1. Home
  2. Life
  3. Analiza: Kako radi i vredi li čemu sistem Hyundai Universal Wheel Drive?
Analiza: Kako radi i vredi li čemu sistem Hyundai Universal Wheel Drive?

Analiza: Kako radi i vredi li čemu sistem Hyundai Universal Wheel Drive?

2.28K
21
Podelite sa prijateljima:

Zvanične informacije koje je korejski automobilski proizvođač prezentovao pre par dana, a u vezi sistema iz naslova, preneli smo ažurno, ali možemo podestiti da je: „Na događaju nazvanom Hyundai Tech Day, entitet je predstavio sistem Uni Wheel, novi koncept za pogon točkova električnih automobila, koji štedi mnogo prostora i komponenti.“

Kratko objašnjenje svrhe ovog mehanizma

Svakom motoru, pa i električnom, neophodna je pomoć reduktora da bi pogonski točkovi dobili potreban obrtni moment. S obzirom na veliku elstičnost elektromotora, njihov reduktor se sastoji od samo jednog stepena prenosa, za visoke zahteve obrtnog momenta reduktor ima dva stepena prenosa.

Reduktor se nalazi na bočnoj strani motora, koaksijalno povezan sa njim. U zavisnosti od snage motora, kućište reduktora ima širinu od 70 do 100 mm. Ovo je vizuelna procena pošto ne raspolažem konstrukcionom dokumentacijom.

Pogonski mehanizam koji je Hyundai predstavio jeste novi tip reduktora, koji bi bio ugradjen u sam točak, a ne uz motor. Ovaj mehanizam ima sledeće zadatke:

  • Redukciju broja obrtaja, koji je kod elektromotora veoma visoki ide od 8 do 10 hiljada o/min.
  • Multiplikaciju obrtnog momenta.
  • Dodatna funkcija koja ga čini novim u svetu tehnike a to je kompenzacija vertikalnog kretanja točka po neravnom terenu!

Pri svom vertikalnom kretanju, točak izaziva promene ugla izmedju ose točka i ose pogonskog poluvratila – „po srpski“ rečeno „i ose poluosovine“. Zadatak ovog mehanizma jeste da eliminiše pojavu tog prelomnog ugla, tako da poluvratilo stalno stoji u horizontalnom položaju.

Mnogo veća promena istog ugla nastaje kod upravljačkih točkova, kada se točak zakreće oko vertikalne ose, u proseku oko 35°. Ukupna promena ugla izmedju ose točka i ose poluvratila odredjuje se u prostoru, a ne aritmetički. Kada poluvratilo konstantno stoji horizontalno, onda se prostorni ugao točak-poluvratilo svodi na ravanski ugao, koji je manji.

Prelomni ugao koji leži u samo jednoj ravni omogućava da poluvratila budu kraća, to jest da elektromotor pridje bliže točku, nego do sada. Ovaj koncept zahteva dva motora umesto jednog. Pomeranjem oba motora prema točkovima, izmedju njih se pojavljuje novi slobodan prostor. Hyundai tvrdi da taj novi, oslobodjeni prostor može da se iskoristi za povećanje baterije (vidi slike). Stvaranje ovog novog prostora izmedju elektromotora je glavni i jedini cilj novog pogonskog mehanizma!

Analiza rešenja

Mehanizam se sastoji od deset zupčanika – to su visoko tehnološki proizvodi velike preciznosti, i izrađeni su od visokokvalitetnog metala. Svaki od njih mora da ima svoju osovinicu i ležaj, a sve zajedno mora da bude ugradjeno u jednu čvrstu i hermetički zatvorenu kutiju u kojoj se nalazi još i ulje za podmazivanje. Težina tog sklopa zavisi od veličine vozila. Da uzmemo Volkswagen Golf za primer, procenio bih težinu ovog reduktora na 7 do 8 kg, vrlo verovatno biće i teži. Znači točak Golfa će za toliko biti teži!

Prečnik mehanizma zavisi od veličine točka i snage e-motora. U ovom slučaju prečnik je 150 mm.
Izgled zglobnog mehanizma sa zupčanicima
Postojeći koncept pogona s jednim motorom između točkova

Na slici je prikazan aktuelni koncept pogona, sa jednim motorom i reduktorom izmedju točkova prednje osovine. Pogonski modul se sastoji od:

  • Elektromotora, na slici levo;
  • Reduktora sa diferencijalom, na slici desno;
  • Pretvrača jednosmerne u naizmeničnu struju, sa kontrolnom elektronikom, na slici iznad motora.

Ovakav pogonski modul ima tri do četiri puta manji volumen od gorivnog motora slične snage. I pored toga, vidi se da električni modul skoro sasvim popunjava prostor izmedju prednjih uzdužnih nosaća karoserije, koji ovde nisu prikazani, ali se po širini priblizno poklapaju sa vodjicama točkova.

Ovo je prikaz osovine sa novim konceptom pogona. Obrati pažnju na veličinu e-motora!

Nedostaci Hyundaijevog koncepta

  1. Visok broj obrtaja – Hyundaijev koncept konstruktivno uslovljava prenos broja obrtaja sa motora na točak bez redukcije – reduktor je u točku. To znači da će poluosovina i homokinetički zglob da se vrte istim brojem obrtaja koji ima motor: 8 – 10 hiljada o/min! Ovako visok broj obrtaja zahteva perfektno balansiranje poluosovine i homokinetičkog zgloba!
  2. Pojačani šumovi – zbog velikog broja obrtaja malih zupčanika, koji imaju mali zhvat zuba.
  3. Homokinetički zglob ne podnosi visok broj obrtaja – sa povećanjem brzine rotacije smanjuje se njegova nosivost!
  4. Cena dva reduktora s velikim brojem zupčanika – veoma kompaktna izrada zahteva čelik vrhunskog kvaliteta i veoma preciznu obradu!
  5. Veličina novih elektromotora – prikaz dva nova motora ciji su dužina i prečnik manji od prvobitnog je nerealan! Pošto se pogon deli na dva motora, logično bi bilo da se standardni motor podeli simetrično na dva dela, što znači da bismo imali dva kraća motora čiji je zbir dužina jednak prvobitnom. Realno će zbir dužina dva nova motora biti nesto veći zbog dva kućišta. Prečnik novih motora trebalo bi da ostane isti, jer on direktno utiče na visinu obrtnog momenta!

Kakav uticaj ima Hyundaijev mehanizam na arhitekturu vozila?

Kratko i jasno – nikakav! Obrazloženje:

  1. Prikaz dobijenog prostora po širini nije realan jer su prikazani nerealno mali motori.
  2. Produžetak baterije u zonu prednje osovine nije poželjan jer je to zona velikih deformacija pri sudaru u kojoj baterija moze da bude oštećena.
  3. Podna konstrukcija u zoni izmedju baterije i osovine ima jedan masivan poprečni nosač, koji bi produženjem baterije bio eliminisan! Ovo bi bio apsolutni kontra argument za ovaj koncept!
Poređenje uticaja novog i postojećeg koncepta na arhitekturu vozila

Na ovoj slici vidi se struktura podne konstrukcije – glavni nosači su obojeni plavom bojom. Baterija se nalazi tačno ispod putnickog prostora, tako da se jednim istim nosacima štite i baterija i putnici! Nekakvo pomeranje ili eliminisanje nosača ne dolazi u obzir!

Za optimizaciju unutrasnjeg prostora električni pogon pruža dve mogućnosti:

  1. Ugradnja pogona nazad – rezultat je da je prednji deo skraćen na dužinu deformacione zone, ali će prtljažnik biti nešto plići jer elektromotor ima visinu. Osim toga, zadnji pogon ima negativan uticaj na stabilnost kretanja, pogotovu kod malih vozila.
  2. Ugradnja pogona u točkove – ovime se rešavaju svi arhitektonski problemi odjednom i istovremeno se smanjuje broj mehaničkih komponenti: nema diferencijala, nema poluosovina i homokinetičkih zglobova. Osim toga, moguća je elektronski kontrolisana raspodela obrtnog momenta levo i desno, takozvani „torque vectoring“. Zbog povećane težine točka, ovaj koncept bih lično preporučio samo za vozila sa slabijim performansama, to jest za gradska vozila svih vrsta i veličina, kao i za terenska vozila. Pasivna bezbednost je u ovom slučaju idealno rešena je se motor nalazi sa strane kabine a u slucaju pomeranja tocka unazad on se naslanja na prednji stub i pragove koji su dovoljno čvrsti da ga zadrže. Osim toga postoje konstruktivni trikovi da se točak pri sudaru zakreće u stranu i time oslobadja deformacionu zonu.

Zaključak

Moje mišljenje o Hyundaijevom mehanizmu jeste da je beskoristan! Videćemo kako ce da reaguje stručna javnost. Za sada nema odjeka, još uvek se samo prenosi informacija.

Vladimir Matijašević

(2283)

Podelite sa prijateljima:
Komentari objavljeni na portalu "Auto Republika" ne odražavaju stav vlasnika i uredništva, kao ni korisnika portala. Stavovi objavljeni u tekstovima pojedinih autora takođe nisu nužno ni stavovi redakcije, tako da ne snosimo odgovornost za štetu nastalu drugom korisniku ili trećoj osobi zbog kršenja ovih Uslova i pravila komentarisanja. Strogo su zabranjeni: govor mržnje, uvrede na nacionalnoj, rasnoj ili polnoj osnovi i psovke, direktne pretnje drugim korisnicima, autorima novinarskog teksta i/ili članovima redakcije, postavljanje sadržaja i linkova pornografskog, politički ekstremnog, uvredljivog sadržaja, oglašavanje i postavljanje linkova čija svrha nije davanje dodatanih informacija vezanih za tekst. Redakcija "Auto Republike" zadržava pravo da ne odobri komentare koji ne poštuju gore navedene uslove.
Subscribe
Notify of
guest

21 Komentara
Inline Feedbacks
View all comments
Branko

Briljantan tekst! 👍 Hvala Vladimire

Matija

Hvala! Moj identitet sada je poznat! 🙂 Jos da stavim sliku…

MRN

Interesantno rešenje. A još interesantnija njegova ocena.

Valjda će problem potrebe za baterijama većeg kapaciteta u dogledno vreme adekvatnije biti rešen primenom neke nove tehnologije baterija, veće gustine od one koja se sada uobičajeno koristi.

Branko

Ali zašto misliš da su potrebne baterije još većeg kapaciteta? Osobno smatram da je zadovoljavajući kapacitet već sada postignut. Pa čak i brzina punjenja s 800 V tehnologijom. Druga stvar su cijena i razvoj infrastrukture…

Matija

Prostora za bateriju u vozilu ima dovoljno. Problemi mogu da nastanu samo kada se elektrificira vozilo koje je konstruisano za gorivni motor.

s mile

A baš to rade skoro svi EU prizvođači. Žele univerzalnost, da osnova bude i za SUS i za EV . Mislim da greše

Matija

Grese – da i ne!

Plus – Sa univerzalnom karoserijom stede investicije u razvoj i iznad svega u proizvodnju! Proizvodnja karoserije je djavolski skupa.

Minus – Sa univerzalnom karoserijom ne mogu sasvim da iskoriste prednost e-pogona u arhitekturi vozila. Uskoro ce vozila da se grade iskljucivo kao elektricna.

MRN

Pa, nadovezao sam se na želju Hyundai da putem ovog rešenja obezbedi dodatni prostor, za smeštaj veće baterije. Što bi značilo da su želeli veći kapacitet. Za veću autonomiju. „Dodatni prostor“ (za isti cilj) će postati suvišan i sa nekim novim baterijama, veće energetske gustine. A deluje da su mnogi iz sektora baterija blizu rešenja tog cilja. Mada, sama komercijalizacija ne znamo kada će. Sad, da li je potreban veći kapacitet baterija ili ne (ili samo veća maksimalna snaga punjenja u cilju bržeg punjenja), zavisi od namene EV-a, a i od želja korisnika. Kao i od stanja infrastrukture. Nije svakako… Pročitaj više »

BB

Kako zašto? Pa da budu teži i skuplji, to su trendovi 😜

Nego, kako služi MG? Jedan prijatelj se premišlja da ga kupi za taxi, ali se još boji „novotarije“

Izmenjeno 2 meseci pre od strane BB
s mile

Bravo za izloženo mišljenje, barem si ga dao, za razliku od „stručnih inžinjera“ koje si skoro spominjao da se nisu izjasnili. Pokazaće vreme da li koreanci imaju dobru ideju ili ne

Matija

Nije prvi put da se patentiraju sasvim nekorisne stvari.

M M

Ja bi ovo jednostavno definisao, kao izmislio HUNDAI rupu na saksiji. To jeste ponovo točak. Sjebao Egipćane, stare Grke i sl Ovo što servira HJU kao novinu, u raznim oblicima postoji na teškom kamionima, građevinskim mašinama i sl Nisam baš čitao članak, ali mislim da nije pogođen glavni razlog ove HJU zamisli. A ona je smanjenje prenosa obrtnog momenta preko transmisije i vešanja vozila, jer je kod eletromobila ona značajno veća, time zahteva ozbiljno dimenzionisanje i glavnog prenosnika, diferencijala, posebno poluosovina i homokinetičkih zglobova, jer oni trpe enormna optrećenja. Upravo primenom planetarnih zupčanika u glacčini točka savremeni kamioni su izbegli… Pročitaj više »

BB

Na onom videu što ga Dejan poslao, meni se čini da nisam uopšte vidio homokonetičke zglobove, jer oni ovo njihovo rješenje kao da pretpostavlja da ne trebaju. Međutim to može da pije hode kod zadnjih točkova, ili da se auto kreće lao tenk 😜…

„Svakom motoru, pa i električnom, neophodna je pomoć reduktora da bi pogonski točkovi dobili potreban obrtni moment.“
Postoje sporohodni električni motori koji imaju više pari polova, što ih je više, to veći moment imaju. Većina In Wheel varijanti su direct drive pogoni, bez reduktora.

M M

O redukciji glavnog prenosnika kod elektromobila imaš negde moj članak. Kao i neka analiza potrebe višebrzinskih transmisija. Ono što su na atom polju postigli tesla i Porše za ostale je reper. Tesla sa eletromotorima i upravljačkim jedinicama a porše sa prenosom.

Matija

Ima ih sa i bez reduktora. Prednost motora u tockovima je sto imaju veci precnik, sto im omogucava veci obrtni momenat.

'79 DeVille

Najveci nedostatak ovog sistema je guitak mehanicke veze izmedju pogonskih komponenti. Svak e-motor bi trebalo da radi nezavisno od drugih ali moraju da budu kontrolisani centralnim komputerom. Pravilna raspodela brizine okretanja i obrtnog momenta je ekstremno vazna za upravljanje is stabilnost.
Mehacnicki sistem ne moze da lako i iznenada ‘zabaguje’. Sa druge strane, software moze iznenada prestati da pravilno funkcioinise i time negativno utice na upravljanje i stabilnost. Dobar primer je ‘steer by wire’ sistem – rizik koji sa sobom donosi je jos uvek razlog za brigu i mnogi proizvodjaci ga ne upotrebljavaju.

BB

Steer by wire se upotrebljava odavno kod aviona, a u industriji više od 50 godina. Svi roboti i CNC mašine koji sklapaju i prave automobil, rade na tom principu… I to je daleko brže od mehanike. Diferencijal, kao neka mehanička veza među točkovima se mora kočiti da bi prebacio dio snage na drugi točak, nezavisni motori ne moraju i postoje dva rješenja za to, ako se upotrebljavaju asinhroni motori, jedan će malo više da kliže sa svojim rotacionim magnetnim poljem, a ako je sinhroni, onda se u softveru invertera napravi dozvoljena kompenzacija ili se primjenjuje toque vectoring hdje se svaki… Pročitaj više »

'79 DeVille

Fly-by-wire has been in use for many years now, that is true. Please note that some of the backup systems (Boeing 777 for instance) use mechanical backup system. Also note that airplane computer system can be rebooted during the flight without any consequences. I’d like to see that happen in a road transportation vehicle and the fallout from such actions. i am not offering a solution for this problem. That is beyond the scope of my expertise. I am merely pointing out the deficiencies I can think of. It would be really nice if the inventor would document the architecture… Pročitaj više »

MRN

Svakako veoma interesantna tema.

BB

„Najveci nedostatak ovog sistema je guitak mehanicke veze izmedju pogonskih komponenti.“

Prvobitno si se referisao na pogonske a ne na upravljačke sisteme 😜

'79 DeVille

Da u mislima mi je bila AWD configuracija ali se nisam jasno izrazio. Isto bi se odnosilo na FWD.