Elektrikli avtomobillərdə sürət qutusu niyə yox olur

Bu Səhifəni Paylaşın
Elektrikli avtomobillərdə sürət qutusunun itməsinin səbəbi, elektrik mühərrikinin xarakteristik əyrisinin daxili yanma mühərrikindən tam əks işləməsidir: mühərrik dayanıqlı halından, yəni 0 fırlanmadan etibarən tam momentini istehsal edir və çox geniş fırlanma diapazonunda səmərəliliyini itirmədən dövr edir. Bu iki xüsusiyyət, momenti mərhələlərlə bölmək üçün nəzərdə tutulmuş çoxsürətli transmissiyanı lazımsız edir; əksər elektrik avtomobili buna görə tək nisbətli reduktorla təkərlərə qoşulur.
Önə Çıxanlar
- Elektrik mühərriki 0 RPM-də tam moment istehsal edir; boş gediş anlayışı yoxdur
- Bir EV mühərriki təxminən 20.000 RPM-ə qədər fırlana bilər, əksəriyyəti 10.000 RPM-ə çox sürətlə çatır
- Daxili yanma mühərriki normal sürüşdə 1.200-4.500 RPM zolağında işləyir
- Tesla Model S-in bütün ötürmə hissələrində 20 hərəkətli hissə var
- Porsche Taycan, arxa oxda 2 sürətli qutudan istifadə edən ən məşhur istisnadır
Sürət Qutusunun Əsl Funksiyası Nədir, Elektrikli Avtomobildə Niyə Lazımsızlaşır?
Sürət qutusunu anlamaq üçün əvvəlcə nə etdiyinə baxmaq lazımdır. Daxili yanma mühərriki təkərləri birbaşa fırladacaq qüvvəyə malik deyil; istehsal etdiyi momenti müəyyən fırlanma zolağında və məhdud güclə verir. Transmissiya bu qüvvəni müxtəlif nisbətlər vasitəsilə təkərlərə ötürərək mühərriki hər sürətdə istifadə edilə bilən işləmə diapazonunda saxlayır. Klassik 5 sürətli qutuda nisbətlər təxminən belə gedir: 1. sürət 3.35:1, 2. sürət 1.93:1, 3. sürət 1.29:1, 4. sürət birbaşa 1.00:1 və 5. sürət overdreyv kimi 0.68:1. Hər mərhələ, momenti yerdən qalxanda çoxaldıb yüksək sürətdə uzatmaq üçün nəzərdə tutulmuş bir vasitədir.
Elektrik mühərriki bu vasitələrin heç birinə ehtiyac duymur. Çünki fırladıcı qüvvəni - yəni momenti - daha ilk dönüş andından etibarən tam dəyərində istehsal edir. Elektrikli avtomobildə mühərrik boş gediş etmir; avtomobil dayanarkən mühərrik də fırlanmır, gaz pedalına toxunduğunuz anda isə həm 1 fırlanmada, həm də 1.000 fırlanmada təkərlərə eyni moment çatır. Yerdən qalxanda qısa moment vurucusuna, avtomagistralda uzun nisbətə ehtiyac duyan bir maşın yoxdur; mühərrik hər iki ucta da öz işini görür.
Mühərrik Xarakteristik Əyrisi: Tək Sürətin Mühəndislik Əsaslandırması
Bu davranışın arxasında hər elektrik mühərrikində mövcud olan eyni əyri var. Aşağı və orta fırlanmalarda mühərrik sabit moment zonasında işləyir: fırlanma artsalar da istehsal olunan fırladıcı qüvvə dəyişmir. Baz sürət dediyimiz bir hədd aşılarsa moment azalmağa başlayır, lakin mühərrik bu dəfə sabit güc zonasına keçir; sənayedə bu diapazona zəif sahə (field weakening) zonası da deyilir. Yəni əyri, performansın əslində pilləli eniş etmədən geniş diapazona yayıldığı bir profillə malikdir.
Daxili yanma mühərrikinin əyrisi ilə müqayisə edin: normal sürüşdə təxminən 1.200 RPM-dən 4.000-4.500 RPM-ə qalxır, qırmızı zona 5.000-6.000 RPM ətrafındadır və bu qalxışı uzun müddət saxlaya bilmir. Momentin istifadə edilə bilən olduğu zolaq dardır; buna görə hər sürüş sürətinə uyğun bir sürət mərhələsinə ehtiyac duyulur. Elektrik mühərriki isə 10.000 RPM-ə saniyələr ərzində çatır və 20.000 RPM dərəcələrinə qədər döyə bilər. Üstəlik bu geniş diapazonda səmərəlilik də ciddi şəkildə dəyişmir: mühərriklərin böyük hissəsində %85-95 səmərəlilik zolağı, cəmi bir neçə faiz bal fərqi ilə geniş fırlanma diapazonuna yayılır.
Rəqəmlərlə Tək Nisbətin Kifayətliliyi
Tək nisbətli reduktorun kifayətliliyini tək bir hesablama göstərir. Mühərrikin fırlanma sayı, ötürmə nisbəti, sürət və təkərin diametri ilə bağlıdır; bu düsturu Hyundai Ioniq 5 kim bir vasitə üçün 4.706 son nisbət, 20 düym ətrafında təkər və 186 mph nəzəri yuxarı sürətlə tətbiq etsəniz, mühərrikin 14.000+ RPM fırlandığı çıxır. Eyni tək nisbətlə qırmızı zona 6.000 fırlanmada olan daxili yanma mühərrikli yalnız 76 mph (təxminən 122 km/s) sürət edə bilərdi - yəni avtomagistralın xeyli altında. Elektrik mühərrikinin fırlanma qabiliyyəti, tək bir nisbətin qarşılaya bilməyəcəyi sürət diapazonunu aradan qaldırır.
Bir məqamı dəqiqləşdirmək lazımdır: elektrikli vasitələr tamamilə dişlisiz deyillər. Mühərrik ilə təkərlərin fırlanma sayları arasında təbii bir fərq var və hər EV-də bu fərqi bağlayan tək nisbətli bir reduktor (gear reduction) mövcuddur. İtkilən şey çox ötürməli qutu və onunla birlikdə ötürmə dəyişdirmə aktıdır.
Sadəlik, Baxım və Səmərəlilik: Aradan Qaldırılan Hissələrin Qiyməti
Çox ötürməli bir qutunun dizayndan çıxarılması yalnız estetik sadəlik deyil, ölçülə bilən bir mühəndislik qazancıdır. Ənənəvi bir avtomatik ötürmə qutusu 7 əsas komponent və təxminən 800 hissə ehtiva edir; sıradan çıxdığı təqdirdə dəyişdirilməsi işçilik daxil 1.800-3.400 $ tuta bilər. Bunun əksinə olaraq Tesla Model S-in bütün ötürmə mexanizmində cəmi 20 hərəkətli hissə var və Chevrolet Bolt, oxşar daxili yanma muadilinə görə %80 daha az hərəkətli hissə daşıdığını vurğulayır.
Daha az hərəkətli hissə üç şey deməkdir: sürtünmədən yaranan enerji itkisinin azalması, ötürmə yağının dəyişdirilməsi kimi baxım maddələrinin silinməsi və mexaniki nasazlıq riskinin azalması. Mühərrikin özü artıq geniş diapazonda səmərəli işlədiyi üçün, araya girəcək əlavə bir dişli mərhələsi qazanc deyil, adətən itki yaradır - hər əlavə edilən dişli cütü öz sürtünmə səmərəliliyini zəncirə əlavə edir. Sürücü tərəfində isə nəticə çox aydındır: ötürmə dəyişdirmədən fasiləsiz, hamar sürətlənmə. Qaz pedalına toxunduğunuz anda mühərrik dönməyə başlayır və sürət artdıqca təkərlər heç bir mərhələ keçidi olmadan birbaşa sürətlənir.
İstisnalar: Çox Ötürməli Elektrikli Vasitələr Niyə Var?

Tək ötürmənin kifayətliliyi fiziki məcburiyyət deyil, böyük mühərrikli istehsal vasitələrində optimal seçimdir. Bunun ən məşhur istisnası Porsche Taycan: arxa oxda 2 ötürməli bir qutu istifadə edir. İstehsalçının açıqlamasına görə qısa 1. ötürmə dayanma vəziyyətindən qalxışda daha çox təcil verərkən, uzun 2. ötürmə çox yüksək sürətlərdə belə yüksək səmərəlilik və güc ehtiyatı təmin edir. Qutu avtomatik keçid edən bir yaş kavrama paketi (wet clutch pack) üzərində qurulub.
Mantıq, daxili yanma dünyasında əsaslandırmanın daraldılmış variantıdır. Taycan kimi yüksək performanslı avtomobillərdə maksimal sürət və avtomobil yolu iqtisadiyyatı tək ötürmənin iş nöqtəsini çətinləşdirir; iki pilləli ötürmə mühərriki həm yüksəlişdə, həm də yüksək sürətdə optimal nöqtəyə yaxınlaşdırır. Təhlillər göstərir ki, bu qutu avtomobil yolunda təxminən %5 məhsuldarlıq artımı təmin edə və avtomobilin maksimal sürətini yuxarı qaldıra bilər; iki sürətli qutunun Taycanı tək sürətli rəqiblərindən daha sürətli etməsi də qiymətləndirmələr arasında yer alır. Avtomobilin ön oxunun tamamilə ayrılıb müstəqil işlədilə bilməsi də bu ötürmə zəncirinin dinamik dizaynının bir hissəsidir.
Ticarət Nəqliyyatında Çox Sürətli Həllər
İkinci istisna qrupu performansla deyil, istifadə profili ilə bağlıdır. Bəzi ticarət avtomobilləri ağır yük altında yüksəliş momenti ilə uzun məsafə iqtisadiyyatını eyni anda istəmək məcburiyyətindədir; kiçik və səmərəli dizayn edilmiş mühərriklərdə əlavə bir pillə fayda verə bilər. Ancaq ümumi mənzərə aydındır: 2019-2020-ci illərdə önə çıxan Taycan nümunəsi, 2024-cü il etibarilə belə geniş bir çoxalmaya çevrilməmişdir. Elektrikli avtomobillərin əksəriyyəti hələ də tək sürətlidir və bunun texniki məcburiyyət deyil, rasional seçim olduğu başa düşülür.
Çox Sürət Əlavə Etmək Həqiqətən Dəyərmi? Qazanc və İtirgi Balansı
Dizayn perspektivindən baxdıqda çox sürətli həllin müsbət və mənfi cəhətləri bir-birinə sıx bağlıdır:
- Qazanc tərəfi: Yüksək sürətlərdə mühərriki optimal iş nöqtəsinə yaxınlaşdıraraq məhsuldarlıq artımı; təkmilləşdirilmiş sürətlənmə və daha yüksək maksimal sürət; potensial olaraq daha kiçik batareya və mühərrik seçimi; ağır ərazi istifadələrində çeviklik.
- İtirgi tərəfi: Əlavə çəki və istehsal xərci; qutunun öz daxili dişli məhsuldarlıq itkiləri; gəlirin ödədiyin bəha ilə müqayisədə məhdud qalması.
İstehsalat EV-lərindəki böyük və güclü mühərriklər üçün qazanc tərəfi adətən mübahisəlidir: çoxlu sürət tək sürətlə müqayisədə böyük bir məhsuldarlıq sıçrayışı təmin etməyə bilər, hətta qutunun daxili itkiləri ilə balansı mənfi təsir edə bilər. Əks iddia olaraq bir təchizatçı tək sürətli ötürmə orqanları ilə müqayisədə %15-ə qədər enerji sərfi azaldan çox sürətli bir sistem irəli sürmüşdür; ancaq bu cür iddiaların realistik qazancı mühərrikin xarakteristikasından və avtomobilin istifadə profilindən sıx bağlıdır. Xülasə balans budur: avtomobil yolu sürətlərində mühərrik fırlanmasını azaldan əlavə bir pillə sərfi azalda bilər, amma ümumi rəy ondadır ki, qazancun əksər avtomobillərdə mürəkkəblikə dəyəcək qədər məhduddur.
| Xüsusiyyət | Tək Sürətli EV | Çox Sürətli EV (məs. Taycan) |
|---|---|---|
| Sürət sayı | 1 (redüktor) | 2 (arxa ox) |
| Hərəkətli hissə sayı | Çox az (Model S: 20, bütün ötürmə) | Daha çox (yaş debrin paketi daxil olmaqla) |
| Yüksəliş sürətlənməsi | 0 RPM-də tam moment ilə kifayətdir | Qısa 1. sürətdə əlavə sürətlənmə |
| Yüksək sürət səmərəliliyi | Mühərrik səmərəlilik diapazonuna güvənir | Avtomobil yolunda ~%5 yaxşılaşma |
| Məhsuldarlıq itkisi | Əlavə dişli itkisi yoxdur | Qutunun daxili itkiləri |
| Baxım | Sürət yağı dövrü yoxdur | Əlavə mexaniki mürəkkəblik |
Tez-tez Verilən Suallar
Elektrikli avtomobillərdə transmissiya varmı?
Var, amma klassik mənada deyil. Əksər elektrikli avtomobil tək nisbətli reduktor və ya birbaşa ötürücü istifadə edir; sürət qutusu dəyişdirmək kimi bir hərəkət baş vermir. Sükan arxasındakı və ya konsoldakı dəyişmə qolu P, R, N, D vəziyyətlərini seçən bir seçicidir,çox sürətli qutunun idarəsi deyil.
Elektrikli avtomobillər avtomatikdirmi?
Bəli. Mufta və çox sürətli qutu yoxdur; tək sürətli, ani momentli mühərrik istifadə olunur. Sürücü üçün bu, tam avtomatik və fasiləsiz ötürücü təcrübəsi deməkdir.
Sürət qutusu əlavə etmək məsafəni artırırmı?
Avtoban sürətlərində mühərrik fırlanma sayını azaltaraq enerji sərfini azalda bilər, lakin ümumi qənaət qazancın məhdud qalması yönündədir. Mühərrik onsuz da geniş fırlanma diapazonunda %85-95 səmərə ilə işlədiyi üçün, əlavə mərhələdən yaranacaq daxili itkilər və xərc əksər avtomobildə məsafə hesabını müsbət tərəfdə tarazlaya bilmir.
Nəticə: İtkilən Qutunun Yerinə Gələn Reduktor
Sürət qutusu, momenti geniş sürət diapazonuna yaya bilməyən mühərrikin probleminə tapılmış həll idi. Elektrik mühərriki sabit moment və sabit güc zonaları ilə bu problemi özü həll etdiyi üçün, həll avtomobildən çıxarıldı və yerinə tək sabit nisbətli reduktor quraşdırıldı. Taycan kimi avtomobillər, maksimal performans və ya xüsusi istifadə profilləri axtarılanda mərhələ əlavə etmənin hələ də mümkün və mənalı ola bildiyini göstərir - amma bu bir istisnadır. Qaydaların yenidən yazıldığı bir ötürücü zəncirində, ən yaxşı transmissiya çox vaxt heç bir transmissiya olmur.
Mənbələr
- Elektrikli avtomobillərin tək sürətli olması nə deməkdir
- Güc ötürmə sistemi: Saf performans
- Porsche Taycan EV-nin iki sürətli ötürməsi niyə ...
- Porsche Taycan elektrikli avtomobili: 2 sürət bir çoxunun ilki ola bilər ...
- Porsche Taycan Turbo S iki sürətli ötürməsi izah olunur
- EV vs ICE: Ötürmə texnologiyası izah olunur
- Elektrikli avtomobil mühərrikinin momenti və güc əyriləri
- Texniki təlimat No. 7: Ötürmə sisteminin ölçüləndirilməsi
- 2020 Porsche Taycan-ın performans xüsusiyyətləri hansılardır
- EV-lərdə tək sürətli və çox sürətli qutular
- Elektrikli avtomobillərdə ötürmə varmı?
- Bütün elektrikli avtomobillər avtomatikdirmi?