In dit artikel duiken we in de wereld van fietsen met verbrandingsmotoren en elektrische fietsen. We bekijken de werking van beide typen en de voor- en nadelen van verschillende motorplaatsingen bij e-bikes. Zo kun je een betere inschatting maken welk type fiets het beste bij jou past.
De Verbrandingsmotor in een Motorfiets
Het hart van elke motorfiets met een benzinemotor wordt gevormd door het motorblok - een complexe machine die brandstof omzet in energie om het achterwiel van jouw motor aan te drijven. Of je nu rijdt op een tweetakt crossmotor met 125 cc of een 6 cilinder viertaktmotor met 1600 cc, de werking van ieder motorblok is in de basis gelijk.
De verbrandingsmotor van jouw motor genereert energie om het achterwiel aan te drijven. In het motorblok wordt daarvoor een verbranding gecreëerd van een mengsel van brandstof en zuurstof. De zuurstof wordt uit de buitenlucht gehaald. De verbranding gaat gepaard met hoge druk en temperatuur. De krachten die vrijkomen door de explosies in jouw blok worden omgezet in een draaiende beweging, waardoor jouw motor uiteindelijk kan rijden.
Belangrijkste Onderdelen van de Verbrandingsmotor
De cilinders zijn het belangrijkste onderdeel van de verbrandingsmotor. Hier wordt het brandstof- en luchtmengsel verbrand. De zuigers, die zich in de cilinders bevinden, zijn verantwoordelijk voor het comprimeren van het brandstof- en luchtmengsel voordat het wordt ontstoken.
De kleppen zijn verantwoordelijk voor het regelen van de brandstof- en luchtstroom in en uit de cilinders. Er zijn twee soorten kleppen in een verbrandingsmotor: inlaatkleppen en uitlaatkleppen. De inlaatkleppen laten het brandstof- en luchtmengsel in de cilinders toe, terwijl de uitlaatkleppen ervoor zorgen dat de uitlaatgassen de cilinders verlaten.
Lees ook: De opkomst van auto-e-bikes
Door de basisprincipes van verbrandingsmotoren te begrijpen, krijg je meer waardering voor de technologie die jouw motor aandrijft. Nog leuker wordt het als je ook zelf kleine onderhoudsklussen aan je motor uitvoert.
Emissienormen voor Motorvoertuigen
Naarmate de zorg voor het milieu toeneemt, zijn emissienormen een belangrijk onderwerp geworden bij het ontwerp van verbrandingsmotoren. Emissienormen voor motorvoertuigen worden vastgesteld door overheden. Zij stellen grenzen aan de hoeveelheid verontreinigende stoffen die in de atmosfeer mogen vrijkomen.
De Europese Unie heeft een reeks emissienormen vastgesteld, de Euronormen. Deze normen beperken de hoeveelheid stikstofoxiden (NOx), koolwaterstoffen (HC), koolmonoxide (CO) en fijnstof (PM) die kunnen worden uitgestoten door verbrandingsmotoren. Sinds de invoering van de Euro-1-norm in 1999 is de uitstoot van deze verontreinigende stoffen met meer dan 80% verminderd.
De Europese Commissie heeft ook maatregelen gepresenteerd om de klimaatdoelstellingen in Europa haalbaar te maken. Zo is besloten dat alle nieuwe auto's die vanaf 2035 op de markt komen geen CO2 meer mogen uitstoten. Dit moet ervoor zorgen dat de vervoerssector tegen 2050 koolstofneutraal wordt.
Elektrische Fietsen: Een Duwtje in de Rug
Natuurlijk is een elektrische fiets geen kleine aankoop. Tien jaar geleden werden e-bikes voornamelijk gebruikt door senioren en een enkeling die zonder een beetje extra trapondersteuning niet heel ver kwam. Tegenwoordig is er voor iedere doelgroep een e-bike te krijgen.
Lees ook: Uw gids voor Peugeot fietsaccu's
Of je nu een elektrische fiets zoekt om heel veel goederen (of kinderen) te vervoeren, om dagelijks een flink eind naar je werk te rijden of om met een duwtje in de rug toch sportief bezig te zijn op de weg of in het terrein, voor elk van deze toepassingen is een elektrische fiets te vinden.
Waar al deze fietsen enorm veel verschillen kennen in techniek, zithouding, gebruiksdoel of uiterlijk, daar bezit iedere e-bike in hoofdlijnen een vergelijkbaar elektrisch systeem. Om te begrijpen hoe een e-bike ervoor zorgt dat je altijd dat duwtje in de rug hebt, en waarom dat duwtje bij iedere fiets anders voelt moeten we eerst uitleggen hoe het elektrisch ondersteuningssysteem werkt.
Al zijn er zeer veel verschillende systemen op de markt, in essentie bestaan ze uit dezelfde onderdelen en functioneren ze op dezelfde manier. Iedereen weet dat een e-bike een motor en een accu bevat, welke kunnen worden gezien als de spieren en de energievoorraad van de fiets.
De Onderdelen van een Elektrisch Ondersteuningssysteem
- Accu: De accu kan gezien worden als de maag van het systeem. Een goed opgeladen accu bevat energie om je vele kilometers vooruit te helpen. Deze energie is opgeslagen in een aantal oplaadbare cellen gekoppeld in een complete accu. Sommige e-bikes hebben een verwisselbare accu, andere hebben een vaste accu in het frame. Een verwisselbare accu is gemakkelijk extern op te laden en eventueel zou je een tweede kunnen aanschaffen om nog verder te fietsen zonder tussentijds te moeten opladen. Een interne batterij is vaak mooi weggewerkt en biedt minder kans op diefstal. Dit is handig, want de accu is misschien wel het duurste onderdeel van je mooie e-bike. Iedere accu bevat een eigen BMS (Battery Management Systeem), de BMS zorgt ervoor dat de cellen op de juiste manier worden (ont)laden en vertelt jou via het display (of een app) hoe ver je nog zou moeten kunnen rijden op de lading. Een accu kan je gemiddeld gezien 500 tot 1000 keer volledig opladen.
- Motor: De motor van je e-bike zorgt voor vermogen en dus snelheid. In Europa mag een e-bikemotor continu 250 watt leveren en tot 25 kilometer per uur ondersteunen. Een speed-pedelecmotor mag 500 watt continu vermogen hebben en tot 45 kilometer per uur ondersteunen. Als je bedenkt dat een topwielrenner rond de 400 watt continu kan leveren, wordt direct duidelijk hoeveel hulp een e-bike kan bieden. Piekvermogens liggen een stuk hoger, wat ervoor zorgt dat de ene fiets sneller optrekt dan de andere. Een elektromotor is een serie koperen draden en magneten, via magnetisme zorgt de motor voor omwentelingen. Deze motor kan in een van beide wielen, of in de trapas van je fiets zitten. Deze drie oplossingen hebben elk hun eigen voor- en nadelen. Een trapas, ook wel bekend als middenmotor zorgt dat je zwaartepunt laag is en de wielen licht gehouden kunnen worden, ideaal voor een sportieve fiets. Voorwielmotoren geven - tezamen met je trapbeweging -tweewielaandrijving, wat zeer snel en vertrouwd aan kan voelen, vooral bij optrekken. Een achterwielmotor is geïntegreerd in de achternaaf, wat ervoor zorgt dat de rest van de aandrijving minder belast wordt.
- Controller: Tussen de motor en de accu zit een controller, het zenuwcentrum van de fiets. Deze controller is een kwetsbaar elektronisch component welke bijna altijd ergens in het frame verstopt zit. Bij veel middenmotoren zit de controller geïntegreerd in de motor. Deze controller ontvangt dus informatie van de diverse sensoren en verwerkt de gegevens, waarna een bepaalde ondersteuning wordt geboden. De meeste controllersystemen hebben meerdere instellingen die je als gebruiker kan kiezen aan de hand van je voorkeur of de situatie. Kies je voor de hoogste stand, dan zal de fiets tijdens het optrekken het piekvermogen aan de motor doorgeven. Terwijl in de eco-stand het systeem minder stroom afgeeft, zodat je uiteindelijk zelf meer vermogen moet leveren. De controller is misschien wel het minst zichtbare deel van je e-bike, wel zorgt deze ervoor dat de rest van het systeem altijd doet wat het moet doen.
- Sensoren: De controller heeft data nodig om de motor op een juiste manier aan te sturen. Deze informatie wordt op meerdere manieren vergaard door diverse sensoren in het systeem. Minder gecompliceerde systemen rekenen enkel op basis van de snelheid van de fiets en de rotatiesnelheid van de cranks, zo weet de bike in welke versnelling je rijdt en ongeveer hoeveel ondersteuning wenselijk is. Meer complexe systemen hebben naast snelheid en trapsnelheid ook een torque-sensor. Deze torque-sensor is een vermogensmeter welke exact bepaalt hoeveel kracht jij zelf levert. Op basis van die input wordt de ondersteuning bepaald. In situaties waarbij de weerstand voor fietsers wisselend is, tijdens een beklimming of met flinke wind tegen bijvoorbeeld, kan een vermogenssensor zeer nauwkeurig de ondersteuning bepalen. Naast deze voor de rit essentiële informatie bestaan er bijvoorbeeld sensoren die de locatie van de fiets kunnen bepalen, die de verlichting aansturen als het donker wordt of andere functies van de fiets kunnen controleren.
- Display: Alle voor de rijder interessante informatie over het systeem wordt meestal gedeeld via een display. Deze display kan op het stuur, in je frame of via een app op je telefoon worden weergeven. Sommige systemen bieden een enorme schat aan informatie, andere houden het op enkele gekleurde leds die de ondersteuningsmodus en batterij-status aangeven. Naast het tonen van informatie worden er langzaam maar zeker steeds meer gebruiksfuncties toegevoegd. Sommige systemen hebben een geïntegreerde toeter/elektrische bel, andere kunnen volledig automatisch het schakelen van je versnellingen overnemen.
E-bike vs. Speed-Pedelec
Zoals al bij de motoren beschreven bestaan er dus twee type e-bikes. Een normale e-bike ondersteunt tot maximaal 25 kilometer per uur, een speed-pedelec kan ondersteunen tot 45 kilometer per uur.
- De e-bike wordt gezien als fiets, wat betekent dat je op het fietspad mag/moet fietsen, en zelf mag bepalen of je een helm draagt.
- Een speed-pedelec kan worden gezien als brommer waarbij je zelf nog mee moet trappen. Dit betekent dat de fiets gekeurd moet zijn, op de juiste manier dient te zijn verzekerd en een brommerkenteken heeft. Als bestuurder heb je een bromfietsrijbewijs nodig en je moet een gekeurde helm dragen. In het verkeer rijdt een speed-pedelec op een (brom)fietspad of op de rijbaan tussen het andere verkeer, je mag dan dus niet op het fietspad rijden.
Speed-pedelecs zijn ideale fietsen voor mensen die langere afstanden snel willen afleggen, een woon-werkrit van dertig kilometer of meer is prima te doen.
Lees ook: Meer over e-bikes
Bij de keuze van een e-bike is het belangrijk om te bepalen waar je de fiets voor gaat gebruiken, en het systeem uit te zoeken wat daar goed bij past. Het is bijna nooit mogelijk om componenten van verschillende systemen uit te wisselen. Evenals de framemaat of wielmaat is het gebruikte e-bikesysteem een vaste waarde op de gekozen fiets.
E-bike met middenmotor, voorwielmotor of achterwielmotor? Dit zijn de verschillen
De Plaatsing van de Motor: Voor- en Nadelen
Één van de belangrijkste keuzes die gemaakt moet worden bij het aanschaffen van een elektrische fiets is het kiezen van de motorplaatsing. Elektrische fietsen hebben een voorwiel-, achterwiel- of middenmotor. De positie van de motor is van grote invloed op je fietsrit. Bijvoorbeeld hoe snel en gemakkelijk je op gang komt. En onderschat de invloed van de motor op de gewichtsverdeling niet.
Voorwielmotor
De voorwielmotor was al te vinden op de allereerste e-bikes, zo’n 15 jaar geleden. Destijds werden vrijwel alle elektrische fietsen uitgerust met een motor in het voorwiel dan wel in het achterwiel. Veel elektrische fietsen in het instapsegment zijn voorzien van een voorwielmotor. Niet omdat deze kwalitatief minder zijn, maar omdat de techniek hiervan een stuk eenvoudiger is dan die van een elektrische fiets met middenmotor.
Een elektrische fiets met voorwielmotor wordt uiteraard aangedreven op het voorwiel. Dat is de plaats waar u zelf mee stuurt. Hiermee bedoelen we dat bijvoorbeeld de ondersteuning aan kan staan in de bochten, waardoor u als het ware een bocht “door getrokken wordt”.
Veelal zijn dit soort fietsen voorzien van enkel een rotatiesensor. Bij een elektrische fiets met middenmotor zien we echter vaak naast een rotatiesensor ook een trapkrachtsensor. Deze meet hoeveel druk op de pedalen wordt gezet. Elektrische fietsen voorzien van een voorwielmotor beschikken vaak niet over deze techniek.
Voordelen van een voorwielmotor
- Simpel en robuust
- Goedkoop
- Minder frequent onderhoud
- Vrijloop: trapt niet zwaarder dan een niet-elektrische fiets
- Goede ondersteuning, zelfs als je zelf weinig kracht hebt
Nadelen van een voorwielmotor
- Minder geleidelijke ondersteuning
- Aandrijving op het voorwiel kan wennen zijn
Middenmotor
De middenmotor heeft de afgelopen jaren haar opmars gemaakt. Bosch middenmotoren zijn geliefd. Ze zijn betrouwbaar, opvallend stil en hebben goede rij-eigenschappen. Er zijn verschillende uitvoeringen, zoals de Bosch Active en de Bosch Performance CX.
Op e-bikes met een middenmotor is de motor altijd geïntegreerd in het frame van de elektrische fiets. De aandrijving wordt ondersteund via de trapas. Bij e-bikes met een voorwielmotor of achterwielmotor werkt het anders.
Sensoren bij een middenmotor
Iedere Bosch middenmotor heeft 3 sensoren waarmee nauwkeurig gemeten wordt:
- Hoe hard je fietst (snelheid)
- Hoeveel omwentelingen met de pedalen worden gemaakt (trapfrequentie)
- Hoeveel kracht daarbij gezet wordt (trapkracht)
Door de gegevens die de sensoren doorgeven kan de motor de aandrijving nauwkeurig afstemmen op je geleverde trapinspanning. Dat voelt natuurlijker aan en het is efficiënter, wat betekent dat je accu langer mee gaat.
Voordelen van een middenmotor
- Betrouwbaar en nauwkeurig
- Natuurlijke ondersteuning
- Efficiënte aandrijving
- Meer stabiliteit tijdens het fietsen
Nadelen van een middenmotor
- Duurder in aanschaf
- Maakt soms meer geluid
- Minder ondersteuning bij vermoeidheid
Achterwielmotor
Een e-bike met achterwielmotor fietst heel natuurlijk. Het voelt alsof je constant met de wind in de rug fietst. De motor in de naaf drijft het achterwiel direct aan. Door de trapkrachtsensor en het vaak extra krachtige vermogen is de achterwielmotor erg geschikt voor wie graag de heuvels of wat ruiger gebied intrekt met de fiets. Daarnaast is een achterwielmotor helemaal stil.
Voordelen van een achterwielmotor
- Natuurlijk rijgevoel
- Zeer stil
- Extra krachtig
- Doorgaans licht in gewicht
Nadelen van een achterwielmotor
- Duurder dan voorwielmotor
- Meer onderhoud nodig
- Zwaar achterwiel
Bosch Middenmotoren: Verschillende Uitvoeringen
Bosch middenmotoren zijn beschikbaar in verschillende uitvoeringen. Deze varianten verschillen onder andere in het ontwerp, connectiviteitsmogelijkheden en het maximale vermogen.
| Model | Kracht | Gebruik |
|---|---|---|
| Bosch Active | 40 Nm | Instapmodel voor stedelijk gebruik |
| Bosch Active Plus | 50 Nm | Krachtig, stil en dynamisch bij steile hellingen |
| Bosch Cargo | 85 Nm | Voor elektrische bakfietsen met zware lading |
| Bosch Performance | 75 Nm | Sportief en dynamisch voor heuvelachtig gebied |
| Bosch Performance Speed | 85 Nm | Voor speed pedelecs tot 45km/u |
| Bosch Performance SX | 55 Nm | Compact en licht voor sportieve en urban e-bikes |
| Bosch Performance CX | 85 Nm | Meest krachtige motor voor sportievere e-bikes en elektrische mountainbikes |
Accu's en Actieradius
De hierboven genoemde motoren doen niets zonder accu. De systemen van Bosch maken gebruik van hoogwaardige lithium-ion-accu's. De accu's van Bosch staan bekend om de enorme actieradius, lange levensduur, het lage gewicht en bedieningsgemak.
De capaciteit van de accu bepaalt hoe ver je kan fietsen zonder oplaadbeurt. Maar dat is niet het enige. Ook je rijgedrag, de omgeving en bandenspanning zijn van invloed.
Tips voor het Kiezen van een Elektrische Fiets
Bij de keuze van een e-bike is het belangrijk om te bepalen waar je de fiets voor gaat gebruiken, en het systeem uit te zoeken wat daar goed bij past. Het is bijna nooit mogelijk om componenten van verschillende systemen uit te wisselen. Evenals de framemaat of wielmaat is het gebruikte e-bikesysteem een vaste waarde op de gekozen fiets.
Het karakter van de motor bepaalt hoe het fietsen voelt. Het is belangrijk om te weten welke type ondersteuning voor jou het prettigste voelt.