ככל שחדירה לשוק של משאיות חשמליות-כבדות ממשיכה לגדול, למשתמשים רבים עדיין יש הבנה מוגבלת של תצורות המפתח שלהם-במיוחד ציר ההנעה החשמלי. כמרכיב הליבה שלמערכת סרנים EV, הציר החשמלי משפיע ישירות על ביצועי הרכב, היעילות ועלות התפעול.
מהם הסוגים העיקריים שלסרנים של משאיות חשמליות, ואיזה גורמים יש לקחת בחשבון בעת בחירת סרן EV או מערכת e-eaxle? מדריך זה מספק ניתוח מפורט מממדים מרובים, כולל מבנה סרן, מספר מנועים, עיצוב גלגלי שיניים, ותצורת -הנחת כוח (PTO).
01 מבנה ציר ההנעה החשמלי
ציר הנעה מסורתי למשאית מורכב מארבעה מכלולים עיקריים, שרובם עדיין נשמרים במערכות סרנים חשמליות מודרניות.
1. בית ציר
בית הסרן הוא המרכיב העיקרי-נושא העומס של סרני משאיות קונבנציונליים וחשמליים כאחד. תהליכי ייצור נפוצים כוללים ריתוך פלדה מוטבע, הרחבה הידראולית ויציקה מדויקת. טכנולוגיות בוגרות אלו נמצאות בשימוש נרחב בפלטפורמות סרני EV כדי לאזן עלות, משקל וחוזק.
2. מפחית ראשי
המפחית הראשי ממיר מומנט כניסה למומנט פלט-של הגלגל. הן ביישומי סרני הנעה דיזל והן חשמליים, פרמטרים כגון קוטר השן האחורית (לדוגמה, 485, 440, 400) מצביעים על קיבולת המומנט וחוזק נשיאת העומס. קטרים גדולים יותר תואמים בדרך כלל למומנט -קצה הגלגלים גבוה יותר, שהוא קריטי עבור משאיות חשמליות כבדות-.
3. סוף גלגל
קצה הגלגל תומך בסיבוב-במהירות גבוהה ובעומסים כבדים. סרנים מודרניים של משאיות חשמליות משתמשים בדרך כלל בקצוות גלגלים חופשיים-תחזוקה, מה שמפחית את תדירות השירות ואת עלות מחזור החיים-מהווה יתרון חשוב עבור ציי רכב.
4. מערכת בלימה
בלמי תוף ובלמי דיסק משמשים שניהם ביישומי סרן חשמלי. בלמי טריז הפכו למיינסטרים במערכות סרנים חשמליות-כבדות עקב המבנה הקומפקטי וביצועי הבלימה המגיבים.
דוגמה: ברוב העיצובים של סרני EV, בית הציר, קצה הגלגל ומערכת הבלימה נשארים עקביים במידה רבה עם ארכיטקטורת ציר הנעה של משאית מסורתית.
סוגים מבניים של סרן הנעה חשמלי
סרני הנעה חשמליים המשמשים ברכבי רכב-כבדים מאמצים בדרך כלל אחת משתי פריסות מבניות.
מבנה 1: בית סרן אינטגרלי (ציר EV משולב)
עיצוב זה שומר על בית הציר המסורתי, קצוות הגלגלים ומערכת הבלימה, תוך שילוב מכלול המנוע + תיבת ההילוכים באוגן הקדמי. מומנט מהמנוע החשמלי מועבר דרך תיבת ההילוכים כדי להניע את הגלגלים.
דוגמה: משאית חשמלית-כבדה המצוידת בסרן אינטגרלי המכיל סרן הנעה חשמלי.
סוג זה שלמערכת סרנים EVמציע עלות נמוכה ובגרות גבוהה, שכן הוא עושה שימוש חוזר ברכיבי ציר הנעה של משאית קונבנציונלית. עם זאת, מגבלות מקום בדרך כלל מגבילות את תיבת ההילוכים לשניים או שלושה הילוכים, ושילוב PTO לרוב אינו אפשרי.
דוגמה: משאית- כבדה חשמלית המצוידת בציר הנעה חשמלי בעל שלושה- חלקים.
מבנה 2: בית סרנים תלת-(מערכת סרנים מודולרית E-)
בתצורה זו, בתי הסרן השמאלי והימני מופרדים, כאשר המנוע החשמלי, תיבת ההילוכים וה-PTO האופציונלי משולבים בחלק המרכזי. מערכת ציר e- מודולרית זו מאפשרת תמסורות- מרובות הילוכים (3-6 הילוכים), ומשפרת הן את ביצועי הכוח והן את יעילות האנרגיה.
למרות שעיצוב שלושת -החלקים מגדיל מעט את המשקל עקב חיבורי אוגן, קיבולת נשיאת העומס- שלו אמינה ומתאימה ליישומי EV כבדים-.
דוגמה: משאיות חשמליות-כבדות מצוידות בציר הנעה חשמלי תלת-שלבי.
תובנה מגמת התעשייה:
בעוד שסרני EV משולבים שולטים בשוק הנוכחי בשל יתרונות עלות, מערכות סרנים חשמליות מודולריות עם הילוכים מרובים-מהירויות מייצגות את כיוון הפיתוח העתידי.
02 בחירת מספר המנועים
סרן ההנעה החשמלי של המשאית הכבדה-שפותח בעצמו- משתמש במנוע יחיד.
רוב סרני ההנעה החשמליים עבור משאיות-כבדות משתמשות במנוע יחיד בשל אילוצי התקנה. מפרטי ציר EV-יחידים טיפוסיים כוללים תפוקות שיא של כ-390 קילוואט ומומנט שיא העולה על 700 ננומטר.
כדי להשיג ביצועים גבוהים יותר, מאומצות יותר ויותר מערכות ציר EV כפול-. מערכות אלו עשויות להשתמש ב:
סידורי מנוע קדמי-אחורי המניעים מפחית משותף, או
עיצובי מנוע מבוזרים המבטלים את המפחית הראשי המסורתי.
דוגמה מייצגת היא ה-Tesla Semi, המשתמשת במערכת ציר חשמלי כפול-מנועי עם בקרת דיפרנציאל אלקטרונית.
דוגמה: ציר הנעה חשמלי של משאית Tesla Semi חשמלית כבדה-.
יתרון באסטרטגיה תפעולית:
סרני EV כפולים-מאפשרים חלוקת כוח חכמה. שני המנועים פועלים במהלך-התחלות ועליות של עומסים כבדים, בעוד שהפעלת מנוע יחיד- משמשת במהלך שיוט כדי למקסם את היעילות.
03 גלגלי שיניים במערכות סרנים חשמליים
בהשוואה למנועי דיזל, למנועים חשמליים טווח יעילות פעולה רחב יותר. כתוצאה מכך, סרני משאיות חשמליות אינם דורשים הילוכים רבים כמו הילוכים מסורתיים.
סרני EV משולבים משתמשים בדרך כלל בתיבות הילוכים עם 2 הילוכים
מערכות סרנים- מודולריות יכולות לתמוך בתיבת הילוכים עם 3, 4 או 6 הילוכים
לדוגמה, ציר הנעה חשמלי מודרני עם תיבת הילוכים עם 3-הילוכים יכול להשיג מומנט קצה של גלגל- של עד 48,700 ננומטר, מספיק עבור יישומים כבדים תובעניים.
המלצה לבחירת ציוד:
אזורים שטוחים: ציר EV בעל 2 מהירויות
שטח הררי: מערכת e-axle עם 3-הילוכים
אזורים הרריים: מערכת סרנים חשמליים עם 4 מהירויות
04 תכנון-העלאת כוח (PTO) בצירי רכבי רכב
דוגמה: ציר ההנעה החשמלי של המשאית הכבדה-החשמלית הזו אינו כולל PTO
תכנוני סרנים חשמליים מוקדמים חסרו לעתים קרובות פונקציונליות PTO עקב מגבלות מקום. במקרים כאלה, נדרש מנוע עזר להנעת מערכות הידראוליות, מה שהוסיף משקל ועלות מיותרים.
דוגמה: ציר הנעה חשמלי חדש שפותח עם המנוע בצד שמאל, תיבת הילוכים במרכז ו-PTO בצד ימין.
ערכות סרן EV מודרניות משלבות יותר ויותר יכולת PTO ישירות בציר ההנעה החשמלי. זה חשוב במיוחד עבור משאיות מזבלה ורכבי הובלה-משאבים המסתמכים על מערכות הידראוליות.
הַמלָצָה:
גם אם אין צורך ב-PTO באופן מיידי, בחירת מערכת סרנים חשמליים עם PTO משפרת את הגמישות-לטווח הארוך ואת ערך המכירה החוזרת.
קיבולת סוללה גדולה, טווח נסיעה ארוך וסרני הנעה חשמליים מתקדמים מגדירים את העתיד של משאיות כבדות-חשמליות. בחירת ציר EV הנכון,מערכת סרנים-, או תצורת ציר משאית חשמלית דורשת התייחסות מדוקדקת של תנאי ההפעלה, השטח ודרישות היישום.