Verschil in koppel achterwiel- en middenmotor

Onderdelen van de fiets
1

Goede dag,

Na een vrij lange oriëntatie op een ebike, heb ik een vraag over het verschil tussen de ondersteuning van een achterwiel en middenmotor.

De moderne middenmotors zijn tegenwoordig een stuk krachtiger 50 tot 100 Newton Meter aan momentkracht.

Achterwiel naaf motoren zijn op papier minder krachtig 35NM tot 50NM. Er zijn niet heel veel fietsfabrikanten meer die modellen uitbrengen met een achterwiel motor. (Sparta, Qwic, Koga)

Veel speed pedelecs worden daarentegen juist wel weer uitgerust met achterwiel motoren.

Gewoonweg om het een en ander beter te begrijpen. Klopt mijn onderstaande (natuurkundige mechanica) redenatie? Je kunt het koppel van een achterwiel- en middenmotor niet 1 op 1 met elkaar vergelijken.

Middenmotoren zijn in de regel krachtiger, hebben meer koppel, maar brengen hun moment over op het voorblad en vervolgens via de aandrijving op de achteras. Het netto moment op het achterwiel is daarom, afhankelijk van de versnelling (vertanding) een stuk lager.

Een middenmotor Bafang M300 heeft op papier 80 NM koppel. Met een krank van 17 cm levert dat 470 Newton op. Deze koppel wordt overgebracht op het achterwiel. Stel dat de vertanding in het achterwiel de helft is van het voorblad (2:1), dan levert dit nog maar 235 Newton op bij de as van het achterwiel.

Stel dat de fiets 28 inch banden heeft. De wielomtrek is dan 210,1 cm. De straal (helft van de diameter van de band) is dan (2XpiXr) te berekenen. Dit komt uit op op een straal van 33,42 cm.

Het moment op het loopvlak van de achterband is in deze situatie uiteindelijk 78,33 NM. Uiteraard rekening houdend met deze tandwieloverbrenging.

Een achterwiel motor heeft op papier 35 NM. De overbrenging op het aandrijfwiel is door de plaatsing echter direct. Stel dat deze fiets ook 28 inch banden heeft. De straal is 33,42 cm. Het moment op het loopvlak van de achterband is in dat geval 100/33,42 * 35 = 104 NM

Is mijn bovenstaande redenatie juist of maak ik hier een denkfout?

Persoonlijk vind ik een achterwiel motor een fijne ondersteuning bieden. Er zijn echter meer en meer fabrikanten die enkel nog kiezen voor middenmotoren. Bij de snelle fietsen pedelecs worden juist wel weer achterwiel motoren toegepast. Deze verschillende trends kan ik niet zo goed met elkaar rijmen. Wie heeft een heldere uitleg? Alvast dank! :blush:

2

Misschien een detail in je berekening: 210cm is de omtrek voor een racefiets met dunne bandjes (23-622). Voor de dikkere banden van een e-bike (bijv. 50-622) moet je rekenen met 223 cm.

3

Je berekeningen zijn juist, maar je drukt één zin verkeerd uit.

Op het loopvlak van de band zit er een kracht, geen moment. Jouw 78.33 en 104 Nm zijn wielmomenten.

Het vergelijken van het wielmoment is de juiste manier om te vergelijken tussen 2 motoren.

Je kan het laatst moment nog delen door de wielstraal, dan heb je de kracht waarmee de fiets wordt voortgeduwd door de motor. Daar komt natuurlijk nog de menselijke kracht bij.

Een wiel van 28’ met een 2’ band er op heeft een straal van ca 0,375m.
100Nm geeft dan een voorwaartse kracht van 266N. Dus daar geraak je een helling van 26% mee naar boven.

4

Dank voor jullie opmerkingen! Het blijft natuurlijk een globale berekening. Door versnellingen in combinatie met een middenmotor, kun je meer of minder kracht uit de de motor halen. Bij een achtermotor gaat dit principe niet op omdat diameter van je wiel een vast gegeven is.

5

Het is inderdaad zo dat, zeker tot voor kort en misschien nog wel, dat een achterwielmotor bij een speed pedelec aan te bevelen is omdat bij fietsen met een middenmotor je niet de snelheid van 45 km haalt.

Ik ben een duidelijk tegenstander van speed pedelecs die niet die 45 km kunnen halen, dat geeft alleen maar een argument om niet op de rijbaan te hoeven waar dat moet. Als je niet zo snel wilt, dan is een speed pedelec naar mijn idee niet de keuze die je moet maken.

Het waarom een achterwielmotor beter is denk ik dat elektromotoren het makkelijker hebben bij hogere toerentallen. Bij een speed pedelec op volle snelheid (waarbij het hoogste vermogen nodig is) maakt het achterwiel beduidend meer omwentelingen dan de trappers.

Voor hoge snelheid is koppel niet van belang maar vermogen.

6

Er is nog 1 voordeel aan een achterwielmotor.
Het vermogen en de kracht moeten dan niet door de ketting en de versnelling, maar wordt direct op het wiel uitgeoefend.

Nadeel daarvan is natuurlijk dat je achterwiel wat complexer wordt. “Even een wiel uitnemen” zit er dan niet zomaar in.

7

Er is ook een nadeel aan de achterwielmotor: minder geschikt voor langdurige beklimmingen… de motor maakt dan relatief weinig toeren terwijl veel vermogen gevraagd wordt met als resultaat sneller oververhitting van de motor (lees: wegvallen ondersteuning). Nu is dit argument in NL nauwelijks van belang met onze kleine colletjes. Voor degenen die wel graag lange beklimmingen willen maken is de keuze voor een speed pedelec met middenmotor aan te bevelen.

8

Beste Flyinghigh,
Interessant artikel… Maar, ik begrijp je berekening niet voor de Directdrive motor; 100/33.42x35=104Nm.
Terwijl voor de middenmotor; 33.42/100x235=78.33Nm. Vanwaar de verschillende berekening?
Met een vriendelijke groet,
Koen.