О крутящем моменте и взаимной зависимости тяги и скорости мотор колёса

 Для того, чтобы регулировать сочетание тяги и скорости в широком диапазоне, все автомобили имеют коробку передач, причём, последние,  дорогие модели – используют восьмиступенчатые трансмиссии!  Что было бы, если бы машина не имела коробки передач, а только сцепление?

     В хорошо всем известной продукции АвтоВАЗа, например, четвёртая передача, является прямой, - то есть частота вращения колёс и обороты двигателя на четвёртой передаче совпадают. Но не стоит и пробовать тронуться с места на прямой передаче, без   повышения крутящего момента, которое даёт «коробка»  на пониженных передачах, - только испортите «сцепление». 

    Мощность двигателя автомобиля в рабочем диапазоне оборотов изменяется незначительно, а сам диапазон оборотов относительно невелик: примерно от 1500 до 4500 об./мин. (для бензиновых двигателей), -  поэтому был придуман способ  изменять тягу и скорость, не выходя за пределы этого небольшого диапазона оптимальных оборотов двигателя внутреннего сгорания.

     Для этого  используется коробка передач.  На низких передачах, кпп, уменьшая скорость вращения колёс и при  этом увеличивая крутящий момент (тягу), позволяет машине тронуться с места,  заехать на крутой подъём, буксировать прицеп, или другую машину. На повышенных  передачах, скорость машины повышается, а тяга, или крутящий момент падает. На 5, или 6 передаче, машина не может преодолеть крутой затяжной подъём и для увеличения тяги, или крутящего момента, передача в КПП, - снова понижается.

   У большинства современных велосипедов, - тоже есть «коробка передач». Это трансмиссия в составе 2-3 звёзд на каретке и кассеты на 5 – 10 звёзд на заднем колесе, снабжённых переключателями скоростей. Итого, велосипед может иметь до 30 скоростей! Изменяя положение цепи на передних звёздах и кассете, велосипедист, при одинаковых физических усилиях (мощности), в широких пределах изменяет крутящий момент и скорость  велосипеда в соответствии с рельефом местности и желаемым режимом движения.

   У мотор колёс, -  коробки передач нет,  во всяком случае – пока (редуктор, - не в счёт, он служит для фиксированного изменения крутящего момента). Отчасти это объясняется тем, что электродвигатели, в отличие от ДВС, выдают  высокий крутящий момент в широком диапазоне оборотов и поэтому меньше нуждаются в КПП. С другой стороны, любая коробка перемены передач усложняет и удорожает конструкцию, делает её более громоздкой. 

    В электромобилях, -  удельная мощность электродвигателя,  на  один килограмм перевозимой массы, в среднем составляет 40 – 60 ватт и поэтому, имея гораздо более высокий крутящий момент, по сравнению с ДВС аналогичной мощности,  они справляются с троганием с места, не пользуясь понижающими передачами, а высокие обороты электродвигателя, - позволяют достигать больших скоростей движения, тоже без использования повышающих передач в КПП.

    У электровелосипеда, с мотор колесом, мощностью 350 – 1000 ватт, удельная мощность электродвигателя на один килограмм перевозимой массы, составляет всего 3 – 8 ватт и поэтому крутящего момента при таком соотношении мощности,  недостаточно для уверенного движения в разных условиях с высокой скоростью.

    Разработать и изготовить мотор колесо для электровелосипеда  мощностью 500 – 1000 ватт,  с высокой максимальной скоростью: 50 - 70 км в час, и даже больше, -  несложно. Проблема заключается в том, что при небольшой мощности: 500 – 1000 ватт, - развить высокую максимальную скорость,  такое мотор колесо,  сможет только без нагрузки, -   на  прямой дороге, при отсутствии сильного встречного ветра, или, вообще, - при движении под уклон. Не зря, - все жокеи имеют щуплую комплекцию, да и пилоты «формулы 1», не отличаются богатырским телосложением, - именно для того, чтобы снизить нагрузку на транспорт (лошадь тоже к нему относится).

    Обратите внимание, что в  мотор колёсах одной и той же мощности, если одно из них имеет  более высокую максимальную скорость, - то она реализуется только за счёт уменьшения крутящего момента, или проще говоря, - тяги.

    Такие мотор колёса будут немного быстрее  ехать по прямой, но на подъёмах, -  их скорость уменьшится, по сравнению с более тяговитыми  и менее скоростными  мотор колёсами, либо они вообще не смогут самостоятельно преодолеть затяжные подъёмы, которые под силу мотор колёсам со сбалансированными характеристиками.

    Все мотор колёса ТМ Volta bikes имеют оптимальное сочетание максимальной скорости и крутящего момента, применительно к мощности данного мотор колеса. Они разрабатываются по принципу: чем больше мощность, тем пропорционально выше и максимальная скорость и крутящий момент, без перекосов одной из характеристик.

     Поэтому, если Вам требуется более высокая максимальная скорость, следует покупать более мощное мотор колесо, чтобы помимо высокой скорости, оно обеспечивало и достаточную тягу.

     Если в характеристиках мотор колёс некоторых других компаний, с аналогичной мощностью, одновременно указана более высокая максимальная скорость, более высокий крутящий момент в аналогичных режимах работы и КПД выше 90%, знайте, - это обман! 

                                                                                          Allyur