Un moteur à galet pour mon Cobra

Bonjour à tous,

Mon Cobra TwBents devrait bientôt être équipé d’un moteur à galet !
Actuellement, j’utilise un moteur Q100 36V 328RPM  avec un contrôleur KU63 et une batterie 48V 10 Ah. Mais je voudrais essayer quelque chose de différent, et plus léger : un moteur à galet.

Il y a pas mal de kits qui se développent sur ce principe, en ce moment. Par exemple :
- Le G-boost chez Déctahon : http://www.decathlon.fr/kit-dassistance-electrique-id_8307168.html
- Le Add-e : https://www.indiegogo.com/projects/add-e-simply-add-electricity-to-your-bicycle#/story
- Le Go-e : https://www.kickstarter.com/projects/1206555795/go-e-onwheel-bike-motor-kit/
Les sommes levées dans le cadre des 2 derniers projets sont ma foi fort sympathiques !

Objectifs finaux pour ma motorisation à galet :
- Motorisation de la roue avant de mon Cobra TwBents
- Pas de contact entre le galet et le pneu lorsque la motorisation n’est pas utilisée
- Vitesse max à vide : 43 km/h, comme mon moteur actuel
- Masse : moins de 1kg pour le système de motorisation (moteur + support + contrôleur)
- Puissance électrique : 500W max
- Possibilité de verrouiller le galet en position engrenée => possibilité de régénération en descente

Mon Cobra équipé de son Q100 :

J’ai fait un peu plus de 30 000km avec ce moteur. Le contrôleur est sous le siège et la batterie dans le coffre arrière.

Le matériel utilisé :
- Moteur Turnigy G110 Brushless Outrunner 210kv : 60.88 € + 16.67€ de port
- Contrôleur S06P 250W Torque Simulation Square Wave Controller : 16 € + 31.58€ de port. Ça fait cher de port...  Heureusement, j'avais un S06P en stock
- Accélérateur : 3.57 €, mais j'ai récupéré l'accélérateur de mon moteur roue
- 2 bagues en bronze BNZ8-12-8 : 3.82 €
- 1 roulement à bille 688-2RS : 1.89 €
- Batterie 25,9V 10Ah (7S) : c'est une batterie de récup... Mais on en trouve en France à partir de 300€ environ

Le reste, c'est de la visserie et des chutes l'alu et de POM que j'avais dans le garage.
Total : 134€ sans la batterie
Ça ne m'a coûté 83€, avec ce que j'avais déjà sous la main.

La motorisation à galet sera installée sur la roue avant de mon Cobra, avec une fixation au niveau du pivot de la fourche.

Aperçu du modèle 3D :


Pas de contact entre le pneu et le galet lorsque le moteur n’est pas utilisé :


Si on démarre le moteur, la rupture d’inertie fait entrer le galet en contact avec le pneu :


Le galet, de 40mm de diamètre :


Sur ce design, il manque juste :
- Une butée lorsque le moteur n’est pas utilisé
- Une butée lorsque le moteur est utilisé
- Un ressort maintenant le galet hors du pneu, lorsque le moteur n’est pas utilisé

Petit essai préliminaire avec le moteur équipé de son galet, en contact avec la roue.: 37W et 43,3 km/h sous 25,9V, comme prévu. Le calcul du diamètre du galet était bon.  

Début de la réalisation des pièces :


Montage du support sur la fourche :  


Suite à une erreur de prise de cote lors de la conception, il a fallu modifier un peu le design…  
Mais tout est très rigide, nickel !  

Le système assemblé :



Et monté sur mon vélo :



Il me reste à ajouter une butée lorsque le moteur n’est pas utilisé et un ressort maintenant le galet hors du pneu.
Et à tester tout ça !!!!  

Dans l'état actuel des choses, j'en suis à 928g de support complet + 199g de contrôleur : total 1127g, un peu au dessus de l'objectif, mais il reste plein de matière à enlever pour arriver à l'objectif du kg !


Edit du 04/09/2015

J'ai parcouru 207 km avec le moteur galet avant la modification du contrôleur.
Bilan pour l'instant :  30.5 km/h de moyenne, 6.4 Wh/km, et moteur et contrôleur sont à peine tièdes.

Bon, comme c'était quand même un peu mou, j'ai modifié le shunt du contrôleur, en soudant un fil sur un peu plus du tiers de la longueur du shunt. Le courant max est passé de 14 à 23A.
Je gagne entre 5 et 10 km/h dans toutes les montées. Moteur et contrôleur ne chauffent toujours pas.  

Avant modif :



Après modif :



Edit du 16/09/2015

Les photos du système complet :



Comme redouté, le fonctionnement sous la pluie laisse un peu à désirer... Je vais faire usiner un galet moleté et tester ça.

Tiens ça me fait penser à mon cybien.

J'ai le même projet sur mon établi, pour le contrôleur je suis parti sur un esc avec un simple testeur de servo modifier pour fonctionner avec un accélérateur gâchette.
Je savais pas que décathlon proposé ce produit

Cool, on est plusieurs à partir sur cette solution !
Tu as des photos de ton projet ?

Oui, la solution ESC de modélisme + testeur de servo modifié ou Arduino est encore plus légère. Mais ces ESC supportent mal les fortes sollicitations à faible régime. J'en ai déjà cramé un comme ça.
Un contrôleur de vélo est plus lourd, mais il n'y a pas ce problème.

A t on une idée du rendement de cette transmission ?
Comment l optimiser ? Matériaux, Pression du galet ? Des pneus?

Je pense qu'il faut calculer et intégrer dans le design un angle de pression en fonction de l'adhérence du galet/pneu. Ceci afin que la pression sur le pneu augmente simultanément avec le couple moteur.

le Saulaix et la ?? de chez Pigeot renaissent!
Papy volant

jpl75 a écrit:

A t on une idée du rendement de cette transmission ?
Comment l optimiser ? Matériaux, Pression du galet ? Des pneus?

Je ferai des tests comparatifs avec mon moteur roue.
Pour l'optimiser, une piste est d'augmenter le coefficient de frottement entre le pneu et le galet, afin de limiter la pénétration du galet dans le pneu, et donc l'énergie dépensée pour déformer le pneu.

Si le galet lisse ne convient pas, je le passerai au tour pour le moleter. Ça augmentera le coefficient de frottement pneu/galet. Le problème se posera à mon avis notamment par temps de pluie.

Snickers a écrit:

Je pense qu'il faut calculer et intégrer dans le design un angle de pression en fonction de l'adhérence du galet/pneu. Ceci afin que la pression sur le pneu augmente simultanément avec le couple moteur.

De par le design de bras pivotant, c'est déjà le cas : plus le couple demandé au moteur est important, plus il pénètre dans le pneu.

Papy volant a écrit:

le Saulaix et la ?? de chez Pigeot renaissent!
Papy volant

Et oui, c'est dans les vieux pots qu'on fait la meilleure soupe

D'autres moteurs à galet: https://www.electricbike.com/friction-drive/

Voir aussi sur ce fil.

Une auto construction:
http://hobbyking.com/hobbycity/forum/forum_posts.asp?TID=6740

Une société allemande semble avoir beaucoup soigné les histoires d'angle de pression, mais aussi le poids de la solution : velogical
La symétrie de 2 petits moteurs fait effectivement penser à la solution française Cybien, mais sans le besoin d'une jante spécifique et avec une intégration plus élégante à mon avis.

Ça y est, le moteur à galet a fait ses premiers km de vélotaf !!!
Pas de glissement (sur le sec) entre le galet et le pneu, et le galet rentre bien en contact avec le pneu à chaque action sur l'accélérateur.
22km, 30.1 km/h de moyenne et 6.5 Wh/km sur le trajet de ce matin, ça me plait !!! Galet, moteur et contrôleur sont tout juste tièdes malgré un trajet bien vallonné.
Avec mon moteur roue (Q100 36V 328 RPM en 48V 14A), je suis plutôt à 33.5 km/h de moyenne et 8 Wh/km sur ce trajet de vélotaf.

Bon, maintenant, il va falloir booster un peu le contrôleur, parce que c'est quand même un peu mou : 14A max sous 24V, soit environ 350W max. Je vais essayer de le monter à 500W.

Il faut aussi que je trouve un système propre de ressort maintenant le moteur hors du pneu. Je mettrai les dernières photos en ligne ce soir.

Effectivement, pas mal de développements du côté du moteur à friction. Mais pas grand chose ne voit le jour.

ca use le pneu...? et si pluie pas bon
j'ai encore 2 moteurs galet (essuie glace de voiture Us) , et il y a un fil dont je me rappelle finalement le nom -eros-(viennent de suisse les moteurs)

Et la solexine est dans le coffre?

Il y aussi une invention belge

Le moteur galet vient de passer les 150 km.
La conso se stabilise entre 6 et 6,5 Wh/km pour environ 30 km/h de moyenne sur terrain vallonné.
Tout fonctionne parfaitement, et est moins bruyant que ce à quoi je m'attendais. Moteur et contrôleur restent tièdes, même dans les fortes montées.

Pour l'usure du pneu, à voir sur le long terme, mais pour l'instant, je ne vois pas d'usure particulière.
Pour le fonctionnement sous la pluie, il va falloir attends qu'il pleuve.  
Mais il y a des chances qu'il faille moleter le galet pour augmenter le coefficient de frottement entre le galet et le pneu.

J'ai juste un problème avec les logements des coussinet en bronze servant à l'articulation du système : à défaut de mieux, ils ont été réalisés à la perceuse à colonne, avec un simple foret. Il y a un peu de jeu, et ça a parfois tendance à vibrer un peu...
Dès que tout est validé, je referai les pièces à la fraiseuse.

A combien tu chiffres le coût de ce montage?

Par contre, je suppose que tu as dû prévoir de protéger le moteur de la pluie et de l'humidité parce que, là, on voit bien le bobinage!

Ça me me donne envie de m'y remettre

trèèès intéressant tout ça!

et moi qui me faisais charrier -il y a peu sur ce forum- pour avoir "oser" parler de cette solution......pourtant si simple.

Ça marche sur un vélo léger, sur un trike le rendement doit être très bas

ça serait discret sur une remorque devenue pousseuse,
avec ce moteur dissimulé par des sacs ou des sacoches?!

Jno33 a écrit:

A combien tu chiffres le coût de ce montage?

Alors, il faut :
- Moteur : 60.88 € + 16.67€ de port
- Contrôleur : 16 € + 31.58€ de port. Ça fait cher de port...  Heureusement, j'avais un S06P en stock
- Accélérateur : 3.57 €, mais j'ai récupéré l'accélérateur de mon moteur roue
- 2 bagues en bronze BNZ8-12-8 : 3.82 €
- 1 roulement à bille 688-2RS : 1.89 €
- Batterie : c'est une batterie de récup... Mais on en trouve en France à partir de 300€ environ

Le reste, c'est de la visserie et des chutes l'alu et de POM que j'avais dans le garage.
Total : 134€ sans la batterie
Ça ne m'a coûté 83€, avec ce que j'avais déjà sous la main.

Didier33 a écrit:

Par contre, je suppose que tu as dû prévoir de protéger le moteur de la pluie et de l'humidité parce que, là, on voit bien le bobinage!

Normalement, ça ne devrait pas poser de problème. verdict à la prochaine pluie.

sebm a écrit:

Ça me me donne envie de m'y remettre

Il faut t'y remettre. Plus on est de fous...
As tu des photos de ce que tu as déjà fait ?

el sombrero a écrit:

trèèès intéressant tout ça!
et mois qui me faisait charrier -il y a peu sur ce forum- pour avoir "oser" parler de cette solution......pourtant si simple.

Oui, c'est une solution extrême, mais qui a pas mal d'avantage, notamment la masse très contenue et la conservation de l'ensemble des éléments originaux du vélo.

J'ai parcouru 207 km avec le moteur galet avant la modification du contrôleur.
Bilan pour l'instant :  30.5 km/h de moyenne, 6.4 Wh/km, et moteur et contrôleur sont à peine tièdes.

Bon, comme c'était quand même un peu mou, j'ai modifié le shunt du contrôleur, en soudant un fil sur un peu plus du tiers de la longueur du shunt. Le courant max est passé de 14 à 23A.
Je gagne entre 5 et 10 km/h dans toutes les montées. Moteur et contrôleur ne chauffent toujours pas.  

Avant modif :



Après modif :

Non j'ai pas de photo, juste des gabarit en carton pour le moment et toutes les pièces sur l'établi , j'ai encore du boulot dehors à faire avant.
Priorité à la maison tant que les trikes roulent il y a rien d' urgent

Par contre je compte utiliser directement le corps du moteur comme galet

https://velorizontal.1fr1.net/t7800p30-comparaison-entre-moteurs-de-moyeu-et-moteur-de-pedalier
ca date un peu...

ferias77 a écrit:

Oui, c'est une solution extrême, mais qui a pas mal d'avantage, notamment la masse très contenue .

Par rapport au petit moteur réducté tu gagnes combien ? 1kg ? 1.5 kg ?

Le principal avantage pour moi, c'est la facilité de transformer son engin en assisté ou non
Je le fais assez souvent, mais je n'aime pas démonter la roue AR de mon trike (je suis d'ailleurs passé au M+, pas terrible, pour ça)

Moteur moyeu :
- 2,814 kg de moteur moyeu Q100+ rayons + jante + fond de jante
- 0,574 kg de roue libre à visser 11/32
Total : 3,388 kg

Moteur à galet
- 0,456 kg de moyeu
- 0,361 kg de jante
- 0,154 kg de rayons
- 0,034 kg d’écrous de rayons
- 0,021 kg de fond de jante
- 0,053 kg d’attache rapide
- 0,362 kg de cassette 11/32
- 0,928kg de moteur galet
Total : 2,369kg

Différence avec le moteur moyeu : 1,019 kg
Il y a pas mal de matière à retirer du support. Au final, je vise 0,800 kg de moteur galet complet.

Mais il n'y a pas que ça : mon vélo étant équipé de roues de 20", j'ai du rendre un moteur roue rapide et le survolter en 48V pour atteindre les 40 km/h. J'utilisais une batterie 48V 10Ah pesant 3,7kg et me permettant entre 60 et 160km d'autonomie, en fonction de l'utilisation.
Avec le moteur galet, une batterie 24V suffit. J'utilise une batterie 24V 10Ah pesant 1,9 kg me permettant entre 32 et 86km d'autonomie, en fonction de l'utilisation. C'est largement suffisant pour mon utilisation de tous les jours. Et au besoin, je prendre une seconde batterie, ou je recharge en cours de route.

Au final, mon vélo a donc perdu 1,019 kg de moteur + 1,8kg de batterie.  
Et on peut faire encore beaucoup plus léger (environ 1kg pour 24V 10 Ah), niveau batterie, avec les dernières cellules 18650 LG, Samsung ou Panasonic.