المحرك المركزي مقابل محرك المحور: أيهما أفضل

مبدأ عمل كل محرك

أولاً، الأساسيات. المحرك المركزي يُركب عند علبة الدواسة — حيث توجد الدواسات والذراعات — ويحرك العجلة الخلفية عبر السلسلة. المحرك لا يدور العجلة مباشرة؛ بل يدور السلسلة، التي بدورها تدور العجلة الخلفية، نفس مبدأ الدواسة. محرك المحور يُركب مباشرة في مركز العجلة الخلفية — دوران المحرك هو دوران العجلة، بلا وساطة السلسلة. من ناحية البناء، محرك المحور بسيط؛ المحرك المركزي معقد، مع مكونات إضافية للقابض وتروس التخفيض ومستشعر العزم.

مقارنة العزم

استخدمنا نفس الإطار مع محرك مركزي 500 واط ومحرك محور خلفي 500 واط للاختبار. المحرك المركزي ينتج 80 نيوتن متر عزم اسمي، 120 نيوتن متر ذروة. محرك المحور ينتج 45 نيوتن متر اسمي، 65 نيوتن متر ذروة. نفس 500 واط، لكن عزم المحرك المركزي ضعفين تقريباً. لماذا؟ لأن المحرك المركزي لديه مجموعة تروس تخفيض داخلية، عادة نسبة 1:4 إلى 1:8، تُبادل سرعة المحرك بعزم مضاعف. محرك المحور بلا تروس تخفيض — المحرك يحرك العجلة مباشرة، فالعزم هو ما ينتجه المحرك نفسه، بلا مضاعفة.

ماذا يعني هذا عملياً؟ الانطلاق على منحدر 25 درجة: المحرك المركزي يصعد بدواسة المحرك فقط؛ محرك المحور يحتاج مساعدة الدواسة. تسارع 0 إلى 25 كم/س: المحرك المركزي 4.2 ثانية، محرك المحور 6.5 ثانية. بحمل 100 كجم على منحدر 15 درجة، المحرك المركزي يحافظ على 18 كم/س، محرك المحور ينخفض إلى 10 كم/س. فجوة العزم واضحة جداً على مسارات الجبال والصعودات الحادة.

مقارنة الكفاءة

على كفاءة المحرك، كثيرون يفترضون أن المحرك المركزي دائماً أكثر كفاءة — هذا ليس صحيحاً بالضرورة. على أرض منبسطة بسرعة ثابتة، محرك المحور في الواقع أكثر كفاءة بـ 3 إلى 5% لأنه لا توجد خسارة نقل بالسلسلة؛ المحرك يحرك العجلة مباشرة بأقل خسارة طاقة. لكن في سيناريو التسلق، المحرك المركزي يتفوق لأنه يستخدم نظام التروس للحفاظ على المحرك في نطاق دورانه الأمثل. على منحدر 15 درجة، المحرك المركزي يصعد في السرعة الثانية، حافظاً دوران المحرك عند 3500 لفة/دقيقة، كفاءة 82%. محرك المحور يجبر، الدوران ينخفض إلى 1200 لفة/دقيقة، الكفاءة تنخفض إلى 68%. كفاءة المحرك إذاً لا لها فائز واضح — تعتمد على حالة الاستخدام.

اختبار التسلق

لاختبار تسلق الدراجة الجبلية الكهربائية بمحرك مركزي، اخترنا مسار جبلي 300 متر بميل متوسط 15 درجة، أشد قسم 20 درجة. المحرك المركزي 500 واط مع بطارية 48 فولت 15 أمبير ساعة أنهى المسار في 2 دقيقة 15 ثانية بدواسة المحرك فقط، حرارة المحرك ارتفعت من 25 إلى 58 درجة، استهلاك البطارية 18%. نفس محرك المحور 500 واط مع نفس بطارية 48 فولت 15 أمبير ساعة أنهى في 3 دقائق 40 ثانية، حرارة المحرك وصلت 72 درجة، استهلاك البطارية 27%. الفجوة تأتي من عاملين: المحرك المركزي عزمه أعلى فيصعد أسرع، مستخدماً وقتاً وبطارية أقل؛ والمحرك المركزي يحافظ على دوران كفء عبر التروس، محولاً مزيداً من كل واط إلى حركة أمامية.

مقارنة المدى

المدى مرتبط مباشرة بالكفاءة. نفس بطارية 48 فولت 15 أمبير ساعة، أرض منبسطة بسرعة ثابتة 25 كم/س: مدى محرك المحور 62 كم، المحرك المركزي 58 كم — محرك المحور يذهب 4 كم أبعد بسبب خسائر نقل أقل على الأرض المسطحة. لكن أضف طرق جبلية وميول، ومدى المحرك المركزي يتقدم إلى 55 كم بينما محرك المحور ينخفض إلى 42 كم — فجوة 13 كم. إذا كان سيناريو ركوبك أساساً تنقل المدينة على طرق مسطحة، محرك المحور مدى أفضل. إذا كان ركوب جبلي بكثير من الميول، تفوق مدى المحرك المركزي ملحوظ.

الوزن ومركز الجاذبية

محرك محور 500 واط يزن 3.2 كجم، جميعه مركز في العجلة الخلفية. محرك مركزي 500 واط يزن 3.8 كجم، مركب عند علبة الدواسة. رغم أن المحرك المركزي أثقل بـ 0.6 كجم، وزنه يجلس في المركز المنخفض للإطار، معطياً توزيع وزن أكثر تساوياً. وزن محرك المحور مركز خلفياً، جاعلاً العجلة الخلفية أثقل والقيادة بطيئة في المنعطفات. أجرينا اختبار مقارنة: نفس الإطار، نفس المواصفات، دراجة المحرك المركزي أخذ المنعطفات أسرع بـ 10 إلى 15% من دراجة محرك المحور، بسبب مركز الجاذبية المنخفض والعجلة الخلفية الأخف والقيادة الأكثر رشاقة.

مقارنة السعر

كمشتري محركات دراجات كهربائية، السعر مقياس صارم. محرك محور 500 واط يكلف 85 إلى 120 دولار. محرك مركزي 500 واط يكلف 180 إلى 280 دولار. الفرق يأتي أساساً من تروس التخفيض والقابض ومستشعر العزم. على مستوى الدراجة الكاملة، دراجة محرك محور 500 واط FOB تيانجين 450 إلى 580 دولار، دراجة محرك مركزي 500 واط 580 إلى 780 دولار — فرق 100 إلى 200 دولار، أساساً من المحرك. استخدمنا محركات Bafang المركزية — جودة ثابتة، لكن أغلى بـ 20 إلى 30% من البدائل المحلية.

الصيانة والمتانة

محرك المحور بنيوي بسيط — بلا قابض أو تروس تخفيض — فمعدل العطل منخفض، الصيانة رخيصة، استبدال محمل يكلف عشرات الدولارات. مجموعة تروس المحرك المركزي الداخلية تتلقى حملاً مستمراً، وتآكل وجوه التروس هو نقطة العطل الرئيسية — عموماً فحص التروس ضروري بعد 2 إلى 3 سنوات، بتكلفة استبدال 150 إلى 250 دولار. لكن المحرك المركزي لديه مستشعر عزم، معطياً إحساس مساعدة أكثر طبيعية — تدوس الدواسة والمحرك يستجيب فوراً، تتوقف عن الدوس والقوة تقطع فوراً، تجربة قيادة أنعم بكثير. محرك المحور يستخدم مستشعر سرعة أو كادرنس، بتأخير استجابة بنصف نبضة، ليس بنعومة المحرك المركزي.

كيف تختار

نصيحة بسيطة. للتنقل بالمدينة، طرق مسطحة أساساً، ميزانية محدودة، ولا أهمية لسرعة التسلق — اختر محرك المحور. قيمة أفضل، مشاكل صيانة أقل. للقيادة الجبلية، ميول كثيرة، رغبة في أداء القيادة والتسلق، بميزانية كافية — اختر المحرك المركزي. عزم أعلى، كفاءة أعلى، وفعلياً مدى أفضل في terrain متموج. إذا تبني دراجة جبلية كهربائية، المحرك المركزي هو المعيار — لا سبب لبناء دراجة جبلية مميزة بمحرك محور. لدراجات المدينة، محرك المحور كافٍ؛ لا حاجة لإنفاق إضافي على محرك مركزي.

إنتاج المصنع

تيانجين شينغبن، 15000 متر مربع، 4 خطوط إنتاج، أكثر من 110 عامل، سعة إنتاج شهرية بقيمة مليون يوان. نصنع كلا النوعين، مطابقين لسوق العميل المستهدف. كل محرك يخضع لاختبار 30 دقيقة حملاً كاملاً قبل الشحن، قياس منحنيات الحرارة وتدهور العزم. الإطارات تستخدم ألمنيوم 6061 بلحام TIG، بطاريات تُنتج داخلياً بإنتاج يومي 2000 حزمة واكتفاء ذاتي 100%. شهادة EN 15194، معدل النجاح الأول 97%، معدل العيوب 1.2%. الحد الأدنى 50، عينات 7 إلى 15 يوماً، إنتاج ضخم 20 إلى 35 يوماً. زيارات المصنع مرحب بها — مطار تيانجين إلى المصنع 50 دقيقة.