Pateicoties arvien straujākai transportlīdzekļu elektrifikācijai, tiek ieviesti jauni risinājumi, kas ar katru gadu pakāpeniski palielina jauno modeļu efektivitāti. Tāpat svarīgi, lai inženieri ne tikai ieviestu progresīvas tehnoloģijas, bet arī atrastu veidus, kā atteikties no ierastajām, kas gadiem ilgi šķitušas automobiļa neatņemama sastāvdaļa. Viens no būtiskākajiem mērķiem izstrādē ir samazināt spēkrata kustīgo daļu skaitu.
Elektromobiļu priekšrocība ir mehāniski vienkāršāks dizains. Piemēram, šiem modeļiem nav nepieciešama pārnesumkārba.
Vienmērīgās griezes momenta līknes dēļ pat pirmajos sērijveidā ražotajos "Nissan Leaf" modeļos elektromotora vilces pārvadei pietika ar vienu pārnesumu pāri un diferenciāli. Šī gandrīz tiešā transmisija ir pārāka par automobili ar iekšdedzes dzinēju.
Tuvojoties elektrificētajai nākotnei, kurā nebūs tradicionālo pārnesumkārbu, hibrīda tehnoloģijas ļoti strauji iegūst popularitāti. Kamēr tiek izmantoti iekšdedzes dzinēji, šādiem automobiļiem nepieciešamas klasiskās transmisijas, taču tiek meklēti jauni veidi, kā tās vienkāršot. Piemēram, jaunās paaudzes "Kia Niro" hibrīda versijas modeļi brauc atpakaļgaitā, neizmantojot iekšdedzes dzinēju.
Interesanti, ka atšķirībā no "Toyota" vai "Lexus" hibrīdiem, kas atpakaļgaitā arī brauc ar elektroenerģiju vien, Dienvidkorejas ražotāja automašīnās uzstādītajām pārnesumkārbām atpakaļgaitas režīms vairs nav vispār.
Ļoti līdzīgs darbības princips tiek izmantots "McLaren" superauto "Artura". Un, lai gan britu modelī izmantots 70 kW elektromotors, bet "Kia" krosoveram ir 45 kW elektromotors, abu tehnoloģiju būtība ir viena un tā pati. Galvenais mērķis ir vienkāršot dizainu un samazināt kopējo svaru.
Līdz ar to ir arī citas priekšrocības: elektromotors ļāva "McLaren" inženieriem novērst turbopūtes aiztures problēmu, un "Kia" dizaineri parūpējās, lai pilsētas apvidus automašīna spētu pietiekami ātri paātrināties un vienlaikus patērēt maz degvielas.
Elektromotora pielietošana ir loģisks risinājums
Pēc Viļņas Ģedimina Tehniskās universitātes profesora Vida Žurauļa domām, šī atpakaļgaitas braukšanas elektrifikācija ir dabiskās inženierijas evolūcijas posms. Pēc zinātnieka domām, šāda dizainu vienkāršojoša risinājuma priekšrocības ir acīmredzamas, un arī par praktiskumu šaubu nav, jo braukšana atpakaļgaitā nekad nav bijusi automobiļa galvenā funkcija.
"Tas vairāk ir palīgrežīms manevrēšanai, un, to lietojot, ātrums nav liels. Tas nozīmē, ka atpakaļgaitā nav nepieciešama liela jauda, tāpēc hibrīdautomašīnā uzstādītais elektromotors tam ir pilnīgi pietiekams. Izkustoties no vietas, griezes moments ir svarīgāks par jaudu, un elektromotoram tā netrūkst," skaidro profesors.
Viļņas Ģedimina Tehniskās universitātes pasniedzējs piebilst, ka šāds risinājums ļauj samazināt slodzi hibrīdpiedziņai un atvieglot tās vadību. Vairs nav programmatiski jāparedz, kādās proporcijās iekšdedzes dzinējam un elektromotoram jādarbojas atpakaļgaitā. Inženieri priekšroku dod tikai vienam pārnesumu pārim, kuru rotē viens elektromotors.
"Tas ir arī gudri, jo ir ļoti viegli elektroniski mainīt elektromotora rotācijas virzienu. Tas arī ļauj vienmērīgi aktivizēt atpakaļgaitas režīmu un braukt ar nemainīgu ātrumu," savās atziņās dalās zinātnieks.
Par praktiskumu šaubu nav
Profesors norāda, ka šī tehnoloģija tiek pielietota tikai hibrīdmodeļos ar lielākas ietilpības akumulatoriem un spraudņu hibrīdiem, bet nav piemērota vieglajām hibrīdsistēmām PMHEVR. Tāpēc autovadītājiem nav pamata satraukties, ka, iztukšojot akumulatoru, automašīna nevarēs braukt atpakaļgaitā. Turklāt ražotāji uzstāda drošinātājus, lai izvairītos no potenciāli sarežģītas situācijas.
Pirmās un otrās paaudzes "Toyota Prius" modeļu ilgstoša ekspluatācija ir pierādījusi, ka lielas ietilpības akumulators absolūti nav nepieciešams, lai katru reizi brauktu atpakaļgaitā elektriskajā režīmā. Pat tad, kad to sniedzamība ar elektroenerģiju bija ārkārtīgi ierobežota, šīs automašīnas un vēlāk arī pirmie "Lexus" hibrīdautomobiļi klusi izbrauca no pagalma, netraucējot kaimiņu mieru.
Šāds risinājums jau bija praktisks, kad vēl hibrīdi ar pilnu bateriju spēja nobraukt tikai dažus kilometrus. Tagad tādi modeļi kā "Kia Niro" vai "Lexus NX" hibrīds elektriskajā režīmā ar pilnu uzlādi spēj nobraukt pat 60 kilometrus.
Pārnesumkārbas ar laiku kļūs par eksotiku
Viļņas Ģedimina Tehniskās universitātes pasniedzējs uzskata, ka atpakaļgaitas pārnesuma elektrifikācija ļauj samazināt mehāniskajā transmisijā izmantoto pārnesumu pāru skaitu. Vienlaikus, samazinot vārpstu, gultņu un citu detaļu skaitu, iespējams izveidot kompaktāku pārnesumkārbu. Kopā ar to automātiski tiek samazināts automašīnas kopējais svars.
"Jebkura svara samazināšana ir apsveicama. Svarīgi ir arī vienkāršot pašas piedziņas konstrukciju. Tas ietver programmēšanu, kas ir īpaši svarīga mūsdienu transmisijām. Parasti, lai viss noritētu raiti, ir precīzi jānosaka pārnesumu attiecības," stāsta profesors.
Elektromobiļi ar laiku ļaus patērētājiem pilnībā aizmirst par sarežģītām pārnesumkārbām – vienmērīgi attīstītais griezes moments ļauj inženieriem vairumā gadījumu iztikt ar vienu vai diviem pārnesumu pāriem. "Mercedes-Benz" modeļos plaši izmantotās 9 pārnesumu automātiskās transmisijas jeb 10 pārnesumu "Ford" automātiskās transmisijas, kas tirgū debitēja nemaz tik sen, ir sarežģīti inženiertehniskie projekti, kas ļoti īsā perspektīvā var kļūt par pilnīgu eksotiku.
"Modernās 9 vai 10 pārnesumu automātiskās transmisijas darbojas labi un ļauj dzinēju izmantot efektīvāk, kad tas ir zem lielākas slodzes, piemēram, velkot piekabi. Savukārt modernajām pārnesumkārbām nepieciešama pienācīga apkope hidrauliskās griezes momenta pārneses, vadības programmēšanas un sarežģītas konstrukcijas dēļ, kā arī pārnesumu pārpilnības dēļ pasliktinās piedziņas kopējie rādītāji," komentē profesors.
Ne visi eksperimenti izdodas
Autobūves vēsturē netrūkst interesantu eksperimentu ar pārnesumkārbām, un viens no interesantākajiem izgudrojumiem, kas sasniedza sērijveida ražošanu, bija 1970. gados ražotajā "Mitsubishi Mirage" PEiropā šo modeli sauca par "Colt") uzstādītā astoņu pārnesumu transmisija, kurai bija arī divi atpakaļgaitas pārnesumi.
Šis eksotiskais agregāts radās tikai tāpēc, ka, lai taupītu resursus, "Mitsubishi" inženieri mēģināja priekšējo riteņu piedziņas hečbeku savietot ar dzinēju, kas parasti bija uzstādīts gareniski un grieza lielāku modeļu aizmugurējos riteņus.
Šāda pārsteidzīga konstrukcija radīja vairākus izaicinājumus. Lai tās atrisinātu, zem motora tika uzstādīta četru ātrumu pārnesumkārba. Lai pārvadītu griezes momentu, bija nepieciešams papildu savienojums, taču vārpstas vietā tika izbūvēta vienkārša divu pārnesumu transmisija.
Tieši tas ļāva iegūt unikālu transmisiju, kurā katru standarta pārnesumu varēja izmantot ar lielāku vai mazāku papildkārbas attiecību par pievilcīgāku cenu nekā tobrīd progresīvā piecu ātrumu manuālā pārnesumkārba. Uz papildu sviras zemākā pārnesuma attiecība bija apzīmēta ar atzīmi "Jauda", bet augstākais pārnesuma koeficients – "Ekonomija".
Šādas dubultās transmisijas daudzpusība palika tikai teorija: praktiski dzinēja vilkme augstākām pārnesumu attiecībām nebija pietiekama, un braucējiem nebija pacietības nepārtraukti žonglēt divas pārslēgšanas sviras.
Citu oriģinālu risinājumu netrūkst _ 2020. gadā "Kia" ieviesa manuālo pārnesumkārbu, kuras sajūgu kontrolē elektronika – tāda tika izmantota vieglā hibrīda PMHEVR versijās. Autovadītāji pat nepamanīja, ka "Ceed" modeļu degvielu taupošā elektronika, braucot konstantā ātrumā, automātiski atvienoja sajūgu un atslēdza iekšdedzes dzinēju.
