शॉक अवशोषक, पहिया बीयरिंग, ब्रेक, इलेक्ट्रिक मोटर्स - इलेक्ट्रिक कारों के लिए भविष्य के ताप स्रोत?

एक प्रणाली का विकास जो अपनी सीमा तक पहुंच गया है, एक सुपरसिस्टम के स्तर पर जारी रखा जा सकता है। अपने विकास के संसाधनों को समाप्त करने के बाद, सिस्टम एक अन्य प्रणाली के साथ मिलकर एक नया, अधिक जटिल प्रणाली बनाता है।

तकनीकी प्रणालियों के विकास के सिद्धांत के मूल सिद्धांत।

इलेक्ट्रिक कारें न केवल डिजाइन की सादगी में पारंपरिक कारों से भिन्न होती हैं। प्रणाली के विकास के कानून के अनुसार, एक नए ऊर्जा स्रोत के लिए संक्रमण का मतलब है पूरे सिस्टम के डिजाइन की समीक्षा करना। फिलहाल, इलेक्ट्रिक कारों ने पारंपरिक कारों से अपनी बाहरी समानता नहीं खोई है। इसमें न केवल डिजाइन कारण हैं, बल्कि पूरी तरह से मनोवैज्ञानिक भी हैं।

क्या आप आम लोगों के विपरीत कार खरीदेंगे? और सबसे महत्वपूर्ण बात - इस तथ्य का उपयोग कैसे किया जाए कि भविष्य की बाकी गतिशीलता और चालकता घोड़े की तरह पहली कारों से पीछे रह जाएगी?

इलेक्ट्रिक वाहन प्रणाली के उपकरण के "पुनर्गठन" के प्रारंभिक चरण को वायुगतिकी के दृष्टिकोण में परिवर्तन और गर्मी के संरक्षण और उत्पादन से आंका जा सकता है।

पिछले लेखों में लिक्विड ब्रेक कूलिंग सिस्टम और लिक्विड ब्रेक कूलिंग। सिस्टम विकास के विकल्प मैंने मुख्य रूप से साधारण कारों और इलेक्ट्रिक हाइब्रिड वाहनों के लिए तरल शीतलन प्रणालियों के उपयोग के बारे में बात की। यह लेख एक इलेक्ट्रिक वाहन में एक समान प्रणाली के विकास के बारे में होगा जिसमें मोटर पहियों का उपयोग किया जाएगा।


मोटर पहियों के साथ एक इलेक्ट्रिक कार इस प्रकार के परिवहन का भविष्य है, जो कई विशेषज्ञ भविष्यवाणी करते हैं। पहिया के बाहर मोटर का "क्लासिक" स्थान वसूली के पूर्ण उपयोग की अनुमति नहीं देता है, और मनमाने ढंग से कार के आकार को बदल देता है। इस मामले में, शुद्ध सिद्धांत में भी, इस तरह के "एक पहिया और एक इंजन के पार" एक मध्यवर्ती संचरण तत्व के साथ एक योजना की तुलना में एक उच्च दक्षता देता है।

क्यों, मोटर पहियों के सभी फायदे के लिए, उनका उपयोग नहीं करते हैं? पूरी बात इस डिजाइन के अपरिहार्य नुकसान के कारण है।

पहला, और शायद सभी के लिए स्पष्ट है, संरचना का ताप भार है। तीन संभावित रूप से भारी लोड और गर्मी पैदा करने वाले तत्व एक दूसरे के बहुत करीब हैं!

1. पहिया असर (चूंकि ऊपर ऑपरेशन के दौरान पहिया सामान्य हीटिंग की तुलना में एक बड़ा द्रव्यमान है)।

2. ब्रेक तंत्र, जो वास्तव में मजबूत हीटिंग के अधीन है, और इस तरह के घने प्लेसमेंट के साथ, खराब परिस्थितियों में एयर कूलिंग होती है।

3. इलेक्ट्रिक मोटर - संभावित रूप से, जब अतिभारित होता है, तो यह न केवल खुद को गर्म करता है, बल्कि "पड़ोसी" भी।

... और ऐसी समस्याओं के मामले में क्या समाधान है?

1 - गर्मी से भरे तत्वों को विभाजित करने के लिए
दूसरा - तरल के साथ ठंडा



आरेख ऐसे शीतलन के स्थान को रेखांकित करता है।

इसके अलावा सूत्र के साथ एक स्पष्टीकरण होगा, जो मुझे आशा है कि पाठकों की एक विस्तृत श्रृंखला के लिए जितना संभव हो सके उतना स्पष्ट हो।

शॉक एब्जॉर्बर गर्मी में गति (गति) के यांत्रिक ऊर्जा को परिवर्तित करके हिल तत्वों (निलंबन, पहियों), साथ ही वाहन के शरीर को झटके और झटकों को अवशोषित करने के लिए एक उपकरण है ।

परिभाषा के आधार पर, यह अनुमान लगाना मुश्किल नहीं है कि गणना में सदमे अवशोषक की मुख्य समस्या क्या है। औसतन, अधिकांश शॉक अवशोषक का अधिकतम तापमान 100 डिग्री से अधिक नहीं होता है। इस सीमा को पार करने या इस सीमा के करीब होने के साथ काम करना काफी हद तक इस इकाई के संसाधन को निर्धारित करता है (यह याद रखने योग्य है कि यह तापमान काफी हद तक निलंबन में सबसे कमजोर लिंक के स्थायित्व द्वारा निर्धारित किया जाता है - रबर रॉड सील, जो सिस्टम की जकड़न के लिए जिम्मेदार हैं)।



गणना के आधार पर, यह समझना आसान है कि, एयर कूलिंग के अलावा कोई अन्य विकल्प नहीं है, सामग्री की ताकत और गर्मी क्षमता के लिए कुछ आरक्षित रखना आवश्यक है। यह अतिरिक्त वजन चरम स्थितियों में स्थिर संचालन की गारंटी है। लेकिन यहां तक ​​कि यह "रिजर्व" एक नियम के रूप में, ठंढ और अत्यधिक गर्मी भार की स्थितियों में नहीं बचाता है। तरल की चिपचिपाहट में परिवर्तन के कारण भिगोना विशेषता में परिवर्तन होता है, और यदि गणना की गई सीमाएं पार हो जाती हैं, तो सदमे अवशोषक बस विफल हो जाता है। इसके अलावा, ठंड के मौसम में बढ़े हुए पहनने की विशेषता होती है, यदि कम गति पर ड्राइविंग करने से पहले शॉक एब्जॉर्बर "वार्म अप" नहीं करते थे (सर्दियों में ड्राइविंग करते समय ड्राइवरों के लिए यह एक सामान्य सिफारिश है, क्योंकि पहनने के अलावा, शॉक एब्जॉर्बर की विशेषताओं में भी कमी आती है, जिससे इसकी प्रभावशीलता "वार्म अप" हो जाती है) ।

यह सब हमें समाधानों के एक निश्चित "कांटे" की ओर ले जाता है।

1 (जो वर्तमान में लागू किया गया है), नई सामग्री के कारण सदमे अवशोषक के तापमान संसाधन स्थिरता में वृद्धि, और बफर टैंक ("गैस" और अन्य के साथ सदमे अवशोषक) का उपयोग।

दूसरा समाधान, जो लेख के तर्क से आगे बढ़ता है, सदमे अवशोषक के चारों ओर एक पानी "शर्ट" का निर्माण होता है, जबकि इसे अधिक कॉम्पैक्ट गर्मी लंपटता के आधार पर कम किया जाता है। इस प्रकार, न केवल वजन की समस्या हल हो जाएगी, बल्कि इस निलंबन इकाई का हीटिंग-कूलिंग समय भी होगा।

यहां तक ​​कि सदमे अवशोषक के डिजाइन में भी, एक नियम के रूप में, संपीड़न और रीकॉइल वाल्व होते हैं जो उच्च-आवृत्ति दोलनों को नम करने में मदद करते हैं, और कम परिवेश के तापमान में भीगने वाले तरल पदार्थ की चिपचिपाहट को बढ़ाने के मामले में भी नमी दोलन की सेवा करते हैं (यानी, वे एक थर्मोस्टेट के साथ एक समान कार्य करते हैं - वे त्वरित हीटिंग के लिए काम करते हैं। तरल पदार्थ और तंत्र की स्थिरता बनाए रखना)।

मैं समझता हूं कि इस तरह के प्रस्ताव से कार बनाने में सहकर्मियों में काफी आक्रोश हो सकता है, और यह आश्चर्य की बात नहीं है। यहां हड्डी की सोच मुख्य रूप से उद्योग के विकास की गति पर निर्भर करती है यानी कंप्यूटर के लिए प्रोसेसर के विकास के साथ मोटर वाहन उद्योग की तुलना नहीं की जा सकती है (अन्यथा, जैसा कि उन्होंने एक प्रसिद्ध तुलना में कहा था, "कारों ने ईंधन की एक न्यूनतम खपत की होगी और पहले से ही उड़ गई थी")।

अब चलो पहिया असर पर चलते हैं ।


शुरुआत करते हैं डरावनी कहानियों से


दुर्भाग्य से, यह कथन डराने-धमकाने का प्रयास नहीं है, बल्कि जीवन का सामान्य सत्य है। इस तथ्य के बावजूद कि बीयरिंग की गुणवत्ता में कई बार "पच्चर" की संभावना बढ़ गई है, किसी ने भी रद्द नहीं किया है (और बीयरिंग कक्षाओं के निर्माण में अब उपयोग की जाने वाली सटीकता कक्षाएं दी गई हैं, पहिया का संचालन और संचालन की तीव्रता पहले से भी अधिक है)।



एक थर्मल इमेजर के साथ शूटिंग सीधे पहिया पर सबसे गर्म स्थान को इंगित करता है (ब्रेक डिस्क के तापमान को छोड़कर)।

पहिया असर की थर्मल गणना इस तरह दिखती है:




ऊपर से यह निम्नानुसार है कि असर की कमजोरियां, यह काम करने की स्थिति में तापमान है। पहनने के प्रतिरोध की समस्या को अब संदूषण से बचाने के लिए अच्छी तरह से हल किया गया है, और असर में ही अधिक पहनने वाले प्रतिरोधी मिश्र धातु (विनिर्माण सटीकता भी प्रभावित होती है, लेकिन इतना नहीं, और कोई भी हब में सटीक बीयरिंग नहीं डालता है, हालांकि सिद्धांत रूप में यह अभी भी दक्षता बढ़ा सकता है)।

इस समय विशेष रूप से अच्छा स्नेहन की समस्या है। गर्मी प्रतिरोध और स्थायित्व के लिए आधुनिक स्नेहक लंबे समय से यूएसएसआर के समय के अनुरूपों को पार कर गए हैं।

अब तक किसी ने असर को ठंडा करने की समस्या का हल क्यों नहीं निकाला? लेकिन वास्तव में क्योंकि वह व्यावहारिक रूप से अनुपस्थित थी, और वह इतनी उत्सुकता से नहीं खड़ी थी।

निलंबन के धातु तत्वों के साथ असर गर्मी पूरी तरह से अलग-अलग दिशाओं में चली गई। यहां हम आंतरिक दहन इंजन से एक उदाहरण दे सकते हैं, जहां बीयरिंग भी थे जो तेल से ठंडा नहीं थे, लेकिन पूरी तरह से काम करते थे। ये उदाहरण समझ में आते हैं, लेकिन मोटर व्हील के मामले में, ओवरहीटिंग के जोखिम को नजरअंदाज करने की कोशिश करना बहुत महंगा हो सकता है! एक दुर्घटना में, आप न केवल पहिया खो देते हैं, बल्कि इंजन भी (जो कि बाकी घटकों की तुलना में कई गुना अधिक है)!

असर को ठंडा कैसे करें, और एक ही समय में मोटर पहिया के द्रव्यमान में वृद्धि न करें?

यह याद रखने योग्य है कि हमारे समय में, निलंबन में धातुओं के लिए प्रतियोगिता पहले से ही विभिन्न कंपोजिट द्वारा सफलतापूर्वक बनाई गई है। इसलिए, आपको बस पहिया असर, या इसके बढ़ते स्थान (आवास) को लेने की आवश्यकता है, और इसे शीतलक के लिए आंतरिक चैनलों के साथ एक संयुक्त से बनाएं। यह न केवल ओवरहीटिंग की समस्या का हल करता है, बल्कि कंपोजिट के तापमान शासन को भी स्थिर करता है, क्योंकि प्लास्टिक का सबसे कमजोर बिंदु उच्च तापमान पर गर्म होता है।

अगले चैलेंजर, और संभवतः उच्च तापमान द्रव का मुख्य "आपूर्तिकर्ता", एक नियमित ड्रम ब्रेक होगा। इसका डिजाइन सरल और सीधा है, और इसके तरल शीतलन प्रणाली की उपस्थिति का वर्णन पिछले लेख में किया गया था। अब, उपरोक्त के बाद, मुझे यह स्पष्ट है कि ड्रम में एक और ऊष्मा स्रोत कहाँ से आएगा।

ब्रेक तंत्र के लिए गर्मी की गणना इस तरह दिखाई देगी:



मोटर-पहिया का मुख्य तत्व - एक तरल-ठंडा इलेक्ट्रिक मोटर - एक निश्चित गर्मी भी देगा। Habré पर भी इस दिशा में घरेलू विकास के बारे में बहुत दिलचस्प सामग्री है। अपने दम पर, मैं बस ध्यान देता हूं कि इंजन की शक्ति में अपरिहार्य वृद्धि के साथ, गर्मी उत्पादन भी बढ़ेगा।

उपरोक्त सभी एक और उपयोगी कार्य कर सकते हैं - नैदानिक। वास्तविक समय में महत्वपूर्ण घटकों और विधानसभाओं के संचालन मापदंडों को मापना लगभग समान है, अधिकतम सिस्टम प्रदर्शन के लिए इंजन पर सेंसर की एक श्रृंखला के माध्यम से आंतरिक दहन इंजन के संचालन की निगरानी करना।

जाहिर है, सवाल उठता है - हमें इलेक्ट्रिक कार पर पहिया असर और शॉक एब्जॉर्बर के कूलिंग-हीटिंग की आवश्यकता क्यों है? ये कमजोर ताप प्रवाह क्यों हैं, यहां तक ​​कि यह विचार करते हुए कि इलेक्ट्रिक कार को गर्मी की आवश्यकता है?

उत्तर जटिल है, लेकिन काफी तार्किक है। फिलहाल, एक पारंपरिक इलेक्ट्रिक कार में एक पहिया पर एक निरंतर वेग संयुक्त के माध्यम से एक पहिया ड्राइव होता है। भविष्य में एक इलेक्ट्रिक वाहन के लिए एक आदर्श विकल्प, कई विशेषज्ञ मोटर पहिया कहते हैं। पहिया में सीधे स्थित ड्राइव के साथ वसूली के लिए अतिरिक्त अवसर हैं, और कुल मिलाकर सिस्टम की विश्वसनीयता बढ़ जाती है।

साइकिल और इलेक्ट्रिक मोटरसाइकिल के साथ समानता से, यह समझना आसान है कि मोटर व्हील की योजना दूर का भविष्य नहीं है, लेकिन निकट वर्तमान है।



इसलिए यहां निष्कर्षों को देखते हुए, आप देख सकते हैं कि वे ऐसे पहियों के भविष्य को कैसे देखते हैं।





एक वास्तविक प्रोटोटाइप जो हैंडलिंग और गतिशीलता की अधिकतम विशेषताओं को जोड़ता है, 2008 में वापस दिखाया गया था!



यहाँ इंजन इलेक्ट्रिक है, और एक तरल पदार्थ से ठंडा है, और ब्रेक पूरी तरह से इलेक्ट्रिक हैं ! यानी सब कुछ वैसा ही है जैसा मैंने पिछले लेख में बताया था।

इस तरह के पहियों के साथ एक कार का परीक्षण ड्राइव इस लेख में और यहां और अधिक विस्तार से है।

जैसा कि आप देख सकते हैं, यह इस प्रकार है कि इलेक्ट्रिक मोटर की शीतलन निश्चित रूप से तरल होगी। तत्वों की बड़ी संख्या के कारण, सिस्टम जटिल हो जाता है, और पारंपरिक वायु शीतलन बस सभी गर्मी पीढ़ी के बिंदुओं के शक्तिशाली ताप से सामना नहीं कर सकता है। यहां सबसे स्पष्ट खामी पहले से ही कुछ तत्वों की कम विश्वसनीयता होगी, अर्थात् ब्रेक, व्हील बीयरिंग और सदमे अवशोषक। पहिया में भार बढ़ेगा, और सभी तत्वों के स्थायित्व को बढ़ाने के लिए संचालन में गर्मी संतुलन को स्थिर करना होगा।

मोटर पहियों के साथ एक और समस्या है - पहिया में पूरी किट का वजन। उच्च तकनीक विधियों के साथ यह खामी केवल आंशिक रूप से समतल है। यहां सबसे उचित बात यह है कि सिस्टम के अनसुंग द्रव्यमान को सबसे "लचीला" तत्व से हटा दिया जाए - स्प्रिंग्स के साथ सदमे अवशोषक। "हटाने" की विधि इस तत्व के कर्षण प्रणाली का उपयोग करके पहिया से किनारे की तरफ है।



आप इसे 2CV पर कर सकते हैं ...



लेकिन आप कुछ स्पोर्ट्स कारों पर पसंद कर सकते हैं।

कंपोजिट का उपयोग करते समय पहिया वजन को बचाने का एक अतिरिक्त कारक संभव है।

तो फिलहाल, समग्र हो सकता है:

स्प्रिंग्स




शीसे रेशा सर्पिल सस्पेंशन स्प्रिंग्स (GFRP) ।

2015 से, वे 190 हॉर्सपावर के डीजल इंजन के साथ ऑडी A6 अवंत अल्ट्रा के संशोधन पर स्थापित हैं।

स्ट्रेचर



फोर्ड के लिए कम्पोजिट सबफ्रेम (वर्तमान में परीक्षण किया जा रहा है)।

लीवर



समग्र लीवर "लिफ्ट"। एक प्रायोगिक तकनीक जिसमें 3 निलंबन तत्वों को एक बार (शॉक अवशोषक, लीवर, स्प्रिंग्स) शामिल करना शामिल है।



विलियम्स इलेक्ट्रिक व्हीकल प्लेटफॉर्म - एफएक्स-ईएक्सवी में प्लास्टिक निलंबन प्रौद्योगिकी शामिल है।

ब्रेक डिस्क (और हमारे मामले में ड्रम ब्रेक के लिए कार्बन तकनीक लागू करना अच्छा होगा)



"कार्बन" ब्रेक डिस्क। इस तरह के ब्रेक का मुख्य नुकसान हीटिंग की आवश्यकता है, और यह समस्या कभी-कभी आंशिक रूप से डिस्क के इलेक्ट्रिक हीटिंग द्वारा हल भी होती है! एक ड्रम में एक समान प्रक्रिया बहुत अधिक किफायती होगी।

समग्र डिस्क



प्लास्टिक के पहिए वाली ऑडी। 2007 का प्रोटोटाइप। 250,000 किमी का परीक्षण किया। (Uncoated एल्यूमीनियम)। VW द्वारा एक समान डिजाइन का परीक्षण किया जा रहा है। प्रौद्योगिकी पहले से ही बड़े पैमाने पर उत्पादन में कार्यान्वयन के स्तर पर है।

निलंबन में समग्र प्रौद्योगिकियों का उपयोग मोटर पहियों को स्थापित करने के कार्य को सरल करता है, लेकिन हीटिंग की समस्या को हल नहीं करता है। कूलिंग - बीयरिंग, ब्रेक और शॉक एब्जॉर्बर का द्रव हीटिंग संसाधन को बढ़ाएगा, और सबसे महत्वपूर्ण बात, इन सभी तत्वों की विश्वसनीयता बाहरी तापमान स्थितियों से स्वतंत्र है।

पहली नज़र में ऐसा कूलिंग-हीटिंग सिस्टम वास्तव में जटिल लग सकता है। सहायक स्रोतों से उत्पन्न गर्मी बहुत छोटी हो सकती है, लेकिन इलेक्ट्रिक कार में मुझे गर्मी की बचत (अगले लेखों में इस पर अधिक) के महान अवसर दिखाई देते हैं।

इसलिए, आंतरिक दहन इंजन वाली कार के लिए क्या आवश्यक नहीं हो सकता है, एक इलेक्ट्रिक कार मूर्त बचत दे सकती है।

निलंबन की विश्वसनीयता में सुधार कार-शेयरिंग या लंबी अवधि के किराये में चलने वाली कारों के साथ-साथ कठिन परिस्थितियों में काम करने वाली रोबोट कारों के लिए बहुत उपयोगी है।

महत्वपूर्ण क्षण


- निलंबन क्यों इतना जटिल?
इतिहास में सादृश्य द्वारा प्रशीतन की जटिलता को समझना आसान है। हवा से तरल ठंडा करने के लिए संक्रमण के समय, आईसीई ने भी सोचा था कि यह केवल अतिरिक्त समस्याएं पैदा करेगा। संक्रमण के परिणामस्वरूप, क्या कोई रेडिएटर और शीतलन प्रणाली के अन्य हिस्सों को अपनी मोटर से बाहर फेंकने का सपना देखता है? ऐसी कोई बात नहीं है ... लेकिन ठंडा भागों की विश्वसनीयता में सुधार के रूप में फायदे हैं।

आप निश्चित रूप से सोच सकते हैं कि ये सभी सुधार "अनंत काल" के लिए क्यों हैं, और यहां मैं एक पोर्श एफएलए कॉन्सेप्ट कार का उदाहरण देना चाहूंगा।

यदि आप विचार को इलेक्ट्रिक कारों में स्थानांतरित करते हैं, तो एक कारक द्वारा स्थायित्व के मुद्दे को बढ़ाया जा सकता है। इसके अलावा, बिजली के घटकों के जीवन की पृष्ठभूमि के खिलाफ, "उपभोग्य सामग्रियों" के जीवन को बढ़ाने की समस्या का समाधान काफी तर्कसंगत लगता है।

पुनश्च - सभी वर्णित परिवर्तनों के परिणामस्वरूप, चलती तंत्र के सभी थर्मल क्षमता का उपयोग करके, मोटर पहियों के साथ एक प्रकाश निलंबन प्राप्त किया जा सकता है। इस मामले में, इलेक्ट्रिक ड्राइव की सादगी और विश्वसनीयता के स्तर की तुलना लंबे समय तक आवश्यक निलंबन स्थायित्व के साथ की जा सकती है। पहले से ही शुद्ध मनोविज्ञान है, अर्थात्, एक कार लेने की इच्छा पिछले मॉडल की तुलना में बेहतर और अधिक टिकाऊ है, साथ ही साथ एक पर्यावरणीय कारक (अब तंत्र का उपयोग किया जाता है, कम अपशिष्ट यह पैदा करेगा, और लागत मुख्य रूप से तरल पदार्थ के निपटान और छोटे भागों के प्रतिस्थापन के लिए हैं)।