Большинство автовладельцев не особо задумываются о колесах и шинах своих машин — да и кто может их в этом винить? Если ваши шины работают так, как должны, обычно больше не о чем думать. Существует значительное количество технологий, дизайнов и исследований, необходимых для создания хороших шин, но только две вещи обычно приходят на ум, когда кто-то покупает новые шины:сколько они стоят? И как долго они продлятся?
Тем не менее, в течение чуть более десяти лет многие производители автомобилей и шинные компании усердно работали над тем, чтобы изменить отношение владельцев автомобилей к своим шинам и их использованию. В частности, они хотят взять источник питания автомобиля, а также многие другие неотъемлемые части работающего автомобиля и поместить все это внутри колеса. Основываясь на этом описании, вас, вероятно, не удивит, что эти несколько новые компоненты называются мотор-колесами. И такие компании, как Michelin, надеются, что эта новая технология произведет революцию в транспорте будущего.
Основной принцип автомобиля, оснащенного электродвигателями в колесах, прост. Обычно находящийся под капотом двигатель внутреннего сгорания просто не нужен. Его заменяют как минимум двумя моторами, расположенными в ступицах колес. Эти колеса содержат не только тормозные компоненты, но и все функции, которые раньше выполнялись двигателем, трансмиссией, сцеплением, подвеской и другими соответствующими частями.
Хотя в теории концепция относительно проста, моторы в колесах ставят ряд вопросов относительно производительности, функциональности и эффективности. Мы рассмотрим все эти и другие вопросы, начиная со следующей страницы.
Содержание
Производство транспортного средства, в котором используются электродвигатели, встроенные в колеса, — процесс, который намного сложнее, чем просто вырвать двигатель, а затем втиснуть электродвигатели в неиспользуемое пространство внутри колеса. Этот тип электродвигателя предназначен для работы с гибридными автомобилями, автомобилями с полным аккумуляторным питанием и даже с электромобилями на топливных элементах.
Количество энергии, генерируемой этими двигателями в колесах, может варьироваться в зависимости от производителя и размера двигателя. Например, компания Protean Electric представила грузовик Ford F 150 на выставке Specialty Equipment Market Association (SEMA) в 2008 году. Protean модифицировала Ford F-150 EV, убрав двигатель V8 и добавив четыре электродвигателя в колесах грузовик. Каждый из четырех двигателей Protean Drive способен развивать мощность более 100 л.с., что в сумме составляет 400 л.с. от всех четырех двигателей, что намного больше, чем у стандартного двигателя V8. Каждый двигатель весил всего 68 фунтов (31 кг) и питался от литий-ионного аккумулятора емкостью 42 кВт·ч, что обеспечивало грузовику запас хода в 100 миль (161 км) без подзарядки.
Количество двигателей в колесах, которые фактически использует транспортное средство, может быть скорректировано в соответствии с требованиями транспортного средства. Например, в большинстве случаев два двигателя обеспечивают достаточную мощность; однако, если вы говорите о полноприводном транспортном средстве (либо внедорожнике, либо спортивном автомобиле), очевидно, что для этого потребуется четыре двигателя в колесах.
Далее давайте рассмотрим систему Active Wheel от Michelin, чтобы лучше понять, как работает эта технология.
В зависимости от производителя мотор-колесо может содержать множество компонентов, но большинство из них имеют одни и те же основные детали. В качестве примера мы используем систему Active Wheel от Michelin.
Внешний вид мотора в колесе очень мало отличается от стандартного колеса. Однако, как только колесо снято с автомобиля, обнажаются основные элементы системы электродвигателя в колесе. Эта относительно небольшая площадь содержит тормозную систему, активную систему подвески и электродвигатель, который фактически приводит в движение колесо. Система активной подвески в колесе представляет собой систему с электрическим приводом, которая может реагировать всего за 3/1000 секунды и автоматически корректировать тангаж и качку.
Некоторые конструкции двигателей в колесах также предлагают так называемое рекуперативное торможение. Это означает, что система захватывает часть собственной кинетической энергии при торможении и отправляет ее обратно для зарядки аккумулятора. Некоторые гибриды, такие как Toyota Prius и Tesla Roadster, уже включают эту технологию рекуперативного торможения, которая увеличивает запас хода автомобиля.
Одним из самых больших преимуществ колесных электродвигателей является тот факт, что мощность передается прямо от двигателя непосредственно на колесо. Уменьшение расстояния, на которое перемещается мощность, повышает эффективность двигателя. Например, в городских условиях двигатель внутреннего сгорания может работать с КПД всего 20 процентов, а это означает, что большая часть его энергии теряется или тратится впустую из-за механических методов, используемых для передачи мощности на колеса. Говорят, что электродвигатель в колесе в той же среде работает с КПД около 90 процентов [источник:Lepisto].
Звучит неплохо, правда? Что ж, продолжайте читать, чтобы узнать, как встроенный в колесо электродвигатель не жертвует мощностью и повышает эффективность.
До сих пор мы узнали, что комбинация нескольких двигателей в колесах может выдавать более 600 лошадиных сил и что они могут получать свою собственную энергию при торможении, но как насчет мгновенной мощности, которая иногда требуется на колеса? Другими словами, обеспечивают ли эти встроенные в колеса электродвигатели достаточный крутящий момент для любого применения? В конце концов, крутящий момент играет важную роль в времени отклика и производительности любого автомобиля, не так ли?
В транспортном средстве, оснащенном электродвигателями в колесах, имеется большой крутящий момент — фактически, почти мгновенно. Электродвигатели создают большой крутящий момент, и, поскольку это усилие передается непосредственно на колесо, при передаче теряется очень мало. Каждое колесо может быть оснащено датчиками для определения требуемого крутящего момента в любой момент времени. Подобные системы уже существуют в автомобилях на дорогах, но время отклика немного меньше из-за количества задействованных компонентов и более сложных путей электрической связи.
На автомобиле, оснащенном электродвигателями в колесах, несколько основных систем размещены внутри самого колеса. Таким образом, само собой разумеется, что многие из основных компонентов традиционного автомобиля могут быть удалены. В начале этой статьи мы упомянули, что двигатель, трансмиссия, сцепление, подвеска и другие связанные детали могут быть исключены из транспортных средств, оснащенных электродвигателями в колесах, поскольку компоненты в колесах выполняют все эти функции. Эту замену механических функций электрическими функциями часто называют технологией проводного подключения. -- например, управление по проводам или торможение по проводам.
Устранение двигателя позволяет добавить дизайну и конструктивным усовершенствованиям транспортное средство. На сегодняшний день испытания системы электродвигателя в колесе проводились многими автопроизводителями и технологическими компаниями, в том числе корпорацией Venturi из Монако для использования в ее концептуальном автомобиле Volage, но вопросы надежности, долговечности и безопасности трудно сообщить без широкого распространения. использование системы.
Чтобы получить дополнительную информацию о колесных электродвигателях и компаниях, разрабатывающих и тестирующих эту технологию, перейдите по ссылкам на следующей странице.
Связанные статьи HowStuffWorks
Porsche Panamera 2017 Turbo S Внешний вид
Идеи для того, чтобы оставаться активными и продуктивными среди приказов о приюте на месте
Современные призматические аккумуляторные батареи Panasonic
Профилактическое обслуживание вашего классического автомобиля