سیستم موتور درون چرخ

سیستم موتور درون چرخ نوعی سیستم محرک EV (خودروی الکتریکی) است. موتورهای الکتریکی مستقیماً در چرخ وصل می شوند که در آن خودروهای برقی معمولی طراحی دارند و موتور بنزینی با موتور الکتریکی جایگزین می شود.

موتور درون چرخ چیست؟

اصل اساسی پشت خودروی مجهز به موتور الکتریکی درون چرخ ساده است. موتور احتراق داخلی که معمولاً در زیر کاپوت یافت می‌شود، به سادگی ضروری نیست، باید حداقل با دو موتور واقع در توپی چرخ‌های خودرو جایگزین شود، این چرخ‌ها نه تنها شامل اجزای شکستن هستند، بلکه تمام عملکردهایی را که قبلاً توسط آن انجام می‌شد، دارند. موتور، گیربکس، کلاچ، سیستم تعلیق و سایر قطعات مرتبط.

اگرچه این مفهوم از نظر تئوری نسبتاً ساده است و موتورهای اراده تعدادی سؤال در مورد عملکرد عملکرد و کارایی ایجاد می کنند.

در سال‌های اخیر، برخی از توسعه‌دهندگان وسایل نقلیه را دیده‌ایم که به سمت پیکربندی پیشرانه حرکت می‌کنند، جایی که موتور در داخل چرخ نصب می‌شود که یک سیستم موتور درون چرخ است. باید اعتراف کنیم که وقتی موتورهای الکتریکی در چرخ‌ها ادغام می‌شوند، فضای جدید قابل توجهی در دسترس است و مطمئناً این موتورهای به اصطلاح توپی یا موتورهای درون چرخ دارای مزایای خاصی هستند، اما چالش‌هایی نیز ایجاد می‌کنند.

موتور درون چرخ چیز جدیدی نیست، در آغاز قرن بیستم، اولین وسیله نقلیه هیبریدی فردیناند پورشه از موتورهای الکتریکی در هر چرخ استفاده می کرد. این موتورها چرخ را مستقیماً به چرخ می رساند و نیازی به گیربکس یا محور محرک نیست. هنگام استفاده از گیربکس کاهش سرعت کاهش می یابد و گشتاور چند برابر می شود. اما با موتور درون چرخ هیچ کاهشی وجود ندارد. در این سیستم سرعت چرخ برابر با سرعت موتور است، بنابراین گشتاور و قدرت مورد نیاز باید در حالت رانندگی مستقیم تحویل داده شود.

موتورهای درون چرخ مستقیماً در معرض گرد و غبار، آب نمک و سایر مایعات جاده و همچنین در معرض ارتعاشات و ضربات هستند که طول عمر آنها را کاهش می دهد. این یکی از اصلی‌ترین دلایلی است که فورد در نهایت تصمیم گرفت از مفاهیم موتور درون چرخی که برای f-150 الکتریکی جدید در سال 2008 کار می‌کردند کنار بگذارد.

چهار موتور درون چرخ که با نام چهار موتور محرک نیز شناخته می شود. این چهار موتور قدرت فوری را ارائه می دهند و به طور مستقل گشتاور را در هر چرخ برای کنترل دقیق در تمام شرایط تنظیم می کنند و کنترل قدرت در سطح جداگانه موتورها بردار گشتاور را امکان پذیر می کند.

بردار گشتاور چیست؟

اساساً بردار گشتاور فناوری است که قدرت موتور را در سمت چپ و سمت راست خودرو توزیع می کند. با بردار گشتاور یک طرف چرخ روی محور می تواند سریعتر یا کندتر از سمت دیگر حرکت کند.

بردار گشتاور با هدف بهبود پاسخ فرمان و هندلینگ از طریق توزیع گشتاور بین چرخ‌ها در خودرو انجام می‌شود.

موتور EV درون چرخ چه تفاوتی با خودروهای دیگر دارد؟

برای وسیله نقلیه موتور IC سنتی، سیستم پیشرانه از سیستم مکانیکی معمولی مانند موتور، گیربکس، اگزوز، محور محرک، دیفرانسیل تشکیل شده است.

در خودروهای برقی معمولی موتور با یک موتور الکتریکی با اینورتر و مجموعه ای از باتری های نصب شده در پشت یا در پایه خودرو جایگزین می شود.

در مورد خودروهای برقی که از موتورهای درون چرخ استفاده می‌کنند، تمامی زیرسیستم‌های مکانیکی پیشرانه حذف شده و با موتورهای درایو مستقیم و اراده جایگزین می‌شوند که به هیچ محور محرکی نیاز ندارند زیرا مستقیماً به چرخ‌ها متصل می‌شوند.

درباره طراحی

تولید خودرویی که از موتورهای الکتریکی درون چرخ استفاده می‌کند، فرآیندی بسیار پیچیده‌تر از پاره کردن موتور و سپس جمع کردن موتورهای الکتریکی در فضای بلااستفاده داخل چرخ است. این نوع موتور الکتریکی برای کار بر روی وسایل نقلیه هیبریدی برای بهبود کارایی وسایل نقلیه با باتری کامل و حتی خودروهای الکتریکی با سلول سوختی طراحی شده است.

مقدار قدرت تولید شده توسط این موتورهای درون چرخ بسته به سازنده و اندازه موتور مورد استفاده می تواند متفاوت باشد. موتور الکتریکی داخل چرخ نصب می شود و بدون نیاز به انتقال نیرو مستقیماً به چرخ ها نیرو می دهد.

ایده نصب موتور در داخل رینگ چرخ در یک خودروی الکتریکی انتخاب درستی است به این ترتیب می توان اطمینان حاصل کرد که خروجی کامل قدرت موتور بدون هیچ گونه تلفات مکانیکی انتقال در چرخ در دسترس است.

آیا این موتورهای الکتریکی درون چرخ، گشتاور کافی برای هر کاربرد را فراهم می کنند؟

گشتاور نقش مهمی در زمان پاسخگویی هر خودرو و عملکرد آن دارد. در خودروهای مجهز به موتورهای الکتریکی درون چرخ، گشتاور زیادی تقریباً فوراً در دسترس است.

موتورهای الکتریکی مقدار زیادی گشتاور تولید می‌کنند و از آنجایی که این نیرو مستقیماً به چرخ منتقل می‌شود، هر چرخ می‌تواند به حسگرهایی مجهز شود تا میزان گشتاور مورد نیاز در هر زمان معین را تعیین کند.

کارایی موتور درون چرخ

موتور درون چرخ همیشه از حرکت بدون تلفات بار و تلفات بار بخشی رنج می برد. زیرا موتورها را نمی توان از چرخ ها جدا کرد. برخی از شرکت‌ها ادعا می‌کنند که راندمان موتورهای درون‌چرخ بیشتر است، زیرا گیربکس وجود ندارد، اگرچه یک گیربکس همیشه کمی ناکارآمدی ایجاد می‌کند، گیربکس‌های یک یا دو سرعتی که معمولاً برای خودروهای الکتریکی استفاده می‌شوند بسیار کارآمدتر از گیربکس‌های چندگانه پیچیده هستند. انتقال مرحله ای که در پیشرانه موتور احتراقی دیده می شود.

این کاهش راندمان وسیله نقلیه با این واقعیت جبران می شود که به دلیل گیربکس. موتور الکتریکی می تواند در کارآمدترین ناحیه عملیاتی خود کار کند و در نتیجه در مقایسه با یک سیستم درایو مستقیم بسته به مورد استفاده و چرخه رانندگی، برد خودرو افزایش می یابد.

قدرت شکستن احیا کننده

برخی از طراحی‌های موتور درون چرخ نیز شکستن احیاکننده را ارائه می‌دهند، به این معنی که سیستم در هنگام شکستن مقداری از انرژی جنبشی خود را جذب می‌کند و آن را برای شارژ باتری باز می‌فرستد.

برخی از خودروهای هیبریدی مانند تویوتا پریوس و رودستر تسلا در حال حاضر از این فناوری شکستن احیا کننده استفاده می کنند که محدوده رانندگی طولانی تری را برای خودروها فراهم می کند. یکی از بزرگترین مزایای موتورهای درون چرخ این واقعیت است که نیرو مستقیماً از موتور مستقیم به چرخ می رود و با کاهش مسافتی که نیرو طی می کند کارایی موتور افزایش می یابد. به عنوان مثال- در شرایط رانندگی شهری، یک موتور احتراق داخلی ممکن است تنها با راندمان 20 درصد کار کند، به این معنی که بیشتر انرژی آن از طریق روش‌های مکانیکی به کار رفته برای رساندن نیرو به چرخ‌ها از بین می‌رود یا هدر می‌رود، اما در موتور درون‌چرخ در همان حالت. گفته می شود که محیط با بازدهی حدود 90 درصد کار می کند.

آیا این آینده خودروهای برقی است؟

مهندسی پورشه یک سیستم کنترل گشتاور را برای پیشرانه خودروهای برقی چهار موتوره توسعه داده است که به SUV های برقی اجازه می دهد حتی در سخت ترین شرایط با توانایی یک خودروی اسپرت کار کنند. به دلیل پاسخگویی بسیار سریع تر یک موتور الکتریکی در مقایسه با موتور IC، سیستم کنترل کشش EV می تواند بسیار سریعتر پاسخ دهد.

در یک وسیله نقلیه الکتریکی، گشتاور کاملاً الکترونیکی کنترل می شود که بسیار سریعتر از کلاچ های مکانیکی کار می کند. هر نرم‌افزار هوشمند میلی‌ثانیه‌ای نیروها را به گونه‌ای توزیع می‌کند که وسیله نقلیه همیشه خنثی رفتار می‌کند، اما راه‌حل پورشه فقط سیستم چهارچرخ متحرک نیست، بلکه برای موتورهای جداگانه‌ای که هر چرخ خودرو را کنترل می‌کند، استفاده می‌کند.

موتورهای متعدد مزایا و معایبی دارند، موتورهای بیشتر هزینه و پیچیدگی را افزایش می‌دهند، اما نیاز به محور محرک را از بین می‌برند و کنترل بیشتری می‌دهند. موتورها همچنین می توانند وزن فنر نشده را افزایش دهند که می تواند تأثیرات منفی روی هندلینگ و کیفیت سواری داشته باشد.

به عنوان مثال- چرخاندن چرخ ها 90 درجه و رانندگی به چپ یا راست یا حتی چرخش در جای خود به جای اینکه فقط به جلو یا عقب بروند امکان پذیر است. این بُعد دیگری به نحوه حرکت خودرو می‌افزاید و حرکت در فضاهای تنگ را آسان می‌کند.

ریوین r1t جدید دارای یک موتور برای هر چرخ است. این پیشرانه چهار موتوره به کامیون ریوین این امکان را می‌دهد که مانند یک سدان اسپرت در جاده و 4 در 4 آفرود با سهولت کار کند و طبق گزارش‌ها، r1t سریع‌ترین کامیون در جهان است.

مزایای موتور درون چرخ

نصب و تعویض موتورهای درون چرخ آسان است و انعطاف‌پذیری بیشتری به آن‌ها اضافه می‌شود زیرا می‌توان از آن‌ها برای نیرو دادن به چرخ‌های عقب یا جلو و همچنین خودروهای چهارچرخ محرک بدون تغییر زیادی در زنجیره محرک استفاده کرد. داخل چرخ است موتورهای درون چرخ به دلیل عدم تلفات مکانیکی ناشی از دیفرانسیل گیربکس و محورهای محرک راندمان بالایی را ارائه می دهند و با کنترل الکترونیکی موتور خودرو را آرام تر می کنند. این بدان معنی است که ویژگی هایی مانند ABS، کنترل کشش و حتی کروز کنترل را می توان کارآمدتر مدیریت کرد.

معایب موتورهای درون چرخ

چالش اصلی موتورهای درون چرخ، وزن فنر نشده است، وزن فنر نشده، جرم تمام اجزایی از جمله قاب، موتور، سرنشینان و بدنه است که توسط سیستم تعلیق خودرو پشتیبانی نمی‌شوند. وزن فنر نشده شامل چرخ ها، شکستگی ها و بالا و پایین رفتن روی هر دست انداز و چاله ای است و سعی می کند خطوط جاده را دنبال کند و با توجه به اینکه موتورهای هاب بخشی از وزن فنر نشده خودرو هستند، تاثیر هر برآمدگی چاله و پیچ با سرعت بالا را خواهند داشت. .

همچنین در معرض خاک جاده، گل و لای، آب گرد و غبار و نمک جاده قرار خواهند گرفت که می تواند عمر موتورها را کاهش دهد. موتورهای درون چرخ نسبت به یک موتور تک موتوری روی محور عقب گران هستند.

---

سیستم موتور درون چرخ در ابتدا منتشر شد زندگی چت بات ها در Medium، جایی که مردم با برجسته کردن و پاسخ دادن به این داستان به گفتگو ادامه می دهند.

• Coinsmart. بهترین صرافی بیت کوین و کریپتو اروپا.
• پلاتوبلاک چین. Web3 Metaverse Intelligence. دانش تقویت شده دسترسی رایگان.
• CryptoHawk. رادار آلت کوین امتحان رایگان.
• Source: https://chatbotslife.com/in-wheel-motor-system-ce373de6d1ae?source=rss—-a49517e4c30b—4