O binário e as rpm do motor

 

 

      Para que haja uma boa relação entre o binário (força) do motor e a velocidade (rpm) há certos limites que não devem ser ultrapassados sobe pena de o sistema não nos oferecer a assistência que pretendemos, principalmente a subir. Quanto mais rpm atingir um motor maior será a velocidade mas menos binário este apresenta e, por consequência, menos força irá ter a subir e maior vai ser o seu consumo diminuindo a autonomia do equipamento. De modo geral e para sistemas de 36V, um motor de 250W , numa roda de 26", não deve ultrapassar as 240rpm e o de 500W as 280rpm, isto para garantir um binário aceitável em subidas acentuadas. Tudo vai depender também do nível físico e peso do utilizador e do tamanho da roda da bicicleta bem como o percurso a realizar. O nível de carga da bateria também faz variar a velocidade máxima pois quanto maior a tensão da mesma maior será também a rotação do motor. Este raciocínio aplica-se também ao uso de uma bateria de superior tensão. Um motor que atinja 30Km/h a 36V irá atingir cerca de 40Km/h com uma bateria de 48V mantendo o seu binário.

Num caso prático, numa bicicleta de roda 26”, para atingir os 25Km/h em plano (velocidade permitida pela legislação de bicicletas elétricas. Com a tolerância de 10% pode atingir os 27,5Km/h) o motor necessita de ter 220rpm, se for numa bicicleta de roda 20” serão 280rpm e numa de roda 28” apenas 200rpm. Se considerar as rotações para esta velocidade existirá um excelente binário no motor de 250W, ao qual é garantido que subirá inclinações até apróx. 10% mesmo sem pedalar.

Se o percurso for maioritariamente plano e não incluir subidas com declives superiores a 4% poderá ser utilizado um motor com um maior número de rpm para se circular mais rapidamente, se for esse o objetivo. Um motor com 280rpm numa roda de 26" permite atingir cerca de 35Km/h em plano, facilmente, com o auxilio da pedalada, porém, irá ter um consumo superior cerca de 20% em relação a um motor com as rpm recomendadas. Este tipo de motores só devem mesmo ser utilizados para circular em plano e em velocidades superiores a 25Km/h.
      Para velocidades altas e mantendo um binário aceitável em subidas será necessário o uso de motores mais potentes ou então, conforme indicado anteriormente, o recurso a baterias de superior tensão.

     Excepção à regra anterior será a aplicação do sistema de Motor Central no eixo pedaleiro. Este já permite um binario e velocidade mais elevados conforme a relação de mudanças que se escolhe. É a principal vantagem do sistema central por fazer uso das mudanças da bicicleta de forma a se obter maior binário para subir ou maior velocidade a circular. O motor instalado no centro pedaleiro funciona como se fosse as nossas pernas, daí poder ser aplicado ao motor uma relação de mudança ótima ao seu funcionamento para se poder extrair do mesmo o melhor desempenho tal como se faz com a caixa de velocidades de um qualquer veículo motorizado.

 

      Por curiosidade e voltando a falar de motores no cubo informamos o seguinte:

      Se pretender realizar o cálculo das rpm de um motor para uma determinada velocidade que deseja atingir utilize a seguinte fórmula:

     
          Velocidade (em Km/h)=rpm x 60 x perímetro da roda em Km (6,283 x raio da roda com pneu)
          rpm=  velocidade / (60 x perímetro)

      Se não quiser efetuar o cálculo do perímetro da roda este é facilmente medido marcando o pneu com um marcador e circulando com a bicicleta em linha reta até ficarem 2 marcas no chão. Basta depois, com a fita métrica, medir a distância entre os dois pontos convertendo-a depois em Km.
      Por exemplo, numa roda de 26” obtém a medida de 2,082mts isto será 0,002082Km.

      Por conseguinte se desejar calcular a rotação de um motor para atingir os 30Km/h numa bicicleta de roda 28”, por exemplo, efetuará o seguinte cálculo:
            30km/h=rpm x 60 x 0,00226 (perímetro aproximado de uma roda 28” com pneu 1.85 estrada)
            rpm=30 /  0,1356
            rpm=  +/- 221rpm

      Deste modo a escolha iria recair sobre um motor com 220rpm.
      Muito importante é que devemos ter em conta  que este cálculo é para velocidades do motor em vazio, ou seja, com o motor a rodar livremente sem atrito. Em plano o motor perde cerca de 15% da sua velocidade máxima. Isto quer dizer que ao utilizar um motor com 220rpm este irá atingir cerca de 26Km/h em carga nominal. A velocidade máxima será atingida num plano inclinado ou se o utilizador auxiliar ativamente com os pedais. Estes valores dizem respeito também a baterias com a tensão nominal (24V, 36V, 48V). Uma bateria de 36V, por exemplo, com a carga completa atinge os 42V. Com esta tensão aumentam as rpm para sensivelmente 245rpm e como consequência também a velocidade. Em termos práticos neste exemplo podemos dizer que a velocidade do motor em plano seria de 27km/h

      Para mais informações ou dúvidas contacte-nos