מערכת מנוע בתוך הגלגל

מערכת מנוע בתוך הגלגלים היא סוג של מערכת הנעה EV (רכב חשמלי). מנועים חשמליים מחוברים ישירות בגלגל כאשר רכבי החשמל הקונבנציונליים כוללים עיצוב ומנוע הבנזין מוחלף במנוע חשמלי.

מהו מנוע בתוך הגלגל?

העיקרון הבסיסי מאחורי רכב המצויד במנוע חשמלי בתוך הגלגל הוא פשוט. מנוע הבעירה הפנימית שנמצא בדרך כלל מתחת למכסה המנוע פשוט אינו הכרחי, הוא מוחלף לפחות בשני מנועים הממוקמים במרכז הגלגלים של הרכב. גלגלים אלו מכילים לא רק את הרכיבים השבירים אלא גם את כל הפונקציונליות שבוצעה בעבר על ידי המנוע, תיבת ההילוכים, המצמד, המתלים וחלקים קשורים אחרים.

למרות שהרעיון פשוט יחסית בתיאוריה ומנועים יציבו מספר שאלות לגבי תפקוד ביצועים ויעילות.

בשנים האחרונות ראינו מפתחי רכבים שמתקדמים לעבר תצורת מערכת הנעה שבה המנוע מותקן בתוך הגלגל שהוא מערכת מנוע בתוך הגלגל. אנו חייבים להודות שיש כמות מרשימה של מקום חדש זמין כאשר המנועים החשמליים משולבים בגלגלים, ובטוח אלו המכונים מנועי רכזת או מנועים בתוך הגלגל מגיעים עם יתרונות מסוימים, אך הם גם יוצרים כמה אתגרים.

מנוע בתוך הגלגלים אינם חדשים, בתחילת המאה ה-20, הרכב ההיברידי הראשון של פרדיננד פורשה השתמש במנועים חשמליים צמודים לרכזת בכל גלגל. מנועים אלה מניעים את הגלגל ישירות לגלגל, אין צורך בתיבת הילוכים או גל הינע. בעת שימוש בתיבת הפחתה המהירות מופחתת והמומנט מוכפל. אבל עם מנוע בתוך הגלגל אין הפחתה. במערכת זו מהירות הגלגל שווה למהירות המנוע ולכן יש לספק את המומנט וההספק הנדרשים במצב נהיגה ישירה.

מנועים בתוך הגלגל חשופים ישירות לאבק, מי מלח ונוזלי כביש אחרים וגם לרעידות וזעזועים שמקצרים את תוחלת החיים שלהם. זו אחת הסיבות העיקריות שבגללן פורד החליטו בסופו של דבר לוותר על תפיסות המנוע בגלגל שעליהן עבדו עבור ה-f-150 החשמלי החדש ב-2008.

ארבעת המנועים בתוך הגלגל הידועים גם בשם Quad-Motor Drive. ארבעת המנועים הללו מספקים כוח מיידי ומכוונים באופן עצמאי את המומנט בכל גלגל לשליטה מדויקת בכל התנאים והספק השליטה ברמה האישית של המנועים יאפשר וקטור מומנט.

מהו וקטור מומנט?

בעצם וקטור מומנט היא טכנולוגיה המפזרת את הכוח של המנוע על פני הצד השמאלי והצד הימני של הרכב. עם וקטור מומנט צד אחד של הגלגל על ​​הציר יכול ללכת מהר יותר או לאט יותר מהאחר.

וקטור מומנט מטרתו לשפר את תגובת ההיגוי והטיפול באמצעות חלוקת המומנט בין הגלגלים ברכב.

במה שונה מנוע EV בגלגל ממכוניות אחרות?

עבור רכב מנוע IC מסורתי מערכת ההנעה מורכבת ממערכת מכנית קונבנציונלית כגון מנוע, תיבת הילוכים, פליטה, גל הנעה, דיפרנציאל.

ב-EV קונבנציונלי המנוע מוחלף במנוע חשמלי עם אינוורטר וסט סוללות המותקנות מאחור או בבסיס הרכב.

במקרה של רכבי EV המשתמשים במנועים בתוך הגלגלים, כל תת-המערכות המכניות של מערכת ההנעה מבוטלות ומוחלפות בהנעה ישירה ומנועים שאינם זקוקים לגל הנעה כלשהו מכיוון שהם מחוברים ישירות לגלגלים.

על עיצוב

ייצור רכב שמשתמש במנועים חשמליים בתוך הגלגל הוא תהליך שהוא הרבה יותר מורכב מסתם תלישת המנוע ואז דחיסת מנועים חשמליים לתוך החלל הלא מנוצל בתוך הגלגל. סוג זה של מנוע חשמלי נועד לעבוד על כלי רכב היברידיים כדי לשפר את היעילות של כלי רכב המופעלים על סוללות מלאות ואפילו רכבים חשמליים המונעים על ידי תאי דלק.

כמות הכוח שנוצרת על ידי מנועים בתוך הגלגלים הללו עשויה להשתנות בהתאם ליצרן ולגודל המנוע לשימוש. המנוע החשמלי מותקן בתוך הגלגל ומספק כוח לגלגלים ישירות ללא צורך בהילוכים.

הרעיון של התקנת המנוע בתוך חישוק הגלגל ב-EV הוא בחירה נכונה ובדרך זו ניתן להבטיח שתפוקת הכוח המלאה של המנוע זמינה בגלגל ללא הפסדי העברה מכאניים.

האם המנועים החשמליים בתוך הגלגל מספקים מספיק מומנט לכל יישום?

מומנט ממלא תפקיד חשוב בזמן התגובה של כל רכב ובביצועים שלו. ברכב המצויד במנועים חשמליים בתוך הגלגל, יש שפע של מומנט זמין כמעט מיידי למעשה.

מנועים חשמליים מייצרים כמות גבוהה של מומנט ומכיוון שהכוח הזה מועבר ישירות לגלגל ניתן לצייד כל גלגל בחיישנים כדי לקבוע כמה מומנט נדרש בכל זמן נתון.

יעילות של מנוע בתוך הגלגל

מנוע בתוך הגלגל תמיד יסבול מתנועה מאובדן עומס ומאבדי עומס חלקי. כי לא ניתן לנתק את המנועים מהגלגלים. חברות מסוימות טוענות שהיעילות עם מנועים בתוך הגלגלים גבוהה יותר מכיוון שאין תיבת הילוכים, אם כי תיבת הילוכים תמיד מציגה מעט חוסר יעילות, תיבות הילוכים עם מהירות אחת או שתיים המשמשות בדרך כלל לרכבי רכב חשמליים יעילות הרבה יותר מהמרובה המורכבת. הילוכים שלביים הנראים במנועי בעירה.

אובדן זה ביעילות של הרכב הוא פיצוי יתר על ידי העובדה כי בשל תיבת ההילוכים. המנוע החשמלי יכול לפעול על אזור הפעולה היעיל ביותר שלו וכתוצאה מכך להגדיל את טווח הרכב בהשוואה למערכת הנעה ישירה בהתאם למקרה השימוש ומחזור הנהיגה.

כוח שבירה רגנרטיבי

חלק מעיצוב המנוע בתוך הגלגל מציע גם שבירה רגנרטיבית, כלומר המערכת לוכדת חלק מהאנרגיה הקינטית שלה בזמן השבירה ושולחת אותה בחזרה לטעינת הסוללה.

כמה מכוניות היברידיות כמו טויוטה פריוס וטסלה רודסטר כבר משלבות את טכנולוגיית השבירה המתחדשת הזו שמספקת למכוניות טווח נסיעה ארוך יותר. אחד היתרונות הגדולים ביותר של המנועים בתוך הגלגל הוא העובדה שהכוח עובר ישר מהמנוע ישירות לגלגל, מה שמקטין את המרחק שהכוח עובר מגביר את יעילות המנוע. לדוגמא- בתנאי נהיגה עירוניים מנוע בעירה פנימית עשוי לפעול רק ביעילות של 20%, כלומר רוב האנרגיה שלו אובדת או מבוזבזת באמצעות השיטות המכניות המופעלות כדי להעביר את הכוח לגלגלים, אבל במנוע בתוך הגלגל באותו אופן. אומרים שהסביבה פועלת ביעילות של כ-90%.

האם זה העתיד של כלי רכב חשמליים?

הנדסת פורשה פיתחה מערכת בקרת מומנט עבור מערכת הנעה של ארבעה כלי רכב חשמליים המאפשרת לרכבי שטח חשמליים להתמודד עם היכולת של מכונית ספורט גם בתנאים הקשים ביותר. בגלל ההיענות הרבה יותר מהירה של מנוע חשמלי בהשוואה למנוע IC מערכת בקרת משיכה EV יכולה להגיב הרבה יותר מהר.

ברכב חשמלי המומנט נשלט בצורה אלקטרונית גרידא שעובדת הרבה יותר מהר מאשר מצמדים מכניים. כל תוכנה חכמה של אלפית שנייה מפזרת את הכוחות בצורה כזו שהרכב תמיד מתנהג באופן ניטרלי אבל הפתרון של פורשה הוא לא רק הנעה לכל הגלגלים, היא משתמשת במנועים נפרדים ששולטים בכל גלגל ברכב.

ישנם יתרונות וחסרונות למספר מנועים, יותר מנועים מגדילים את העלות והמורכבות אך מבטל את הצורך בגל הנעה ונותן יותר שליטה. מנועים יכולים גם להגדיל את המשקל הבלתי קפיצי, דבר שעלול להיות בעל השפעות שליליות על ההתנהגות ואיכות הנסיעה.

לדוגמא- אפשר לסובב את הגלגלים 90 מעלות ולנסוע שמאלה או ימינה או אפילו לסובב במקום במקום רק לנסוע קדימה או אחורה. זה מוסיף מימד נוסף לאופן שבו המכונית יכולה לנוע ומקל על ניווט במקומות צרים.

ה-rivian r1t החדש כולל מנוע אחד לכל גלגל מערכת הנעה מרובעת מנוע זו מאפשרת למשאית ה-rivian להתמודד כמו מכונית סדאן ספורטיבית על כביש ו-4 על 4 בשטח בקלות, מה שהופך את ה-r1t למשאית המהירה ביותר בעולם.

היתרונות של מנוע בתוך הגלגל

מנועים בתוך הגלגלים קלים להתקנה ולהחלפה הם מוסיפים גמישות מכיוון שהם יכולים לשמש להנעה אחורית או קדמית, כמו גם כלי רכב עם הנעה לכל גלגל ללא שינוי רב בשרשרת ההנעה, הם קומפקטיים בגודלם כמו המנוע כולו הוא בתוך הגלגל מנועים בתוך הגלגלים מספקים יעילות גבוהה עקב היעדר הפסדים מכאניים מדיפרנציאל תיבת ההילוכים ומפירי ההינע וגורמים למכונית לפעול שקטה יותר עם בקרת מנוע אלקטרונית. המשמעות היא שניתן לטפל בתכונות כגון ABS, בקרת משיכה ואפילו בקרת שיוט בצורה יעילה יותר.

חסרונות של מנועים בתוך הגלגל

האתגר העיקרי שעומדים בפני מנועים בתוך הגלגלים הוא נושא המשקל הלא קפיצי, המשקל הלא קפיצי הוא המסה של כל הרכיבים לרבות המסגרת, המנוע, הנוסעים והגוף שאינם נתמכים על ידי מתלים של הרכב. משקל לא קפיצי כולל גלגלים, הפסקות והוא נוסע מעלה ומטה על כל מהמורות ומהמורות והוא מנסה לעקוב אחר קווי המתאר של הכביש וכאשר מנועי רכזת יהיו חלק מהמשקל הלא קפיצי של הרכב הם יפגעו בכל מהמורות ובורות ופנייה במהירות גבוהה .

כמו כן, הם יהיו חשופים ללכלוך כביש, בוץ, מי אבק ומלח כבישים שיכולים להפחית את חיי המנועים. מנועים בתוך הגלגל יקרים מאשר תושבת מנוע בודד על הסרן האחורי.

---

מערכת מנוע בתוך הגלגל פורסם במקור ב חיי צ'אט בוטס ב- Medium, שבו אנשים ממשיכים את השיחה על ידי הדגשה והגיבה לסיפור זה.

• Coinsmart. בורסת הביטקוין והקריפטו הטובה באירופה.
• Platoblockchain. Web3 Metaverse Intelligence. ידע מוגבר. גישה חופשית.
• CryptoHawk. רדאר אלטקוין. ניסיון חינם.
• Source: https://chatbotslife.com/in-wheel-motor-system-ce373de6d1ae?source=rss—-a49517e4c30b—4