Изобрести колесо
История наземных транспортных средств началась много тысяч лет назад с изобретения колеса. Без существования диска, вращающегося вокруг оси, создание повозок колесниц, велосипедов и автомобилей стало бы невозможно. Несмотря на многочисленные нововведения, сущность колеса за прошедшие тысячелетия не изменилась - до сих пор это был просто вращающийся диск.
Впрочем, уже в ближайшее время колесо могут ждать весьма существенные перемены: компания Siemens VDO представила свою концептуальную разработку eCorner, которая объединяет в колесе двигатель, подвеску, тормоза и рулевое управление автомобиля. Разработчики уверенны, что в будущем автопроизводителям будет достаточно создать кузов и установить на него колеса - машина готова.
Разрез колеса eCorner: 1 - обод, 2 - встроенный электромотор, 3 - тормозной механизм EWB, 4 - активная подвеска, 5 - электропривод рулевого управления
Любой автомобиль ускоряется, тормозит и поворачивает с помощью колес. Поэтому одной из главных задач конструкторов всегда было передать колесам "команды" от двигателя, тормозной системы и рулевого управления с наименьшими потерями. Siemens VDO в этом смысле предлагает идеальный вариант - разместить устройства, отвечающие за движение автомобиля, внутри колеса.
Электродвигатель в eCorner располагается непосредственно на ободе колеса и может работать не только при разгоне, но и при торможении, регенерируя электроэнергию и заряжая батареи. При этом специалисты компании уверяют, что коэффициент полезного действия (КПД) у подобного электродвигателя может достигать 96 процентов. Для сравнения КПД самых совершенных бензиновых и дизельных двигателей не превышает 50 процентов, а перспективные гибридные силовые установки будущего смогут достигнуть только 85 процентов КПД.
В случае, когда тормозного момента двигателя недостаточно, остановить машину помогут дисковые тормоза с электронным управлением EWB. Колодки здесь прижимаются к диску не гидравлическими цилиндрами, как на обычных машинах, а двумя электромоторами. Такая конструкция позволяет управлять торможением каждого колеса автономно и избавляет автомобиль от громоздкой и ненадежной единой тормозной системы.
Подвеска у eCorner также встроена внутрь колеса. Она снабжена датчиками, которые постоянно следят за давлением в шинах и определяют уровень сцепления колеса с поверхностью. В соответствии с показателями этих датчиков электроника настраивает подвеску так, чтобы автомобиль сохранял устойчивость и высокую плавность хода.
При этом, подвеска eCorner снабжена компактными электродвигателями, которые поворачивают колеса вокруг вертикальной оси независимо друг от друга. Например, все четыре колеса автомобиля можно повернуть в одну сторону, и машина поедет боком. Кроме того, возможность управлять каждым колесом отдельно значительно повышает устойчивость автомобиля при маневрировании.
Колеса eCorner получают команды водителя по проводам, что позволяет сделать органы управления любыми - например, отказаться от руля и педалей и установить в салон джойстик. Впрочем, тут Siemens VDO оставляет автопроизводителям полную свободу выбора. Не исключено, что те сделают управление машинами на таких колесах полностью автоматизированным.
Тормозной механизм EWB с электроприводом.
В серию!
Несмотря на то, что eCorner пока лишь концепт, создатели "колеса будущего" уверены, что разработанные ими технологии уже в ближайшее время появятся на серийных моделях. Начать Siemens VDO планирует с электронных тормозных систем EWB, которые могут стать привычными уже до конца этого десятилетия.
Следующим шагом станет интеграция внутрь колеса электромоторов. Первоначально двигатель внутреннего сгорания будет сохранен - он станет вырабатывать электричество для мотор-колес. С изобретением новых аккумуляторов, которые смогут вмещать достаточно энергии, потребность в двигателе внутреннего сгорания полностью исчезнет, что позволит кардинально пересмотреть компоновку автомобиля, избавленного от моторного отсека. Встроенное в колесо электронное рулевое управление и активные амортизаторы пойдут в серию последними.
Фактически, eCorner способен сделать революцию в управлении автомобилем, поскольку машина, у которой каждое колесо вращается, поворачивает и тормозит автономно, может совершать любые маневры. После этого останется только научить автомобиль летать, но это, видимо, произойдет еще не скоро.
