Оснащение автомобиля полным приводом от электромотора

Содержание
  1. Полный привод и прибавка до 150 сил всего лишь заменой пары колёс
  2. Американская фирма Orbis изобрела колесо заново, разместив в ступице электромотор, и придумала как эту конструкцию установить на обычный серийный автомобиль почти без переделок.
  3. Читайте также:
  4. Полноприводный Prius AWD-e: 1 ДВС + 3 электродвигателя = 4 ведущих колеса
  5. История вопроса
  6. Как это устроено?
  7. Передняя часть
  8. Задняя часть
  9. Электропривод задних колес
  10. Полный привод для «бюджетника»? Изучаем опыт Японии, где на заднюю ось ставят небольшой электромотор
  11. Устройство, преимущества и недостатки постоянного полного привода
  12. Определение понятия
  13. Назначение полного привода
  14. Разновидности системы 4х4
  15. Основные преимущества
  16. К преимуществам полноприводных трансмиссий относят:
  17. Недостатки полного привода
  18. Характерные поломки
  19. Рекомендации по ремонту
  20. Особенности управления авто
  21. Особые секреты AWD
  22. Выводы

Полный привод и прибавка до 150 сил всего лишь заменой пары колёс

Американская фирма Orbis изобрела колесо заново, разместив в ступице электромотор, и придумала как эту конструкцию установить на обычный серийный автомобиль почти без переделок.

Встроенный в ступицу колеса электромотор – далеко не сенсация для автомобильного мира. Автором изобретения считается американец Веллингтон Адамс, придумавший конструкцию мотор-колеса ещё в 1884 году. Позже, в 1897 году, 22-летний Фердинанд Порше изготовил такой электродвигатель, а фирма, в которой он тогда работал, оборудовала ими электромобиль Lohner-Porsche. Впоследствии мотор-колёса стали применять на автомобилях и велосипедах. Однако, современная инженерия и новые материалы позволили усовершенствовать эту идею и адаптировать к автомобилям наших дней.

Читайте также:

В частности, американский изобретатель Маркус Хейс, основавший вместе со своим коллегой Скотом Стритером фирму Orbis, разработал собственную конструкцию мотор-колеса, которое можно установить на самый обыкновенный серийный автомобиль с минимумом переделок. Устройство назвали Ring-Wheel. При этом монтаж пары таких мотор-колёс может сделать любую моноприводную машину полноприводной, а также добавить ей мощности от 100 до 150 сил в зависимости от выбранных для этих колёс электромоторов.

Читайте также:  Автошторки каркасные для автомобиля

Изобретение американцы впервые продемонстрировали широкой публике ещё в конце 2018 года на тюнинг-шоу SEMA, явив миру хэтчбек Honda Civic с установленными на заднюю ось мотор-колёсами Ring-Wheel и суммарной мощностью автомобиля за счёт них больше, чем у «Мустанга». Тогда же компания протестировала прототип на дороге, получив помимо прибавки мощности более быстрый разгон, а также снизив неподрессоренные массы и выявив приличную экономию бензина.

Колесо Ring-Wheel от Orbis представляет собой лёгкий алюминиевый диск (по сути, обод) с покрышкой на нём и размещённым на внутренней части тормозным механизмом. Компактный электродвигатель, вращающий кольцевую шестерню, находится на ступице со смещением и неподвижен. Вся конструкция ступицы мотор-колеса крепится к стандартным рычагам подвески автомобиля. На ней же размещён тормозной суппорт и треугольная система подшипников колеса. Их три: на два нижних опирается масса автомобиля, а третий удерживает обод от наклона во время движения. То есть всё довольно компактно и легко.

Такое 20-дюймовое колесо весит не больше стандартного легкосплавного диска «Сивика». Помимо уже описанной добавленной мощности, появления, по сути, ещё пары ведущих колёс, а также улучшенной динамики разгона и экономичности в потреблении топлива, Ring-Wheel обладает ещё рядом преимуществ. Его конструкции не требуется смазка, снижается трение механизмов колеса, а также примерно на 13% сокращается инерция вращения по сравнению со стандартным диском испытанной Honda Civic.

Остаются вопросы только к защите этих механизмов от грязи и посторонних предметов, а также к долговечности подшипников на ободе. Ну, и к цене, разумеется. На данном этапе фирма Orbis оценивает установку пары таких мотор-колёс собственной конструкции примерно в $10 000. Впрочем, авторы изобретения уже ведут переговоры с инвесторами. А, как известно, серийное производство может существенно снизить стоимость конечной продукции.

Источник статьи: http://ru.motor1.com/news/353227/polnyj-privod-i-pribavka-do-150-sil-vsego-lish-zamenoj-pary-koles/

Полноприводный Prius AWD-e: 1 ДВС + 3 электродвигателя = 4 ведущих колеса

На канале я выпустил серию статей про устройство гибридной системы автомобилей Toyota Prius. У этого автомобиля есть пока еще «экзотичная» для всего мира комплектация с индексом ZVW55 , которая до 2019 года была доступна только для внутреннего японского рынка. Чем она примечательна ? Ответ из названии статьи очевиден — приводом на все колеса .

Предлагаю детально разобраться с самой свежей гибридной электрической полноприводной трансмиссией автомобиля Prius ZVW 55 и понять, как из 1-го ДВС и 3-х электродвигателей сделали привод всех 4-х колес.

История вопроса

На сегодняшний день выпускается уже рестайлинг IV поколения автомобиля, вся же его история начинается с создания Toyota Hybrid System (THS) в 1997 году: I поколение — 1997 год (NHW10), II — 2003 (NHW20), III — 2009 (ZVW30), IV — 2015 (ZVW50) .

Первых три поколения максимально близки по своей компоновке и по конструкции гибридной системы. IV поколение (ZVW 50) построили на абсолютно новой платформе Toyota New Global Architecture (TNGA) и это принесло модульность, новые компоновочные решения, лучшую энергоэффективность компонентов, обновленную гибридную систему и полный привод E-Four!

Как это устроено?

TNGA — платформа модульная, по-этому полноприводный автомобиль делали на основании переднеприводного , добавив в этот конструктор оригинальную заднюю часть.

Передняя часть

Передняя часть полноприводного гибрида Prius ZVW 55 E-Four ничем не отличается от переднеприводного донора ZVW 50.

В IV поколении электродвигатели разнесены на параллельные оси: на одной оси вращения остались ДВС, MG1 (мотор-генератор) и PSD (Power Split Device – распределитель мощности). Тяговый электромотор MG2 переместился в сторону. PSD распределяет потоки мощности между генератором MG1 и ДВС и передает часть на промежуточный вал . MG2 и PSD соединяются между собой через тот же промежуточный вал с зубчатыми колесами. Этот же промежуточный вал находится в зацеплении с главной передачей автомобиля .

Задняя часть

Задний модуль AWD-e полного привода очень компактен и не потребовал сильной переделки гибрида. У задней оси нет механической связи с передними колесами , что позволило сохранить панели пола и не делать большой тоннель.

Пострадало только запасное колесо, на месте которого теперь располагается инвертор питания электрического двигателя задней оси. Такое решение спорное, но не требует прокладки дополнительных кабелей в подкапотное пространство (как это сделано, например, у RAV4 Hybrid).

Не забудьте поставить лайк 👍 и подписаться, если считаете, что автор не зря готовит такие материалы!

Чуть ниже самое интересное: конструкция электродвигателя привода задней оси.

Электропривод задних колес

Остановимся подробнее на самом важном в полноприводном Prius — конструкции задней мотор-оси e-Four . И пусть Вас не смущает его маленькая мощность, ниже объясню зачем он такой нужен.

Индукторный электродвигатель очень компактен и имеет скромные характеристики 5,3кВт / 55Нм (для примера: MG2 в приводе передней оси — 53кВт / 163Нм). Но у него есть внушительный понижающий редуктор с передаточным числом 10,487 , который позволяет при старте автомобиля получить дополнительные 577Нм тяги на задней оси!

Задний электромотор e-Four всегда активен при трогании автомобиля и при движении до 10 км/ч . При скорости корректировать траекторию (система стабилизации VSC) или при пробуксовках, отдавая накопленную в батарее энергию на привод задних колес. Как только скорость превышает 69 км/ч — e-Four перестает работать (в конструкции нет магнитов, двигатель не создает сопротивления). Как заверяет Toyota, к такому алгоритму пришли сознательно, это баланс между безопасностью и экономичностью .

Такой полный привод позволяет помочь автомобилю при движении по скользким покрытиям и по грунту, добавляет стабильности и безопасности при маневрировании на дороге, уменьшает вероятность сноса автомобиля, при этом в приоритете остается и топливная экономичность (расход всего +0,2л/100км по сравнению с моноприводным автомобилем).

Ставьте лайк 👍 , делитесь статьей, подписывайтесь на канал, комментируйте — это поможет мне понять, на чем стоит остановиться подробнее, какие темы осветить, что Вам, читатели, интересно!

Источник статьи: http://zen.yandex.com/media/unlock_autoblog/polnoprivodnyi-prius-awde-1-dvs—3-elektrodvigatelia—4-veduscih-kolesa-5c91338e6243ec00b4c367f1

Полный привод для «бюджетника»? Изучаем опыт Японии, где на заднюю ось ставят небольшой электромотор

Полный привод в наших краях в заснеженную пору — весьма полезная опция. Но стоимость полноприводного автомобиля изначально высока, он дороже в обслуживании, к тому же не забываем про увеличенный расход топлива. Не все машины имеет смысл оборудовать приводом на все колеса, особенно «бюджетники». Хотя… А если в «бюджетник» поставить бюджетный полный привод?

Очень многие автомобили B-класса российского происхождения изначально имеют неплохие внедорожные способности: небольшой вес, «бронебойные» подвески и высокий клиренс. А если сюда еще добавить полный привод? Хотя бы номинальный! Попробуем пофантазировать на эту тему.

Как-то на презентации Datsun on-Do инженер компании в частной беседе сказал: «В Японии на задние колеса малолитражек ставят небольшой электромоторчик. Это самый дешевый и простой вариант установки полного привода. Мы думаем над этим вопросом, поскольку изначально наши машины имеют неплохую проходимость. Заставить задние колеса помогать передним — и бездорожье Datsun будет преодолевать еще лучше. Решение в виде небольшого электромоторчика сзади имеет перспективу».

Разговор произошел пару лет назад, но на машинах компании Datsun полный привод пока не появился. Представители АвтоВАЗа в прессе тоже периодически анонсируют появление полного привода на базе разработок Renault-Nissan. Какой он будет ,механический или электрический, пока не ясно. Поговорим об электрическом.

Система электрического полного привода называется AWD-e или e-4WD, она хорошо известна в Японии. На задней оси стоит сравнительно небольшой вспомогательный электромотор, который вращает в случае необходимости задние колеса. В основном система предназначена для того, чтобы помочь тронуться с 0 до 10 км/ч на скользкой поверхности. При этом в некоторых случаях AWD-e может работать и до 70 км/ч. Большую часть пути машина остается переднеприводной.

История системы полного привода с электромоторчиком сзади началась в 2000-х годах. В Японии в заснеженных горных регионах дороги не посыпают тоннами соли, поэтому хотя бы номинальный полный привод был бы весьма кстати. Компании Nissan и Mazda искали простое и недорогое решение для реализации полного привода в своих компактных моделях. Упор делался не на возможность езды с помощью электромотора или увеличение мощности автомобиля, а на компактность системы и сам факт — задние колеса могут вращаться и двигать автомобиль вперед. Порой даже малейшая помощь задних колес может оказаться кстати на зимних обледенелых и заснеженных дорогах — вот для чего была сделана эта система.

Решение нашлось в виде привода задних колес с помощью маломощного электромотора от 7 до 12 л.с. Система получила применение в компактных автомобилях Mazda Demio и Mazda2, Nissan Micra, Cube, Tiida и Note.

В данной схеме отсутствует аккумулятор, питание электромотора осуществляется напрямую от генератора ДВС — отсюда малая мощность и невозможность езды только на электротяге. С другой стороны, электромотор настолько мал, что помещается в нише около задней подвески: система не уменьшает багажник и не требует глобальных переделок днища и элементов ходовой части. В системе предусмотрено сцепление, которое размыкает привод от электромотора к колесам. При обычной езде это переднеприводный автомобиль, но как только передние колеса начинают проскальзывать, подключается задняя ось. Подключить привод можно и отдельной кнопкой. То есть в основном задний электромотор отключен и не требует энергии на вращение и дополнительного расхода топлива на питание. Вес автомобиля увеличивается максимум на 80 кг.

Привод задних колес реализован в едином корпусе. Электрический кабель от генератора к приводу проходит через салон автомобиля с целью снижения риска нарушения изоляции. Кнопка включения полного привода расположена на приборной панели. Для питания электропривода используется отдельный генератор увеличенной мощности, то есть у «полноприводных» версий два генератора.

На форумах по e-4WD мнения владельцев машин разнятся. Кто-то из считает, что привод работает посредственно, кто-то, наоборот, полностью доволен системой. Единого мнения нет. Зато есть очень много постов с обсуждением того, как отремонтировать сломавшийся e-4WD. Судя по всему, в российских условиях электрика нередко дает сбой.

И сегодня эта система используется на ряде моделей. Например, Toyota недавно анонсировала старт продаж в США Prius с системой AWD-e. Компания называет его одним из самых экономичных полноприводных автомобилей на рынке. Предварительные данные по расходу в комбинированном американском цикле EPA — 4,7 л/100 км. Спереди тут все как у обычного Prius: мотор 1.8, два электродвигателя и соединяющая их между собой бесступенчатая трансмиссия. Задний электродвигатель развивает всего семь с небольшим «лошадок». Компания уточняет, что он активируется с нуля до 10 км/ч, чтобы помочь автомобилю стартовать на скользкой или заснеженной поверхности. Помимо того, бортовая электроника может подключать его на скоростях до 70 км/ч, если в том возникает необходимость.

Интересный факт: если Prius с передним приводом в США используют литиево-ионную тяговую батарею, то модификации с полным приводом AWD-e — никель-металлогидридную. Казалось бы, это шаг назад в технологиях, однако никелевый блок лучше переносит холод и обеспечивает хорошую производительность при низких температурах. А ведь гибрид с полным приводом, очевидно, будет особенно востребован в северной части континента, где бывают морозы.

Появится ли электрический полный привод на кроссоверных версиях российских «бюджетников», большой вопрос. Если и внедрять подобную систему, то необходимо приспосабливать ее к российским (и белорусским) условиям: перенастроить под глубокий снег и грязь (владельцы жалуются на плохую работу системы при старте в таких условиях), защитить вспомогательный генератор в моторном отсеке от воздействия дорожных реагентов зимой и так далее.

Понятно, что e-4WD далеко не так эффективен, как механический полный привод. Основное преимущество системы — она не требует глобальной переделки автомобиля и дешева в производстве. А значит, ее реализация на российских автомобилях (а может быть, и на белорусско-китайских, если совсем размечаться) вполне осуществима.

Источник статьи: http://zen.yandex.ru/media/abwby/polnyi-privod-dlia-biudjetnika-izuchaem-opyt-iaponii-gde-na-zadniuiu-os-staviat-nebolshoi-elektromotor-5c0e1c00fcea4c00aad23b97

Устройство, преимущества и недостатки постоянного полного привода

Постоянный полный привод имеет свои определенные преимущества, позволяя существенно упростить управление автомобилем.

Ещё на заре появления первых автомобилей инженеры экспериментировали с типом привода авто. В итоге, появились полноприводные машины, которые первоначально, в силу своей конструктивной сложности, не пользовались должным спросом у покупателей. Лишь в восьмидесятых-девяностых годах прошлого века появились достаточно эффективные, простые и надежные полноприводные автомобили, которые сразу стали отлично продаваться в различных странах мира.

Определение понятия

До недавнего прошлого полноприводная трансмиссия использовалась исключительно на полноценных внедорожниках, которые, к тому же, оснащались блокировкой дифференциала и понижающей передачей. Однако в конце восьмидесятых годов компания Audi представила свою полноприводную трансмиссию, которая получила название Кватро. Такая конструкция позволяет благодаря наличию дифференциалов синхронизировать передачу мощности между передней и задней осью, что существенно улучшает проходимость автомобиля и положительно сказывается на его скоростных характеристиках.

Если изначально такие автомобили имели соответствующий межосевой дифференциальный механизм, который отвечал за распределение крутящего момента, то в последующем появились электронные системы, полностью управляющие работой трансмиссии, обеспечивая оптимальное перераспределение мощности. При этом такой автомобиль в определённых условиях мог становиться полноценным задним или передним приводом, имелась возможность переноса мощности на левую или правую сторону.

Назначение полного привода

Изначально полный привод полагался лишь полноценным внедорожникам, а такая система рассматривалась исключительно как способ улучшить проходимость машины на бездорожье. Такие трансмиссии имели достаточно сложную конструкцию, часто ломались, требовали бережного отношения, да и установить их по причине увеличенных габаритов на обычной и легковой автомобиль попросту не представлялось возможным.

В последующем полноприводные трансмиссии стали более компактными, что позволяет с легкостью устанавливать их на кроссоверы, универсалы и легковые автомобили. Такие системы существенно улучшают показатели управляемости автомобиля, решаются проблемы с эксплуатацией машины на заснеженных улицах наших городов.

Ранее такие машины предназначались исключительно для охотников и рыболовов, которым требовался максимально проходимый автомобиль, способный справиться с глубоким бродом, раскисшим грунтом и глубоким снегом. Сегодня такие авто с трансмиссией 4 на 4 станут отличным вариантом для поклонников активного образа жизни, а также при круглогодичной эксплуатации автомобиля.

Разновидности системы 4х4

Конструктивно все системы полного привода можно разделить на две основные категории – механические и электропривод. Конструкции с механическим дифференциалом, у которых между передней и задней осью крутящий момент распределяется поровну и не изменяется в зависимости от скорости и условий управления авто. Такие системы надёжны, машины предсказуемы в управлении, а сама трансмиссия отличается надежностью и не потребует от автовладельца какого-либо обслуживания и серьёзного ремонта.

В последние годы наибольшей популярностью стали пользоваться подключаемые системы полного привода, которые включают различную продвинутую электронику, способную в режиме реального времени оценивать условия управления, и в зависимости от этого оптимальным образом перераспределять крутящий момент по осям. Тем самым обеспечивается максимально возможная проходимость, улучшаются показатели управляемости на высокой скорости и при прохождении поворотов.

Основные преимущества

Сегодня всё больше производителей предлагают покупателям автомобили, оснащенные системами полного привода. У такой трансмиссии имеется масса преимуществ, которые позволяют сделать автомобиль более удобным и комфортным в использовании.

К преимуществам полноприводных трансмиссий относят:

1) улучшение проходимости автомобиля;

2) управление становится более безопасным и предсказуемым;

3) улучшение динамических показателей машины;

4) лучшая реализация мощности двигателя.

Если в прошлом подобные автомобили были скорее экзотикой, то сегодня порядка 30% всех новых машин, в особенности в сегменте бизнес и премиум-класса, предлагаются именно с полноприводной трансмиссией. Многие покупатели по достоинству оценили удобство использования таких автомобилей, которые позволяют полностью безопасно и без каких-либо проблем управлять автомобилем на заснеженных и обледенелых дорогах.

Недостатки полного привода

Однако, как и у любой другой технологии, у полноприводных трансмиссий имеются определенные недостатки, которые следует учитывать при выборе такого автомобиля. В первую очередь это больший расход топлива, который увеличивается в сравнении с моноприводом на 15-20%. Если вы подыскиваете недорогую и экономичную машину, то проще выбрать небольшой хэтчбек, чем покупать универсал или кроссовер с трансмиссией 4×4.

В отдельных случаях владельцы автомобилей с электронным подключаемым приводом жалуются на непредсказуемое поведение автомобиля на высоких скоростях. Дело в том, что распределение мощности у таких машин не постоянно, поэтому нередки ситуации, когда в повороте или в сложной ситуации на дороге система перебрасывала крутящий момент с одной оси на другую. Подобное являлось полной неожиданностью для водителя, которому требовалось сохранять максимальную концентрацию, не ожидая такого подвоха от своей машины.

Характерные поломки

Несмотря на существенные улучшения конструкции системы полного привода, всё же такие автомобили часто ломаются, требуя соответствующего ремонта и внимания от автовладельца. Чаще всего требуется замена раздатки, которая не выдерживает повышенного крутящего момента, выходит из строя, существенно увеличивая расходы владельца автомобиля. Не редкость ситуации, когда сломавшийся полный привод и вискомуфта приводит в негодность карданный вал, а такой ремонт будет по затратам сопоставим с капитальным.

Часто из строя выходит раздаточный узел, который меняется вместе с муфтой и шлицами. В последнем случае, в особенности при наличии коробки автомат, стоимость такого ремонта может составить 20-30 тысяч рублей и более. Чтобы исключить такие поломки следует избегать пробуксовки автомобиля, который застрял в глубоком снегу или в укатанной колее. Ещё одна часто встречающаяся и чрезвычайно дорогая поломка — это выход из строя муфты в системе Haldex. В подобных случаях такие неисправности могут потянуть на 200 000 рублей, причём требуется менять не только саму помпу, но и все приводы.

Рекомендации по ремонту

Если с ремонтом относительно простых модификаций полноприводных трансмиссий могут справиться в большинстве сервисов, то современные вискомуфты и электронные осевые дифференциалы можно восстанавливать исключительно в специализированных мастерских. Стоимость такого ремонта будет достаточно высока, и это с учетом дорогих запчастей, большинство из которых неремонтопригодны и требуют замены.

Качество выполненного ремонта полноприводной трансмиссии будет во многом зависеть от качества используемых запасных частей и профессионализма мастеров, которые занимаются такой работой. Именно поэтому экономить на запчастях, приобретать китайские подделки не рекомендуется, так как это не только существенно ухудшает проходимость машины и ее управляемость на высоких скоростях, но и в последующем вынудит заново заниматься дорогостоящим и сложным ремонтом.

Особенности управления авто

Одним из преимуществ использования автомобилей с полноприводной трансмиссией является существенное улучшение управляемости. Такая машина лучше держится за дорожное полотно, у неё нейтральная поворачиваемость, практически отсутствуют срывы в поворотах, машина с лёгкостью разгоняется даже на скользкой и обледенелой дороге. Это позволяет существенно упростить управление автомобилем в зимнее время года, делая такую эксплуатацию авто максимально безопасной.

Определённые сложности могут лишь возникнуть при эксплуатации автомобилей с электронными вискомуфтами, в которых автоматика отвечает за перераспределение крутящего момента по осям. Нередки ситуации, в особенности на высокой скорости и в поворотах, когда электроника самостоятельно перераспределяет крутящий момент, это является полной неожиданностью для автовладельца. В итоге, машина может заметно расширять траекторию или же наоборот срываться в занос, скорректировать который становится крайне сложно.

Особые секреты AWD

Функционирование подключаемого полного привода может обеспечиваться как за счёт передачи вращения только на заднюю ось, так и за счёт активации сразу двух валов, вискомуфта в которых передаёт мощность в оптимальном соотношении, обеспечивая одновременно улучшение проходимости автомобиля и максимальное сцепление с дорогой. Наибольшую популярность такие подключаемые электронные системы полного привода получили на кроссоверах, которые одинаково эффективны как при использовании в городе, так и не спасуют на проселочной дороге и на бездорожье.

На полноценных внедорожниках используется конструкция полного привода с механической раздаточной коробкой, понижающей передачей, выходным валом и парой шестеренок, которые проходят через привод, обеспечивая максимально возможную долговечность и надежность всей конструкции. Такая трансмиссия способна выдерживать по-настоящему жесткую эксплуатацию, а благодаря наличию электронного управления можно как активировать режим постоянного полного привода, так и перебросить крутящий момент на задние или передние колёса.

Выводы

Преимущества системы полного привода очевидны. Автомобили с такой трансмиссией отличаются хорошей управляемостью, они одинаково эффективны на асфальте, просёлочной дороге, укатанном снеге и бездорожье. Современные конструкции 4х4 отличаются надежностью и долговечностью. Нужно лишь подобрать конкретную конструкцию и модификацию полноприводной трансмиссии, которая будет полностью соответствовать своему последующему использованию и конкретному автомобилю.

Источник статьи: http://zen.yandex.ru/media/cartechnic.ru/ustroistvo-preimuscestva-i-nedostatki-postoiannogo-polnogo-privoda-5c9e9e8c5c7f3a00b45cdd8c

Оцените статью