Σύστημα κινητήρα στον τροχό

Το σύστημα κινητήρα στον τροχό είναι ένας τύπος συστήματος κίνησης EV (ηλεκτρικό όχημα). Οι ηλεκτρικοί κινητήρες συνδέονται απευθείας στον τροχό, όπου τα συμβατικά ηλεκτρικά οχήματα έχουν σχεδιασμό και ο βενζινοκινητήρας αντικαθίσταται από έναν ηλεκτροκινητήρα.

Τι είναι ο κινητήρας στον τροχό;

Η βασική αρχή πίσω από ένα όχημα εξοπλισμένο με ηλεκτρικό κινητήρα στον τροχό είναι απλή. Ο κινητήρας εσωτερικής καύσης που συνήθως βρίσκεται κάτω από το καπό απλά δεν είναι απαραίτητος, αλλά αντικαθίσταται με τουλάχιστον δύο κινητήρες που βρίσκονται στην πλήμνη των τροχών του οχήματος, αυτοί οι τροχοί περιέχουν όχι μόνο τα στοιχεία θραύσης αλλά και όλες τις λειτουργίες που εκτελούνταν παλαιότερα από τον κινητήρα, το κιβώτιο ταχυτήτων, τον συμπλέκτη, την ανάρτηση και άλλα σχετικά μέρη.

Αν και η ιδέα είναι σχετικά απλή θεωρητικά και οι κινητήρες θέτουν μια σειρά από ερωτήματα σχετικά με τη λειτουργία απόδοσης και την απόδοση.

Τα τελευταία χρόνια έχουμε δει ορισμένους κατασκευαστές οχημάτων να κινούνται προς τη διαμόρφωση του συστήματος μετάδοσης κίνησης όπου ο κινητήρας είναι τοποθετημένος μέσα στον τροχό που είναι ένα σύστημα κινητήρα In-Wheel. Πρέπει να παραδεχτούμε ότι υπάρχει ένας εντυπωσιακός όγκος νέου διαθέσιμου χώρου όταν οι ηλεκτροκινητήρες είναι ενσωματωμένοι στους τροχούς και είναι βέβαιο ότι αυτοί οι λεγόμενοι κινητήρες πλήμνης ή κινητήρες In-Wheel έχουν ορισμένα πλεονεκτήματα, αλλά δημιουργούν επίσης ορισμένες προκλήσεις.

Ο κινητήρας στον τροχό δεν είναι νέος, στις αρχές του 20ου αιώνα το πρώτο υβριδικό όχημα του Ferdinand Porsche χρησιμοποιούσε ηλεκτρικούς κινητήρες τοποθετημένους στο κέντρο σε κάθε τροχό. Αυτοί οι κινητήρες τροφοδοτούν τον τροχό απευθείας στον τροχό, χωρίς να χρειάζεται κιβώτιο ταχυτήτων ή άξονας μετάδοσης κίνησης. Όταν χρησιμοποιείτε κιβώτιο μείωσης, η ταχύτητα μειώνεται και η ροπή πολλαπλασιάζεται. Αλλά με κινητήρα In-wheel δεν υπάρχει μείωση. Σε αυτό το σύστημα η ταχύτητα του τροχού είναι ίση με την ταχύτητα του κινητήρα, επομένως η απαιτούμενη ροπή και ισχύς πρέπει να παρέχονται σε λειτουργία άμεσης μετάδοσης κίνησης.

Οι κινητήρες τροχού εκτίθενται άμεσα στη σκόνη, το αλμυρό νερό και άλλα υγρά του δρόμου, καθώς και σε κραδασμούς και κραδασμούς που μειώνουν το προσδόκιμο ζωής τους. Αυτός είναι ένας από τους κύριους λόγους για τους οποίους η Ford αποφάσισε τελικά να εγκαταλείψει τις ιδέες του κινητήρα In-Wheel που εργάζονταν για το νέο ηλεκτρικό f-150 το 2008.

Οι τέσσερις κινητήρες εντός τροχού γνωστοί και ως Quad-Motor Drive. Αυτοί οι τέσσερις κινητήρες παρέχουν άμεση ισχύ και προσαρμόζουν ανεξάρτητα τη ροπή σε κάθε τροχό για ακριβή έλεγχο σε όλες τις συνθήκες και ο έλεγχος της ισχύος σε μεμονωμένο επίπεδο κινητήρων θα επιτρέψει τη διάνυσμα ροπής.

Τι είναι το Torque Vectoring;

Βασικά το torque vectoring είναι μια τεχνολογία που κατανέμει την ισχύ ενός κινητήρα στην αριστερή και δεξιά πλευρά του οχήματος. Με το torque vectoring η μία πλευρά του τροχού στον άξονα μπορεί να πάει πιο γρήγορα ή πιο αργά από την άλλη.

Το torque vectoring στοχεύει στη βελτίωση της απόκρισης και του χειρισμού του συστήματος διεύθυνσης μέσω της κατανομής της ροπής μεταξύ των τροχών του οχήματος.

Πόσο διαφορετικό είναι το In-Wheel Motor EV από άλλα αυτοκίνητα;

Για τα παραδοσιακά οχήματα με κινητήρα IC το σύστημα μετάδοσης κίνησης αποτελείται από συμβατικό μηχανικό σύστημα όπως κινητήρας, κιβώτιο ταχυτήτων, εξάτμιση, άξονας μετάδοσης κίνησης, διαφορικό.

Σε ένα συμβατικό EV ο κινητήρας αντικαθίσταται από έναν ηλεκτρικό κινητήρα με μετατροπέα και ένα σύνολο μπαταριών εγκατεστημένων στο πίσω μέρος ή στη βάση του οχήματος.

Στην περίπτωση των ηλεκτρικών οχημάτων που χρησιμοποιούν κινητήρες εντός τροχού, όλα τα μηχανικά υποσυστήματα του συστήματος μετάδοσης κίνησης καταργούνται και αντικαθίστανται από κινητήρες άμεσης μετάδοσης κίνησης και θέλησης που δεν χρειάζονται κινητήριο άξονα, καθώς συνδέονται απευθείας με τροχούς.

Σχετικά με το σχεδιασμό

Η παραγωγή ενός οχήματος που χρησιμοποιεί ηλεκτρικούς κινητήρες εντός τροχού είναι μια διαδικασία που είναι πολύ πιο περίπλοκη από το να σκιστεί απλώς ο κινητήρας και στη συνέχεια να στριμώξει τους ηλεκτρικούς κινητήρες στον αχρησιμοποίητο χώρο μέσα στον τροχό. Αυτός ο τύπος ηλεκτροκινητήρα έχει σχεδιαστεί για να λειτουργεί σε υβριδικά οχήματα για να βελτιώσει την απόδοση των οχημάτων που λειτουργούν με πλήρη μπαταρία, ακόμη και των ηλεκτρικών οχημάτων με κυψέλες καυσίμου.

Η ποσότητα ισχύος που παράγεται από αυτούς τους κινητήρες εντός τροχού μπορεί να ποικίλλει ανάλογα με τον κατασκευαστή και το μέγεθος του κινητήρα που θα χρησιμοποιηθεί. Ο ηλεκτροκινητήρας είναι εγκατεστημένος μέσα στον τροχό και παρέχει ισχύ στους τροχούς απευθείας χωρίς την ανάγκη μετάδοσης.

Η ιδέα της εγκατάστασης του κινητήρα μέσα στη στεφάνη του τροχού σε ένα EV είναι μια σωστή επιλογή, με αυτόν τον τρόπο μπορεί να διασφαλιστεί ότι η πλήρης απόδοση ισχύος του κινητήρα είναι διαθέσιμη στον τροχό χωρίς μηχανικές απώλειες μετάδοσης.

Αυτοί οι ηλεκτροκινητήρες εντός τροχού παρέχουν αρκετή ροπή για κάθε εφαρμογή;

Η ροπή παίζει σημαντικό ρόλο στον χρόνο απόκρισης οποιουδήποτε αυτοκινήτου και στην απόδοσή του. Σε ένα όχημα εξοπλισμένο με ηλεκτρικούς κινητήρες εντός τροχού υπάρχει άφθονη ροπή διαθέσιμη σχεδόν αμέσως στην πραγματικότητα.

Οι ηλεκτρικοί κινητήρες παράγουν μεγάλη ποσότητα ροπής και δεδομένου ότι αυτή η δύναμη μεταδίδεται απευθείας στον τροχό, κάθε τροχός μπορεί να εξοπλιστεί με τους αισθητήρες για να καθορίσει πόση ροπή απαιτείται ανά πάσα στιγμή.

Απόδοση κινητήρα στον τροχό

Ο κινητήρας στον τροχό θα υποφέρει πάντα από απώλειες χωρίς φορτίο και απώλειες μερικού φορτίου. επειδή οι κινητήρες δεν μπορούν να αποσυνδεθούν από τους τροχούς. Ορισμένες εταιρείες ισχυρίζονται ότι η απόδοση με τους κινητήρες εντός τροχού είναι υψηλότερη επειδή δεν υπάρχει κιβώτιο ταχυτήτων, αν και ένα κιβώτιο ταχυτήτων παρουσιάζει πάντα λίγη αναποτελεσματικότητα, τα κιβώτια ταχυτήτων μίας ή δύο ταχυτήτων που χρησιμοποιούνται συνήθως για ηλεκτρικά αυτοκίνητα είναι πολύ πιο αποδοτικά από τα πολύπλοκα πολλαπλών σταδιακά κιβώτια ταχυτήτων που παρατηρούνται στο σύστημα μετάδοσης κίνησης του κινητήρα εσωτερικής καύσης.

Αυτή η απώλεια στην απόδοση του οχήματος υπεραντισταθμίζεται από το γεγονός ότι λόγω του κιβωτίου ταχυτήτων. Ο ηλεκτροκινητήρας μπορεί να λειτουργεί στην πιο αποδοτική περιοχή λειτουργίας του, με αποτέλεσμα την αύξηση της αυτονομίας του οχήματος σε σύγκριση με ένα σύστημα άμεσης μετάδοσης κίνησης, ανάλογα με την περίπτωση χρήσης και τον κύκλο οδήγησης.

Αναγεννητική Δύναμη Θραύσης

Ορισμένοι από τον σχεδιασμό του κινητήρα In-Wheel προσφέρουν επίσης αναγεννητικό σπάσιμο, που σημαίνει ότι το σύστημα συλλαμβάνει μέρος της δικής του κινητικής ενέργειας ενώ σπάει και το στέλνει πίσω για να φορτίσει την μπαταρία.

Ορισμένα υβριδικά όπως το toyota prius και η tesla roadster έχουν ήδη ενσωματώσει αυτήν την αναγεννητική τεχνολογία θραύσης που παρέχει στα αυτοκίνητα μεγαλύτερη αυτονομία. Ένα από τα μεγαλύτερα πλεονεκτήματα των κινητήρων In-Wheel είναι το γεγονός ότι η ισχύς πηγαίνει απευθείας από τον κινητήρα απευθείας στον τροχό, μειώνοντας την απόσταση που διανύει η ισχύς αυξάνοντας την απόδοση του κινητήρα. Για παράδειγμα- Σε συνθήκες οδήγησης στην πόλη, ένας κινητήρας εσωτερικής καύσης μπορεί να λειτουργεί μόνο με απόδοση 20%, πράγμα που σημαίνει ότι το μεγαλύτερο μέρος της ενέργειάς του χάνεται ή σπαταλάται μέσω των μηχανικών μεθόδων που χρησιμοποιούνται για τη μεταφορά της ισχύος στους τροχούς, αλλά στον κινητήρα εντός τροχού Το περιβάλλον λέγεται ότι λειτουργεί με απόδοση περίπου 90%.

Είναι αυτό το μέλλον των ηλεκτρικών οχημάτων;

Η Porsche engineering έχει αναπτύξει ένα σύστημα ελέγχου ροπής για ένα σύστημα μετάδοσης κίνησης τεσσάρων μηχανοκίνητων ηλεκτρικών οχημάτων που επιτρέπει στα ηλεκτρικά SUV να χειρίζονται με την ικανότητα ενός σπορ αυτοκινήτου ακόμα και στις πιο δύσκολες συνθήκες. Λόγω της πολύ ταχύτερης απόκρισης ενός ηλεκτροκινητήρα σε σύγκριση με έναν κινητήρα IC, το σύστημα ελέγχου πρόσφυσης EV μπορεί να ανταποκριθεί πολύ πιο γρήγορα.

Σε ένα ηλεκτρικό όχημα η ροπή είναι καθαρά ηλεκτρονικά ελεγχόμενη που λειτουργεί πολύ πιο γρήγορα από τους μηχανικούς συμπλέκτες. Κάθε ευφυές λογισμικό του χιλιοστού του δευτερολέπτου κατανέμει τις δυνάμεις με τέτοιο τρόπο ώστε το όχημα να συμπεριφέρεται πάντα ουδέτερα, αλλά η λύση της Porsche δεν είναι μόνο η τετρακίνηση, αλλά χρησιμοποιεί για ξεχωριστούς κινητήρες, έναν που ελέγχει κάθε τροχό του οχήματος.

Υπάρχουν πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα σε πολλαπλούς κινητήρες, περισσότεροι κινητήρες αυξάνουν το κόστος και την πολυπλοκότητα, αλλά εξαλείφουν την ανάγκη για κινητήριο άξονα και δίνουν περισσότερο έλεγχο. Οι κινητήρες μπορούν επίσης να αυξήσουν το μη αναρτημένο βάρος, το οποίο μπορεί να έχει ορισμένες αρνητικές επιπτώσεις στον χειρισμό και την ποιότητα κύλισης.

Για παράδειγμα- Γίνεται δυνατή η περιστροφή των τροχών κατά 90 μοίρες και η οδήγηση προς τα αριστερά ή προς τα δεξιά ή ακόμα και να περιστρέφονται στη θέση τους αντί να οδηγείτε απλώς προς τα εμπρός ή προς τα πίσω. Αυτό προσθέτει μια άλλη διάσταση στον τρόπο με τον οποίο μπορεί να κινηθεί το αυτοκίνητο και διευκολύνει την πλοήγηση σε στενούς χώρους.

Το νέο rivian r1t διαθέτει έναν κινητήρα για κάθε τροχό, αυτό το τετρακινητήριο σύστημα μετάδοσης επιτρέπει στο rivian φορτηγό να χειρίζεται σαν ένα σπορ σεντάν στο δρόμο και 4 επί 4 εκτός δρόμου με ευκολία, γεγονός που φέρεται να κάνει το r1t το ταχύτερο φορτηγό στον κόσμο.

Πλεονεκτήματα του κινητήρα εντός τροχού

Οι κινητήρες με κίνηση στους τροχούς είναι εύκολοι στην εγκατάσταση και την αντικατάστασή τους, προσθέτουν ευελιξία καθώς μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την τροφοδοσία κίνησης στους πίσω ή στους μπροστινούς τροχούς καθώς και σε οχήματα με κίνηση σε όλους τους τροχούς χωρίς μεγάλη αλλαγή στην αλυσίδα μετάδοσης κίνησης, είναι συμπαγές σε μέγεθος όπως ολόκληρος ο κινητήρας είναι μέσα στον τροχό Οι κινητήρες εντός τροχού παρέχουν υψηλή απόδοση λόγω της έλλειψης μηχανικών απωλειών από το διαφορικό μετάδοσης και τους άξονες μετάδοσης κίνησης και κάνουν το αυτοκίνητο να λειτουργεί πιο αθόρυβα με ηλεκτρονικό έλεγχο κινητήρα. Αυτό σημαίνει ότι χαρακτηριστικά όπως το ABS, το traction control και ακόμη και το cruise control θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν πιο αποτελεσματικά.

Μειονεκτήματα των κινητήρων εντός τροχού

Η κύρια πρόκληση που αντιμετωπίζουν οι κινητήρες εντός τροχού είναι το ζήτημα του μη αναρτημένου βάρους, το βάρος χωρίς ανάρτηση είναι η μάζα όλων των εξαρτημάτων, συμπεριλαμβανομένου του πλαισίου, του κινητήρα, των επιβατών και του αμαξώματος που δεν υποστηρίζονται από την ανάρτηση ενός οχήματος. Το μη αναρτημένο βάρος περιλαμβάνει τροχούς, σπασίματα και ταξιδεύει πάνω-κάτω πάνω από τυχόν προσκρούσεις και λακκούβες και προσπαθεί να ακολουθήσει το περίγραμμα του δρόμου και με τους κινητήρες πλήμνης να αποτελούν μέρος του μη αναρτημένου βάρους του οχήματος, θα επηρεάσουν κάθε πρόσκρουση σε λακκούβες και στροφή υψηλής ταχύτητας .

Επίσης θα εκτεθούν σε βρωμιά, λάσπη, σκόνη νερού και αλάτι του δρόμου που μπορεί να μειώσουν τη διάρκεια ζωής των κινητήρων. Οι κινητήρες εντός τροχού είναι ακριβοί από έναν κινητήρα στον πίσω άξονα.

---

Σύστημα κινητήρα στον τροχό αρχικά δημοσιεύτηκε το Ζωντανή συνομιλία στο Medium, όπου οι άνθρωποι συνεχίζουν τη συζήτηση επισημαίνοντας και απαντώντας σε αυτήν την ιστορία.

• Coinsmart. Το καλύτερο ανταλλακτήριο Bitcoin και Crypto στην Ευρώπη.
• Platoblockchain. Web3 Metaverse Intelligence. Ενισχύθηκε η γνώση. ΕΛΕΥΘΕΡΗ ΠΡΟΣΒΑΣΗ.
• CryptoHawk. Ραντάρ Altcoin. Δωρεάν δοκιμή.
• Source: https://chatbotslife.com/in-wheel-motor-system-ce373de6d1ae?source=rss—-a49517e4c30b—4