Cara Menghitung Kemampuan Memanjat: Hubungan Antara Torsi, Berat Total dan Gradien, dan Mengapa Sepeda Roda Tiga Harus Menggunakan

1. Tetapkan Model Fisik yang Benar Terlebih Dahulu

Kemampuan mendaki pada dasarnya bukan masalah "berapa banyak tenaga" tetapi "apakah traksi cukup". Pada kecepatan konstan di tanjakan, traksi yang dibutuhkan sama dengan resistensi tanjakan ditambah resistensi gelinding (hambatan aerodinamis dapat diabaikan pada kecepatan rendah):

F(N) = m × g × sinθ + m × g × cosθ × f

di mana m adalah massa total termasuk kendaraan dan penumpang (kg), g = 9,8, θ adalah sudut tanjakan, dan f adalah koefisien resistensi gelinding (sekitar 0,015–0,03 untuk ban pneumatik di permukaan keras).

Praktik rekayasa menyatakan tanjakan sebagai persentase: tanjakan 10% ≈ 5,71°, 20% ≈ 11,31°.

2. Contoh yang Dapat Dihitung Ulang

Tiga roda santai dengan berat total 250kg mendaki tanjakan 10%:

F = 250 × 9,8 × sin(5,71°) + 250 × 9,8 × cos(5,71°) × 0,02 ≈ 244N + 48,8N ≈ 293N

Pada kecepatan mendaki 6 km/jam (1,67 m/detik), daya yang dibutuhkan pada roda:

P = 293N × 1,67 m/detik ≈ 489W

Dengan efisiensi motor 85% dan efisiensi pengontrol 96%, sisi baterai membutuhkan sekitar 600W. Ini berarti unit berperingkat 500W sudah berada di — atau melebihi — beban penuh pada tanjakan 10% pada kecepatan 6 km/jam, dan dalam praktiknya akan melambat menjadi 4–5 km/jam. Ini menjelaskan umpan balik umum "peringkatnya 800W tetapi tidak dapat mendaki lereng komunitas".

3. Mengapa Motor Hub Kesulitan di Tanjakan: Masalah Penggandaan Torsi

Motor hub menggerakkan roda secara langsung tanpa roda gigi reduksi, sehingga seluruh torsi roda harus berasal dari motor:

Torsi roda T = F × r (r adalah radius roda, umumnya 0,25m)

Dalam contoh di atas: T = 293 × 0,25 ≈ 73Nm.

Sebagian besar motor hub penggerak langsung memiliki torsi terukur dalam kisaran 20–40Nm dan hanya dapat mendaki dengan mengandalkan kelebihan beban jangka pendek, yang mengakibatkan pemanasan parah, kehilangan efisiensi, dan umur panjang yang berkurang. Inilah alasan teknis yang tepat untuk "baik di tanah datar, terlalu panas dan melambat di tanjakan apa pun".

Motor penggerak tengah atau solusi roda gigi menggandakan torsi melalui rasio roda gigi, memungkinkan motor yang sama untuk menghasilkan torsi roda beberapa kali lipat — tetapi dengan struktur yang lebih kompleks dan biaya yang lebih tinggi. Tiga roda menggunakan solusi yang berbeda.

4. Mengapa Tiga Roda Harus Menggunakan Gandar Belakang Diferensial

Jika dua motor hub independen dipasang langsung ke dua roda belakang tiga roda, roda harus menempuh radius yang berbeda saat berbelok (roda luar menempuh jalur yang lebih panjang). Tanpa diferensial:

• Roda bagian dalam dipaksa untuk tergelincir atau terseret, menyebabkan keausan ban yang cepat;
• Resistensi kemudi meningkat dan kemudi kecepatan rendah menjadi kaku;
• Kemiringan bodi memburuk saat berbelok, mengurangi stabilitas.

Sebuah diferensial mekanis memungkinkan kedua roda berputar pada kecepatan yang berbeda sambil mendistribusikan torsi motor di antara keduanya. Oleh karena itu, arsitektur yang benar untuk tiga roda santai dan kendaraan wisata adalah "motor tunggal + gandar belakang diferensial", bukan "motor hub kembar". Hal ini sering terlewatkan dalam pemilihan namun secara langsung menentukan daya tahan dan keamanan menikung.

5. Variabel Lain yang Mempengaruhi Pendakian

1. Berat total: penumpang, muatan bak kargo, kanopi, dan baterai semuanya dihitung; 250kg versus 400kg berarti perbedaan permintaan 60% pada tanjakan yang sama;
2. Ban: ban kempes dan keausan tapak meningkatkan resistensi gelinding;
3. Batas arus pengontrol: batas arus menentukan torsi yang dapat dikirimkan; peringkat daya saja tidak sepenuhnya mencerminkannya;
4. Suhu: motor dan pengontrol menurun pada suhu tinggi, semakin mengurangi kemampuan mendaki;
5. Platform tegangan baterai: saat tegangan turun pada tingkat pengisian daya yang rendah, kecepatan dan torsi menurun.

6. Saran Pemilihan untuk Pelanggan Luar Negeri

1. Berikan gradien maksimum, panjang gradien, dan berat total — bukan hanya "kami punya bukit di sini";
2. Pendakian panjang (lebih dari 200m) memerlukan penilaian keseimbangan termal; pendakian pendek dapat mengandalkan kelebihan beban jangka pendek;
3. Untuk proyek pegunungan atau perkebunan, pilih penggerak tengah dengan roda gigi reduksi, atau gandar belakang diferensial dengan motor torsi tinggi;
4. Tentukan batas arus pengontrol dan torsi terukur/puncak daripada hanya membandingkan "angka daya".