Белка вколесе: мотор-колесо

Белка вколесе: мотор-колесо
    Схема мотор-колеса Michelin Active Wheel Два электродвигателя, электрическая подвеска, тормозные механизмы с электромагнитными актуаторами — все это помещается в обода автомобильного колеса

Авто с электрическими мотор-колесами владеют рядом веских преимуществ перед классическими. Прежде всего это отсутствие множества сложных и тяжелых передаточных механизмов между колесом сцепления и — двигателем, трансмиссии, приводных валов и дифференциалов. Во-вторых, отменная динамика: компактные и легкие электрические моторы способны развивать крутящий момент впредь до 700 Н•м кроме того на самых низких оборотах.

В-третьих, управляемое мотор-колесо делает автомобиль очень маневренным — так как все колеса смогут вращаться с различной скоростью а также в различных направлениях. Машина способна разворачиваться на 360 градусов, парковаться в самых непростых условиях и мгновенно приспособиться к качеству дорожного покрытия. В-четвертых, существенно упрощается конструкция ответственной для электромобилей совокупности регенерации энергии торможения.

Ну и в-пятых, нет ничего, что сможет сравниться с мотор-колесом в обеспечении активной безопасности перемещения — все продвинутые электромеханические методы типа ABS, ESP, Traction Control, Brake Assist и без того потом свободно прошиваются в управляющий софт и воздействуют на каждое отдельное колесо.

За перечисленные преимущества мотор-колесо расплачивается столь же значительными недочётами. Основной из них — масса механизмов, помещаемых вовнутрь обода. Высокооборотные электродвигатели мотор-колес нуждаются в понижающем редукторе. Он должен быть компактным и герметичным. Редуктор додаёт пара килограммов к неспециализированной массе колеса. Для классических машин лишний вес в конструкции трансмиссии не критичен. Но для колес действует совсем второй принцип.

Громадная неподрессоренная масса, либо, говоря несложнее, тяжелые колеса, быстро снижает управляемость и комфорт, повышает износ подвески, сообщает на кузов вибрации. Оптимальный вес колеса для среднеразмерного автомобиля образовывает от 10 до тридцати килограмм не учитывая шины. Вписаться в эти твёрдые рамки мотор-колесу весьма непросто.

Наконец, ремонт мотор-колеса является операцией , требующую высокой квалификации. Переобуться в простой шиномонтажной мастерской у его обладателя не окажется. А вдруг повреждение случится вдалеке от сервисного центра? Запасное мотор-колесо в багажнике?

Вряд ли это быть может, ведь цена таковой запаски отобьет всякое желание брать электромобиль.

Электронная диета

Инженерам Michelin удалось побороть два основных недуга мотор-колес — вес и размеры. По словам Патрика Олива, начальника подразделения компании по перспективным разработкам, масса мотор-колеса Active Wheel второго поколения в сборе, установленного на концепте Heuliez WILL, образовывает 42, а неподрессоренная масса — 35 кг. Для сравнения — неподрессоренная масса переднего колеса хетчбэка Renault Clio равна 38 кг.

Для того чтобы результата удалось добиться за счет предельной миниатюризации всех элементов конструкции — ведущего электродвигателя, одноступенчатого понижающего планетарного редуктора, электродвигателя управления поворотом и подвеской колес, пружин, системы и тормозного механизма жидкостного охлаждения. Достаточно заявить, что вес ведущего мотора в модификации совокупности для спорткара Venturi Volage образовывает всего 7 кг при большой мощности 75 л.с. и крутящем моменте 58 Н•м, развиваемом в диапазоне от 0 до 8500 оборотов в 60 секунд. Вся другая механика в Active Wheel укладывается в 11 кг.

База Active Wheel — легкая алюминиевая рама, которая несложным твёрдым рычагом соединена с подрамником кузова. Соединение сделано подвижным, дабы колесо имело возможность поворачиваться. К внутренней поверхности рамы крепятся все элементы Active Wheel, а сам обод закрепляется на плоской дискообразной ступице.

Тормозной механизм складывается из вращающегося суппортов и диска с электромагнитными актуаторами. Ведущий электродвигатель на протяжении торможения трудится в режиме генератора, производя электричество для питания бортового аккумулятора. Подвеска складывается из электрических амортизаторов и стальной пружины. Моторчик, управляющий амортизаторами, отвечает кроме этого за поворот колеса.

Благодаря громадному углу поворота электромобиль существенно маневреннее простых авто.

Сложным хозяйством Active Wheel руководит продвинутая электроника. По словам инженеров Michelin, время отклика электрической подвески образовывает всего 0,003 с. Это на порядок стремительнее реакции стандартного гидравлического амортизатора. Подвеска, темперамент которой может изменяться за тысячные доли секунды, разрешает больше не искать компромисс между управляемостью и плавностью хода.

Более того, несложным переключением кнопки на сенсорном дисплее приборной панели возможно выбрать один из нескольких остроты жесткости рулевого и режимов подвески управления. Неповторимая разработка Michelin разрешает настраивать повадки автомобиля под настроение водителя. Хочется поджечь покрышки на скоростной автостраде — прошу вас, хотите медлительно и комфортно прокатиться по тесным улочкам — нет неприятностей.

Обслуживание, замена и ремонт покрышек на колесах Active Wheel, по уверениям инженеров Michelin, не составит громадной неприятности для обладателей. Обод колеса вместе с покрышкой сделан съемным. Не очевидно, как совокупность Active Wheel будет устойчива к действию низких температур, влаги и грязи.

Но думается, что разработчики колес для лунного джипа не могли потерять из виду такие серьёзные моменты эксплуатации. Возможно, ко времени появления серийных автомобилей компания создаст особую оснастку для автосервисов и шиномонтажного оборудования. По словам управления Michelin, ожидать осталось недолго.

Серийное производство мотор-колес начнется в 2010 году в Китае. В том месте же будут собирать пакеты литий-ионных элементов для электромобилей с разработкой Active Wheel.

Аэродинамика минус металлолом

Появление на Парижском автосалоне новейшего концепта маленькой экзотической автокомпании из Монако не просто так. Вот уже семь лет, с того времени как у Venturi показался новый хозяин, Гильдо Пастор, компания удивляет публику немыслимыми разработками. Кредо Venturi — экологически чистый электропривод и эпатажный дизайн, автором которого есть известный французский дизайнер со славой хулигана и бунтаря Саша Лакич. Первой его работой стал родстер Venturi Fetish, продемонстрированный в Париже в 2002 году.

После этого были созданы фантастический Astrolab, не похожий ни на что первый в мире независимый электромобиль Eclectic, применяющий ветра и энергию солнца, и, наконец, Volage. Лучшего метода показать неповторимые качества Active Wheel, чем оснастить чудо-колесами Volage, было не придумать. Хайтек на грани действительности — вот что оказалось в итоге.

Venturi Volage — это двухместный родстер снаряженной массой 1075 кг, созданный на модернизированном шасси концепта Fetish. База кузова — весьма легкая и твёрдая платформа из полых алюминиевых панелей с сотовой структурой, облицованных с двух сторон карбоновым волокном. Для крепления мотор-колес спереди и позади на платформе установлены твёрдые подрамники из авиационной стали.

Передний подрамник делает еще одну серьёзную функцию — формирует переднюю сминаемую территорию безопасности. На заднем помещается литий-полимерный аккумулятор французской компании Zebra. Кузовные панели отформованы из многослойного карбонового страницы.

По словам создателя Volage Саши Лакича, дизайн родстера продиктован вычитанием и законами аэродинамики лишнего — ненужного двигателя, трансмиссии, подвески и еще целой кучи металлолома.

Развесовка автомобиля совершенна — 45% массы на передней оси и 55% — на задней. Для полноприводного автомобиля с четырьмя ведущими и управляемыми колесами это крайне важно. Мощность каждого мотор-колеса образовывает 75 лошадок.

Итого 300! До много с места эта бесшумная ракета разгоняется всего за 4,9 с и развивает максималку 150 км/ч. Умная электроника чутко прислушивается к работе моторов, подвески и мгновенно корректирует мельчайшие отклонения от курса, заставляя каждое колесо вращаться со своей скоростью.

Щербатую мостовую Volage преодолевает так, что седоки смогут нормально наслаждаться горячим кофе.

На подходе к прилавку

Через три года в продаже покажутся первые экземпляры Volage ручной сборки. Venturi оценивает обладание фантастическим электромобилем в ?300 000. Автомобилисты поскромнее уже в следующем году смогут купить серийный суперкомпакт Heuliez WILL с передними мотор-колесами Michelin Active Wheel суммарной мощностью 81 л.с. и запасом хода на одной зарядке литий-полимерной батареи от 150 до 400 км. Цена автомобиля составит ?20 000.

В качестве бонуса Heuliez предоставит клиентам широкополосный мобильный интернет-доступ прямо в салон и кучу нужных online-сервисов от корпорации Orange.

Концептуальный родстер Venture Volage

a:2:{s:4:TEXT;s:7555:

Концептуальный родстер Venture Volage — один из первых машин, что будет оснащен мотор-колесами Active Wheel

Характеристики Venturi Volage

Двухместный полноприводный родстер

Начало малосерийного производства: 2012 год

Предполагаемый количество выпуска: 10 экземпляров в год

Цена: ?297 000

Силовая установка: 4 электромотора с жидкостным охлаждением по 55 кВт (75 л.с.) / 58 Н•м при оборотах вала от 0 до 8500, масса одного ведущего мотора 7 кг, масса мотор-колеса в сборе (с учетом подвески, шины и тормозной системы) 35 кг

КПД силовой установки: 90%

Батарея: пакет литий-полимерных элементов емкостью 45 кВт•ч с жидкостным охлаждением Zebra

Масса батареи: 350 кг

Количество циклов заряда/разряда: 1500

Время заряда до 80% емкости: 4 часа с применением особого бустера мощностью 10 кВт, 8 часов при простом режиме

Шасси: герметизированный алюминиево-карбоновый сэндвич с внутренней сотовой структурой, передний и задний подрамники из авиационной стали

Кузов: карбон

Подвеска: электрическая подвеска с управляющим электродвигателем Michelin Active Wheel, время отклика 0,003 с

Тормозная совокупность: тормоза дисковые, с электромагнитными актуаторами и совокупностью регенерации энергии торможения

Масса кузова: 1075 кг

Протяженность/ширина/высота: 3965 мм / 1949 мм / 1235 мм

Колесная база/колея: 2702 мм / 1525 мм / 1626 мм

Размерность колес п/з: Michelin 205 40 R18 / Michelin 235 45 R18

Большая скорость: 150 км/ч

Разгон от 0 до 100 км/ч: 4,9 с

Запас хода на полной зарядке: 320 км (на скорости 90 км/ч)

Эволюция мотор-колеса: российские корни

Мысль электрического мотор-колеса появилась фактически сразу же по окончании того, как показались достаточно замечательные и компактные электромоторы.

Первые в истории патенты на подобные механизмы были взяты в Америке Веллингтоном Адамсом из Сент-Луиса в первой половине 80-ых годов XIX века и еще через шесть лет — Альбертом Парселлом из Бостона. Но пионером в деле использования на практике мотор-колес стал Фердинанд Порше. В 1900 году на Глобальной выставке в Париже был продемонстрирован его электромобиль Lohner-Porsche с передними ведущими электрическими мотор-колесами.

В 1906 году патент на силовую установку был реализован Daimler, и до начала Первой Мировой компания выпустила более 300 электромобилей. Потом эта разработка не взяла развития, и действительно к ней возвратились только по окончании Второй мировой в СССР.

В рамках советской лунной программы ленинградский ВНИИтрансмаш создал шасси для планетохода с применением электрического мотор-колеса. В его герметичном модуле помещались редуктор, электромотор, тормоза и нужные датчики. Подобные проекты разрабатывались NASA. В конце 1970-х в Новосибирске был создан первый прототип колеса-мотора для автомобиля «жигули».

Во второй половине 70-ых годов двадцатого века на Волжском автозаводе такие колеса были собраны в металле и тогда же экспонировались на советско-американском симпозиуме по электромобилям.

В 1980—1990-х годах изучения разработки мотор-колес с различным успехом велись фактически всеми большими автокомпаниями. Примечательно, что громаднейших удач на этом поприще снова добились отечественные соотечественники Александр Пунтиков и Борис Маслов. Во второй половине 90-ых годов двадцатого века они запатентовали уникальную концепцию мотора, симулирующего работу людских мышц (Adaptive motor), а в 2000 году создали в Америке технологическую компанию Wavecrest Laboratories.

Мысль была удачно осуществлена на практике, и сейчас мотор-колеса Пунтикова и Маслова употребляются в разных отраслях индустрии.

Второй россиянин, изобретатель Владимир Шкондин, еще в начале 1990-х создал мотор-колесо собственной конструкции и запатентовал его в 28 государствах мира. Неповторимый механизм состоит всего из семи подробностей. Необходимо подчеркнуть еще одну увлекательную идею, появившуюся в Российской Федерации, — вариоколесо Н.В. Гулиа, М. Ференца и С.А. Юркова.

Ученые внесли предложение встроить бесступенчатый вариатор в ступицу колеса совместно с понижающей передачей. При более высокой сложности конструкции такое ответ мотор-колеса дает важный выигрыш в компактности, массе и КПД.

«;s:4:TYPE»;s:4:html;}

Статья размещена в издании «Популярная механика» (№78, апрель 2009).

Вечный двигатель — белка в колесе


Темы которые будут Вам интересны:

Читайте также: