi integrano, al mozzo posteriore, motore, batteria, elettronica e sensori. Essendo leggeri e senza fili, sembrerebbero idealmente il kit perfetti per trasformare la propria bicicletta in elettrica, ma attenzione alle compatibilità (larghezza dei forcellini, montaggio, tipo di freni e di cambio, etc…).

ESEMPI: Zehus, Flykly, Freeduck, Superpedestrian

Motori Geared

I “Motoriduttori” sono motori dotati di un riduttore epicicloidale, tipicamente a 2 stadi, in cui i satelliti sono 3 ingranaggi in Nylon caricato a vetro, mentre gli stadi di ingresso e uscita sono in acciaio. Questa soluzione permette di minimizzare il rumore e l’attrito del riduttore stesso, mantenendo un’alta efficienza meccanica senza pregiudicare la durabilità del pezzo. Grazie al riduttore, è quindi possibile avere una coppia più elevata alla ruota con pesi del motore contenuto. In gran parte di questi motori è presente una ruota libera che disaccoppia gli ingranaggi quando il motore non è in trazione, per massimizzarne la scorrevolezza. Tuttavia, questo componente pregiudica la possibilità di fare recupero energetico.

Questi motori sono più compatti e leggeri dei Direct Drive (ce ne sono alcuni da 1.6 kg), ma se il controllo motore non è fatto a regola d’arte, producono più vibrazioni, specie in bassa velocità, che potrebbero essere fastidiose. Il vantaggio principale
di questi motori, oltre alla leggerezza, è l’efficienza energetica, che risulta essere ottimale**.

** parlando di efficienza ottimale ci sarebbe da discutere della scelta dei componenti di tutto il sistema, non solo del motore. Naturalmente un motore geared scelto e controllato male potrebbe avere efficienza più bassa di un motore centrale all’interno di un sistema ottimizzato.

Motori direct drive

I motori a “spinta diretta” (orribile traduzione, mi perdonino gli anglofoni) sfruttano un design tale per cui non serva un riduttore meccanico per dare la giusta coppia e potenza al motore. Sono quindi motori che hanno numero di giri sensibilmente più basso di quelli che siamo abituati a vedere, ad esempio, sui droni e tipicamente hanno vantaggi costruttivi, come un albero passante unico, ricavato da fusione o da lavorazioni
meccaniche dal pieno. Inoltre, non avendo componenti meccanici interposti, le vibrazioni trasmesse dal controllo del motore, chiamato anche “cogging”, sono minimizzate e il motore risulta molto silenzioso (a patto che il controllo motore sia, quantomeno, dignitoso).

Questi motori sono tutti “fisicamente” in grado di recuperare energia. Il software di controllo del motore e soprattutto le protezioni delle batterie, potrebbero far sì che biciclette dotate di questo motore non siano in grado di ricaricare le batterie stesse mentre state frenando. Va comunque considerato come questi motori non abbiano efficienza ottimale alle velocità cui operano (più lenti di 25 km/h), in quanto il loro picco di efficienza è tipicamente più alto. Il peso di questi motori non scende sotto i 3.5 kg.

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