Иллюстративное изображение мотор-колеса. Кроме того, мотор-колесо позволяет гораздо проще и эффективнее реализовать работу систем безопасности автомобиля – антипробуксовочной (traction control), контроля начала движения (launch control) и распределения крутящего момента (torque vectoring).
В челябинском вузе создают мотор-колесо для автомобилей. Фото
Кроме того, мотор-колесо позволяет гораздо проще и эффективнее реализовать работу систем безопасности автомобиля – антипробуксовочной (traction control), контроля начала движения (launch control) и распределения крутящего момента (torque vectoring). Первое компактное мотор-колесо для электромобилей изобрели российские ученые. В России создали мотор-колесо, превосходящее все аналоги. для автомобиля не покатит кажется что это хорошая идея поместить по моторчику в каждое колесо, а если задуматься то получается нам нужно чтобы в каждом колесе кроме уже имеющихся резины, дисков, тормозных механизмов.
Колесо с мотором
Такие возможности обеспечивает автономный электропривод каждого колеса, так называемое «мотор-колесо» или колесо со ступичным двигателем. У большинства электромобилей двигатель установлен на одной или обеих осях, но моторы также могут находиться внутри колёс, как на электрическом самокате или велосипеде. На электромобилях такой вариант встречается редко из-за дополнительных сложностей при проектировании и производстве и существенном увеличении неподресоренных масс, что отрицательно сказывается на управляемости и комфорте. Зато, как демонстрирует Hyundai Mobis, такая система позволяет выполнять некоторые диковинные манёвры, которые невозможно выполнить на обычном автомобиле. Hyundai также продемонстрировал «нулевой поворот», то есть разворот на месте без разворота.
Само устройство включает в себя не только колесо автомобиля, но и другие составляющие такие, как электродвигатель, тормозная и система охлаждения, редуктор. Учёный поясняет, что разработка имеет несколько важных преимуществ, среди которых высокий КПД и улучшенная динамика. Большую роль в разработке играет её размер. Как отметил аспирант ЮУрГУ, все известные аналоги мотор-колеса либо слишком большие, либо их диапазон регулирования ограничен. Поэтому южноуральские учёные изначально старались создать эффективное устройство с наименьшими габаритами.
Другая особенность заключена в использовании двух источников магнитного поля — мощных постоянных магнитов и обмотки возбуждения.
Постоянные магниты Постоянные магниты практически не размагничиваются из-за отсутствия электромагнитных конфликтов. Простота конструкции Мотор Шкондина состоит всего из 5 узлов, ломаться нечему.
Материалоёмкость В моторе Шкондина в 4 раза меньше медного провода, в 8 раз меньше изотропной стали. Сервисное обслуживание Практически не нуждаются в сервисном обслуживании, гарантия 5-10 лет, ломаться нечему. Доступность Простые и дешёвые источники питания гелиевые низковольтные аккумуляторы Производство Высокая технологичность, простота производства и сборки.
Не требуется сложное специальное оборудование.
Пока прошу поверить на слово, что коллектор мотора Шкондина устроен так, что он в нужное время переключает направление тока в обмотках электромагнитов, что обеспечивает тягу только в одну сторону. Можно даже утверждать, что в данном моторе Шкондина работают сразу 6 классических электромоторов. Мотор действительно работает мотором, а не маховиком.
В данном моторе на «полную катушку» используется не только мощность электромагнитного поля, но и коллекторно-щеточный механизм. И при этом двигатель устроен удивительно просто. Он состоит всего из 5-6 основных деталей. Создав для этих деталей точные матрицы, можно штамповать двигатели Шкондина миллионами.
Познакомимся поближе с одним из патентов Шкондина. Выделим из этого патента достаточно большую цитату, которая содержит основные отличительные признаки двигателя Шкондина: «Импульсно-инерционный электродвигатель, в соответствии с настоящим изобретением, содержит: статор с круговым магнитопроводом, на котором закреплено четное количество постоянных магнитов с одинаковым шагом; ротор, отделенный от статора воздушным промежутком и несущий четное число электромагнитов, которые расположены попарно напротив друг друга; распределительный коллектор, закрепленный на корпусе статора и имеющий расположенные по окружности токопроводящие пластины, соединенные с чередованием полярности с постоянным источником тока и разделенные диэлектрическими промежутками; токосъемники, установленные с возможностью контакта с пластинами коллектора, причем каждый из токосъемников подключен к одноименному выводу обмоток соответствующих электромагнитов. Каждый из электромагнитов имеет по две катушки с последовательно встречным направлением обмотки, причем обмотки катушек смежных электромагнитов соединены последовательно, а выводы обмоток противоположных электромагнитов, не подключенные к токосъемникам, соединены между собой. Такое соотношение числа электромагнитов и постоянных магнитов, их взаиморасположение и используемая схема коммутации электромагнитов обеспечивает резонанс токов текущих через обмотки диаметрально противоположных электромагнитов, и как следствие, уменьшает скачки напряжения электропотребление при трогании и разгоне электродвигателя и улучшает его динамические характеристики.
Кроме того, такая конструкция электродвигателя позволяет максимально эффективно рекуперировать электроэнергию за счет возникновения противоЭДС при холостом ходе. Практически ликвидировать искрение на токосъемниках можно путем выбора подходящего угла опережения между токосъемниками и токопроводящими пластинами коллектора. Поэтому обычно токосъемники устанавливают на электродвигателе с возможностью регулировки их положения относительно коллектора. Общее число витков в обмотках катушек противоположных электромагнитов может быть различно.
Настоящее изобретение может быть использовано как для электродвигателя однонаправленного вращения, так и для реверсивного электродвигателя, в зависимости от способа подключения электропитания. В первом случае положительные токопроводящие пластины распределительного коллектора соединяют с положительным полюсом источника постоянного тока, а отрицательные токопроводящие пластины распределительного коллектора при этом замкнуты на корпус электродвигателя. В реверсивном электродвигателе положительные токопроводящие пластины распределительного коллектора соединяют с положительным полюсом источника постоянного тока, а отрицательные токопроводящие пластины распределительного коллектора соединяют с отрицательным полюсом источника постоянного тока и изолируют от корпуса электродвигателя. Для изменения направления вращения электродвигателя меняют подключение полюсов источника постоянного тока на противоположное.
Конструктивно электродвигатель может быть выполнен так, что ротор будет расположен с внешней стороны статора или ротор будет расположен внутри статора. На нём полюса электромагнитов ротора сверху и снизу совпадают с полюсами магнитов на статоре. Эти электромагниты в создании тяги не участвуют, поэтому питание на них не подается. Полюса электромагнитов справа и слева с полюсами магнитов на статоре не совпадают.
Поэтому на эти электромагниты питание подается. И именно эти электромагниты создают крутящий момент. И именно на это тратится энергия из аккумулятора. Обратите внимание, что как правый, так и левый электромагниты сразу взаимодействует с магнитными полями трех соседних статорных магнитов.
Уникальное мотор-колесо Шкондина, Дуюнова
Технические особенности Мотор-Колеса Дуюнова - обм. Смотрите онлайн видео «Мотор колесо для Автомобиля уже проектируется - Дуюнов» на канале «Велоспектакль» в хорошем качестве. У большинства электромобилей двигатель установлен на одной или обеих осях, но моторы также могут находиться внутри колёс, как на электрическом самокате или велосипеде. Еще со времен Фердинанда Порше идут поиски технологий создания электромоторов, встроенных в колеса (мотор-колес или «хабов»). Изготовленные для эксперимента колёса сварены из металлических прутьев, по ободу обшиты резиной и по конструкции в целом напоминают колёса телеги. В России создали мотор-колесо, превосходящее все аналоги. В России создали мотор-колесо, превосходящее все аналоги.
Марка Ford запатентовала неразрезную ось с мотор-колесами для электромобилей
Беспилотные автомобили будущего смогут маневрировать на узких улицах городов с непревзойденным изяществом, если будет реализована разработка Protean: ходовая система, объединяющая колесо, мотор, подвеску и модуль управления. В перспективе такие мотор-колёса можно использовать при изготовлении легкового и грузового электротранспорта, а также для коммерческого транспорта грузоподъёмностью до 10 тонн. Таким образом, мотор-колесо пока не представляет собой идеальное решение для применения в электромобилях, и инженерам и конструкторам придется решить еще много технических задач, и тогда, возможно, рынок электрокаров заполонят модели с двигателями в колесах. Учёным из Южно-Уральского государственного университета, находящемуся в Челябинске, удалось создать мотор-колесо для машин на электрических двигателях, которое примерно на 25% меньше аналогов и в то же время на 20% экономичнее. Колесные моторы Protean Electric позволят гибридизировать автомобили с двигателем внутреннего сгорания, упростить создание электромобилей и трансформировать автомобиль так, чтобы он имел полный привод.
Аспирант ЮУрГУ создает мотор-колесо для электромобилей
В 2021 году он победил в конкурсе по программе "Приоритет-2030". Вуз выполняет функции регионального проектного офиса Уральского межрегионального научно-образовательного центра "Передовые производственные технологии и материалы", созданного для объединения потенциалов образовательных и научных организаций реального сектора Свердловской, Челябинской и Курганской областей по нацпроекту "Наука и университеты". Поделиться новостью Нажимая на кнопку вы даете согласие на обработку персональных данных и соглашаетесь с политикой конфиденциальности.
Всенаправленные колеса — далеко не новая идея. Первый патент на omni-колесо omni-directional wheels, еще одно название всенаправленных колес был получен в 1919 году. В автомобильной промышленности такие колеса практически не используются. В основном, их применяют при создании движущихся шасси роботов, кресел-колясок для инвалидов, портативных мобильных систем. Уильям Лиддард использовал разработанное им всенаправленное колесо на практике.
Он оснастил своими колесами небольшой легковой автомобиль Toyota Echo. На видео выше «засветились» небольшие транспортные устройства с колесами. Патент на системы, показанные в клипе, получен в 2009 году компанией Honda. Эта компания впервые показала персональное транспортное средство с omni-колесом на автошоу в Токио в 2009 году. Но широкого распространения эта система не получила. Чаще всего всенаправленные колеса работают в игрушках и роботах. Но в этом случае конструкция строится вокруг колеса, иначе теряется устойчивость.
Это позволяет, с одной стороны, увеличить комфорт для водителя за счет размещения сервисных систем, с другой стороны, позволяет разместить больший объем накопителя электроэнергии и тем самым увеличить пробег без дозарядки. Южно-Уральский университет сфокусирован на междисциплинарных проектах в области цифровой индустрии, материаловедения и экологии. В 2021 году он победил в конкурсе по программе "Приоритет-2030". Вуз выполняет функции регионального проектного офиса Уральского межрегионального научно-образовательного центра "Передовые производственные технологии и материалы", созданного для объединения потенциалов образовательных и научных организаций реального сектора Свердловской, Челябинской и Курганской областей по нацпроекту "Наука и университеты".
Современная инженерия и новые материалы позволили значительно усовершенствовать эту идею и адаптировать к автомобилям наших дней. В частности, фирма Orbis предлагает мотор-колеса собственной конструкции под названием Ring-Wheel, которые можно установить на обычный серийный автомобиль с минимумом переделок. Для демонстрации возможностей фирма Orbis оборудовала переднеприводный хэтчбек Honda Civic мотор-колесами на задней оси. Колесо Ring-Wheel от Orbis является легким алюминиевым ободом с покрышкой на нем.
Мотор-колесо для электромобилей
При желании на таком ложе можно и переночевать, что наверняка оценят путешественники. В подполье при этом нашлось место для обычной 12-вольтовой батареи, герметика на случай прокола колеса, а также инструмента. Иным словами, даже "докатку" машине для семерых не выделили, и это досадное упущение. В кроссовере, задуманном для путешествий, прежде всего по России, она должна быть по определению. Настраивали профессионалы Фото: Пресс-служба Evolute В движении сразу становится понятно, что мы имеем дело с машиной, которую настраивали специалисты высокого класса. Комплимента заслуживают прежде всего возможности силовой установки. Многие ошибочно считают, что i-Space - это параллельный гибрид, где ДВС не только питает батарею, но и отдает часть тяги передним колесам. На самом деле этот кроссовер построен по последовательной схеме. Никакой связи с передним колесами у этого ДВС в модификациях для российского рынка нет. За ускорение же отвечает электромотор, выдающий 77 л.
Этот, казалось бы, не самый впечатляющий на бумаге потенциал позволяет i-Space ускорятся очень бодро для машин с такими габаритами. Все дело в серьезном крутящем моменте 435 Нм, который достигается практически со старта. Отсюда - очень уверенный разгон 7,4 сек. В то же время при желании этот не маленький автомобиль может столь же бодро следовать в чисто электрическом режиме. По паспорту полной зарядки должно хватить на 87 км пробега. По факту, как мы выяснили, в зеленом режиме можно преодолеть порядка 50 км, после этого автоматически включится ДВС. С полностью же заправленным топливным баком на этом SUV можно преодолеть аж 1150 км - мечта путешественников.
Hyundai также продемонстрировал «нулевой поворот», то есть разворот на месте без разворота. Ioniq 5 поворачивает колеса наружу, но на этот раз передние и задние колеса вращаются в противоположных направлениях, заставляя автомобиль вращаться на месте вокруг оси, мысленно проведённой через центр крыши. Далее в видео показан ещё один вариант разворота, но теперь вокруг правого переднего колеса в качестве оси вращения. Любопытно отметить, что эта концепция не нова — автопроизводители экспериментировали с приспособлениями, которые могли задвигать заднюю часть автомобиля на парковочное место, по крайней мере, с 1930-х годов. Технология также позволяет двигаться по диагонали, поворачивая все четыре колеса на 45 градусов.
Ну а огромные подъемные двери, обеспечивающие проход сразу на оба ряда сидений — да. Интерьер спроектирован в соответствии с концепцией Tazuna «уздечка». Идея такова: как при помощи всего лишь одной уздечки можно достичь взаимопонимания между всадником и лошадью, так и здесь все органы управления сосредоточены на рулевом контроллере, максимально приближен к нему и проекционный дисплей. Подчеркивая футуристичность интерьера, дизайнеры оснастили LF-30 Electrified интерфейсами нового поколения: системой распознавания жестов и системой отображения расширенной информации о состоянии автомобиля с использованием дополненной реальности. Стеклянная крыша над задними сиденьями оснащена встроенным дисплеем SkyGate «Небесные врата» с управлением голосом и жестами. Дисплей использует дополненную реальность для отображения различных типов информации. На нем можно увидеть звездное небо, просмотреть любимые видеозаписи или вывести навигационную карту.
В перспективе мотор-колеса будут устанавливать на электромобили. За счет собственного запаса энергии они смогут экономить заряд двигателя автомобиля — расходовать свой заряд они будут примерно на 20 процентов медленнее, на 30 процентов больше такой автомобиль сможет проехать на одном заряде. Ранее ученые придумали хлеб против стресса и сыр против болезни Альцгеймера.
Марка Ford запатентовала неразрезную ось с мотор-колесами для электромобилей
УРАЛЬСКИЕ УЧЁНЫЕ ИЗОБРЕЛИ ПЕРВОЕ КОМПАКТНОЕ МОТОР-КОЛЕСО ДЛЯ ЭЛЕКТРОАВТОМОБИЛЕЙ | Каждый двигатель ProteanDrive Pd18 (подходит для 18-дюймовых колес) обеспечивает максимальный крутящий момент 1250 Н⋅м и мощность 80 кВт (107 л.с.), сообщает |
Active wheel — колесо с трансмиссией, подвеской и мотором | Мотор-колесо Дуюнова Мотор-колесо – это электродвигатель, встраиваемый в колесо велосипеда, автомобиля, скутера, мотоцикла и других транспортных средств. |
Мотор Колесо Дуюнова без магнитов - уникальный асинхронный электромотор в мире. | 10-дюймовый мотор для автомобиля, модификация заднего колеса для высокоскоростного электрического велосипеда, 1000/1200 Вт, 48 В/60 в/72 в. |
Технология мотор-колеса сделала следующий шаг
Контроллеры для BLDC двигателей. Установленная на Skywell HT-i трансмиссия имеет всего одну передачу с двумя входными валами (для электрического и бензинового моторов) и одним выходным, для генератора, тем не менее автомобиль может двигаться и в режиме чистого электромобиля. Использование автономных колесных двигателей, таких как Protean Drive, исключает трансмиссии и карданные валы, а также освобождает пространство в центре автомобиля между ведущими колесами.
Асинхронная революция
Безредукторное мотор-колесо Шкондина В.В., изобретателя из наукограда Пущино, состоит всего из 5 основных узлов с предельно простой системой управления. Концепция мотор-колеса получает новую жизнь. Принцип мотор-колеса запатентован в 1884 году. В 2018 компания Orbis представили свое видение технологии. Соответственно, комплект из четырех мотор-колес также обойдется вдвое дороже.
Асинхронная революция
Без пригорка всё могло закончится более тяжкими последствиями для мужика. Глупость какая-то с его стороны вообще. Глупость и бесстрашие. Безалаберность какая-то. Наши координаты: 442963, Пензенская область, г. Заречный, ул.
В-четвертых, значительно упрощается конструкция важнейшей для электромобилей системы регенерации энергии торможения. В-пятых, ничто не сможет сравниться с мотор-колесом в обеспечении активной безопасности движения — любые алгоритмы систем ABS, ESP, Traction Control, Brake Assist и других легко программируются в блоке управления и могут воздействовать на каждое колесо индивидуально. Недостатки мотор-колеса Но на пути массового внедрения мотор-колес стоит и несколько нерешенных пока проблем. Главная из них — масса механизмов, помещаемых внутрь обода. Высокооборотные электродвигатели нуждаются в понижающем редукторе. Он должен быть компактным и герметичным. Редуктор добавляет несколько килограммов к общей массе колеса. Большая неподрессоренная масса, или, говоря проще, тяжелые колеса, резко снижают комфорт и управляемость, повышают износ подвески, передают на кузов больше вибраций.
Оптимальный вес колеса для среднеразмерного автомобиля составляет от 10 до 30 кг без учета шины. Вписаться в эти жесткие рамки мотор-колесу очень непросто. Практические разработки Michelin Французская компания Michelin, всемирно известная не только своими разработками в области шин, но и исследованиями по созданию экономичного и экологически чистого транспорта, уже пятнадцать лет занимается разработкой инновационных мотор-колес для электромобилей. Мотор-колеса «Michelin active wheel» совмещают в одном узле тяговый электродвигатель, элементы управления и подвески и тормозной системы. Они могут применяться как в переднеприводном, так и в заднеприводном варианте, в зависимости от условий эксплуатации.
Наша справка: Южно-Уральский университет держит фокус на междисциплинарных проектах в области цифровой индустрии, материаловедения и экологии. Он одержал победу в конкурсе по программе "Приоритет-2030" ещё в 2021 году. Вуз выполняет функции регионального проектного офиса Уральского межрегионального научно-образовательного центра "Передовые производственные технологии и материалы". Данный центр был создан в Свердловской, Челябинской и Курганской областях по нацпроекту "Наука и университеты" и объединяет между собой потенциалы образовательных и научных организаций реального сектора.
Уникальность технологии — в возможности создать абсолютно новый тип электродвигателя для любой сферы промышленности, в которой они применимы. В том, что будущее за электродвигателями, сегодня не сомневается уже никто. Прежде всего потому, что человек живет в век популяризации экологичного и экономичного электротранспорта.
Вопрос отказа от автомобилей с ДВС во всем прогрессивном мире стоит крайне остро, и электромоторы для транспортных средств сегодня уже не ноу-хау, а необходимая мера. Разработки в этой области ведутся и в Европе, и в США. Производство электромобилей уже поставлено на поток, а в европейских странах расширяется сеть электрозаправочных станций для этих авто.
Популярность гибридных автомобилей, которые имеют два мотора — ДВС и электрический, а также электромотоциклов, скутеров и иных транспортных средств растет, но полностью отказаться от использования бензина пока не удается.