Tekerlek İçi Motor Teknolojisi

Son yıllarda, bazı araç geliştiricilerin motorun tekerleğin içine monte edildiği aktarma organı konfigürasyonlarına doğru ilerlediğini gördük: tekerlek içi motor sistemi. Kabul etmeliyiz ki, elektrik motorları tekerleklere entegre edildiğinde etkileyici miktarda yeni alan mevcut. Ve elbette, bu sözde göbek motorları veya tekerlek içi motorlar belirli avantajlar sağlar, ancak aynı zamanda bazı zorluklar da yaratırlar.

Motor Boyutu ve Maliyeti

Tekerlek içi motorlar yeni değil. 20. yüzyılın başında, Ferdinand Porsche’nin ilk hibrit aracında her tekerlekte poyraya monteli elektrik motorları kullanıldı. Bu motorlar tekerleğe doğrudan güç sağlar. Şanzıman veya tahrik miline gerek yoktur. Bir redüksiyon dişli kutusu kullanıldığında, hız düşürülür ve tork artırılır. Ancak tekerlek içi motorda azalma olmaz. Tekerlek hızı, motor hızına eşittir, dolayısıyla gerekli tork ve gücün doğrudan tahrik modunda iletilmesi gerekir. Bunun etkisi nedir? Motor torku doğrudan motor boyutuyla ilgili olduğundan ve tork çoğaltma olmadığından (dişli kutusu olmadığı için), gerekli performansa ulaşmak için motorun boyutunun daha büyük olması gerekir. Bunun ayrıca maliyet üzerinde önemli bir etkisi vardır, çünkü tork üretim seviyesi doğrudan ihtiyaç duyulan kalıcı mıknatıs malzemesi miktarına dönüşür.

Dayanıklılık

Tekerlek içi motorlar doğrudan toza, tuza, suya ve diğer sıvılara ve ayrıca ortalama ömürlerini kısaltan titreşim ve darbelere maruz kalır. Bu, Ford’un sonunda yeni elektrikli F-150 için üzerinde çalıştıkları tekerlek içi motor konseptlerini terk etmeye karar vermesinin ana nedenlerinden biri.

Araçlardaki tekerlek içi motorların pratikte uzun vadeli dayanıklılığı hakkında çok fazla veri yoktur, çünkü kullanımda çok fazla motor yoktur. Ancak kullanım durumlarının çoğu için tekerlek içi motorların ideal bir çözüm olmaktan uzak olmasını bekleyebiliriz.

Araç Dinamiği

Araç dinamiğinde önemli bir husus “yaysız ağırlıktır”. Bir tekerleğe kütle eklemek sürüş konforunu azaltır. Nedenmiş? Yaysız ağırlık, aracın süspansiyonu tarafından desteklenmez. Bu nedenle, yaysız ağırlığı azaltmak yol tutuşu iyileştirmenin anahtarıdır. Yaysız ağırlık ne kadar düşük olursa, amortisörlerin ve yayların lastikleri engebeli yüzeylerde yolla temas halinde tutması o kadar kolay olur. Hepsi olmasa da pek çok sorun ataletten kaynaklanır. Daha büyük bir kütle, daha yüksek atalet anlamına gelir. Ve daha yüksek atalet, şoklar ve yaylar için daha fazla iş yükü anlamına gelir. Yaysız bileşenlerin kütlesi yüksekse, hızlanmaları/yavaşlamaları daha zordur, bu da süspansiyonun tutarlı bir lastik yükünü sürdürmesini zorlaştırır.

Tutarlı lastik-yol teması, kullanım ve güvenlik için çok önemlidir. Bu nedenle otomobil üreticileri, en iyi performansı sağlamak için tekerlekleri olabildiğince hafif yapmak için genellikle her şeyi yaparlar.

Tekerlek içi motorlar, yol yüzeyinden başlarken süspansiyondan ‘önce’ yerleştirildikleri için doğrudan aracın yaysız kütlesine katkıda bulunurlar. Bu sorun, tekerlek içi motorların doğrudan tahrik olma eğiliminde olması ve bu nedenle yerleşik muadillerinden daha ağır olması gerçeğiyle ciddi şekilde birleşiyor.

Tekerlek içi bir aktarma organı tipik olarak bir 4WD sistemi olarak uygulanır. Dört tekerleğin tahrik edilmesi, araç performansı üzerinde olumlu bir etkiye sahiptir. 4WD ile yolda daha iyi yol tutuşu var. Bir tork yönlendirme sistemi, her tekerleğin her durumda optimum tutuşa sahip olmasını sağlar. Bu, güvenliği, hızlanmayı ve kullanımı iyileştirir. Bununla birlikte, 4WD, içten takma motorlarla da uygulanabilir (günümüzde çoğu elektrikli ‘performans’ otomobilinin yaptığı gibi), bu nedenle bu, tekerlek içi motorlar için hiçbir ölçüye göre bir avantaj değildir. Aynı şey, rejeneratif frenleme ile enerjinin geri kazanılması için de geçerlidir: Tekerlek içi motorlar, bu konuda yerleşik motorlara göre herhangi bir avantaj sağlamaz.

Yeterlik

Tekerlek içi motorlar, motorlar tekerleklerden ayrılamadığı için yüksüz kayıplardan  ve kısmi yük kayıplarından her zaman daha fazla zarar görecektir . Bir araca daha fazla motor takma eğilimi var ve örneğin Porsche Taycan’da gördüğümüz şey, güç aktarım sisteminin verimliliğini optimize etmek için otoyol hızında seyrederken arka motorların tekerleklerden ayrıldığı. Tekerlek içi motorlarda bunu uygulamak çok zordur. Aktif olarak kullanılmasalar bile her zaman tekerleklerle birlikte dönerler.

Bazı firmalar vites kutusu olmadığı için tekerlek içi motorlarda verimin daha yüksek olduğunu iddia etmektedir. Şanzıman her zaman biraz verimsizlik getirse de, elektrikli araçlar için tipik olarak kullanılan 1 veya 2 vitesli şanzımanlar, içten yanmalı motorlu aktarma organlarında görülen karmaşık çok aşamalı şanzımanlardan çok daha verimlidir. Şanzımanda yüzde 1 belki de yüzde 2 verim kaybına bakıyoruz. Bununla birlikte, verimlilikteki bu kayıp, şanzıman sayesinde elektrik motorunun en verimli çalışma alanında çalışabilmesi ve doğrudan tahrikli bir sisteme kıyasla araç menzilinde bir artışa bağlı olarak bir artışa neden olması gerçeğiyle fazlasıyla telafi edilir. kullanım durumu ve sürüş döngüsü.

Kaykay platformları ve viraj alma modülleri

Kaykay platformlarının son trendinde 3 farklı kurulum görüyoruz:

• merkezi içten takmalı motorlar (örn. Canoo),
• tekerleğe yakın (ancak tekerlek içi değil) motorlar (örn. REE) ve
• tekerlek içi motorlar (örn. Işık yılı)

Motorları tekerleğe yaklaştırmak, yeni mühendislik zorluklarını beraberinde getirir. Frenleme örneğini ele alalım. Tüm EV’ler, verimlilik için çok faydalı olan bir tür rejeneratif frenleme kullanır. Ancak tüm frenlemeler, örneğin bir acil durdurma için, tek başına rejeneratif frenleme ile yapılamaz. Bu, sürtünme frenlerinin hala gerekli olduğu ve tekerlek içi motorların bunları takmak için çok az yer bıraktığı anlamına gelir. Sonuç olarak, frenlerin soğutulması bir sorun haline gelir.

Tekerlek içi veya tekerleğe yakın konfigürasyonlar ne zaman anlamlı olur?

Tekerlek içi ve tekerleğe yakın gibi yeni konfigürasyonların avantajları var. Özellikle pil alanının gerekli olduğu, modülerliğin anahtar olduğu ve aracın pürüzsüz, düz yüzeylerde gideceği durumlarda, bu yeni platformlar geçerli bir alternatif olabilir.

Nispeten düşük hızlarda ve kentsel alanlar gibi pürüzsüz yüzeylerde giden daha küçük ticari araçlar buna bir örnektir. Tüm mekanik parçaların platforma gömülü olduğu kaykay tarzı bir EV platformuyla birlikte bu düzen, mevcut kullanılabilir alanı en üst düzeye çıkarır.

Tekerlek içi motorun avantajları

Tekerlek içi motorların montajı ve değiştirilmesi kolaydır, tahrik zincirinde çok fazla değişiklik olmaksızın arkadan veya önden çekişli ve ayrıca dört tekerlekten çekişli araçlara güç sağlamak için kullanılabildikleri için esneklik sağlarlar, boyut olarak tüm motor kadar kompakttırlar Tekerlek içi motorlar, şanzıman diferansiyel ve tahrik millerinden kaynaklanan mekanik kayıpların olmaması nedeniyle yüksek verim sağlar ve elektronik motor kontrolü ile aracın daha sessiz çalışmasını sağlar. Bu, ABS, çekiş kontrolü ve hatta hız sabitleyici gibi özelliklerin daha verimli bir şekilde işlenebileceği anlamına gelir.

Tekerlek içi motorların dezavantajları

Tekerlek içi motorların karşılaştığı en büyük zorluk, yaysız ağırlık sorunudur; yaysız ağırlık, bir aracın süspansiyonuyla desteklenmeyen şasi, motor, yolcular ve gövde dahil olmak üzere tüm bileşenlerin kütlesidir. Yaysız ağırlık, tekerlekleri, kırılmaları içerir ve herhangi bir tümsek ve çukur üzerinde yukarı ve aşağı hareket eder ve yolun dış hatlarını takip etmeye çalışır ve aracın yaysız ağırlığının bir parçası olan göbek motorları ile her çukur tümseğinin ve yüksek hızlı dönüşün etkisine kapılırlar. .

Ayrıca motorların ömrünü azaltabilecek yol kirine, çamura, tozlu suya ve yol tuzuna maruz kalacaklardır. Tekerlek içi motorlar, arka akstaki tek motor montajından daha pahalıdır.

Sıkça Sorulan Sorular?