Bicicletă asistată cu pedale

De la Wikipedia, enciclopedia liberă.
Salt la navigare Salt la căutare
Bicicletă montană asistată de pedală

Bicicleta asistată cu pedală (EPAC - Electric pedal assisted cycle , numită și bicicletă electrică , pedelec sau bipa ) este o bicicletă a cărei acțiune propulsivă umană este adăugată la cea a unui motor . În trecut existau bicicleta motorizată , unde era obișnuită utilizarea unui motor cu ardere internă , în timp ce în ultimii ani motoarele sunt aproape exclusiv electrice . Bicicleta asistată cu pedală în această configurație este foarte silențioasă, nu are emisii poluante în timpul funcționării și asigură câteva zeci de km de autonomie utilizând asistența motorului, până la peste 150 km în cele mai avansate modele ( baterii cu litiu ) .cu un coeficient variabil de distribuție a lucrării între motor și ciclist și adesea selectabil de către ciclist însuși.

Descriere

Componente

Schema unei biciclete asistate cu pedale

Pe lângă componentele unei biciclete clasice, pedala asistată este compusă din:

Motor

Sunt motoare electrice în curent continuu cu tensiuni de la 12 la 48 V , integrate pe axa uneia dintre cele două roți , adesea pe cea din spate sau motorul poate fi plasat și axial la pedale prin intermediul unei transmisii și a transmisiei lanţ. Acestea pot fi împărțite în două categorii:

  • fără perii ( fără perii )
  • cu pensule ( periate )

Motoarele fără perii au avantajul că nu necesită întreținere și sunt puțin mai scumpe. Puterea motoarelor în prezent ( 2005 ) pe piață variază de la 180 la peste 1000 de wați . Mai pe scurt, din moment ce aproape toate bicicletele asistate cu pedale sunt acum electrice, vorbim despre biciclete electrice . Cu toate acestea, acest termen este mai puțin precis și include, de asemenea, biciclete care nu depășesc definiția codului autostrăzii , în special cele în care motorul funcționează independent de pedalare.

Doar pentru a vă face o idee despre ordinele de mărime, un motor de 250 W permite unei persoane de aproximativ 80 kg, începând de la staționară și sosind staționară, să parcurgă un gradient de 10% (aproximativ 100 de metri cu o diferență de înălțime de 10 metri ) la o viteză medie de 9 km / h. De fapt, pentru principiul conservării energiei, lucrarea necesară pentru a transporta m = 100 kg (80 kg de călăreț + 20 kg de bicicletă) împotriva forței de greutate (adică m × g) pentru o diferență de înălțime de 10 metri (h 2 -h 1 ) este egal cu e = m × g × (h 2 -h 1 ) = 10 4 J. Puterea necesară pentru a furniza această energie și într-un timp T = spațiu / viteză = 10 [m] / 0, 25 [m / s] este egal cu P = e / T = 10000J / 40s = 250 W Desigur, acest lucru nu înseamnă că un motor cu o putere nominală de 250 W este capabil să furnizeze exact puterea de mai sus, deoarece eficiența motorului este în general mai mică de 1 cu zece sau mai multe puncte procentuale. Pe de altă parte, totuși, aceste motoare sunt în general capabile să ofere puteri de vârf (adică pentru o perioadă scurtă de timp) semnificativ mai mare decât puterea lor nominală continuă, prin urmare, sub sarcină, pot ajuta chiar mai mult: puteri de vârf diferite și diferite sisteme de gestionare a asistenței prin urmare, permite performanțe care sunt, de asemenea, foarte diferite de la motor la motor.

Baterie

Model de femei

Există multe tipuri de baterii bazate pe chimia și capacitatea bateriei. Costul vehiculului depinde de baterie. Cele mai fiabile baterii sunt bateriile litiu- ion între 10-15 Ah de la 24 la 36 V. Cu baterii de această capacitate (200-250 Wh sau 0,72-0,9 MJ de energie stocată) pot fi acoperite în funcție de nivelul de asistență și greutatea vehiculului și a ciclistului de la 40 la 180 km și peste.

Anterior (2006-2008), au fost utilizate baterii cu plumb 12V-24 V 10 Ah și NiMh și încă mai există pe piață, mult mai grele și mult mai puțin performante decât bateriile litiu-ion. Modelele cu aceste baterii costă mult mai puțin și sunt uneori vândute pe stoc pe principalele canale de internet.

Amplasarea motorului

În funcție de amplasarea motorului, în diferitele modele de biciclete, performanța generală și comportamentul vehiculului se pot modifica cu avantaje și dezavantaje, în funcție de caz:

Amplasarea motorului în butucul roții din față are avantajul unei ușurințe relative de implementare a sistemului de propulsie electrică (cu reducere relativă a costurilor de construcție) și o distribuție mai bună a greutății, mai ales dacă bateria este amplasată pe bagajul din spate raft. Cu toate acestea, există o manevrabilitate slabă posibilă la pornirea pe suprafețe alunecoase sau pe urcări abrupte datorită prezenței acționării pe roata din față. Mai mult, solicitările puternice de tracțiune ale furcii din față, care este conectată direct la motor, pot contribui la ruperea acestuia, mai ales dacă este amortizată. Din acest motiv, motoarele plasate în butucul frontal nu au, în general, un cuplu ridicat. Nu este o soluție adecvată pentru călătorii cu urcări frecvente și lungi, deoarece motorul nu poate profita de cutia de viteze pentru bicicletă, dacă este prezentă, și, prin urmare, poate să nu poată contribui în mod eficient la avansarea vehiculului.

Amplasarea motorului în butucul roții din spate are avantajul exploatării tracțiunii din spate, îmbunătățind manevrabilitatea și stabilitatea vehiculului. Pe de altă parte, bicicleta rămâne dezechilibrată cu greutatea din spate, chiar mai rău dacă bateria este montată pe suportul din spate. Cu toate acestea, amplasarea forței motrice pe roata din spate favorizează posibilitatea instalării motoarelor cu cuplu mai mare fără a afecta stabilitatea și integritatea vehiculului. Chiar și în acest caz, totuși, deoarece nu poate profita de cutia de viteze, sistemul nu este deosebit de potrivit pentru călătoriile cu urcări frecvente, mai ales dacă sunt abrupte, deoarece pe termen lung ar putea duce la supraîncălzirea motorului și / sau a componente electrice cu posibilele defecțiuni.

Motorul plasat pe axa pedalelor are posibilitatea de a utiliza schimbarea de viteză prezentă în bicicletă, exploatând același principiu ca și cutia de viteze a autovehiculelor, cu un mare avantaj mai ales în urcări unde, datorită utilizării unor rapoarte adecvate, este posibil să depășim pante.notabil. Pe de altă parte, necesită cadre special concepute și construite, cu specificații adecvate pentru amplasarea lor și cu costuri ridicate de construcție. Mai mult, deoarece motorul este conectat direct la lanțul de transmisie, există o uzură mai mare a componentelor transmisiei. Cu toate acestea, având în vedere puterea redusă de 250 W permisă de codul autostrăzii, posibilitatea utilizării cutiei de viteze face ca aceste motoare să fie „urcătoare” excelente chiar și pe traseele montane. Aceasta este o soluție adoptată mai ales pentru bicicletele de ultimă generație, inclusiv pentru bicicletele montane extrem de tehnice. Majoritatea bicicletelor care adoptă această soluție sunt în general echipate cu un senzor de stres pe mișcarea pedalelor.

Senzor de pedalare

Aceasta este o componentă fundamentală a unei biciclete electrice asistate de pedale: senzorul de pedalare trebuie să comunice unității de comandă dacă pedalați efectiv; numai în acest caz motorul poate fi activat, conform reglementărilor europene. În principiu, există două tipuri: cele care detectează rotația simplă a pedalelor și cele care detectează efortul depus efectiv de ciclist pe pedale. Senzorii de primul tip sunt în general realizați prin intermediul unor magneți care, la fiecare rotație a pedalei, activează un senzor fix pe cadrul bicicletei; sunt ieftine, dar provoacă o anumită întârziere la start (deoarece trebuie să așteptați să treacă un număr suficient de magneți în fața senzorului). Senzorii care detectează efortul pot fi de diferite tipuri, dar, în practică, sunt capabili să estimeze puterea impresionată de ciclist pe pedale; aceste sisteme sunt de obicei mai scumpe, dar permit o pedalare mai naturală, deoarece sunt mai receptive. [1]

Senzor de stres

În majoritatea ciclurilor cu motor situat pe axa pedalei (și mai rar la modelele cu motor cu butuc) există un senzor de forță (sau presiune). Acest senzor dă consimțământul activării motorului la presiunea minimă a piciorului pe pedală. Prin urmare, pornirea de la oprire și activarea motorului sunt instantanee și coincid cu presiunea piciorului pe pedală. În absența presiunii pe pedală, asistența electrică se oprește. Acest sistem vă permite să modulați forța propulsiei electrice în timpul deplasării într-un mod foarte natural și precis, adică în conformitate cu forța exercitată de picioarele pe pedale (cu cât împingeți mai mult pe pedale, cu atât motorul este mai mare ajută viguros și invers), redând senzația unei pedale naturale, iar conducerea vehiculului poate fi considerată aproape ca o bicicletă musculară obișnuită. Dezavantajul este acela de a contribui constant muscular la avansarea vehiculului, deși într-o măsură relativ modestă, în funcție de nivelul de asistență selectat și de panta drumului (de aici percepția pedalării unei biciclete normale cu impresia plăcută de a fi într-o formă fizică excelentă). Este un sistem care favorizează un antrenament fizic modest al șoferului, deoarece menține circulația inimii, a mușchilor și a sângelui în mod constant activ la o rată ușor mai mare decât în ​​starea de odihnă, dar fără oboseală fizică deosebită, cu excepția cazului de kilometraj foarte lung. Obligația șoferului de a contribui muscular la avansarea vehiculului ajută la reducerea consumului de baterii, extinzând în mod eficient autonomia acestuia.

Senzor de rotație

La majoritatea vehiculelor cu motorul amplasat în butuc, nu există un senzor de forță, ci un senzor de rotație, a cărui implementare este mult mai simplă din punct de vedere tehnic și mai ieftină: în acest caz, consimțământul pentru activarea motorului are loc în același timp cu rotația pedalele și nu cu presiunea exercitată asupra lor. Prin urmare, „prima lovitură de pedală” care are loc la start are loc exclusiv prin intermediul efortului muscular al șoferului. De îndată ce rotația pedalelor este pornită, motorul este activat cu o forță constantă care nu poate fi modulată de șofer, legată de nivelurile de asistență disponibile, până la turația maximă de rotație a motorului (aproximativ 25 km / h) acest lucru este posibil. Se menține fără niciun efort muscular, pur și simplu continuând să rotiți pedalele. Oprirea rotației pedalelor dezactivează automat asistența electrică.

La modelele mai avansate poate exista o ajustare fină a asistenței, care poate fi implementată de șofer folosind o clapetă de mână. Cu toate acestea, chiar și în acest caz, consimțământul pentru activarea motorului trebuie făcut prin rotirea pedalelor. Acest lucru este esențial pentru ca vehiculul să respecte legea pentru circulația pe drumurile publice. Senzația de conducere, odată cu adoptarea senzorului de pedalare, este mai asemănătoare cu conducerea unui moped mic decât a unei biciclete, dar are avantajul de a putea menține ritmul fără niciun efort muscular. Cu toate acestea, la urcare, contribuția musculară este adesea necesară, având în vedere puterea redusă permisă de codul autostrăzii.

Un dezavantaj important al acestui sistem este dificultatea pentru șofer de a putea proceda la viteze mai mici decât cele impuse de nivelul de asistență selectat: cu alte cuvinte, este foarte dificil, de exemplu, să poată ține același ritm ca un tovarăș de călătorie pe care ni se alătură cu o altă bicicletă. În plus, posibilitatea ca șoferul să fie scutit de contribuția musculară la avansarea vehiculului crește consumul bateriei, reducând efectiv autonomia acesteia.

Autonomie

Lăsând-o deoparte pe cea obținută fără ajutorul motorului electric, care este comparabilă cu cea a bicicletelor clasice și care este teoretic infinită, autonomia depinde de mulți factori [2], cum ar fi:

  • cale
  • greutate
  • viteza
  • postura și îmbrăcămintea ciclistului
  • tipul de asfalt
  • starea bateriei și încărcarea rămasă a acesteia
  • presiunea cauciucului

Dacă luăm ca referință o bicicletă de clasă medie bună, cu componente de bună calitate, putem spune că, în general, o baterie de 300 watt-oră poate ajuta la pedalare timp de aproximativ 55 km, care devine 35 km în cazul unui traseu cu diferite urcări și urcări în schimb la 75 km în cazul unui traseu plat.

În timp, durata de viață a bateriei va începe să scadă treptat, de obicei acest lucru se întâmplă după primele 18/24 de luni, dacă bateria a fost gestionată într-un mod optim.

De obicei, datele privind autonomia se referă la o cale fără pante, cu un ciclist de aproximativ 70 kg în greutate, în medie 20 km / h, în poziție verticală sau ușor înclinată înainte și cu un asfalt în stare bună sau excelentă și ușor stare brută. Bateriile sunt destinate să fie încărcate și complet eficiente.

Sport și critică

Rai a documentat existența bicicletelor echipate cu un sistem de asistare a pedalei, care sunt complet identice cu bicicletele tradiționale; fostul pilot și comentator Davide Cassani și- a exprimat de fapt ipoteza că aceste biciclete ar fi fost folosite de unii bicicliști profesioniști în timpul curselor: echipate cu un motor electric ascuns printr-o comandă similară unui buton, plasat sub ghidon, ar fi avut a ajutat sportivii în competiții [3] , indicând printre sportivii incorecți profesionistul elvețian Fabian Cancellara [4] , dar această acuzație nu a fost niciodată dovedită și a rămas pură conjectură [5] și analizele ulterioare au arătat că acuzația în sine era în orice caz improbabil [6] .

Acest fenomen este identificat ca dopaj tehnologic și au fost constatate mai multe cazuri. [7]

Directiva europeană 2002/24 / CE: definiția bicicletei cu pedală asistată

Directiva europeană 2002/24 / CE ( articolul 1, punctul h ) definește bicicleta asistată de pedală ca fiind o bicicletă echipată cu un motor electric auxiliar și cu următoarele caracteristici:

  • puterea nominală continuă maximă a motorului electric: 0,25 kW
  • puterea motorului redusă progresiv și apoi întreruptă la atingerea a 25 km / h
  • alimentarea cu energie a motorului întreruptă înainte de 25 km / h dacă ciclistul nu mai pedalează
E-Bike Rad Runner
Rad Runner E-Bike 0,25kW

Vehiculele care îndeplinesc această directivă nu trebuie să fie omologate și sunt considerate din toate punctele de vedere, cum ar fi bicicletele tradiționale. Pe de altă parte, vehiculele care nu îndeplinesc aceste cerințe în același timp nu pot fi considerate biciclete și, prin urmare, trebuie omologate și înmatriculate. Această directivă a fost pusă în aplicare în Italia prin decretul din 31 ianuarie 2003 al Ministerului Infrastructurii și Transporturilor și, prin urmare, este în vigoare.

Notă

  1. ^ Senzor de detectare a pedalei , pe www.bicielettriche.bikeitalia.it , 1 octombrie 2013. Accesat la 11 decembrie 2013 (arhivat de la adresa URL originală la 10 decembrie 2013) .
  2. ^ Bicicletă electrică: Cum funcționează? Aflați mai multe - BikeShopTest , pe bikeshoptest.it . Adus la 23 martie 2021 .
  3. ^ Cassani și bicicleta cu motorul , în La Repubblica , 14 iunie 2010. Accesat la 30 septembrie 2010 .
  4. ^ În Italia, ei vor să-l numească Fabian "Valentino" Cancellara , pe www.tio.ch , 2 iunie 2010. URL accesat la 30 ianuarie 2021 (arhivat din original la 10 martie 2016) .
  5. ^ UCI neagă rapoartele privind dopajul motorizat | Cyclingnews.com
  6. ^ Antibufala: ciclism, dopaj motorizat? [UPD 06/07/2010] | Dezinformaticianul
  7. ^ O bicicletă trucată: CSI îi va găsi pe vinovați

Elemente conexe

Alte proiecte

linkuri externe

Controlul autorității Thesaurus BNCF 53765 · GND (DE) 7857445-6