Электрическая мобильность – это будущее
Независимо от того, насколько сильна ваша приверженность двигателям внутреннего сгорания, вы должны признать, что придет день, когда транспортные средства нового поколения будут иметь подобные электрические оси. Немцы в ZF уверены в таком исходе и в этом году основали новое подразделение «E-Mobility», в котором они прорабатывают будущую концепцию по строительству и развитию запатентованной технологии, описанной выше.
Когда такая большая компания, как ZF, инвестирует в подобные технологии, это явный признак того, что автомобильная промышленность находится в фазе трансформации, которая в итоге принесет больше электромобилей и гибридов на дороги.
4 весомых преимущества электропривода от ZF
Подумайте о возможности того, что ваш следующий автомобиль сможет получить до 204 лошадиных сил только на задней оси, а передние колеса дополнительно смогут обзавестись точно таким же отдельным электрическим силовым агрегатом. Итого – более 400 лошадей в общей сложности. Звучит потрясающе, и вот почему:
1. Это приведет к идеальному соотношению мощности к весу транспортного средства, которые ранее не были доступны широкому кругу разнообразных автомобилей, от вполне бюджетных до спортивных суперкаров. Такой подход позволит обеспечить еще более высокую мощность и крутящий момент как для электрокаров, так и для гибридов со вспомогательным ДВС или автомобилей с топливными элементами.
2. Другой изюминкой этой системы является максимальный крутящий момент в 380 Нм, который способен обеспечить такой электрический двигатель. Чрезвычайно достойный результат с учетом малого веса интегрированной схемы привода.
3. Кстати, о весе. Масса привода составляет всего 113 килограммов, а также она может быть интегрирована в разнообразные автомобильные архитектуры. Все, что нужно, это аккумулятор для питания силовой системы. Поскольку e-axle имеет компактные размеры, батарею можно разместить над осью с внешней стороны кузова или внутри пассажирского салона.
4. Другим значительным прорывом, достигнутым компанией ZF с этой новой системой, является использование асинхронного двигателя (ASM). Этот мотор не требует использования магнитных материалов, таким образом, уменьшается потребность в использовании редкоземельных материалов, таких как неодим или диспрозий. Благодаря этому решению система будет более дешевой, а ее производство не будет наносить вред окружающей среде, как создание других распространенных электродвигателей, к примеру синхронных двигателей с возбуждением от постоянных магнитов (PSM).
Возможности и сильные стороны
Основная сильная сторона электроусилитея в сравнении с ГУРом заключается в надежности и экономичности первого. Такая конструкция не отнимает энергию у двигателя, и только это позволяет экономить на топливе порядка 0,4-0,8 литров на каждые 100 км (конкретный показатель зависит от режима движения). Как следствие, падает количество вредных выбросов, от 10 до 20 г/км.
Электроусилитель подключается только в моменты поворота руля, во время прямого движения энергии он не потребляет. Конструкция ЭУРа компактнее и занимает гораздо меньше места по сравнению с гидроусилителем, а также он не требует обслуживания.
Работа ЭУР происходит тише и стоимость его намного ниже, но в то же время в случае его поломки ремонтные работы обойдутся дороже. Высокая стоимость обусловлена тем, что в случае неисправности недееспособные узлы нужно менять целиком.
ЭУР можно настраивать в зависимости от вида ТС и конкретных условий движения. Водитель с помощью кнопки на панели имеет возможность отключить устройство от датчика скорости, что обеспечит «легкость» руля и, как следствие, комфортное передвижение в условиях города.
Одну и туже модель ЭУРа можно с помощью программы настроить под разные модели авто. Электроусилитель имеет возможность возвращать руль в «ноль», а также автоматически удерживать колеса в среднем положении (например, в случае разного давления в шинах).
Сообщение ЭУР с другими электронными системами в транспортном средстве позволяет использовать первый:
- В качестве вспомогательного «инструмента» при парковке.
- Для удержания транспортного средства на полосе движения.
- Для стабилизации авто, например, в случаях резкого объезда неожиданно появившегося препятствия.
Строение конструкции
Вариантов строения электроусилителя много, поэтому для наглядности рассмотрим продукцию лидера в этом производстве, в лице компании ZF — электроусилитель марки Servolectric. ЭУР подбирается и «ставится» с учетом конкретного типа автомобиля. На миниатюрных легковушках электроусилитель ставится на рулевой вал, среди авто второго класса передача вспомогательного усиления происходит через установленную шестерню, а в случае с легкими коммерческими автомобилями и внедорожниками отмечается использование параллельноосевой конструкции.
Так как легковым автомобилям большое воздействие от ЭУРа не требуется, следящий привод и электродвижок на такие машины устанавливаются настолько миниатюрные, что все оборудование без проблем помещается под рулем в самом салоне авто. Вместе с этим, там же размещаются и все датчики. Такое расположение очень удачно даже потому, что вся конструкция качественно оберегается от воздействия высоких температур и загрязнения.
Среднеразмерные авто оснащаются электроусилителем с парой шестерней. Через одну из них на рейку поступает усиление от руля, а через вторую дополнительное усиление от электрического мотора.
Дабы создать большее усиление, используется параллельноосевая конструкция. Здесь, для придания линейного движения ролевой рейке задействуется зубчатоременчатый привод и специальный механизм.
Вне зависимости от того, какой принцип конструкции использовался, в случае неисправности водитель сможет и дальше безопасно перемещаться на своем автомобиле, благодаря присутствию прямого механического контакта между колесом и рулем.
Электрический привод от ZF будет интегрирован в новые автомобили в 2019 году
В начале месяца ZF представила свою новую систему электропривода и объявила, что ее производство начинается уже в 2018 году.
Модульная технология электрического привода – новое решение от компании ZF – подходит для электромобилей, гибридов и автомобилей на топливных элементах.
Немецкая компания-поставщик автомобильного оборудования уточнила, что их новое техническое решение обеспечивает мощность до 204 л. с. (150 кВт) и полностью интегрировано в ведущую ось таким образом, чтобы его можно было разместить как в передне-, так и в заднеприводных вариантах автомобилей.
Вы задались вопросом: зачем нужно знать об этой новой технологии? Все на самом деле просто – эта система в конечном итоге очень скоро будет интегрирована в целый ряд моделей широкого спектра автопроизводителей, и она имеет практически бесконечный потенциал для очередного технологического скачка в гибридных и электрических автомоделях.
Производительность и размер
Новый модуль от ZF интегрирует электрический двигатель и двухступенчатую трансмиссию в одном корпусе. В нем же установлен дифференциал и специальный охладительный агрегат. Все компоненты оборудуются силовой электроникой и специальным программным обеспечением. Такой подход может значительно уменьшить траты на производство и дальнейшее развитие технологии с прицелом на будущие поколения электрических автомобилей.
Длина блока вдоль оси – 45 сантиметров, ширина – 38 см. Его высота составляет около 51 см. Крепиться силовая часть электропривода будет по схеме, представленной на фото выше.
Электродвигатель развивает скорости до 13.000 об/мин, а встроенная коробка передач получила передаточное число 9,6: 1. ZF использует две ступени в КПП для уменьшения уровня шума и обеспечения динамического разгона без включения большего количества шестерен.
Возможное применение (какая автокомпания станет первой обладательницей технологии)
За счет перечисленных выше преимуществ (небольшой вес, компактность, высокая производительность) новая разработка немецкого поставщика сможет легко прижиться на автомобилях немецких производителей уже в ближайшие годы. С ней электромобили и гибриды будут весить меньше, а стоимость их производства снизится.
Несмотря на то что ZF не уточнила, с какими автопроизводителями она проводила переговоры, на карандаш можно поставить сразу несколько крупнейших европейских компаний. Есть сугубо личное предположение, что для Volkswagen это был бы идеальный вариант выбраться из репутационной ямы.
Подход будет выгоден для всех. ZF подсадит на свою продукцию концерны, а вторым, в свою очередь, не придется вкладывать огромные деньги в разработку собственных альтернатив.
Плюсы и минусы разных усилителей
Применение гидравлики для облегчения управления автомобилем обусловлено следующими достоинствами ГУРа:
- более низкая себестоимость производства, влияющая на конечную цену новой машины;
- от гидроусилителя можно получить большую мощность, позволяющую применять его в грузовиках и микроавтобусах любой грузоподъемности;
- надежная конструкция, проверенная годами эксплуатации.
Основной недостаток гидравлической системы – необходимость контроля уровня жидкости и периодического обслуживания. Нужно следить, чтобы не протекали сальники поршневого механизма, распределителя и насоса, вовремя менять и подтягивать ремень, смазывать подшипники.
Прочие минусы не столь существенны:
- Насос усилителя работает постоянно, пока включен двигатель. Это увеличивает расход топлива.
- Чтобы давление масла в магистралях не превысило критическую отметку, нельзя дольше 5 сек удерживать баранку, повернутую до крайнего положения.
- На бюджетных моделях машин руль, усиливаемый ГУР, становится «пустым» на высокой скорости.
В противовес гидравлике ЭУР отличается такими преимуществами:
- электродвигатель и блок управления с датчиком не нуждается в осмотрах и обслуживании;
- габариты узла гораздо меньше, отчего в малолитражках он вмещается за приборной панелью;
- система не потребляет электроэнергию без нужды, а значит, не расходует лишнее топливо;
- руль можно держать в любом положении сколь угодно долго.
Рекомендуем: Сравнение KIA Rio и Chevrolet Cruze
Еще одна особенность электроусилителя руля – возможность изменения настроек работы в зависимости от условий езды и искусственное создание «тяжести» в баранке на большой скорости. Вдобавок ЭУР способен «рулить» машиной самостоятельно при движении по прямой, что реализовано на многих автомобилях премиум-класса.
Слабая сторона электрического усилителя — высокая цена. А чем больше стоимость узла, тем дороже обойдется его ремонт, а зачастую вышедший из строя ЭУР приходится менять целиком.
Второй недостаток – малая мощность привода, поэтому подобные усилители не ставятся на большегрузные авто и микроавтобусы.
