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眾所周知,賓士G級由於三把差速鎖的存在而帶來了強大的越野能力。現在電動汽車發展日新月異。如果一輛汽車的四個輪子分別由四個電動機負責驅動,那是不是就不需要差速鎖了?
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  • 1 # 非專業車評

    在回答這個問題之前,首先要說明一下“輪轂電機”,“輪轂電機”說白了就是將車子的“動力系統、傳動系統、剎車系統”整合到一起而設計出來的電機。假如一輛車子的4個車輪都採用了獨立的輪轂電機,我們可以想象到的是,省掉了變速箱、省掉了傳動系統、省掉了差速鎖、甚至連在鋪裝路面上行駛最重要工具“差速器”都可以省掉,大量的機械部分被省略掉,車子的重量可以大幅度的降低。連“差速器”都可以省略,更沒必要用這個“差速鎖”了。朋友們應該都清楚“差速鎖”是幹什麼的吧?比如後橋“差速鎖”就是用來鎖止後輪的“差速器”的,而為什麼要鎖止“差速器”?那是因為當我們的越野車的一個車輪被陷住、卡死,而另一側的車輪在“差速器”的作用下繼續正常旋轉,打滑。這樣,被困住的車輪繼續被卡死,另一側車輪在差速器的作用下不停的打滑,這種情況下我們的車子自然也就無法脫困。為了使扭矩可以傳遞到那個“陷住”的車輪上,就必須有差速鎖,它可以將兩個半軸進行鋼性連線,使其成為一個整體,這樣兩側的車輪都可以得到相同的動力,使車輛可以擺脫困境。所以說“差速鎖”的存在是為了讓被陷入的“車輪”脫困,而被陷入的車輪在“差速鎖”鎖止“差速器”之前是沒有“動力”的。而上文中也提到了,如果這輛車4個輪子上都裝有獨立的“輪轂電機”,那麼這4個車輪都具有獨立的動力,那麼就不存在“被困”車輪無動力的問題,更何況連“差速器”都沒有,要“差速鎖”有什麼用?鎖誰呀?

    由於輪轂電機具備單個車輪獨立驅動的特性,因此無論是前驅、後驅還是四驅形式,它都可以比較輕鬆地實現,全時四驅在輪轂電機驅動的車輛上實現起來非常容易。同時輪轂電機可以透過左右車輪的不同轉速甚至反轉實現類似履帶式車輛的差動轉向,大大減小車輛的轉彎半徑,在特殊情況下幾乎可以實現原地轉向。

    看到這段引用,朋友們就可以更加清晰的瞭解輪轂電機了,由於每一個車輪都可以獨立運動,所以沒必要配備“差速器”,“差速器”的作用在於同步車子過彎時的“左右側”車輪執行的“距離差”,外側距離大、內側距離小,沒“差速器”,能把軸擰折。而如題主所問,4個車輪各有一個“輪轂電機”,4個電機保證了4個車輪都可以獨立運動,“差速器”就沒必要存在了,沒了“差速器”,“差速鎖”也沒必要存在了,前提是這輛車的動力系統僅僅是靠這4個輪轂電機,而沒有傳統的內燃機動力系統。

  • 2 # RebornSRDLAB

    巧了,這就是我研究生時候做的方向。四個車輪轉速轉矩獨立可控優勢明顯,可以低成本實現車輛的EABS、ASR、VSC等車輛動力學控制功能,能以接近於0的轉彎半徑實現掉頭。不需要機械式差速器,取而代之的是電子差速控制,也是未來汽車的發展方向之一。難點在於車輛速度和轉向角度實時準確檢測,以及控制演算法的簡單有效性。

  • 3 # LLLSBRNZD

    可以省掉的是差速器不是差速鎖,很多人分不清差速器和差速鎖,差速鎖是鎖定差速器的,說白了就是在特定情況下讓差速器失去作用的。

  • 4 # 滏陽之畔

    這個想法非常好!事實上,這就是輪轂電機汽車的原理,輪轂裡面安裝電動機直接驅動車輪,這樣做有什麼好處呢?傳統的汽油車和電動車動力要經由發動機到變速箱(電動車可能省略),再到差速器,再到左右半軸,再到車輪。 輪轂電機不但省略了很多零部件,結構更為簡單,而且還可以大大拓展車內的空間利用率,而且還很容易做到全時四驅,結構也非常簡單,再也不需要中央差速器,前差速器後差速器進行動力分配。對於越野來說,只要還有一個車輪能夠抓地,那麼就有可能脫困。

    如此優秀的技術,為什麼沒能普及呢?其實對於輪轂電機,一部分人擔心的的精確控制四輪轉速之類的完全不是什麼問題,這只是普通的電控系統就能實現的功能,而且實現起來比傳統汽車容易得多,國外博世、戴姆勒、GE等都能提供可靠方案,國內也有幾家可以做的,比如亞太電機。其次,在極限情況下,比如有一個電機失靈,系統也可以輕鬆調整其他輪轂電機轉速,使整車不至於失控。真正的問題在於:1,雖然整車質量大大下降,但是簧下質量大大提高了,將對整車的操控、舒適性和懸掛的可靠性帶來非常巨大的影響!2,成本問題,高轉化效率、輕量化的四輪輪轂電機價格居高不下,目前尚不足以吸引廠商進行轉型。3,可靠性問題,將精密的電機放到輪轂上,就算不考慮長期劇烈上下振動和惡劣的工作環境(水、塵)帶來的故障問題,也要考慮輪轂部分是車禍中很容易受損的部位,維修成本偏高。4,制動熱量與能耗問題,電機本身就在發熱,由於簧下質量增加,制動壓力更大,發熱也更大,如此集中的發熱對制動效能要求非常高,目前只能寄希望於水冷、油冷。且電制動系統會增加耗能,在目前電池難以突破的狀況下,這個問題更顯得突出。

  • 5 # 我行車行

    理論上來說,四輪獨立驅動(電動)是可以解決配備傳統差速器的汽車在低附路面上的動力損失問題,但是對於四輪獨立驅動,存在以下幾個問題:

    1.四個電機轉速匹配控制難度較大(差速器為機械調節)

    2.四套電驅系統成本高、重量大

    3.如果使用輪轂電機,會極大增加非簧載質量,降低操控性與舒適性。

  • 6 # 得勻

    公司剛剛立項,初步投資3個億開發輪轂電機,但是內部人大都不看好!新能源前景很好,但是哪種方式勝出就難說了,就跟當初等離子電視與液晶電視一樣!答覆偏題了,隨便聊聊!

  • 7 # 智慧改變命運

    科技科普促使人們養成理性思考和理性處理事務的習慣——凱騰聚知

    四個輪轂電機獨立驅動控制從理論上講可以充分利用每個車輪的驅動力。但問題在於在直線狀態,車輛同軸必須執行最小驅動力矩控制模式,否則容易引起輪間轉向力,同理在軸間也存在類似週轉向問題。

    因此,控制更復雜!

    相反倆個電機的軸間控制可能更好!

  • 8 # 楊帆

    三年前無意中讀到破廟的文章《從航模的技術角度來看比亞迪的542戰略》就提到了這個觀點,觸動很大,從此成了迪粉,買了比亞迪唐,大家也可以讀讀,網上搜下

  • 9 # 天和Auto

    輪轂電機可以滿足最高越野需求·基於成本限制暫時還未普及

    內容概述:

    差速器與差速鎖的概念輪轂電機與差速鎖的關係輪轂電機應用的車型特點

    提到越野車總會聯想到「差速鎖」,越野能力最強的全時四驅車需要前中後三把鎖,分時四驅車前後兩把鎖即可達到相同的標準——什麼是差速鎖,差速為什麼要鎖呢?解析這個問題首先需要了解什麼是差速器,這是保證汽車轉彎的基礎,也是輪轂電機暫時沒有大範圍普及的因素之一。

    差速功能與鎖止需求

    汽車四個車輪的轉彎半徑各不相同,但是車輪的周長是相同的。如果車輪以相同的轉速運轉,是不是固定時間內行駛的距離也相同?然而轉彎半徑並不相同,半徑的不同決定了圓周長也不同,汽車轉彎就像是用車輪畫圓。

    那麼是個車輪以相同轉速行駛則無法轉彎,因其行駛的距離(劃出的圓周長)相同,這就很矛盾了。如果想要轉彎則需要在轉彎過程中使四個車輪以不同的轉速行駛,說白了就是差速運轉,實現差速的基礎則是使用「差速器」。

    【差速器】是連線兩側車輪半軸的傳動結構,變速箱輸出的動力並不是直接到車輪,而是透過差速器往兩車輸出。而差速器的齒輪與兩車車輪與半軸的運轉阻力為「相互作用力」,阻力大則克服的動力多,動力會被推到另一側的半軸與車輪上,這就能實現差速了。

    滾阻大的車輪·獲得動力少則轉速低滾阻小的車輪·獲得動力多則轉速高

    這是透過最基礎的物理現象實現的差速,雖然原始但卻能非常的穩定,只是不利於越野而已。

    原因為在越野時很容易出現一側車輪摩擦力低(滾阻小),另一側車輪摩擦力大(滾阻大)的情況;此時有摩擦力的車輪無法獲得動力,車輛也就無法脫困了。

    想要越野就得用差速鎖把開放式差速器的差速功能“鎖上”,使得兩側車輪以50:50的固定比例獲得動力分配,這是保證越野的基礎。

    然而這套結構是不是有些過於複雜了,而且為什麼要用複雜的分動系統?其實原因很簡單,也就是燃油汽車只能狀態一臺發動機,因其體積大油耗高;發動機或在前或在後或在中間,但動力輸出端只能朝向一個方向,所以需要分動箱來實現前後橋的同步驅動,但是電機就不需要這麼複雜了。

    輪轂電機的優缺點

    假設四個車輪用四個發動機同時驅動,而且能做到低能耗和高效能,這種驅動系統是不是比燃油汽車透過分動系統實現的四驅更可靠呢?答案顯然是肯定的,重點不僅是可靠性更高的問題,而是不需要差速器也不需要差速鎖。

    電控系統控能夠控制四個車輪以不同的轉速運轉,這就滿足了正常行駛轉彎的需求;在越野時既能做到每個車輪按照需要的動力驅動車輛脫困,同時還能進行差速以實現轉彎,而不是像燃油汽車差速鎖鎖止後依靠強制導向滑動切彎,越野的可靠性會更高,但是這種技術為什麼目前還沒有普及呢?

    原因有二:

    電控系統可靠性簧下質量

    差速器依靠的是最原始的物理現象實現差速,物理法則沒有改變則不會出現問題;而電控系統畢竟是有機率出現故障的,假設在高速行駛中無法進行差速了,車輛強制轉彎的瞬間的狀態基本就是翻車。

    所以這種技術目前只有極少數美系品牌的新勢力汽車使用,不過也都是些名不見經傳的雜牌;其次則是以商用車型為主,這些車輛多為後輪驅動。兩驅的輪轂電機控制系統要簡單得多,概念就像是「履帶式轉向系統」,也就是不透過方向盤和差速器來轉彎,而是透過手柄(電控系統)以車輪差速來進行轉彎。

    「簧下質量」是乘用車型需要考慮的問題,所謂的輪轂電機是將定子轉子減速器整合到輪轂裡,顯然這種輪轂會挺重。輪轂與輪胎組合後是由懸架結構的連桿搖臂負責支撐,有螺旋彈簧和減振器來控制起伏路面上下跳動的行程。

    車輪總成的質量過大則會在起伏時有較大程度的跳動,車輪的跳動行程難以控制則操控感會變差;所以輪轂電機還沒有得到乘用車企的青睞,未來是否能被越野車應用也還不好預測,不過軍用車型倒是很有可能普及,因為商用與特種車型已經普及很多。

    圖1:電動車輪轂電機

    圖2:汽車輪轂電機

    回顧:1900年輪轂電機就已經裝車使用,其實這不是個什麼特別先進的技術;要知道電動車的後輪電機都是輪轂電機,可以說這種電機是遍地可見!——同時礦山運輸車也使用了這種幾乎超半個世紀,使用的原因是電機有起步瞬間即可爆發最大扭矩的優勢,柴油機都做不到這麼高的水平;而且電機轉化動能過程中的損耗可以低至個位數,這也不是內燃機可以相提並論的。

    所以未來的特種車輛應當會先行使用輪轂電機技術,目前也有輪式步戰車使用輪轂電機的說法;用這種技術可以實現真正的坦克調頭,在不考慮鋪裝路面操控的前提下,不論4×4還是8×8——輪轂電機加增程器都會是個夢幻組合。

    圖1:輪轂電機老爺車

    圖2:猜想

    天和MCN授權釋出

  • 10 # 核燃料電池

    輪轂馬達直接驅動,目前居家電動腳踏車常用,還有部分露天礦卡後輪採用電驅動,家用車或其它商用車還不是真正意義的輪轂馬達驅動。輪轂馬達面臨震動、噪聲、潮溼、粉塵、泥濘等諸多惡劣環境,這與傳統車輛動力艙單油機的環境不可比,電動機在惡劣環境下可靠性和耐久性尚未完全解決,礦用卡車的後輪電機,就需要定期拆解保養,這對家用車主來說難以接受。此外輪轂馬達將侵佔較大輪轂空間,普通車輛這裡佈置有剎車和專向機構,同時輪轂馬達不好解決與大扁平度輪胎的協調,而大部分載重車輛和越野車輛都偏向這種輪胎。其實不妨退一步,改用前後雙電機的軸馬達,配合全獨立懸掛後,軸馬達可固定在車殼上,能在一定程度上改善上述缺點。其實電驅動車輛還受到電池技術的限制,國內純電車主都面臨這個困難,如果只做輪轂馬達或軸馬達技術驗證或儲備,可以採用礦卡的電傳動方式進行。

  • 11 # 農人小敬

    哥哥你太有才了,你說的應該是輪轂電機,這樣的話肯定得就不需要差速器了,差速器的原理,就是在車輛行駛的過程中,遇到轉彎時,需要工作的工作,不需要工作的時候不工作。這樣才能保證車輛的正常行駛。換成輪轂電機理論上是可以怎麼理解的。前提是這種輪轂電機控制起來確實是個難題。大家都知道。一個電機行駛需要一個控制器,而四個電機需要四個控制器,如果只是單獨的轉動還可以,控制那個轉動,那個不轉動,確實是個難題,等控制技術成熟了,這樣的汽車距離我們也就不遠了

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