Kas iš tikrųjų slypi po elektrinių dviračių varikliais
Kai prieš kelerius metus pirmą kartą išbandžiau elektrinį dviratį, buvau nustebęs ne tiek dėl to, kad jis važiuoja, o dėl to, kaip skirtingai jaučiasi įvairūs modeliai. Vienam pedalus spaudžiant atrodė, kad dviratis tarsi savaime žino, kiek pagalbos man reikia, o kitas jautėsi lyg kas stumtų iš galo. Pasirodo, viskas priklauso nuo to, kur įmontuotas variklis. Ir tai nėra vien techninis niuansas – tai fundamentaliai keičia viso dviračio elgseną.
Elektriniuose dviračiuose naudojami du pagrindiniai variklių tipai: vidurinis (mid-drive) variklis, montuojamas prie pedalų mechanizmo, ir rato variklis (hub motor), integruotas į priekinį arba galinį ratą. Kiekvienas iš jų turi savo logiką, privalumus ir situacijas, kuriose jie tikrai spindi. Supratimas, kaip jie veikia, padeda ne tik išsirinkti tinkamą dviratį, bet ir geriau jį prižiūrėti bei naudoti.
Vidurinio variklio anatomija ir veikimo principas
Vidurinis variklis montuojamas ten, kur įprastame dviračyje yra pedalų ašis – dviračio centre, žemai prie žemės. Tai ne atsitiktinė vieta. Kai variklis sukasi kartu su pedalais, jis tiesiogiai veikia dviračio pavarų sistemą. Tai reiškia, kad jūsų kojų jėga ir variklio galia susijungia dar prieš patenkant į pavaras.
Štai kaip tai veikia praktiškai: kai spaudžiate pedalus, specialūs jutikliai (paprastai torque sensoriai) matuoja, kokią jėgą pridedate. Variklis reaguoja į šį spaudimą ir prideda savo galią proporcingai – jei labiau spaudžiate, variklis labiau padeda. Jei lengviau – mažiau. Tai sukuria labai natūralų važiavimo pojūtį, tarsi tiesiog turėtumėte super stiprias kojas.
Kadangi vidurinis variklis naudoja dviračio pavaras, jis gali efektyviai dirbti įvairiose situacijose. Kopiant į kalną, perjungiate žemesnę pavarą – ir variklis taip pat gauna mechaninį pranašumą. Tai panašu kaip automobilio pavarų dėžė: žemesnė pavara suteikia daugiau jėgos, aukštesnė – didesnį greitį. Bosch, Shimano, Yamaha ir Brose yra pagrindiniai žaidėjai šioje rinkoje, ir jų varikliai dažniausiai sveria apie 3-4 kilogramus.
Rato variklio konstrukcija ir darbas
Rato variklis yra visiškai kitoks žvėris. Jis įmontuotas tiesiog į dviračio ratą – priekinį arba galinį – ir sukasi kartu su juo. Čia nėra jokio ryšio su pedalų mechanizmu ar pavarų sistema. Variklis tiesiog stumia ratą, o jūs pedaluojate savo noru.
Yra du pagrindiniai rato variklių tipai: su krumpliaračiais (geared) ir be jų (direct drive). Su krumpliaračiais varikliai turi viduje mažų krumpliaračių sistemą, kuri leidžia varikliu suktis greičiau nei pačiam ratui. Tai padidina efektyvumą žemesniuose greičiuose ir leidžia varikliu būti kompaktiškesniam. Be krumpliaračių varikliai yra tiesiog dideli, sunkūs ir galingi – jie sukasi tiksliai tuo pačiu greičiu kaip ratas.
Rato varikliai paprastai veikia pagal greičio arba kadencijos jutiklius. Greičio jutiklis tiesiog fiksuoja, kad pedalai juda, ir įjungia variklį. Kadencijos jutiklis matuoja, kaip greitai sukate pedalus. Tai paprasčiau nei torque jutikliai, bet ir mažiau natūralu – variklis nejaučia, kaip stipriai spaudžiate, tik tai, kad pedalai juda.
Svoris, balansas ir valdymas
Kai važiuojate dviračiu, svorio pasiskirstymas yra neįtikėtinai svarbus, nors dažnai to net nesuvokiame. Vidurinis variklis, būdamas žemai ir centre, laikosi auksinio dviračių dizaino principo – svoris turi būti kuo žemiau ir kuo arčiau centro. Tai reiškia, kad dviratis jaučiasi stabilesnis, lengviau valdo posūkiuose ir natūraliau reaguoja į jūsų judesius.
Rato variklis prideda svorio prie vieno iš ratų. Jei variklis priekyje, jaučiate sunkumą vairuojant, ypač žemame greityje ar stumdami dviratį. Jei gale – gali būti sudėtinga kelti priekinį ratą per kliūtis, bet stabilumas paprastai geresnis. Galiniai rato varikliai dažniausiai sveria 3-5 kilogramus, priklausomai nuo galios, o priekiniai būna šiek tiek lengvesni.
Praktiškai tai reiškia, kad su vidiniu varikliu lengviau manevruoti siauru taku, nešti dviratį laiptais ar pakabinti ant automobilio. Su rato varikliu – ypač galiniu – dviratis jaučiasi stabilesnis tiesiais ruožais, bet reikalauja daugiau pastangų manipuliuojant jį ne važiuojant.
Efektyvumas ir baterijos naudojimas
Čia vidurinis variklis tikrai laimi. Kadangi jis naudoja dviračio pavaras, gali dirbti optimaliame savo apsisukimų diapazone net tada, kai dviratis juda įvairiais greičiais. Kopiant į kalną, perjungiate žemesnę pavarą – variklis sukasi greičiau ir efektyviau. Važiuojant lygumu, aukštesnė pavara leidžia varikliu suktis lėčiau ir taupyti energiją.
Rato variklis tokio pranašumo neturi. Jis sukasi tiksliai tuo greičiu, kuriuo juda ratas. Kopiant į kalną, ratas sukasi lėtai – variklis irgi sukasi lėtai, o tai dažnai nėra jo efektyviausias režimas. Rezultatas? Daugiau energijos iššvaistoma kaip šiluma, mažiau – kaip judėjimas į priekį.
Realiuose testuose vidurinio variklio dviračiai paprastai nuvažiuoja 10-20% toliau su ta pačia baterija, palyginus su rato variklio dviračiais panašiomis sąlygomis. Tai ypač pastebima kalnuotose vietovėse. Lygumoje skirtumas mažesnis, bet vis tiek egzistuoja.
Priežiūra, remontas ir ilgaamžiškumas
Rato variklis šioje kategorijoje yra tikras čempionas paprastumo požiūriu. Jis uždarytas, hermetiškas, beveik nereikalauja priežiūros. Nėra judančių dalių, kurios trinasi viena į kitą (išskyrus guolius), nėra ryšio su kitomis dviračio sistemomis. Jei kažkas sugenda, paprastai keičiate visą ratą arba variklį – ne idealus variantas, bet bent jau nesudėtingas.
Vidurinis variklis yra integruotas į dviračio pavarų sistemą, o tai reiškia, kad jis veikia visą tą sistemą. Grandinė, žvaigždutės, kasečių blokas – visa tai dėvisi greičiau nei įprastame dviračyje, nes per juos eina ne tik jūsų kojų jėga, bet ir variklio galia. Kai kurie gamintojai teigia, kad grandinė gali nusidėvėti 2-3 kartus greičiau.
Tačiau pats vidurinis variklis paprastai yra patikimesnis ir ilgaamžiškesnis. Kokybiški viduriniai varikliai (Bosch, Shimano) gali be problemų tarnauti 10,000-15,000 kilometrų, o kai kurie ir daugiau. Rato varikliai, ypač pigesni Kinijos gamybos, kartais turi problemų su elektronika ar guoliais po kelerių tūkstančių kilometrų.
Dar vienas svarbus aspektas – padangų keitimas. Su rato varikliu tai sudėtingiau, ypač jei variklis gale ir turite kasečių bloką. Reikia atjungti laidus, išmontuoti variklį, pakeisti padangą, viską surinkti atgal. Su vidiniu varikliu keičiate padangas kaip įprastame dviračyje.
Kaina ir prieinamumas rinkoje
Rato varikliai paprastai yra pigesni. Galite nusipirkti neblogą rato variklio rinkinį už 300-600 eurų ir patys įsirengti į esamą dviratį. Tai padarė elektrines dviračius prieinamus daugeliui žmonių ir sukūrė visą DIY (pasidaryk pats) kultūrą. Yra tūkstančiai YouTube vadovų, kaip paversti senąjį dviratį elektriniu per savaitgalį.
Vidurinio variklio sistemos yra brangesnės – kokybiški varikliai kainuoja 1000-2000 eurų tik už patį variklį, neįskaitant baterijos ir kitų komponentų. Be to, jų įrengimas yra sudėtingesnis – paprastai reikia specialaus rėmo, sukurto būtent tam varikliui. Tai reiškia, kad dažniausiai perkate visą naują dviratį, o ne konvertuojate seną.
Tačiau ilgalaikėje perspektyvoje vidurinio variklio dviračiai gali būti ekonomiškesni. Jie efektyvesni (mažiau išlaidų elektrai), bet dėvisi pavaras (daugiau priežiūros). Rato varikliai taupo priežiūros išlaidas, bet gali reikėti daugiau elektros. Priklauso nuo to, kaip ir kiek važinėjate.
Kokiam važiavimui koks variklis tinka
Vidurinis variklis yra kaip šveicariškas peilis – universalus, bet ypač geras sudėtingose situacijose. Jei planuojate važinėti kalnuotomis vietovėmis, miškų takais, ar tiesiog norite, kad dviratis jaustųsi kuo natūraliau, tai jūsų pasirinkimas. Kalnų dviračiai su vidiniu varikliu (e-MTB) yra beveik visada su viduriniu varikliu – čia jis neturi konkurencijos.
Rato variklis puikiai tinka miesto važinėjimui lygiais keliais. Jei jūsų maršrutas – nuo namų iki darbo, daugiausia asfaltu, be didelių kalnų, rato variklis puikiai atliks savo darbą. Jis paprastesnis, mažiau reikalauja priežiūros, ir jei kažkas sugenda, nebrangiai suremontuosite.
Priekinis rato variklis turi vieną įdomų privalumą – jis sukuria visų ratų pavarą. Jūsų kojos varo galinį ratą, variklis – priekinį. Tai gali būti naudinga slidžiomis sąlygomis, nors reikia pripažinti, kad tai labiau teorinis nei praktinis pranašumas. Daugelis žmonių renkasi priekinį variklį tiesiog todėl, kad jį lengviau įrengti.
Galinis rato variklis yra populiariausias rato variklių tipas. Jis jaučiasi natūraliau nei priekinis (nes įprasti dviračiai turi galinę pavarą), stabilesnis, ir paprastai galingesnis. Jei renkate rato variklį, greičiausiai norėsite galinio.
Kas laukia ateityje ir ką pasirinkti šiandien
Technologijos nestovi vietoje. Naujausi viduriniai varikliai tampa lengvesni, kompaktiškesni ir tyliau dirba. Bosch Performance Line CX ketvirtosios kartos variklis yra 250 gramais lengvesnis už ankstesnį ir kur kas tyliau dirba. Shimano EP8 taip pat padarė didelę pažangą triukšmo mažinimo srityje.
Rato varikliai taip pat tobulėja. Nauji modeliai su integruotais torque jutikliais pradeda siūlyti natūralesnį važiavimo pojūtį. Kai kurie gamintojai eksperimentuoja su hibridinėmis sistemomis, kur mažas variklis integruotas į ratą, bet vis tiek komunikuoja su pavarų sistema.
Jei renkate dviratį šiandien, atsakymas priklauso nuo jūsų prioritetų. Norite geriausio važiavimo pojūčio, planuojate važinėti įvairiausiomis sąlygomis, nebijaite investuoti daugiau pinigų? Vidurinis variklis. Reikia paprasto, patikimo miesto dviračio, kuris nereikalautų daug priežiūros ir kainuotų priimtinai? Rato variklis.
Aš pats, išbandęs abu tipus, dabar turiu du dviračius – kalnų dviratį su Shimano vidiniu varikliu ir miesto dviratį su galiniu rato varikliu. Kiekvienas savo vietoje yra puikus. Ir tai, manau, yra svarbiausia išvada – nėra universaliai geriausio pasirinkimo. Yra tinkamas pasirinkimas konkrečiai jums, jūsų važiavimo stiliui ir poreikiams. Supratę, kaip veikia abu variklių tipai, dabar galite priimti informuotą sprendimą, kuris tarnaus jums daugelį metų ir tūkstančius kilometrų.