Eri moottorityypit sekä niiden hyödyt ja haitat.

Moottorityyppejä sähköpyörissä on yleensä kaksi päätyypppiä, ensimmäinen on napamoottori, joka nimensä mukaisesti sijaitsee pyörän navassa, joko edessä tai takana.

Toinen yleinen moottorityyppi on keski(ö)moottori, joka taas nimensä mukaisesti sijaitsee keskellä pyörää, yleensä poljinkeskiön yhteydessä, josta se pyörittää normaalisti ensin polkimien yhteydessä olevia isompia rattaita (eturattaita) ja siitä ketjujen välityksellä takarattaita, eli tällä tavoin toteutettuna moottori käyttää samaa vaihteistoa, kuin polkijakin, jolloin keskimoottorista saadaan enemmän irti, verrattuna kiinteävälityksisiin napamoottoreihin, tosin ketjujen ja rattaiden aiheuttamien häviöiden kustannuksella.

Molempia moottorityyppejä vertailtaessa esiin tulee monesti niiden haitat ja hyödyt. Loppujen lopuksi kyse on pitkälti makuasioista, mutta käydään oleelliset erot silti läpi.

Napamoottori:

Plussat:

• Tapauksesta ja moottorityypistä riippuen napamoottori saattaa olla hieman helpompi asennettava. Varsinkin etunapamoottori, jossa ei tarvitse vaihteiden kanssa miettiä. Myös tehokkaammilla takanapaan tarkoitetuilla moottoreilla saadaan suht’ helpolla asennuksella paljon tehoa, eikä suurempien tehojen kyseessä ollessa tarvitse miettiä/rakentaa välityksiä sitä varten, toisin kuin tehokkaammissa (yli 3kW)  keskimoottoreissa.

• Napamoottoreita on kattava valikoima joka maun mukaan, on pientä parin kilon painoista ja sitten on jopa  parikymmentä kiloa painavaa, josta saadaan tarvittaessa pari-kolmekymmentä kilowattia piikkitehoa. Ja kaikkea siltä väliltä. On eri merkkisiä ja melkein joka merkiltä erilaisia malleja.

• Jos pyörässä ei entuudestaan lavyjarruja ole, niin yleensä napamoottoreissa on levyjarrukiinnitys, jota voi (kannattaa) käyttää. Vaatii tietysti runkoon/haarukkaan kiinnikkeen levyjarrun satulaa varten.

• Hiljaisuus. Napamoottorit ovat yleensä hiljaisia, koska voimansiirto, eli ketjut ja rattaat puuttuvat moottorin ja renkaan väliltä, siniaaltokontrollerilla suoravetoisesta napamoottorista saadaan jopa liki äänetön.

• Samoin napamoottorin, varsinkin suoravetoisen sellaisen etuna on lähes täydellinen huoltovapaus, koska mitään ketjuja ja rattaita ei moottorin ja renkaan välissä ole.

• Tilansäästö. Koska moottori on renkaan (kiekon) sisällä, se ei ole tilaa viemässä muualla rungossa esim. akulta, kuten keskimoottori. Napamoottori ei myöskään roiku keskiön alla ikävästi, kuten jotkin keskimoottorit tekevät.
  

  ---

Miinukset:

• Napamoottorissa on yleensä kiinteä sähköinen”välitys” eli Kv-arvo, joka kuvastaa kuinka monta kierrosta moottori pyörii /voltti/min vapaasti, eli kuormittamattomana. Esim. napamoottori Kv-arvoltaan 10, pyörii 36 voltin nimellisjännitteellä 360 kierrosta minuutissa. Tätä “välitystä” ei pysty jälkeenpäin oikeastaan muulla muuttamaan, kuin vanne/rengaskoolla, joka napamoottorin ympärille pinnataan.

• Etunapamoottori on tehokkaana/painavana ikävä ajettava, painon tuntee etupäässä ja rajun väännön ansiosta se “vetelee” Pienitehoisena ja -painoisena ei tällaista ongelmaa niinkään ole.
• Takamoottorina erityisesti painava napamoottori saattaa olla varsinkin täysjoustopyörässä huono, koska se lisää jousittamatonta massaa ja saa jousituksen ikään kuin “sekaisin” koska jousitus ei pysy rajummissa töyssyissä mukana. Myös takapäässä painavan napamoottorin tuntee, vaikka ei niin häiritsevästi, kuin etupyörässä.
• Tämä paino on tosin suhteellinen käsite, jossain perus työmatka-ajossa sillä ei yleensä ole mitään merkitystä.

• Järeimmissä napamoottoreissa on myös paksummat vaihekaapeloinnit, joka yhdessä varsin massiivisen moottorin ja kiekon kanssa saattaa hieman hidastaa rengasrikon korjaamista.

• Järeämmät napamoottorit painavat n. 6-11 kg, (jotkut jopa n. 20kg), eli joka tapauksessa ainakin hieman enemmän, kuin mitä vastaavantehoinen keskimoottori.

Ensiasennusmoottoreina käytettyjä napamoottorimerkkejä on esim. Bafang/8FUN, Crystalyte.

Jälkiasennusmoottoreissa napamoottoreiden kohdalla tarjonta onkin sitten paljon kattavampaa, esim. MXUS, QS-Motor, Bafang/8FUN, Golden Motor..

Vastaavasti ensiasennusmoottoreina keskimoottoreissa on yleensä Shimano, Yamaha, Brose, Bosch, Bofeili.

Ja jälkiasennusmoottoreina keskimoottoreissa suosittuja ovat esim. Bafang/8FUN ja Cyclone, näistä Bafangin ollessa hallitsevassa markkina-asemassa sen asennuksen helppouden ja hiljaisuuden takia.

Keskimoottoria käytettäessä suosittelemme merkistä riippumatta aina käyttämään vaihteiston rusahtelun estävää kytkintä (Gear sensor), jolla estetään moottorin veto vaihdettaessa vaihdetta, tällä pidennetään voimansiirron ikää merkittävästi. Jostain syystä kyseinen suhteellisen halpa varuste puuttuu jopa joistakin kalliista tehdaspyöristä.

Moottoreiden teknisiä rakenteita ja arvoja sekä niiden merkitys.

HALL-antureiden mukaan luokittelu.

Ensin pitää muistaa jakaa moottorit HALL-antureiden kanssa toimiviin (Sensored) ja ilman niitä toimiviin (Sensorless), jotta osataan hankkia oikeanlainen kontrolleri moottorille.

Moottorissa, jossa ei HALL-antureita ole, käytetään siis sensorless-tyyppistä kontrolleria ja HALL-antureilla varustetun moottorin pariksi hankitaan sensored-tyyppinen kontrolleri, tosin tämän moottorin kanssa toimii myös sensorless-kontrolleri, moottorin HALL-antureiden johdot jätetään tällöin kytkemättä kontrolleriin. Myös molemmmat ominaisuudet sisältäviä kontrollereita on markkinoilla harvakseltaan.

HALL-antureita on anturit sisältävässä moottorissa kolme kappaletta ja neovat yleensä moottorin heikoin lenkki, ne eivät laadukkainakaan ole ikuisia, vaan ne joudutaan joskus vaihtamaan ja yleensä kun yksikin pimenee, niin meno loppuu siihen. Silti ne tuovat etuja mukanaan, joten emme kehota välttämään niillä varustettuja moottoreita, mutta tämä kannattaa pitää silti mielessä.

HALL-antureiden etuja ovat mm:

• Moottorin starttausvaiheessa kontrolleri osaa päätellä moottorin halutun pyörimissuunnan oikein HALL-anturit ansiosta, muutoin moottori saattaa jäädä ensin arpomaan, kumpaan suuntaan sen pitää lähteä pyörimään.
• Moottorin tarkempi ohjaus, kun kontrolleri tietää moottorin staattorin asennon ja osaa näin ajastaa syötettävän vaiheen tarkemmin, tämä tuottaa varsinkin pienillä kierroksilla paremman väännön.

Moottoreissa on tyypistä riippumatta yhteneviä teknisiä arvoja, joita arvioimalla oikean moottorin valitseminen on helpompaa.

Kv-arvo: Määritetään moottorin käämityksen perusteella, kuinka monta kierrosta/voltti moottori pyörii minuutissa. Mitä suurempi Kv-arvo, sitä suurempi huippunopeus, ei kuitenkaan aivan yksi yhteen suhteella, koska ilmanvastus muuttaa sitä. Eli esimerkkinä 36 voltin nimellisjännitteellä Kv-arvoltaan 10 oleva moottori pyörii 360 kierrosta minuutissa. Tämä lasketaan ilman kuormaa, moottorin/renkaan ollessa ilmassa, joten siitä ei voi suoraan laskea esim. kuinka suuri ajoneuvon huippunopeus on. Mutta selkeänä vertailuarvona se kyllä toimii.

Esim. napamoottorivalmistaja Crystalyte ilmoittaa HT3525-mallillensa 48 voltin jännitteellä ja 26″-renkaalla n. 33km/h:n huippunopeuden kuormitettuna. Kyseisen moottorin kV-arvo on muuten harvinaisen matala 6,5. Suurimmat Kv-arvot napamoottoreissa saattavat olla kahdenkymmenen luokkaa, mutta normaalisti välillä 7-11.

Todelliseen huippunopeuteen vaikuttaa myös hieman esim. syötettävä virta, ajokin + kuljettajan massa sekä ilmanvastus ja renkaiden vierintävastus.

Muutamia vinkkejä moottorin Kv-arvoa pohdittaessa.

Kv-arvoa mietittäessä tulee helposti mieleen hankkia mahdollisimman suurella Kv-arvolla varustettu moottori, mutta tässä kannattaa pitää järki päässä. Äkkiä laskien valitsemalla moottorin Kv-arvoksi yli 10 ja käyttämällä sitä yli sadan voltin kontrollerilla, saadaan huippunopeudeksi helposti n. 100km/h. Todellisuudessa ideassa ei ole juurikaan järkeä, itse lasken riittäväksi huipuksi n. 30-40km/h, joka polkupyörällä on jo vähintäänkin riittävää menoa, varsinkin kevyen liikenteen väyliä käytettäessä, ja silloinkin vain suoralla ja näkyvällä osalla tietä, itseä tai muita vaarantamatta.

Käytännössä yleisellä tiellä ajetaan kuitenkin alle 40km/h:n vauhtia suurimman osan ajasta, joten miksi mitoittaa pyörä kulkemaan 100km/h:n nopeuksia, joita ei pysty juurikaan käytännössä käyttämään ja jolla tämä harrastus saa myös omalta osaltaan negatiivista mielikuvaa.

Pienellä Kv-arvolla varustettu moottori on kuitenkin ajossa paljon jouheampi käyttää, kuin ylisuurella Kv-arvolla varustettu. Se lähtee herkästi kiihtymään paikaltaan, eikä kapinoi vastaan.

Toki se myös lämpenee herkemmin reilummassa ajossa.