第一章　電動自行車/三輪車維修基本知識

第一節(jié)　電動自行車/三輪車基本知識

一、電動自行車的組成與工作原理

電動自行車又稱電動助力車，它是以蓄電池作為輔助能源，具有兩個車輪或三個車輪，能實現(xiàn)人力騎行，具有電動或電助動功能的特種自行車。電動自行車是在普通自行車的基礎(chǔ)上，安裝了電動機、控制器、蓄電池、轉(zhuǎn)把、閘把等操縱部件和顯示儀表系統(tǒng)的機電一體化的個人綠色環(huán)保交通工具。電動自行車屬于非機動車管理范疇，是可以在非機動車道上行駛的特種自行車。

1.電動自行車的組成及主要作用

（1）電動自行車的組成　電動自行車是由機械系統(tǒng)和電氣系統(tǒng)兩大部分構(gòu)成的。主要包括動力部分、傳動部分、行車部分、操縱制動部分、電氣儀表部分，如圖1-1所示。

不同類型的電動自行車，其電池安裝位置、控制形式等有所不同。

（2）各主要組成部分的作用

1）動力部分　電動自行車動力部分通常由蓄電池和電動機組成，它是電動自行車的動力來源。

2）傳動部分　電動自行車傳動部分主要由變速器、后傳動裝置組成。它的作用是將動力部分輸出的功率傳遞給驅(qū)動輪，驅(qū)使電動自行車行駛。通過變速器或調(diào)速器，使電動自行車獲得行駛所需要的驅(qū)動力和速度，并保證電動自行車平穩(wěn)起步和停車。

3）行車部分　它的作用是使電動自行車構(gòu)成一個整體，支撐全車的總重量，將傳動部分傳遞的扭矩轉(zhuǎn)換成驅(qū)動電動自行車行駛的牽引力，同時承受吸收和傳遞路面作用于車輪上的各種反力，確保電動自行車正常、安全行駛。行車部分主要由車架、前叉（前減振器）、前后輪、坐墊等組成。

4）操縱制動部分　電動自行車操縱制動部分主要由車把、控制器、制動裝置、調(diào)整手把等組成。它的作用是直接控制騎行方向、速度、制動等，以確保電動自行車行駛安全。

5）電氣儀表部分　電氣儀表裝置主要由數(shù)據(jù)顯示裝置、充電器燈光和儀表等組成。它是保證車輛安全行駛并反映車輛運行狀態(tài)的主要裝置，能使騎行者正確、有效地對車輛行駛適時地進行控制。

①電器“四大件”　電器“四大件”包括蓄電池、控制器、電動機、充電器。

蓄電池是電動自行車的能源中心，它為整車電氣系統(tǒng)供電；充電器是給蓄電池充電的設(shè)備，它將交流電轉(zhuǎn)換成直流電并儲存到蓄電池內(nèi)部；控制器控制蓄電池輸出電流大小，達到驅(qū)動電動機旋轉(zhuǎn)并控制轉(zhuǎn)速的目的；電動機是將電能轉(zhuǎn)換為機械能的設(shè)備，通過它帶動車輪旋轉(zhuǎn)。電動自行車電器部件相互關(guān)系框圖如圖1-2所示。

②轉(zhuǎn)把、閘把、助力傳感器　它是為控制器提供控制信號的操作部件。

a.調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)把　轉(zhuǎn)把輸出的控制信號是速度調(diào)整信號。當(dāng)騎行者旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)把時，輸出不同的調(diào)速信號，使控制器為電動機提供的驅(qū)動電流發(fā)生變化，從而改變電動機產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場的大小，進而改變電動機的轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)車速的調(diào)整。

b.制動閘把　閘把輸出的控制信號是制動信號。當(dāng)騎行者需要制動時，閘把給控制器一個控制信號，被控制器處理后不再向電動機提供驅(qū)動電流，電動機停轉(zhuǎn)，實現(xiàn)制動斷電控制功能。

c.助力傳感器　助力傳感器是當(dāng)電動自行車處于助力狀態(tài)時檢測騎行腳蹬力矩或腳蹬速度信號的裝置。控制器根據(jù)助力傳感器信號的大小分配給電動機相應(yīng)的驅(qū)動電流，以達到人力與電力共同驅(qū)動自行車行駛的目的。

d.燈具、儀表部分　燈具、儀表部分是提供照明并提示電動自行車狀態(tài)的部件組合。儀表一般提供蓄電池能量（電壓）顯示、車速顯示、騎行狀態(tài)顯示、燈具狀態(tài)顯示等功能。智能型儀表還能顯示整車各電氣部件的故障情況。儀表顯示項目及功能見表1-1。

2.電動自行車的工作原理

（1）普通電動自行車的工作原理　電動自行車是在自行車的基礎(chǔ)上加一套電動機驅(qū)動機構(gòu)組成的。由蓄電池提供電源，電動機接通電源后，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，由電動機發(fā)出動力，傳給驅(qū)動輪而產(chǎn)生牽引力，使車輪旋轉(zhuǎn)前進。在連接器上連接一個轉(zhuǎn)速手柄，轉(zhuǎn)動手柄可以控制控制器輸送給電動機的電壓，通過變換電壓來控制電動機的轉(zhuǎn)速，從而控制電動自行車的車速，其工作原理如圖1-3所示。

（2）智能型電動自行車的工作原理　智能型電動自行車與普通電動自行車工作原理基本相同，均由車體、蓄電池、傳動部件組成，它們的不同點是，前者增加了微機控制器和助力傳感器。行駛時，騎行者的腳踏力通過傳感部件進行檢測，經(jīng)微機處理，電動機輸出相應(yīng)的功率驅(qū)動車輪行駛。

3.電動三輪車的組成

電動三輪車的組成類同于電動自行車，主要由電動機、控制器、蓄電池、電器、燈光儀表、車體和控制裝置等組成。電動三輪車的其他輔助系統(tǒng)和兩輪電動自行車的輔助系統(tǒng)基本相同。

電動三輪車的組成還包含車架和車箱。

電動三輪車有輪轂電動機前驅(qū)動（后輪腳踏驅(qū)動，形成前后雙驅(qū)動）、柱式電動機后單輪驅(qū)動（只能單驅(qū)動，腳踏鏈輪與電動合用一個軸）、輪轂電動機后單輪驅(qū)動（另一個輪由腳踏驅(qū)動，形成后雙輪驅(qū)動）等幾種。

電動三輪車和電動自行車一樣具有三種驅(qū)動方式，即電動、腳踏或兩者結(jié)合并用。

電動三輪車是否能由電動機直接起步，要看電動機的類型、功率和控制器的控制方式。電動機功率足夠、無刷直流電動機控制器有軟啟動功能的或盤式電樞的有刷直流電動機才允許直接啟動，否則必須用人力啟動后再改為電力驅(qū)動。

二、電動自行車/三輪車的分類與型號編制

1.電動自行車的分類

電動自行車的品種多種多樣，除去兩輪電動自行車外，還有電動摩托車和各種電動三輪車、電動滑板車等。

（1）按整車結(jié)構(gòu)分類　可分為兩輪電動車、電動三輪車、電動輪椅車和電動滑板等。

（2）按照輪徑大小分類　可分為14in、16in、18in、20in、22in、24in和26in等（1in≈2.54cm）。

（3）按驅(qū)動力性質(zhì)分類　可分為電動車和助力車。

（4）按驅(qū)動方式分類　可分為電動輪轂式、中軸傳動式和綜合電動箱式三種。

（5）按照傳動方式分類　可分為鏈傳動、摩擦傳動和軸傳動。

（6）按照助力形式分類　可分為普通電動型、智能助力型和混合型等。

（7）按照電動機類別分類　可分為有刷電動機和無刷電動機，其中有刷電動機又分為有刷低速直流電動機和有刷高速直流電動機；無刷電動機又分為無刷低速直流電動機和無刷高速直流電動機。

（8）按照電動機總成的機械結(jié)構(gòu)分類　一般分為有齒和無齒兩種。有齒電動機轉(zhuǎn)速高，需要經(jīng)過齒輪減速；無齒電動機轉(zhuǎn)矩的輸出不經(jīng)過任何減速。

（9）按照電動機的轉(zhuǎn)速分類　可分為低速有刷電動機、低速無刷電動機、高速有刷電動機和高速無刷電動機四種。

（10）按照電動自行車功能款項分類　可分為簡易型電動自行車、標(biāo)準(zhǔn)型電動自行車、豪華型電動自行車和電動三輪車。

1）簡易型電動自行車　它形像自行車，只是在自行車的基礎(chǔ)上加裝了電氣“四大件”（蓄電池、充電器、電動機、控制器）及調(diào)速轉(zhuǎn)把、顯示儀表等部件而組成。一般沒有減振裝置，只有電量顯示儀等少量的必備裝備。

簡易型電動自行車的電動機功率一般為250～350W，工作電壓為36V或48V。簡易型電動自行車的外形如圖1-4所示。

2）標(biāo)準(zhǔn)型電動自行車　它裝配有多功能儀表、轉(zhuǎn)向燈等，具有1:1助力、操作簡便、價位適中等特點。所配電動機功率一般為150～180W，工作電壓為36～48V。續(xù)行里程在40～50km，較適合上下班距離較長，工作、生活有一定機動性的用戶使用。標(biāo)準(zhǔn)型電動自行車的外形如圖1-5所示。

3）豪華型電動自行車　它是在標(biāo)準(zhǔn)型電動自行車的基礎(chǔ)上增加了速度、溫度、電量、里程、行駛時間、電壓和電流等顯示儀表，同時還配備了前叉避振、坐墊避振、前后照燈、左右照燈、智能提示、紅外防盜鑰匙和不銹鋼或塑料后貨箱等裝置，它的特點是外形美觀，設(shè)計合理，功能較全，騎行時比較舒適，使用方便。豪華型電動自行車的電動機功率為350W，工作電壓為48V。豪華型電動自行車的外形如圖1-6所示。

4）電動三輪車　電動三輪車可分為殘障人電動三輪車、老年人電動三輪車、客運電動三輪車和貨運電動三輪車等，其電動機和蓄電池的配置各不相同。它們在電動機種類、電動機功率大小、蓄電池容量、騎行里程等方面有很大差別。電動三輪車的外形如圖1-7所示。

2.電動自行車型號的編制

我國國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，電動自行車的型號編制方法應(yīng)按自行車型號編制的有關(guān)規(guī)定，一般由四部分組成，并冠以“TD”。

第一部分是代表特種自行車類的電動自行車，以TD冠號。

第二部分是表示電動自行車的型式和車輪直徑。

注意，男式自行車是指車架上管與中立管的中心線交點至中接頭中心的距離大于或等于中立管高度2/3的自行車；女式自行車是指車架上管與中立管的中心線交點至中接頭的中心的距離小于中立管高度2/3的自行車。

第三部分是工廠設(shè)計的順序號。

第四部分是電動機與驅(qū)動間的傳動方式代號。軸傳動代號為Z，鏈傳動代號為L，帶傳動代號為P，摩擦傳動代號為M，其他傳動代號為Q。

電動自行車的型式、車輪直徑和代號見表1-2。例如，車輪直徑560mm、女式車架、軸傳動、工廠設(shè)計順序號為08的電動自行車，其型號為TDL08Z。

軸傳動式電動自行車就是把電動機直接安裝在車輪（前輪或后輪）的輪轂里，輪轂由輻條與車圈連接，直接帶動車輪轉(zhuǎn)動。

鏈條傳動式電動自行車是在車架中軸處經(jīng)特殊設(shè)計安放電動機，通過減速機構(gòu)帶動中軸，再由中軸通過鏈條帶動后輪。摩擦傳動式電動自行車是在普通自行車上加裝電池箱和控制器，由電動機轉(zhuǎn)軸上的靠輪直接加載于車輪胎，由摩擦來傳動。

國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，型號中字母“Z”后面的字母“W”表示電動機為無刷電動機，“Z”后面的數(shù)字依次表示額定電壓、蓄電池容量，如型號為TDR24Z-36-12/12，“36”表示額定電壓為36V，“12/12”表示雙組12A·h蓄電池。另外“Z”后面的字母由工廠自行確定，表示改進順序號，按順序從B、C依次往后排列（W除外），如型號為TDL20Z-C，“C”表示TDL20Z型，為改型后的第三代產(chǎn)品。