مهدي بلاگ

وقتي براي اولين بار با يك وسيله نقليه الكتريكي رانندگي مي كنيد، ممكن است اتومبيل شما حتي يك دسته دنده يا دسته دنده نداشته باشد كه به شما امكان تعويض دنده را بدهد. روي پدال گاز (نه "پدال گاز") قدم بگذاريد و هيچ تغيير دنده گيربكس را احساس نخواهيد كرد. پس آيا وسايل نقليه الكتريكي حتي گيربكس هم دارند؟
پاسخ بستگي به اين دارد كه از چه كسي بپرسيد. وب‌سايت‌هاي خودروسازي معتبر را اسكن كنيد و پاسخ‌هاي مختلفي را خواهيد يافت، از «بدون گيربكس» تا «يك نوع گيربكس» و «گيربكس تك سرعت». در اينجا، حقايق را مشخص مي‌كنيم و به اين موضوع مي‌پردازيم كه چه چيزي وسيله نقليه الكتريكي شما را نيرو مي‌دهد.
گيربكس چه كاري انجام مي دهد؟اين كمك مي كند تا ابتدا مشخص كنيم كه يك انتقال چه كاري انجام مي دهد. گيربكس ماشيني است كه نيرو را منتقل مي كند، بنابراين در دقيق ترين مفهوم مكانيكي-مهندسي، هر خودرويي يك گيربكس دارد.
گيربكس وسيله نقليه، قدرت چرخشي منبع انرژي، خواه يك موتور الكتريكي يا موتور احتراق داخلي (ICE) را از طريق مجموعه‌اي از دنده‌ها به يك ديفرانسيل، واحدي كه چرخ‌ها را مي‌چرخاند، منتقل مي‌كند. اما در اصطلاح عام، بسياري از مردم گيربكس را بخشي از موتور مي دانند كه دنده ها را از سرعت پايين به سرعت بالا يا از جلو به عقب تغيير مي دهد، مانند «گيربكس دستي» و «گيربكس اتوماتيك». اينجاست كه همه چيز ابري مي شود.
گيربكس معموليدر خودروهاي گازسوز، يك موتور احتراق داخلي بايد با سرعت هاي مختلفي بچرخد تا نه از كار بيفتد (به دليل اينكه خيلي آهسته مي چرخد) و نه بيش از حد گرم شود (به دليل اينكه خيلي سريع مي چرخد). اين محدوده تقريباً بين 500 تا 7000 دور در دقيقه (RPM) است. براي جبران اين محدوديت، گيربكس نسبت بين چرخش موتور و چرخش چرخ ها را با جابجايي بين دنده هاي پايين تر و بالاتر تنظيم مي كند.
يك جعبه دنده اتوماتيكجعبه دنده اتوماتيك در خودروهاي گازسوز.فلورين پاترونجل / گتي ايماژ
چرخش پايين‌ترين دنده كندتر از موتور است و به موتور اجازه مي‌دهد در دورهاي به اندازه كافي بالا كار كند تا متوقف نشود. پايين ترين دنده به آهستگي مي چرخد زيرا بزرگترين دنده در اندازه است كه نيروي بيشتر اما سرعت كمتري را به چرخ ها منتقل مي كند زيرا دنده بايد وسيله نقليه را از حالت توقف به جلو حركت دهد.
در مقابل، بالاترين دنده كوچك‌ترين است و در حالت «اوردرايو» كار مي‌كند، به اين معني كه سريع‌تر از موتور مي‌چرخد و به خودرو اجازه مي‌دهد با سرعت بالا بدون گرم شدن بيش از حد موتور حركت كند. در خودروهاي گيربكس دستي، كلاچ يك دنده را جدا مي كند تا بتوانيد دنده را به ديگري تغيير دهيد. گيربكس اتوماتيك هم همين كار را مي كند، اما بدون دخالت راننده.
اسب بخار چيست؟اسب بخار يك موتور با سرعت و گشتاور تعريف مي شود. سرعت به عنوان سرعتي كه موتور در آن مي چرخد تعريف مي شود، در حالي كه گشتاور مقدار نيروي چرخشي است كه موتور وارد مي كند. هنگامي كه يك موتور با منبع تغذيه ثابت به سرعت مي چرخد، گشتاور خود را از دست مي دهد. وقتي كندتر مي چرخد، گشتاور افزايش مي يابد.
موتور EV چگونه كار مي كند؟از جمله ويژگي هاي متمايز خودروهاي برقي، شتاب بي صدا، آني و روان است. به اين دليل كه نيروي محركه در خودروهاي الكتريكي متفاوت عمل مي كند. همانطور كه از نام آنها پيداست، تفاوت اصلي بين خودروهاي برقي و خودروهاي بنزيني منبع سوخت است. وقتي روي پدال گاز يك وسيله نقليه الكتريكي قدم مي گذاريد، الكتريسيته از باتري به موتور الكتريكي فرستاده مي شود و آن را به سرعت در حال چرخش مي كند.
گيربكس خودروي برقيگيربكس خودروي برقي.kool99 / گتي ايماژ
اكثر خودروهاي برقي داراي يك موتور AC (جريان متناوب) هستند كه به گيربكس متصل است. چيزي كه در جعبه دنده وجود دارد چيزي است كه برخي افراد به آن گيربكس مي گويند زيرا در واقع مجموعه اي از چرخ دنده ها است كه چرخش موتور را به چرخش چرخ ها منتقل مي كند. اما به طور دقيق تر، واحد كاهش دنده تك سرعته ناميده مي شود زيرا دنده هاي متعدد در گيربكس هميشه به يكديگر متصل هستند و بنابراين همه به طور همزمان مي چرخند.
واحد كاهش دنده، دور موتور را به دورهاي معقول‌تر چرخ‌ها با نسبت تقريباً 10 به 1 كاهش مي‌دهد. بنابراين هيچ كلاچ، دنده‌ها و جابجايي بين دنده‌هاي با اندازه‌هاي مختلف بسته به نياز وجود ندارد. وسيله نقليه - به عبارت ديگر، بدون انتقال.
دنده معكوس وجود دارد؟از آنجايي كه موتور خودروهاي الكتريكي معمولاً از جريان متناوب استفاده مي كند، نيازي به دنده معكوس نيست. موتور فقط در جهت مخالف مي چرخد.
يك موتور AC مي تواند از صفر تا 10000 دور در دقيقه يا بيشتر بچرخد. (موتور در تسلا مدل S Plaid 2021 مي تواند تا 23308 دور در دقيقه بچرخد، يكي از دلايلي كه مي تواند تا 200 مايل در ساعت شتاب دهد.) اين به خودروهاي برقي گشتاور زيادي در طيف وسيعي از سرعت ها مي دهد، با "نقطه شيرين" بين گشتاور كافي و سرعت كافي در محدوده 30-40 مايل در ساعت. انرژي به طور مستقيم و تقريباً آني از موتور به جاي گيربكس از طريق جعبه دنده به چرخ ها منتقل مي شود و انتقال از يك سرعت به سرعت ديگر نيازي به تغيير از يك دنده به دنده ديگر ندارد و باعث شتاب گيري نرم و بي صدا مي شود.عدم انتقال اصطكاك (و در نتيجه ساييدگي) ناشي از درگير شدن و جدا كردن چند دنده را كاهش مي دهد. انتقال سيال همچنين حركت رو به جلو خودرو را بهتر از تعويض دنده حفظ مي كند، كه يكي از دلايلي است كه خودروهاي الكتريكي در مصرف انرژي بسيار كارآمدتر هستند.
به طور كلي، يك وسيله نقليه الكتريكي به طور متوسط 77٪ از برق ذخيره شده در باتري خود را به سمت جلو حركت ماشين تبديل مي كند، در حالي كه يك خودروي گازسوز از 12٪ به 30٪ از انرژي ذخيره شده در بنزين در باك خود تبديل مي كند. بقيه به عنوان گرما هدر مي رود. توان انتقال نيرو از موتور خودروهاي الكتريكي به چرخ‌هاي آن بسته به نوع وسيله نقليه 89 تا 98 درصد كارآمد است، در حالي كه در خودروهاي ICE، همين فرآيند از موتور به چرخ‌ها تنها 14 تا 26 درصد كارآمد است.
آيا خودروهاي برقي مي توانند چند چرخ دنده داشته باشند؟هر وسيله نقليه، ICE يا EV، به گشتاور بيشتري نسبت به سرعت نياز دارد تا خودرو را از حالت توقف حركت كند، و زماني كه خودرو از قبل حركت رو به جلو داشته باشد، به سرعت بيشتري نسبت به گشتاور نياز دارد. بنابراين آيا خودروهاي برقي از چند دنده سود نمي برند؟ بله، اما به قيمت يك سيستم پيچيده تر كه به قطعات بيشتر، وزن بيشتر، نيروي كار بيشتر و زنجيره تامين بزرگتر نياز دارد - به عبارت ديگر، هزينه بيشتري براي مصرف كننده چه در ابتدا و چه در تعمير و نگهداري.
برخي از خودروهاي الكتريكي جديدتر، از جمله آئودي e-tron GT و پورشه تايكان، داراي دنده‌هاي متعددي هستند كه به آنها امكان مي‌دهد گشتاور بيشتري را براي افزايش شتاب به چرخ‌ها منتقل كنند. جيپ مگنتو برنامه ريزي شده حتي داراي يك گيربكس دستي با چند دنده خواهد بود. اتومبيل‌هاي مسابقه‌اي مانند اتومبيل‌هاي فرمول E تمام الكتريكي داراي گيربكس هستند.
هنگامي كه كاميون هاي برقي، به ويژه كاميون هاي 18 چرخ وارد بازار مي شوند، اين امكان وجود دارد كه داراي دنده ها و گيربكس هاي متعدد باشند، اما با توجه به طيف وسيعي از دور در دقيقه كه با يك موتور الكتريكي ممكن است، ممكن است دو عدد داشته باشند: يكي براي گشتاور، ديگري براي سرعت كروز، با تغيير از يكي به ديگري در حدود 30 مايل در ساعت. (Tesla Semi آينده تنها كاهش دنده تك سرعته خواهد داشت.) همين امر در مورد وسايل نقليه كوچكتر كه توانايي يدك كشي يا حمل بارهاي سنگين مهم است صدق مي كند.
انتقال متغير پيوستهبرخي از خودروهاي ICE و هيبريدي داراي گيربكس هاي متغير پيوسته (CVT) هستند، نوعي گيربكس اتوماتيك كه به طور يكپارچه از سرعت به سرعت، با استفاده از قرقره به جاي دنده، شتاب مي گيرد. سيستم‌هاي CVT اخيراً براي خودروهاي الكتريكي معرفي شده‌اند كه مي‌توانند گشتاور را در سرعت‌هاي پايين‌تر افزايش دهند تا خودروها و بارهاي سنگين‌تر را در خود جاي دهند. اين امر نياز مهندسان خودروهاي برقي را براي يافتن يك "نقطه شيرين" بين گشتاور و سرعت از بين مي‌برد.
سيستم‌هاي CVT كه نويد كارايي بيشتر را مي‌دهند، ممكن است به وسايل نقليه الكتريكي اجازه دهند برد خود را افزايش دهند - يكي از نگراني‌هاي كليدي خريداران بالقوه EV.
موتورهاي چندگانه به جاي چند دندهتسلا مدل S دو موتوره تمام الكتريكي سدانتسلا مدل S دو موتوره تمام الكتريكي سدان.Sjoerd van der Wal / Getty Images
برخي از خودروهاي الكتريكي اين مشكل را با داشتن موتورهاي متعدد با نسبت‌هاي دنده متفاوت براي ارائه گشتاور بيشتر يا كمتر، بسته به نياز خودرو، حل مي‌كنند، به‌طوري‌كه الكترونيك به‌جاي انتقال كارآمدتر دنده‌ها، الكترون‌ها را به موتورهاي مختلف انتقال مي‌دهد. براي مثال، Lucid Air با كارايي بالا، مانند بسياري از خودروهاي تسلا، در دو نسخه يا سه موتوره عرضه مي شود.
و بر خلاف چرخ دنده ها در يك خودروي ICE، موتورهاي متعدد در يك خودروي الكتريكي مي توانند به طور همزمان استفاده شوند و به وسيله نقليه سرعت و گشتاور، افزايش كشش يا چابكي بيشتر مي دهند. وانت هاي برقي ريويان حتي داراي موتورهاي مستقلي هستند كه به هر چرخ متصل شده اند و به كاميون اجازه مي دهند "چرخش تانك" را انجام دهد.