Hầu hết các chủ sở hữu xe hơi không quan tâm nhiều đến bánh xe và lốp xe của họ - và ai có thể đổ lỗi cho họ, thực sự? Nếu lốp xe của bạn đang hoạt động theo cách mà chúng phải làm, thì thường không cần phải suy nghĩ nhiều hơn nữa. Có một lượng lớn công nghệ, thiết kế và nghiên cứu để tạo ra một chiếc lốp tốt, nhưng chỉ có hai điều thường được nghĩ đến khi ai đó mua lốp mới:Chúng có giá bao nhiêu? Và chúng sẽ tồn tại trong bao lâu?
Tuy nhiên, trong hơn một thập kỷ trở lại đây, nhiều nhà sản xuất ô tô và công ty sản xuất lốp xe đã nỗ lực thay đổi cách nghĩ và cách sử dụng lốp xe của chủ sở hữu ô tô. Cụ thể hơn, họ muốn lấy nguồn điện của chiếc xe cũng như nhiều bộ phận không thể thiếu khác của một chiếc ô tô đang hoạt động và đặt tất cả vào bên trong bánh xe. Dựa trên mô tả đó, có lẽ bạn sẽ không ngạc nhiên khi những thành phần hơi mới này được gọi là động cơ bánh xe. Và các công ty như Michelin đang hy vọng rằng công nghệ mới này sẽ tạo ra một cuộc cách mạng trong tương lai của ngành giao thông vận tải.
Nguyên tắc cơ bản đằng sau một chiếc xe được trang bị động cơ điện ở bánh rất đơn giản. Động cơ đốt trong thường được tìm thấy dưới mui xe đơn giản là không cần thiết. Nó được thay thế bằng ít nhất hai động cơ nằm ở trung tâm của bánh xe. Những bánh xe này không chỉ chứa các bộ phận phanh mà còn chứa tất cả các chức năng trước đây được thực hiện bởi động cơ, hộp số, ly hợp, hệ thống treo và các bộ phận liên quan khác.
Mặc dù về mặt lý thuyết, khái niệm này tương đối đơn giản, nhưng động cơ bánh xe đặt ra một số câu hỏi về hiệu suất, chức năng và hiệu suất. Chúng tôi sẽ xem xét tất cả các câu hỏi này và bắt đầu thêm ở trang tiếp theo.
Nội dung
Sản xuất một chiếc xe sử dụng động cơ điện ở bánh xe là một quá trình phức tạp hơn rất nhiều so với việc chỉ xé nhỏ động cơ và sau đó nhồi nhét động cơ điện vào không gian không sử dụng bên trong bánh xe. Loại động cơ điện này được thiết kế để hoạt động trên các loại xe hybrid, xe chạy bằng pin đầy đủ và thậm chí cả xe chạy bằng pin nhiên liệu.
Lượng công suất được tạo ra bởi các động cơ bánh xe này có thể thay đổi tùy thuộc vào nhà sản xuất và kích thước của động cơ. Ví dụ, một công ty có tên Protean Electric đã trình làng chiếc xe tải Ford F 150 tại triển lãm của Hiệp hội Thị trường Thiết bị Đặc biệt (SEMA) vào năm 2008. Protean đã sửa đổi Ford F-150 EV bằng cách loại bỏ động cơ V8 và thêm bốn động cơ điện vào bánh xe. xe tải. Mỗi động cơ trong số 4 động cơ Protean Drive đều có khả năng cung cấp hơn 100 mã lực, tổng cộng 400 mã lực từ cả 4 động cơ - nhiều hơn nhiều so với động cơ V8 tiêu chuẩn. Mỗi động cơ chỉ nặng 68 pound (31 kg) và được cung cấp năng lượng từ pin lithium-ion 42 kWh cung cấp cho chiếc xe tải phạm vi hoạt động 100 dặm (161 km) trước khi sạc lại.
Có thể điều chỉnh số lượng mô tơ bánh xe mà một chiếc xe sử dụng thực tế để đáp ứng các yêu cầu của xe. Ví dụ, trong hầu hết các trường hợp, hai động cơ sẽ cung cấp đủ năng lượng; tuy nhiên, nếu bạn đang nói về một chiếc xe dẫn động tất cả các bánh (AWD) - một chiếc xe tải địa hình hoặc một chiếc xe hiệu suất - thì rõ ràng điều đó sẽ yêu cầu bốn động cơ bốn bánh.
Tiếp theo, chúng ta hãy xem xét hệ thống Bánh xe Chủ động của Michelin để hiểu rõ hơn về cách thức hoạt động của công nghệ này.
Tùy thuộc vào nhà sản xuất, động cơ bánh trong có thể chứa nhiều thành phần khác nhau, nhưng hầu hết đều có các bộ phận cơ bản giống nhau. Chúng tôi đang sử dụng hệ thống Bánh xe Chủ động của Michelin làm ví dụ.
Bên ngoài của động cơ bánh xe trong có rất ít sự thay đổi so với bánh xe tiêu chuẩn. Tuy nhiên, một khi bánh xe được đưa ra khỏi xe, các bộ phận chính của hệ thống động cơ điện trên bánh xe sẽ lộ ra. Khu vực tương đối nhỏ đó chứa hệ thống phanh, hệ thống treo chủ động và động cơ điện thực sự dẫn động bánh xe. Hệ thống treo chủ động ở bánh xe là một hệ thống hoạt động bằng điện có thể phản ứng chỉ trong 3 / 1.000 giây của giây để tự động điều chỉnh chuyển động của xe và chuyển động lăn.
Một số thiết kế động cơ bánh xe cũng cung cấp tính năng được gọi là phanh tái tạo. Điều đó có nghĩa là hệ thống thu nhận một phần động năng của chính nó trong khi phanh và gửi lại để sạc pin. Một số xe hybrid, chẳng hạn như Toyota Prius và Tesla Roadster, đã tích hợp công nghệ phanh tái tạo này, giúp ô tô có phạm vi lái dài hơn.
Một trong những ưu điểm lớn nhất của động cơ điện bánh xe là công suất truyền thẳng từ động cơ trực tiếp đến bánh xe. Giảm quãng đường mà công suất đi được sẽ làm tăng hiệu suất của động cơ. Ví dụ, trong điều kiện lái xe trong thành phố, động cơ đốt trong chỉ có thể chạy với hiệu suất 20%, có nghĩa là phần lớn năng lượng của nó bị mất hoặc lãng phí thông qua các phương pháp cơ học được sử dụng để truyền lực đến các bánh xe. Một động cơ điện có bánh trong cùng một môi trường được cho là hoạt động với hiệu suất khoảng 90% [nguồn:Lepisto].
Nghe khá hay, phải không? Chà, hãy tiếp tục đọc để tìm hiểu cách động cơ điện có bánh xe không hy sinh công suất mà vẫn tăng hiệu suất.
Cho đến nay, chúng ta đã biết rằng sự kết hợp của một số động cơ ở bánh xe có thể tạo ra hơn 600 mã lực và chúng có thể nhận năng lượng của chính mình khi phanh, nhưng còn công suất tức thời đôi khi cần ở các bánh xe thì sao? Nói cách khác, những động cơ điện đặt trong bánh xe này có cung cấp đủ mô-men xoắn cho mọi ứng dụng không? Rốt cuộc, mô-men xoắn đóng một vai trò quan trọng trong thời gian phản hồi và hiệu suất của bất kỳ ô tô nào, phải không?
Trong một chiếc xe được trang bị động cơ điện ở bánh xe, có rất nhiều mô-men xoắn có sẵn - gần như ngay lập tức, như một điều hiển nhiên. Động cơ điện tạo ra một lượng lớn mô-men xoắn, và vì lực đó được truyền trực tiếp đến bánh xe, nên rất ít bị mất trong quá trình truyền. Mỗi bánh xe có thể được trang bị các cảm biến để xác định lượng mô-men xoắn cần thiết tại bất kỳ thời điểm nào. Các hệ thống tương tự hiện có trên ô tô trên đường, nhưng thời gian phản hồi hơi chậm hơn do số lượng các bộ phận liên quan và đường giao tiếp điện phức tạp hơn.
Trên một chiếc xe được trang bị động cơ điện ở bánh xe, một số hệ thống chính được đặt bên trong bánh xe. Vì vậy, nó chỉ có lý do rằng nhiều thành phần cốt lõi của ô tô truyền thống có thể bị loại bỏ. Chúng tôi đã đề cập ở phần đầu của bài viết này rằng động cơ, hộp số, ly hợp, hệ thống treo và các bộ phận liên quan khác có thể bị loại bỏ trên xe được trang bị động cơ điện ở bánh xe vì các bộ phận trên bánh xe đảm nhiệm tất cả các chức năng này. Sự thay thế các chức năng cơ học này bằng các chức năng điện thường được gọi là công nghệ dây dẫn - chẳng hạn như drive-by-wire, hoặc phanh-by-wire, chẳng hạn.
Loại bỏ động cơ giúp xe có thể thêm các cải tiến về thiết kế và cấu trúc. Cho đến nay, việc thử nghiệm hệ thống động cơ điện trên bánh xe đã được nhiều nhà sản xuất ô tô và công ty công nghệ, bao gồm cả Tập đoàn Venturi của Monaco, tiến hành để sử dụng cho mẫu xe ý tưởng Volage của mình, nhưng các câu hỏi về độ tin cậy, độ bền và độ an toàn rất khó được báo cáo nếu không được phổ biến rộng rãi. sử dụng hệ thống.
Để biết thêm thông tin về động cơ điện bánh trong và các công ty phát triển và thử nghiệm công nghệ, hãy truy cập các liên kết trên trang tiếp theo.
Các bài viết liên quan về HowStuffWorks
Hệ thống phanh của tôi hoạt động như thế nào?
Thủy lực hoạt động như thế nào?
Phanh của tôi hoạt động như thế nào?
Cách thức hoạt động của lốp xe