輪邊
關注創建者：仿真聯盟 創建時間：2020-05-09
輪邊的視頻教程
使用romax創建一個簡易輪邊系統
使用romax創建一個簡易輪邊系統，參數都是隨意賦的，大家根據實際情況輸入。 1、軸的創建與定位 2、行星齒輪組的創建與安裝 3、運行功率流及輸出三維和動畫
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輪邊的實例教程
圖1特斯拉 Model Y集中式雙電機驅動形式
究其根源，用戶為什么會如此在意特斯拉的電機是集中式驅動布置形式還是輪邊驅動布置形式呢？其原因就在于輪邊電機的安裝會對整車總布置產生很大的影響，尤其是在后軸驅動的情況下，由于車身和車輪之間存在很大的變形運動，對傳動軸的萬向傳動也具有一定的限制。簡單來說，輪邊驅動布置會對車輛的操控性和舒適性產生影響。這很可能是特斯拉用戶會對這種布置形式擔憂的來源。
二、輪邊電機在商用車行業的應用前景要遠好于在乘用車領域
雖然，輪邊電機的驅動布置形式會對車輛的操作性和舒適性產生影響。但是在要求較低的商用車行業，輪邊驅動電機的優勢則變得很顯著，它可以大大簡化車輛結構，縮短動力傳遞路徑，進一步提高能量的傳動效率，使電能得到最大限度的利用。[1]而且輪邊電機系統由于其電機安置位置離輪轂近的特點，對后期的維修服務非常友好。所以輪邊電機在商用車市場很受歡迎。
在商用車領域，國際上布局最為領先的是比亞迪、采埃孚和奔馳一類專門從事電機技術研發且有成熟產品的公司。其中，以國際零部件巨頭采埃孚布局最為迅猛，安裝了采埃孚輪邊電驅動車橋的車輛已經正在亞歐城市中試用（如圖2），并且得到了德國聯邦交通和數字基礎設施部的補貼。近年來一些新型和傳統的零部件巨頭，如Protean、Elaphe舍弗勒、日本 NSK也開始意識到輪邊電機的重要性，逐步加強在輪邊電機領域的研發投入。
圖2采埃孚輪邊電驅動車橋方案
三、輪邊驅動系統專利技術分析
我們已經弄清楚了輪邊驅動布置形式的概念和定義，并且發現輪邊電機在商用車領域的應用前景要好于乘用車領域后。接下來我們需要從專利技術角度對輪邊驅動電機技術的研究現狀進行分析。通過智慧芽全球專利數據庫發現日本在這一領域的研究起步早，其技術在世界上處于領先。
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附件包含某款輪邊電機（油冷電機）3D模型STP格式
中央單級、輪邊減速驅動橋
輪邊減速驅動橋較為廣泛地用于油田、建筑工地、礦山等非公路車與軍用車上。當前輪邊減速橋可分為2類：一類為圓錐行星齒輪式輪邊減速橋；另一類為圓柱行星齒輪式輪邊減速驅動橋。圓錐行星齒輪式輪邊減速橋由圓錐行星齒輪式傳動構成的輪邊減速器，輪邊減速比為固定值2，它一般均與中央單級橋組成為一系列。在該系列中，中央單級橋仍具有獨立性，可單獨使用，需要增大橋的輸出轉矩，使牽引力增大或速比增大時，可不改變中央主減速器而在兩軸端加上圓錐行星齒輪式減速器即可變成雙級橋。這類橋與中央雙級減速橋的區別在于：降低半軸傳遞的轉矩，把增大的轉矩直接增加到兩軸端的輪邊減速器上，其“三化”程度較高。
但這類橋因輪邊減速比為固定值2，因此，中央主減速器的尺寸仍較大，一般用于公路、非公路軍用車。圓柱行星齒輪式輪邊減速橋，單排、齒圈固定式圓柱行星齒輪減速橋，一般減速比在3至4.2之間。由于輪邊減速比大，因此，中央主減速器的速比一般均小于3，這樣大錐齒輪就可取較小的直徑，以保證重型卡車對離地問隙的要求。這類橋比單級減速器的質量大，價格也要貴些，而且輪谷內具有齒輪傳動，長時間在公路上行駛會產生大量的熱量而引起過熱；因此，作為公路車用驅動橋，它不如中央單級減速橋。
隨著我國公路條件的改善和物流業對車輛性能要求的變化，載重汽車驅動橋技術已呈現出向單級化發展的趨勢。
展開 附件包含3D模型STP格式 & DWG格式圖紙一張，模型如下圖所示。
圖 5 踏板力與減速度關系曲線
圖 6 踏板行程與減速度關系曲線
3.2 優化分析
壓力計算發現，輪邊最大抱死液壓偏大，前軸最大抱死液壓為 11 MPa，后軸最大抱死液壓為 6 Mpa，需要降低輪邊最大抱死液壓。
考慮到該車型的生產緊迫性，以及制動系統零部件優化的難易程度，通過提高摩擦片摩擦系數和增加輪邊有效制動半徑來降低輪邊最大抱死液壓，詳細見表 1。
表 1 輪邊最大抱死液壓的優化
項目
摩擦系數
原有效 優化后 原最大 優化后
半徑/mm 有效半徑/mm 液壓/MPa 最大液壓/MPa
前制動器
由0.36提升為0.4
127 139.5 11.5 9.3
后制動器
0.36維持不變
137.5 150 6 4.8
2. 針對初始踏板力大的問題，將真空助力器的始動力由 90 N 減小為 70 N，制動踏板回位簧對制動踏板的反饋力由 10～15 N 調整為 5～10 N。
3. 雖然輪邊最大抱死液壓降低為 9.3 MPa，但是仍然高于助力器拐點 8.5 MPa，需要增大真空助力器拐點，所以將真空助力器膜片型式由 177.8 mm（前膜片直徑）+203.2 mm（后膜片直徑）優化為 203.2 mm（前膜片直徑）+228.6 mm（后膜片直徑）。
4. 針對踏板行程偏長和踏板力大的問題，將制動主缸缸徑由 23.81 mm 優化為 25.4 mm，真空助力器助力比由 8 調整為 10。
以上各優化方案匯總見表 2。
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輪邊的最新內容
其應用場景廣泛，包括新能源汽車的輪轂/輪邊電機、高端裝備的機器人關節、無人機推進系統，以及風力發電的直驅風機。
3、徑向磁通電機的堅守與優化
徑向磁通電機作為當前主流，磁場路徑垂直于旋轉軸，沿徑向穿過定轉子間的環形氣隙。其優勢在于工藝成熟、散熱良好、成本低廉和可靠性高，廣泛應用于工業設備、經濟型電動汽車和消費電器。
05短軸向尺寸趨勢
現狀及趨勢：2024年，比亞迪、奇瑞、吉利等車企推出帶原地掉頭功能的高端車型，輪邊驅動要求電機具有更短的軸向尺寸。預計到2026年，短繞組端部的扁線焊接工藝和設計將逐步成為市場主流。
面臨的挑戰：
1）專利壁壘：雙短距繞組設計需要避開豐田的技術專利壁壘。
2）焊接工藝：X-pin或Mini-pin焊接需要突破精密扭頭工藝和激光焊接工藝，提高產品合格率。
輪轂輪邊電動輪方面，產品可靠性和成本面臨挑戰，需從減重、關鍵零部件和材料優化、制造工藝改進、集成和工程化驗證等方面推進工程化應用驗證進程。
3. 未來發展方向
電驅動系統2.0框架全面涵蓋電驅動系統全產業鏈，包括驅動電機、電機控制器、電控集成系統、電驅動總成以及測試評價與綠色制造等多個核心組件，為未來技術創新和產業升級指明方向。
靜液壓目前應用還是以驅動輪邊液壓馬達為多，也成功向傳動型變速箱方向拓展。今后應推廣到液壓缸的驅動上，如圖1-62所示的發明專利。但由于需要增加蓄能器以及閉式泵制造難度大等，市場接受度會受影響。但是功率回收方面的優點會被廠商與用戶接受。
今后應在挖掘機、推土機以及各種機械上得到推廣應用。圖1-61是對未來工程機械液壓系統功率回收的設想方案---二次調節回路所采用的靜液壓理念。
圖4 人字齒同步帶完全嚙合區應力云圖
Fig.4 Stress cloud diagram of fully meshed zone of double helical belt
2.2 帶運動周期帶齒根上點應力分布圖
圖5 所示為齒根A 點和B 點依次經歷緊邊、主動輪、松邊、從動輪的循環運動，齒根A點和B點的應力變化規律。
不同類型的新能源汽車，其動力總成結構不同，典型代表有中央電動機橫置驅動結構、中央電動機直驅動力結構、中央電動機皮帶傳動結構和輪轂/輪邊電動機結構
到多域高度集成階段，輪轂電機、輪邊電機將簡化減速器和底盤，減輕了電驅重量，提高續航里程?？刂破鞣矫妫瑒恿τ?、底盤域等跨域融合，形成中央控制器，隨著DSP算力和資源提升，中央控制器成唯一ECU，成本進一步降低。
目前巨一動力的多合一電驅總成已邁過第一階段，走向第二階段的終極方向。
附件包含某款輪邊電機（油冷電機）3D模型STP格式
附件包含3D模型STP格式 & DWG格式圖紙一張，模型如下圖所示。
大部分小型車都采用傳統的制動系統液壓制動，里面通過制動踏板提供能量，而線控制動系統有專門的能量供給方式，一般來說是通過輪邊的一些電機直接驅動進行這些工作。
