לאחרונה הוציאה מרצדס בנץ את Vision One-Eleven, מכונית קונספט חשמלית טהורה. המשמעות הגדולה ביותר של מכונית קונספט זו היא להראות לעולם טכנולוגיה חדשה: מנוע שטף צירי, שהוא חלק חשוב מהחשמול העתידי של מרצדס בנץ. .לאחרונה, מרצדס בנץ הוציאה את Vision One-Eleven, מכונית קונספט חשמלית טהורה. המשמעות הגדולה ביותר של מכונית קונספט זו היא להראות לעולם טכנולוגיה חדשה: מנוע שטף צירי, שהוא חלק חשוב מהחשמול העתידי של מרצדס בנץ.
מנוע השטף הצירי המשמש את מרצדס בנץ מגיע מ-YASA, חברה בריטית המתמחה במנועים מסוג זה, אותה תרכוש מרצדס בנץ ביולי 2021.
למעשה, בשנת 1821, פאראדיי המציא את מנוע הדיסק הראשון בעולם, שהיה למעשה מנוע שטף צירי, אך הוגבל על ידי חומרים וטכניקות. במקום זאת, מנוע השטף הרדיאלי שהומצא מאוחר יותר היה בשימוש נרחב, כלומר, כיום, המנועים המשמשים ברוב כלי הרכב החשמליים הם מנועי שטף רדיאלי.
פא הישן ישמח לראות מנועי שטף צירי מובאים לבמה היום.
משמאל: שטף מגנטי רדיאלי; מימין: שטף מגנטי צירי
צירי, רדיאלי מתייחס לכיוון השטף המגנטי. השטף הרדיאלי הוא כיוון השטף המגנטי שנוצר על ידי פיתולי המנוע המתפצל מציר המנוע, בניצב לציר המנוע, מקביל לקוטר הדיסק, והוא רדיאלי; בעוד שהשטף הצירי מתייחס לכיוון השטף המגנטי שנוצר על ידי הפיתולים. במקביל לציר המנוע, הוא צירי.
מנוע שטף צירי של YASA
היתרון המרכזי של מנוע שטף צירי הוא שהרוטור בעל קוטר גדול יותר והוא מסתובב לאורך הסטטור ולא בתוכו. מומנט שווה כוח כפול רדיוס, מנועי שטף צירי יכולים להשיג יותר מומנט עם אותו כוח.
מנועי שטף צירי יעילים יותר
עבור אותה כמות של מגנטים קבועים וחומר מתפתל, מנועי שטף צירי יכולים לספק יתרון של 30 אחוז בצפיפות המומנט על פני מנועים רדיאליים מסורתיים. הטופולוגיה המנועית של YASA מבטלת גם את עול הסטטור, ומפחיתה את מסת הסטטור בעד 80 אחוז, חידוש המספק יתרון צפיפות הספק של למעלה מ-30 אחוז ויתרון טווח של 5 אחוזים.
מלווה בביצועים גבוהים עלות גבוהה וקושי גבוה. לכן, כיום, תחומי היישום המעטים של מנועי שטף צירי הם מכוניות מירוץ ומכוניות בעלות ביצועים גבוהים, הדורשים נפח ומשקל גבוהים אך אינן רגישות לעלות. לדוגמה, כאשר מרצדס-בנץ קנתה את YASA, הכוונה המקורית הייתה להשתמש בה על דגמי AMG יישם את האפליקציה.
פרארי SF90
SF90 מצויד בשלושה מנועי YASA, שניים מלפנים ואחד מאחור
לפני שנרכשה על ידי מרצדס-בנץ, מקרה שיתוף הפעולה הידוע ביותר של YASA בעשר השנים האחרונות היה ספינת הדגל ההיברידית פלאג-אין פרארי SF90, המצוידת בשלושה מנועים של YASA, שניים מהם ממוקמים על הסרן הקדמי, ו- השני ממוקם במצב P2 בין מנוע V8 לתיבת ההילוכים. , תכנית P2 של מיקום המנוע בין המנוע לתיבת ההילוכים היא גם התכנית המתאימה ביותר למנועי YASA למגוון רחב של יישומים.
לא משנה מה בעתיד, המטרה היא להפוך אותו לקטן ויעיל יותר. מבחינת מנועים, זה בדיוק מה שמנועי שטף צירי טובים בו. למרות שהיבטים רבים עדיין נמצאים בשלב המחקר והכיבוש, עם זאת, מנוע השטף הצירי חייב להיות פתרון חדש שיהפוך פופולרי בעתיד.
לטכנולוגיית "YASA" יתרונות רבים, בדיוק כמו שחברת YASA זו בוחרת בכך כטכנולוגיית הליבה של מנועים בצפיפות גבוהה. "רומא לא נבנתה ביום אחד: למעשה, טכנולוגיית YASA היא תוצר של אבולוציה טכנולוגית, וניתן לחלק באופן גס את נתיב האבולוציה שלה לשלושה שלבים: הראשון
מוצר הדור הוא מבנה ה-RSR המסורתי של מנוע השדה המגנטי הצירי, שהוא המבנה הכולל עם עול, והסטטור. הפיתול מתפתל אנכית על השיניים. מאחורי המבנה הזה הוא מסתמך על תהליך "התפתלות" של יריעות פלדת סיליקון. בדור השני של המוצרים, גודל עול הסטטור נדחס למינימום ומשמש רק כמבנה חיבור לכל שן. המפותל זה פצע שטוח על השיניים. הפיתוח של מבנה זה תלוי בבשלות תהליך הקישור הסטטור SMC. בעזרת החדירות המגנטית האיזוטרפית של חומר ה-SMC, ניתן להיפטר מהאילוצים של תהליך הטבעת יריעות סיליקון ולתכנן את מבנה הסטטור התלת מימדי המתאים ביותר. שיעור ניצול החלל השתפר מאוד. מוצר הדור השלישי, כלומר מבנה "YASA", נפטר לחלוטין מה"עול" והגדיל את צפיפות המומנט של המנוע. באותו אופן, הפיתוח של מבנה זה חייב להיות מאחורי המבנה\תהליך תוצר של פריצות דרך טכנולוגיות, בעיית הליבה של תהליך זה היא "כיצד לשלב את שיני הסטטור המפוצלות לתוך שלם". זוהי טכנולוגיית המפתח שתידון בהמשך.
SMC (Sofe מגנטי מורכב) סטאטור מפוצל ושלם מיוצר על ידי High Mag Technology (ShenZhen) Ltd
כיום, המנועים המיוצרים על ידי YASA הם הקטנים והקלים ביותר ברמת הביצועים שלהם. מנוע זה משתמש בפחות חומר כדי לייצר מומנט וצפיפות הספק גבוהים יותר מאשר סוגי מנועים דומים.
הטופולוגיה של מנוע YASA מבטלת את עול הסטטור, ובכך מפחיתה את המשקל של ברזל הסטטור בעד 80 אחוז, כלומר צפיפות ההספק של מנוע YASA היא פי 2-3 מזו של המנוע שאינו ציר. בהשוואה למנועים חשמליים רגילים, שיטת השטף הצירי של YASA משתמשת בפחות חומרים כמו נחושת, ברזל ומגנטים קבועים, מה שמפחית משמעותית את עלויות החומרים ומספק מוצר ידידותי יותר לסביבה.
זו הסצנה שבה הופיעה Vision One-Eleven בהתחלה.
