Если вы достаточно долго катались на электровелосипедах, вы быстро поймете, что мощность — это лишь часть привлекательности. Другая важная часть — это звук, а точнее, его отсутствие. Плавный, тихий мотор может сделать электровелосипед изысканным и премиальным, в то время как гудящая, дребезжащая трансмиссия может удешевить впечатления, независимо от того, насколько сильными выглядят характеристики на бумаге.
Именно на этом, по словам Bafang, одного из крупнейших в мире производителей моторов для электровелосипедов, компания сосредоточилась на протяжении многих лет. И после того, как я побывал на их испытательном полигоне моторов, я смог увидеть, как они это делают.
Увиденное показало мне, как компания подходит к снижению шума мотора — и оказалось, что «тишина» является результатом не одного трюка или выбора материала, а системной инженерной задачи, которая начинается на электромагнитном уровне и доходит до того, как мотор установлен в раму велосипеда.
Откуда на самом деле берется шум моторов электровелосипедов
Шум мотора обычно делится на две категории. Первая — это электромагнитный шум — высокочастотное гудение, вызванное колеблющимися магнитными силами между статором и ротором. Это часто то, что вы слышите как свист под нагрузкой, особенно на более высоких уровнях помощи.
Вторая — это механический шум, который включает в себя все: от зацепления шестерен и работы подшипников до дисбаланса вращающихся частей и даже турбулентности воздуха внутри корпуса мотора. Как в мотор-колесах с редуктором, так и в центральных моторах, эти механические звуки часто замечаются райдерами в первую очередь.
Bafang заявляет, что снижение шума начинается с выявления и изоляции обоих источников, а не с попытки замаскировать их постфактум.
Тишина начинается с магнитной конструкции
В электромагнитном аспекте Bafang использует высокоточную симуляцию магнитных цепей для уменьшения колебаний плотности магнитного поля внутри мотора. Подавляя гармоники высших порядков и сглаживая магнитное поле, инженеры стремятся минимизировать вибрацию до того, как она превратится в слышимый шум.
Компания также подчеркивает использование высококачественных ламинатов из кремниевой стали с низкими магнитными потерями, что помогает уменьшить крошечные изменения формы, вызванные магнитострикцией — тонким, но реальным фактором, способствующим гудению мотора, которое часто упускается из виду за пределами дорогостоящих конструкций.
Структура, жесткость и контроль вибрации
Конструкция корпуса мотора играет большую роль, чем многие думают. Bafang заявляет, что отдает предпочтение компоновкам с внутренним ротором и более жестким корпусам, чтобы предотвратить усиление вибрации самим корпусом мотора. Строгий контроль равномерности воздушного зазора и качества ламинации помогает поддерживать баланс электромагнитных сил, снижая структурную вибрацию.
Не менее важна связь мотора с велосипедом. Виброгасящие монтажные конструкции помогают предотвратить передачу шума мотора в раму, где он может усиливаться и превращаться в знакомое резонансное гудение, которое издают некоторые электровелосипеды под нагрузкой.
Шестерни, подшипники и механическая сторона тишины
В приводной системе Bafang использует шестерни из композитных материалов, разработанные для гашения вибрации при сохранении долговечности. Эти шестерни часто самосмазывающиеся и значительно тише традиционных металлических аналогов при зацеплении под нагрузкой.
Роторы динамически сбалансированы для предотвращения внецентренной вибрации, а подшипники подбираются и смазываются специально для бесшумной работы при предполагаемых скоростях и нагрузках мотора. Ни один из этих выборов не является эффектным в спецификациях, поэтому они часто упускаются из виду, но в совокупности они обеспечивают заметно более плавную и тихую езду.
Измерение тишины
Компания располагает специализированной акустической лабораторией с звукопоглощающими камерами и прецизионным измерительным оборудованием, что позволяет инженерам анализировать шум в различных частотных диапазонах при разных условиях эксплуатации.
Я вошел в испытательную комнату, которая выглядела как звукоизолированные акустические испытательные камеры, которые вы могли видеть в различных отраслях, и это было сюрреалистичное ощущение полного отсутствия эха вокруг вас.
Там инженеры могут тестировать различные конфигурации и изменения переменных, чтобы увидеть, как они влияют на уровень шума мотора. Такой подход, основанный на данных, позволяет инженерам точно определять, откуда исходит шум, и совершенствовать конструкции в последующих поколениях — это тот тип итеративного улучшения, который райдеры часто замечают, даже если не могут точно объяснить, почему новый мотор «просто ощущается лучше».
По мере того, как электровелосипеды продолжают развиваться, утонченность становится не менее важной, чем сырая мощность. Тихие моторы делают поездки более приятными, но они также меняют восприятие электровелосипедов райдерами, пешеходами и регулирующими органами.
Разбор Bafang напоминает о том, что в детали, о которых райдеры редко задумываются, вкладывается много сложной инженерии — и что будущее лучших электровелосипедов может звучать больше как тишина, чем вы когда-либо могли ожидать!