Niedawno Mercedes-Benz wypuścił Vision One-Eleven, całkowicie elektryczny samochód koncepcyjny. Największym znaczeniem tego samochodu koncepcyjnego jest pokazanie światu nowej technologii: silnika o strumieniu osiowym, który jest ważną częścią przyszłej elektryfikacji Mercedes-Benz. Niedawno Mercedes-Benz wypuścił Vision One-Eleven, w pełni elektryczny samochód koncepcyjny. Największym znaczeniem tego samochodu koncepcyjnego jest pokazanie światu nowej technologii: silnika o strumieniu osiowym, który jest ważną częścią przyszłej elektryfikacji Mercedes-Benz.
Silnik osiowy używany przez Mercedes-Benz pochodzi od YASA, brytyjskiej firmy specjalizującej się w tego typu silnikach, którą Mercedes-Benz zakupi w lipcu 2021 roku.
W rzeczywistości w 1821 roku Faraday wynalazł pierwszy na świecie silnik tarczowy, który w rzeczywistości był silnikiem o strumieniu osiowym, ale jego ograniczenia wynikały z materiałów i technik. Zamiast tego powszechnie stosowano wynaleziony później silnik o strumieniu promieniowym, to znaczy obecnie silnikami stosowanymi w większości pojazdów elektrycznych są silniki o strumieniu promieniowym.
Old Fa byłby zachwycony możliwością wprowadzenia dzisiaj na scenę silników o strumieniu osiowym.
Po lewej: promieniowy strumień magnetyczny; Po prawej: osiowy strumień magnetyczny
Osiowy, promieniowy odnosi się do kierunku strumienia magnetycznego. Strumień promieniowy to kierunek strumienia magnetycznego generowanego przez uzwojenia silnika, który odbiega od osi silnika, jest prostopadły do osi silnika, równoległy do średnicy tarczy i jest promieniowy; natomiast strumień osiowy odnosi się do kierunku strumienia magnetycznego generowanego przez uzwojenia. Równolegle do osi silnika jest osiowy.
Silnik osiowy YASA
Podstawową zaletą silnika o strumieniu osiowym jest to, że wirnik ma większą średnicę i obraca się wzdłuż stojana, a nie wewnątrz niego. Moment obrotowy jest równy sile razy promień, silniki ze strumieniem osiowym mogą osiągnąć większy moment obrotowy przy tej samej sile.
Silniki o strumieniu osiowym są bardziej wydajne
Przy tej samej liczbie magnesów trwałych i materiału uzwojenia silniki o strumieniu osiowym mogą zapewnić 30% przewagę w zakresie gęstości momentu obrotowego w porównaniu z tradycyjnymi silnikami promieniowymi. Topologia silnika YASA eliminuje również jarzmo stojana, zmniejszając masę stojana nawet o 80 procent, co jest innowacją zapewniającą przewagę w zakresie gęstości mocy o ponad 30 procent i przewagę zasięgu o 5 procent.
Wysoka wydajność wiąże się z wysokimi kosztami i wysokim poziomem trudności. Dlatego obecnie nielicznymi obszarami zastosowań silników osiowych są samochody wyścigowe i samochody o wysokich osiągach, które wymagają dużej objętości i masy, ale nie są wrażliwe na koszty. Na przykład, gdy Mercedes-Benz kupił YASA, pierwotnym zamiarem było użycie go w modelach AMG. Zaimplementuj aplikację.
Ferrari SF90
SF90 jest wyposażony w trzy silniki YASA, dwa z przodu i jeden z tyłu
Przed przejęciem przez Mercedes-Benz najbardziej znanym przypadkiem współpracy YASA w ciągu ostatnich dziesięciu lat był flagowy hybrydowy model Ferrari typu plug-in SF90, wyposażony w trzy silniki YASA, z których dwa znajdują się na przedniej osi, oraz drugi znajduje się w pozycji P2 pomiędzy silnikiem V8 a skrzynią biegów. , schemat P2 polegający na umieszczeniu silnika pomiędzy silnikiem a skrzynią biegów jest również najbardziej odpowiednim schematem dla silników YASA w szerokim zakresie zastosowań.
Bez względu na przyszłość, celem jest uczynienie go mniejszym i bardziej wydajnym. Jeśli chodzi o silniki, właśnie w tym są dobre silniki osiowe. Chociaż wiele aspektów jest wciąż w fazie badań i podbojów, silnik osiowy musi być jednak nowym rozwiązaniem, które w przyszłości stanie się popularne.
Technologia „YASA” ma wiele zalet, tak jak ta firma YASA wybiera ją jako podstawową technologię silników o dużej gęstości. „Nie od razu Rzym zbudowano: tak naprawdę technologia YASA jest produktem ewolucji technologicznej, a jej ścieżkę ewolucji można z grubsza podzielić na trzy etapy: pierwszy
produktem generacji jest tradycyjna konstrukcja RSR silnika osiowego pola magnetycznego, która stanowi ogólną konstrukcję z jarzmem i stojanem. Uzwojenie jest nawinięte pionowo na zębach. Za tą strukturą kryje się proces „nawijania” blach ze stali krzemowej. W produktach drugiej generacji rozmiar jarzma stojana jest skompresowany do minimum i służy jedynie jako konstrukcja łącząca dla każdego zęba. Uzwojenie To jest raniony płasko na zębach. Rozwój tej struktury zależy od dojrzałości procesu łączenia stojana SMC. Dzięki izotropowej przenikalności magnetycznej materiału SMC można pozbyć się ograniczeń procesu tłoczenia blachy ze stali krzemowej i zaprojektować najbardziej odpowiednią strukturę stojana 3D. Stopień wykorzystania przestrzeni został znacznie poprawiony. Produkt trzeciej generacji, czyli konstrukcja „YASA”, całkowicie pozbył się „jarzma” i zmaksymalizował gęstość momentu obrotowego silnika. W ten sam sposób rozwój tej struktury musi kryć się za strukturą\procesem. Produkt przełomów technologicznych, a głównym problemem tego procesu jest „jak zintegrować podzielone zęby stojana w całość”. Jest to kluczowa technologia, którą omówimy w dalszej części.
Stojan dzielony SMC (kompozyt magnetyczny Sofe) i całość wyprodukowane przez High Mag Technology (ShenZhen) Ltd
Obecnie silniki produkowane przez YASA są najmniejszymi i najlżejszymi w swojej klasie wydajności. Silnik ten zużywa mniej materiału, aby wytworzyć wyższy moment obrotowy i gęstość mocy niż porównywalne typy silników.
Topologia silnika YASA eliminuje jarzmo stojana, zmniejszając w ten sposób ciężar żeliwa stojana nawet o 80 procent, co oznacza, że gęstość mocy silnika YASA jest 2-3 razy większa niż w przypadku silnika bez wału. W porównaniu do konwencjonalnych silników elektrycznych, metoda strumienia osiowego YASA wykorzystuje mniej materiałów, takich jak miedź, żelazo i magnesy trwałe, co znacznie zmniejsza koszty materiałów i zapewnia produkt bardziej przyjazny dla środowiska.
To jest scena, w której na początku pojawiła się Vision One-Eleven.
