Мотор-колесо – сердце современного электровелосипеда и других видов мобильного электротранспорта. Этот гибридный механизм объединяет в себе колесо с интегрированными в него тяговым электромотором, силовой передачей и тормозной системой.
Изобретение колеса: XXI век. Мотор-колесо. Мотор-колесо представляет собой конструкцию, объединяющую колесо и встроенные в него тяговый электродвигатель, силовую передачу и тормозную систему (каждое мотор-колесо имеет индивидуальный привод). Таким образом, использование мотор-колес способно упразднить двигатель, сцепление, дифференциал, коробку передач, приводной вал и всю выхлопную систему.
Первый патент на мотор-колесо в далеком 1884 году получил американец Веллингтон Адамс из Сент-Луиса.
Спустя 6 лет, другой американец – Альберт Парселл из Бостона также получил патент на свою оригинальную конструкцию мотор-колеса.
На рубеже веков, в 1900 году, на Всемирной выставке в Париже, гениальный конструктор Фердинанд Порше продемонстрировал электромобиль Lohner-Porshe с передними ведущими электрическими мотор-колесами. Патент на электрическую силовую установку в 1906 году был продан компании «Daimler» и за 8 лет эта компания выпустила более 300 электромобилей с мотор-колесами.
Первый патент на мотор-колесо в далеком 1884 году получил американец Веллингтон Адамс из Сент-Луиса.
Спустя 6 лет, другой американец – Альберт Парселл из Бостона также получил патент на свою оригинальную конструкцию мотор-колеса.
На рубеже веков, в 1900 году, на Всемирной выставке в Париже, гениальный конструктор Фердинанд Порше продемонстрировал электромобиль Lohner-Porshe с передними ведущими электрическими мотор-колесами. это был переднеприводный электромобиль, аналогов которого в мире ещё не существовало (поскольку не был ещё придуман шарнир равных угловых скоростей, позволяющий ведущим колёсам быть ещё и поворачиваемыми вокруг вертикальной оси).
Во-вторых, отсутствовала механическая трансмиссия, поскольку электромоторы, а их в машине Порше было два, встраивались в ступицы передних ведущих колёс. Наконец, это был и не электромобиль вовсе, а… гибридный автомобиль! На машине стоял небольшой бензиновый двигатель, который вращал генератор. Генератор вырабатывал ток, который заряжал аккумулятор. А тот в свою очередь питал силовые электродвигатели.
Так была изобретена гибридная силовая установка, состоящая из двигателя внутреннего сгорания, аккумуляторов и электродвигателей.
Впервые увидев машину на стапеле сборочного цеха, Людвиг Лонер воскликнул:
Фердинанд, как эта штука передвигается? У неё же нет приводной цепи!
Первый в мире гибридный автомобиль Порше, выпущенный компанией Лонера, 1900 год
Летом 1900 года Париж переживал необычайный наплыв гостей из 35 стран мира. Открывалась грандиозная всемирная выставка, ставшая событием планетарного масштаба. В составе делегации от Австро-Венгерской империи был и Людвиг Лонер со своим гибридным автомобилем. Именно это изобретение вызвало особый ажиотаж. Представляя автомобиль, Лонер заявил:
Эта машина создана вот этим молодым человеком, - и указал на смущённого вниманием прессы Фердинанда Порше. – Поверьте, господа, вы о нём ещё услышите...
И он оказался провидцем. Машина «Лонер-Порше» взяла Гран-при Парижской выставки.
Изобретение молодого Фердинанда Порше вовсе не было забыто. С 1900 года и по сегодняшний день гибридные силовые установки используются в самых разных видах транспортной техники. Связка из двигателя внутреннего сгорания, генератора и электромоторов работает в артиллерийских тягачах (первый, кстати, был сконструирован в годы Первой Мировой войны самим Порше), в тяжелых танках, в строительной технике, в супертяжелых самосвалах, на речных и морских судах, в тепловозах.
В наши дни гибридные силовые установки возвращаются и на легковые автомобили. Патент на электрическую силовую установку в 1906 году был продан компании «Daimler» и за 8 лет эта компания выпустила более 300 электромобилей с мотор-колесами.
Идея совместить двигатель с колесом так, чтобы отпала нужда в трансмиссии, была реализована даже не в прошлом, а позапрошлом веке. На выставке World Expo, проходившей в Париже 14 апреля 1900 года, был выставлен электромобиль Lohner-Porsche. Его привод разработал молодой инженер Фердинанд Порше (фото 2), тот самый, который позже делал танки для Гитлера и автомобили для людей. Передние колеса Lohner-Porsche вращались как ротор электродвигателя постоянного тока, а статор был закреплен на оси. По сути это были настоящие мотор-колеса. Не имея коробки передач и прочих узлов трансмиссии, эта конструкция обладала крайне малыми потерями на трение - КПД достигал 83%, что в эпоху паровых котлов было фантастикой.
Характеристики автомобиля, прославившего Порше, сегодня выглядят забавно. Поначалу он был только электрическим, и при весе в одну тонну 410 кг приходилось на комплект свинцовых батарей. Сорок четыре последовательно соединенные ячейки выдавали напряжение 80 В и имели емкость 300 А·час. Передние колеса весили по 115 кг (а гидроусилителей руля тогда не было), и на крейсерской скорости в 37 км/час машина могла проехать 50 км. Это было скромно даже по тем временам, так что очень скоро Порше установил сзади вспомогательный бензомотор с генератором, который постоянно заряжал батареи. Вес машины перевалил за две тонны, зато получилось первое в мире гибридное авто, ехавшее, пока в баке был бензин. Один из первых экземпляров заказал себе австрийский кронпринц Франц-Фердинанд - тот самый, с убийства которого началась Первая мировая.
Конструкция оказалась столь удачной, что венский кузовных дел мастер Людвиг Лонер сумел продать около десятка экземпляров различным заказчикам, сильно меняя параметры каждой машины (фото 3). Например, сохранилось фото гоночного варианта со всеми четырьмя мотор-колесами. В 1906 году патент на оригинальный привод купила компания Daimler. Всего она изготовила больше трехсот гибридных автомобилей конструкции Порше. Они широко использовались в пожарной охране, медицинской службе, для перевозки товаров и т. д. а к 1911 году в Германии и Австрии было десять троллейбусных линий, на которых курсировали троллейбусы с мотор-колесами системы Лонера-Порше.
С развитием бензиновых двигателей мотор-колеса утратили популярность, но сама идея не была забыта. Когда к весу и габаритам не предъявлялись жесткие требования, конструкторы частенько сливали колесо и ротор электродвигателя в одну или почти одну деталь, получая громоздкие, но для своих задач вполне эффективные решения - троллейбусы, стотонные карьерные самосвалы, железнодорожные локомотивы.
Мотор-колесо – это сердце сегодняшнего электровелосипеда,
основная часть мобильного индивидуального электротранспорта, гибридный механизм, объединяющий колесо и встроенные в него тяговый электродвигатель, силовую передачу и тормозную систему.
Мотор колесо может питаться электрической энергией от двигателя внутреннего сгорания через электромеханическую трансмиссию (преимущественно на автомобильной технике, главным образом тяжёлой), от контактной сети (на троллейбусах и троллей-возах) или от аккумулятора (на электромобилях и электровелосипедах), либо, использоваться в качестве дополнительного источника энергии, на автомобильной технике с двигателем внутреннего сгорания, такой как гибридные автомобили.
У гигантов - Liebherr, Terex, БелАЗ - для привода колес служит дизель-электрическая трансмисси
Для автомобилей большего тоннажа, каким является БелАЗ-549, предпочтительней электрические трансмиссии, где нет муфт сцепления, шестеренчатых коробок передач и карданных валов. Они помогают получить высокие тяговые и регулировочные показатели, бесступенчатое регулирование скорости в широком диапазоне, отличаются высокой надежностью и продолжительным сроком службы. Кроме того, электрическая трансмиссия благодаря применению унифицированных мотор-колес позволяет без значительного усложнения конструкции сделать ведущими необходимое количество колес автомобиля или автопоезда, словом, создать несколько унифицированных модификаций автомобилей с разным числом ведущих колес.
Основной источник энергии — двигатель — дает вращение тяговому генератору постоянного тока, который смонтирован совместно с ним на подмоторной раме. При необходимости ремонта он заодно с двигателем, генератором, радиатором и другими узлами легко выдвигается и демонтируется. От генератора получают питание два тяговых электродвигателя, каждый из которых через муфту соединен с шестеренчатым планетарным двухрядным редуктором, встроенным в ступицу заднего колеса. Весь этот узел называется мотор-колесом.
По сравнению с редукторами обычного типа планетарный позволяет получить довольно большое передаточное число при компактном габарите всего узла, который хорошо вписывается в ступицу колеса
МАЗ-7907 – это, возможно, единственный в мире 12-осный полноприводный автомобиль. Силовая установка машины состоит из газотурбинного двигателя мощностью 1250 л.с., который вращает генератор переменного тока. Внутри силовой рамы установлены 24 электромотора, каждое из которых вращает «свое» колесо. Благодаря сложной системе управления, 16 его колес поворачиваются на разный угол. Максимальная скорость машины – 25 км/ч.
БелАЗ:
Белорусский автомобильный завод — один из крупнейших в мире и единственный в СНГ производитель карьерной техники.
Автомобили БелАЗ — автомобили производства Белорусского автомобильного завода.
БелАЗ-540А — большегрузный самосвал для перевозки грунта, вскрышных пород и руды на стройках и карьерных разработках.
БелАЗ 75600 — карьерный самосвал производства Белорусского автомобильного завода грузоподъемностью 320 тонн.
