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, Bosch, Bofeili.

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

Koska nämä ovat osittain myös kaupalliset sivut, niin mainitsemisen arvoisena keskimoottorina on muualla maailmalla kovasti suosiotaan kasvattava Cyclonen 3000W joka on jo rantautunut  Suomeen, meiltä saat sitä nimittäin lyhyellä toimitusajalla ja Bafangiin verrattuna kilpailukykyisellä hinnalla.

Joten jos ajatuksena on hankkia esim. 1000-watin keskimoottori, vaikkapa suosittu ja helposti saatavilla oleva Bafang BBSHD, niin Cyclone on varteenotettava valinta, jos asennuksessa vain jaksaa nähdä hieman enemmän vaivaa, eikä hieman suurempi melutaso haittaa. Makuasioitahan nämä monesti ovat, mutta Cyclonen etuihin kuuluu kuitenkin esim. se, että kun Bafang BBSHD on tarkoitettu käytettäväksi 1000 watin tehoilla, niin Cyclone on tarkoitettu 3000 watin tehoille, joka tarkoittaa  esim. 1000 watin vertailutehoa käytettäessä pidempää ikää Bafangiin verrattuna.

Sekä sitä, että Cyclone kestää viritettäessä enemmän tehoa; kun Bafangin BBSHD:n yläraja alkaa olla 2-3:n kilowatin kohdalla, niin Cyclonessa vastaava raja on 5-6 kilowattia.

Muistettava kuitenkin, että myös pyörän voimansiirto asettaa rajoituksia moottorista otettavalle teholle, ketjut ja rattaat ovat noilla tehoilla jo kovilla, mutta esim. Kellyn tai Grinin baserunner/Phaserunner- kontrollereita ja/tai Cycle Analystiä käytettäessä voima voidaan porrastaa, eli rampittaa miedommin alkavaksi, jolloin suuresta tehosta huolimatta saadaan siedettävämpi rasitus voimansiirrolle rajun vääntöpiikin puuttuessa.

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

Meiltä saat myös vinkit kestävämpien voimansiirron osien valitsemiseen Cyclonen moottoritilauksen yhteydessä.

Cyclonen etuna joissakin tapauksissa on myös se, että siihen on helppo tehdä sopivan pituiset kiinnikekorvat, jos sähköistettävässä pyörässä on esim. hankala s-muodon omaava alaputki, jolloin Bafang “roikkuu” ikävän näköisesti madaltaen maaravaa ja samalla alhaalla roikkuessaan on tietysti kolhuillekin alttiina.

Teemme tarvittaessa pienellä lisähinnalla halutun pituiset kiinnikkeet Cyclonen moottoreille, jos vakiokiinnikkeet eivät ole tarpeeksi pitkät, joilla s-muoto tai jokin muu hankala muoto ohitetaan helpommin.

Eli käytettävän rungon alaputken muoto on tässä avainasemassa, kuinka järkevästi Bafang saadaan asennettua, kun taas meiltä ostamaasi Cycloneen saat sopivan pituiset kiinnitysraudat pienestä lisähinnasta mukaan.

Tällöin asennuspaikatkin lisääntyvät samalla, koska nyt moottori voidaan rungonmuodon niin salliessa asentaa myös tarvittaessa poljinkeskiön yläpuolelle. Joissain tapauksissa tällä saadaan etua, kuten estetään maavaran kasvaminen alkuperäiseen verrattuna, jos kyseessä on esim. täysjoustomaastopyörä, jossa edellytetään suurta maavaraa.

Bafangia myyvät liikkeet yleensä hinnoittelevat fatbikeihin soveltuvat Bafangit hieman kalliimmiksi, kun taas esim. meiltä ostettuihin Cyclonen moottoreihin tulee mukaan pyörääsi sopivat holkit poljinkeskiön leveyden mukaan.

Myös kattavat asennusohjeet tulevat mukaan selkeällä suomenkielellä.

Moottoreiden painoissa ei sitäpaitsi Bafangin BBSHD:n ja Cyclonen 3000W:n välillä ole juurikaan eroa.

Bafangissa moottorin kontrollerihan on moottorin yhteydessä ja Cyclonen kontrolleri taas tulee ulkopuolelle sijoitettavaksi, myös tämä kannattaa ottaa huomioon moottoria valittaessa, Cyclonen oma kontrolleri on lievästi  isokokoinen, mutta valikoimastamme löytyy pieneen lisähintaan esim.  Kellyn pieni ja kevyt , mutta tehokas KLS7212S, joka menee tarvittaessa esim. pienehköön runko- tai satulalaukkuun, tai akkupaketin kanssa isompaan runkolaukkuun.

Kellyssä on ohjelmointimahdollisuus ja lisävarusteena saatava Bluetooth-dongle kannattaa hankkia samalla.

Cyclonen oma kontrolleri omaa laajan käyttöjännitealueen; se on tarkoitettu 24V-72Voltin akuille, mutta siinä ei ole ohjelmointimahdollisuutta, eli se tuottaa kiinteästi 40A:n virran, jota voit tietysti hallita esim. valikoimastamme löytyvällä Cycle Analystillä ja siihen liitettävällä Cycle Analystin Shunt-moduulilla. 

Molemmat kontrollerityypit vaativat CA:han liitettäessä ko. Shunt-moduulin väliin.

Cyclonea voidaan siis käyttää monella eri jännitteellä ja sekä vakiokontrolleri, että Kellyn 72101X tukee 36-72 voltin akustoa.

Huippunopeus määräytyy käytettävän akun jännitteen mukaan, esim. vertailtaessa 36-voltin ja 72-voltin akkua, saadaan jälkimmäisellä teoriassa kaksinkertainen huippunopeus.

Huippuja Cyclonella varustettu pyörä kerää pyörän + kuskin painosta sekä pyörän rengaskoosta riippuen Cyclonen vakiokontrollerillakin 72-voltin akulla n. 60 km/h, jota voidaan toki rajoittaa halutuksi esim. Cycle Analystiä käyttämällä. Lisäksi Cycle Analystiin on ohjelmoitavisssa erilaisia moodeja, joilla napin painalluksella voidaan vaihdella esim.  kadulla sallitun 250/1000-watin ja 25/kmh:n sekä toisen “offroad-ohjelman” 3000 watin ja rajoittamattoman huippunopeuden välillä.

Moottoreiden teknisiä rakenteita ja arvoja ja niiden merkitys.

HAL-antureiden mukaan luokittelu.

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

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

HAL-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.

HAL-antureiden etuja ovat mm:

• Moottorin starttausvaiheessa kontrolleri osaa päätellä moottorin halutun pyörimissuunnan oikein HAL-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.

Lisäksi suuresta Kv-arvosta on muutakin haittaa, pienempi Kv-arvo tuottaa kuitenkin enemmän vääntöä, jota tarvitaan kiihdytyksissä ja ylämäkien kiipeämisessä. Pienemmällä Kv-arvolla moottori lisäksi kiertää enemmän, josta erityisesti sähkömoottori pitää ja tällä estetään lisäksi moottorin liiallinen lämpeneminen, joka on erityisen tuhoisaa käytettäessä yhdessä suurta Kv-arvoa ja suurta nopeutta, jossa ilmanvastus pakottaa suureen tehonkäyttöön. Lisäksi yli sadan voltin kontrollereiden tarjonta ja hinnoittelu ohjaa hankkimaan maks. 72-voltin kontrollerin, joita siis markkinoilla on pilvin pimein ja järkevämmin hinnoiteltuna.

Lisäksi virrankulutus lisääntyy rajusti tuollaisilla nopeuksilla, joka taas lisää painetta hankkia suurempi akusto, joka taas lisää ajokin massaa, joka taas lisää..jne. jne.

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.