Автомобильная электрическая трансмиссия (В порядке предложения)

Система передачи силы в автомобиле — от мотора к ведущим колесам — представляет собой архаическую конструкцию. Эту систему можно сравнить с механическими трансмиссиями в цехах до применения электрической энергии, когда каждый цех имел самостоятельную силовую установку (паровую машину, в большинстве случаев) и мощность на станки передавалась через общий вал, шкивы и приводные ремни. Легко представить, какова была полезная эффективность такой «глухой» передачи. Аналогичную систему передачи мы имеем в современных автомобилях, т. е. систему жесткую, механическую, с большой потерей энергии на конусе, в коробке скоростей, на карданном валу и в дифференциале.

Если бы сконструировать передачу силы в автомобиле — от мотора к ведущим колесам — согласно с принципами современной техники, давно применяющимися на стационарных установках, то мы бы получили огромное улучшение механического коэффициента полезного действия, улучшение рабочего режима двигателя и увеличение срока его службы, облегчение управления, большую, чем теперь, надежность и безопасность работы автомобиля.

Схема автомобильной трансмиссии (на дистанции: вал мотора, осевая шейка ведущего колеса) должна быть следующая. —

Маховик мотора, оставаясь по массе маховиком, превращается в ротор динамо-машины*Какого тока — постоянного или переменного, — требуется выяснить экспериментальным путем, либо это станет ясным во время детального конструирования. Вероятнее — постоянного, чтобы не иметь дела с косинусом фи (cos φ)., причем конструктивно учитывается двойная служба маховика-ротора. Вокруг маховика создается статорная часть динамо-машины. Вал мотора, проходя ротор-маховик, заканчивается тут же опорным подшипником.

От динамо-машины, образованной таким способом, идут питательные провода ко всем ведущим колесам (передним и задним).

Полуоси и диффер не требуются. Задняя ось (если вообще оставить оси) должна представлять собою то же, что и передняя ось — балку. На конце каждой оси, — не доходя до шейки, на которую насажено колесо, — насажена статорная часть электромотора, а к спицам или диску колеса прикреплена роторная часть электромотора. При этом конструкция электромотора заново компонуется с таким расчетом, чтобы электромотору придать сжатую с боков дискообразную форму, наиболее транспортабельную в условиях автомобиля. Очевидно, что полюсы электромагнитов, равно и роторный якорь с обмоткой*Обмотка — алюминиевая, изоляция — оксидная. следует проектировать не в привычные цилиндрические формы, а в формы дисков, из которых один (что на колесе) вращается около другого (что на конце неподвижной оси). Таким образом, весь электромотор приобретает вид и размер, напоминающий тормозную коробку у существующих типов автомобилей.

Весь электромотор закрывается герметическим кожухом, но вращающаяся часть имеет лопасти для всасывания воздуха и охлаждающей продувки электромотора, причем всасывание совершается по отводящей трубке, приемный фильтр которой отведен в то место, где можно принять относительно чистый воздух.

Руль остается в прежней конструкции, но он соединяется с системой сопротивлений, а эта система сопротивлений автоматически корректируется спидометром, с тем чтобы достигать разной скорости вращения правого и левого электромотора и свободно вписывать любые кривые на любых скоростях, не имея дифференциала. Руль, при повороте его на определенный угол, автоматически включает определенную цепь сопротивлений в питание того мотора, скорость вращения которого нужно несколько потушить. Но так как повороты совершаются при разной скорости езды, то рулевая система сопротивлений связана еще с центробежным регулятором — спидометром, и этот прибор автоматически «поправляет» рулевое включение участка сопротивлений (т. е. он либо уменьшает сопротивление, либо увеличивает его, в зависимости от скорости), будучи автоматически связан с подвижным контактом. Таким образом, говоря пока лишь принципиально, можно работать без дифференциала. При переменном токе можно обойтись без системы сопротивлений, заменив ее трансформационной системой, с меняющимся отношением витков обмотки.

Пуск в ход, вперед и назад, остановка, торможение, работа на месте на малом газу, — все эти операции совершаются одной рукояткой-рычагом. Этот рычаг ходит по сектору с делениями, при этом и сектор, и рычаг может быть прикреплен к стойке руля. При вертикальном положении рычага создается нейтральное положение: мотор идет на малом газу, электромоторы выключены.

При пуске — рычаг передвигается вперед: включается газ на полные расчетные обороты мотора, при котором у него наилучший коэффициент полезного действия, динамо идет также на расчетных оборотах, в питательной сети — рабочее напряжение тока, но с рычагом соединена регуляционная система сопротивлений (или трансформационное устройство специальной конструкции), благодаря которой в электромоторы отдается сначала ослабленное напряжение, и лишь после окончания пускового момента — доведения рычага до крайнего положения вперед — электромоторы включаются на прямой контакт с динамо-машиной. Задний ход осуществляется таким же способом: двигая рычаг назад от вертикального нулевого положения. Торможение производится простым передвижением рычага назад, и степень перестановки рычага соответствует интенсивности торможения. Получается следующий эффект. Машина двигается вперед, необходимо торможение. Рычаг выводится из крайнего переднего положения, проходит нулевую точку, ставится в каком-то положении «назад». После прохождения нулевой точки провода взаимно переключаются на обратные знаки, вокруг роторов электромоторов, вращающихся вперед, изменяется направление электромагнитного поля: оно начинает вращаться назад и создает через ротор тормозящее усилие в колесах. По достижении остановки или сокращения хода рычаг-регулятор ставится в нейтраль или опять вперед. Механический тормоз (ножная педаль) остается лишь как запасной тормоз.

Какие можно предвидеть препятствия для введения в автомобиле электрической трансмиссии?

Потребуется довольно большая конструкторская творческая работа для создания специального типа маховика-генератора и электромоторов, обладающих компактностью и достаточно малым весом (в электрических своих частях). Такая же работа потребуется в отношении автоматической контактной системы сопротивлений (или трансформаторов), в отношении регулятора-спидометра, связанного с дифферирующими сопротивлениямии (или трансформаторами), и по другим деталям трансмиссионного и управляющего механизмов.

Какие достоинства можно предположить в предлагаемой конструкции автомобиля.

1. Улучшается механический коэффициент полезного действия автомобильной трансмиссии минимум на 25%, — стало быть, достигается огромная экономия топлива.
2. Ликвидируются: конус, коробка скоростей, карданный вал, дифференциал, — чем достигается упрощение, надежность и безотказность конструкции, хотя по строительной стоимости едва ли будет выигрыш, поскольку электрическая трансмиссия стоить будет примерно столько же, сколько и механическая передача.
3. Управление автомобилем достигает чрезвычайной простоты невозможной при нынешней конструкции.
4. Стартерный мотор снимается: пуск двигателя совершается аккумулятором, который дает ток в генератор постоянного тока, — генератор в этом случае работает как электромотор (в случае если постоянный ток докажет свои преимущества перед переменным током).
5. Благодаря отсутствию диффера и прохождению кривых с неравномерно тянущими моторами, причем вращающие усилия электромоторов взаимно точно дифференцированы, уничтожается возможность заносов.
6. Кузов автомобиля можно опустить непосредственно на заднюю ось, поскольку нет диффера, — этим уменьшается опрокидывающий момент.
7. Получается легкая возможность передачи мощности и на переднюю пару колес.
8. При наличии мощного генератора облегчается электрическое обслуживание автомобиля: освещение непосредственно от генератора, сигнализация и пр.
9. Уменьшается потребность на высококачественные металлы (благодаря ликвидации коробки скоростей и дифференциала).
10. Увеличивается оборонное значение автомобиля, благодаря перечисленным достоинствам, а также потому, что можно строить специальные машины любых назначений.

Идея электрической трансмиссии на автомобиле произошла из желания найти именно наиболее обороноспособную конструкцию автомобиля. Но на этой — хотя и основной для нас — теме мы сейчас останавливать не будем.

Разумеется, что нельзя понимать изложенное как что-то уже технически разработанное. Это есть лишь подход к теме и попытка найти ряд принципов для осуществления в автомобиле электрической трансмиссии.