Γιατί τα ηλεκτρικά αυτοκίνητα δεν έχουν τα μοτέρ στους τροχούς;

Ένα λογικό ερώτημα και ο απλούστατος λόγος που αυτή η εφαρμογή δεν θα μπορούσε ποτέ να είναι επιτυχημένη (εντάξει, και λίγη φυσική)

Ανάμεσα στα πλεονεκτήματα των ηλεκτρικών μοτέρ έναντι των κινητήρων εσωτερικής συμπεριλαμβάνονται και θέματα που έχουν να κάνουν με την χωροταξία. Τα ηλεκτρικά μοτέρ, όντας συμπαγή και σχετικά μικρού μεγέθους, παρουσιάζουν πολύ μεγαλύτερη ευκολία στην τοποθέτηση τους εντός ενός αυτοκινήτου.

Μια από τις «λογικές» πιθανές θέσεις που θα διάλεγε κανείς, είναι η τοποθέτηση τους ομοαξονικά, στο κέντρο των τροχών, σε μια διάταξη που ονομάζεται «hub». Από τη στιγμή που τα ηλεκτρικά μοτέρ δεν έχουν ανάγκη από συμπλέκτη και κιβώτιο ταχυτήτων, η θέση αυτή παρουσιάζει εκ πρώτης αρκετά πλεονεκτήματα.

Η αμεσότητα στη μετάδοση της κίνησης, είναι το σημαντικότερο από αυτά καθώς και ο έλεγχος ακριβείας, ανεξάρτητα, σε κάθε τροχό, σε ότι αφορά στην ισχύ, ώστε να επιτευχθεί η βέλτιστη υλοποίηση στα συστήματα ασφαλείας του εκάστοτε αυτοκίνητου αλλά και στη δυναμική συμπεριφορά του. Μειωτήρες στους ρυθμούς περιστροφής ή ακόμα και σχέσεις (υπο)πολλαπλασιασμού μπορούν εύκολα να ενσωματωθούν με συστήματα πλανητικών γραναζιών, χωρίς την πολυπλοκότητα και το πρόσθετο βάρος που απαιτούν οι «παραδοσιακές» διατάξεις αυτού του είδους.

Γιατί λοιπόν δεν έχουν όλα τα ηλεκτρικά και υβριδικά αυτοκίνητα τοποθετημένα τα μοτέρ στους τροχούς; Η απάντηση είναι «η ανάρτηση» αλλά προφανώς αυτό χρήζει επεξήγησης…

Μια από τις πιο συχνές παρανοήσεις σε ότι αφορά στο τεχνικό κομμάτι της αυτοκίνησης, είναι ότι τα συστήματα αναρτήσεων έχουν δημιουργηθεί με μοναδικό σκοπό την άνεση των επιβατών. Αν και αυτή η θεώρηση δεν είναι εντελώς λανθασμένη, η άνεση των επιβατών, υπό την έννοια της απόσβεσης που προσφέρουν οι αναρτήσεις σε λακκούβες και κακοτεχνίες του δρόμου, δεν είναι ο πρωταρχικός σκοπός της λειτουργίας τους.

Ο κύριος ρόλος των αναρτήσεων, είναι κρατούν συνεχώς τους τροχούς σε επαφή με το οδόστρωμα ή το έδαφος, αν μιλάμε για το εκτός δρόμου πεδίο. Αν το σκεφτεί κανείς, πρόκειται για το σημαντικότερο στοιχείο στη λειτουργία ενός αυτοκινήτου. «Χάσιμο» της επαφής των τροχών με τον δρόμο, σημαίνει ότι αυτό δεν μπορεί να υπακούσει στις εντολές του οδηγού.

Διεύθυνση από το τιμόνι, πέδηση από τα φρένα και μετάδοση ισχύος, πολύ απλά πάνε… στράφι αν οι τροχοί εκτελούν τις όποιες εντολές στον αέρα. Χωρίς αναρτήσεις, ένα αυτοκίνητο θα βρισκόταν σε αυτή την κατάσταση –στον αέρα δηλαδή- όποτε διερχόταν από προεξέχουσες ανωμαλίες του οδοστρώματος ή από «χασίματα» σε λακκούβες. Και αν δεν ήταν όλο στον αέρα, θα ήταν ένας οι περισσότεροι τροχοί του, με ότι αυτό μπορεί να συνεπάγεται για τη συμπεριφορά του.

Δείτε στο ακόλουθο βίντεο το πως λειτουργεί μια μπροστινή ανάρτηση και φανταστείτε το που θα πήγαινε το αυτοκίνητο χωρίς αυτή…

Η «δουλειά» των αναρτήσεων λοιπόν, είναι ότι με την έκταση και την συμπίεση τους, κρατάνε τους τροχούς σε επαφή με το δρόμο, αναγκάζοντας τους να ακολουθούν το όποιο «ανάγλυφο» υπάρχει κάτω από αυτούς. Ένα από τα σημαντικότερα στοιχεία στη λειτουργία μιας ανάρτησης, είναι το πόσο γρήγορα επιτελεί τον σκοπό της αυτό.

Συμπίεση, επαναφορά και έκταση, πρέπει να γίνονται σε γρήγορο χρόνο. Άμεσο ρόλο στη συμπεριφορά μιας ανάρτησης, παίζουν φυσικά η ποιότητα της και οι ρυθμίσεις της. Υπάρχει όμως ένα φυσικό μέγεθος που παίζει τεράστιο επίσης ρόλο στο πως λειτουργεί μια ανάρτηση και αυτό είναι το βάρος του τροχού.

Ίσως να έχετε ακούσει τον όρο «μη αναρτώμενη μάζα» ή «μη αναρτώμενο βάρος». Το ελαστικό, η ζάντα, τα δισκόφρενα, οι δαγκάνες και οι όποιες αρθρώσεις και σύνδεσμοι που «ταξιδεύουν» μαζί με τον τροχό σε αυτό το ατελείωτο πάνω – κάτω, αποτελούν τις «μη αναρτώμενες μάζες». Οτιδήποτε βρίσκεται «πάνω» από τις αναρτήσεις, είναι «αναρτώμενη μάζα», δηλαδή για παράδειγμα εσείς, το αμάξωμα και ο κινητήρας.

Το κακό με τις «μη αναρτώμενες μάζες» είναι ότι όσο μεγαλώνει το βάρος τους, τόσο υποβαθμίζεται κατά αναλογία η λειτουργία της ανάρτησης. Είναι απλή φυσική και έχει να κάνει με την αδράνεια ενός σώματος. Ένας βαρύς τροχός δεν πρόκειται να ακολουθήσει το ανάγλυφο του οδοστρώματος με την αμεσότητα και τη ταχύτητα που θα το πράξει ένας ελαφρύτερος τροχός, όσο και αν προσπαθεί η ανάρτηση να τον εξαναγκάσει σε κάτι τέτοιο.

Με αυτά τα δεδομένα λοιπόν, φανταστείτε έναν τροχό, ο οποίος εκτός από τα κύρια δομικά στοιχεία του και τα φρένα, φέρει επίσης ένα ηλεκτρικό μοτέρ ως στοιχείο «μη αναρτώμενης μάζας». Τα ηλεκτρικά μοτέρ μπορεί να είναι συμπαγή σε διαστάσεις αλλά ελαφριά δεν τα λες, πόσο μάλλον όταν σε μια εφαρμογή τέτοιου είδους, το βάρος τους θα είχε άμεσες επιπτώσεις στη λειτουργία μιας ανάρτησης.

Αυτός λοιπόν είναι ο λόγος, που οι κατασκευαστές αποφεύγουν την συγκεκριμένη διάταξη στα ηλεκτρικά αυτοκίνητα, η οποία τελικά, περισσότερα και σημαντικότερα προβλήματα δημιουργεί, παρά επιλύει.