All kraft från hjulet

All kraft från hjulet

Istället för höga hastigheter jagar dagens biltillverkare låga koldioxidutsläpp. En lösning är den elektriska navmotorn.

I sin strävan att minska koldioxid­utsläppen och snabbt nå lagstiftarnas mål försöker fordonstillverkare se traditionella konstruktioner med nya ögon. 

Elektriska navmotorer
Ett företag som lyckats med det är Protean Electric, som har valt att bygga in elektriska drivmotorer i hjulnav.

Metoden är en modern tillämpning av en gammal idé. För över ett sekel sedan sålde Ferdinand Porsche 300 bilar med navinbyggda elmotorer, fast billig och lätt­illgänglig bensin gjorde att intresset för elmotorerna snart sjönk. Men idag har den stigande ekonomiska och miljömässiga kostnaden för bensin blåst nytt liv i elektriska navmotorer.

Ken Stewart, vice VD för affärsutveckling inom Protean Electric, säger att filosofin bakom principen är enkel: 
– Varför inte generera vridmomentet vid navet? Det är där det behövs.
 
Spara utrymme och förbättra klimatpåverkan
En annan fördel är att tekniken frigör utrymme i fordonet.
– Det är inte bara det att motorn placeras i ett tidigare outnyttjat utrymme. Vi slipper dessutom drivaxel, kraftöver­föring, differential och mängder av mekaniska kopplingar. Gaspedalen skickar bara en elektronisk signal genom en ledning, som beordrar ökad momentutveckling vid hjulet, säger Ken Stewart. 

Protean testar fortfarande motorn på prototyper. Serieproduktion planeras till 2014.

Motorn skulle vara en perfekt lösning för att komplettera den befintliga driv­linan vid ombyggnad av en bil. En intressant målgrupp för Protean på medellång sikt är åkerier som vill minska sin klimatpåverkan genom att bygga om bilarna till hybrider med två eldrivna och två konventionellt drivna hjul, allt styrt av samma smarta programvara. 
 
Möta framtida krav 
Tekniken är även intressant för tillverkare som vill konstruera om befintliga modeller.
– Företagen är medvetna om att de kan uppfylla de hårdare miljökraven under de närmaste två eller tre åren med sin egen teknik, men sedan kommer större förändringar att krävas, säger Ken Stewart.

På längre sikt kan hjulmotorer komma att leda till en total omdaning av bilen som sådan. En tänkbar möjlighet är vridbara hjulmoduler som tillåter bilen att köra rakt åt sidan, in i en parkeringsficka.

Men även om hjulet utgör en perfekt plats för motorn i vissa avseenden är det den värsta tänkbara i andra. Den utsätts obönhörligt för vibrationer och ojämn­heter i underlaget, den översköljs av vatten och krockar ofta brutalt med trottoarkanter. Tätningarna i hjulmotorer får jobba hårt för att hålla främmande partiklar utanför springan mellan rotor och stator. Tony Fagg, Key Account Manager för tätningslösningar inom Trelleborg, förklarar: 
– Tillämpningen ställer stora krav på tätningarnas termiska och fysiska hållfasthet. Vi har drivit ett intensivt utvecklingsarbete kring såväl konstruktion som material för att uppfylla de kraven. 
 
Att övervinna utmaningar
Han fortsätter:
– Den stora utmaningen ligger i att tätningarna måste fungera under så olika och snabbt föränderliga förhållanden. Bilen kan stå parkerad i en vattenpöl i Alaska som fryser till över natten. När motorn startar kan friktionsvärmen snabbt dra upp temperaturen vid tätningen till över 160 grader Celsius. 
Tester pågår. Tony Fagg berättar att Trelleborg har tagit fram en konstruktion som verkar hålla i alla väder, men en del mindre förändringar kan fortfarande bli aktuella. 
Ken Stewart: 
– Detta är en kritisk del av motor­konstruktionen, men jag är övertygad om att allt kommer att fungera.

Protean Electric har tillverkat navmotorer sedan 2005. Företaget har varit involverat i framtagningen av många prototypfordon, från en Mini Cooper till en Brabus Mercedes och en distributionsbil från Vauxhall. Huvudkontoret finns i Detroit, Michigan, USA, men konstruktionsarbetet sker i brittiska Farnham och det finns planer på en fabrik i Kina.

Världsomspännande expertnätverk 
Tony Fagg, Key Account Manager för tätningslösningar inom Trelleborg, är nöjd med hur projektet har genomförts.

– Det handlar om en internationell affär, där vår expertis från många delar av världen har kombinerats. Trelleborgs tillverknings- och utvecklingsanläggning på Malta har den materialkunskap som krävs för att få fram rätt elastomer. Det är här volymproduktionen kommer att ske. Vi har kunnat ta hjälp av våra fabriker i England i inledningsskedet. Tewkesbury är bra på att tillverka prototyper, och fabriken i Bridgewater har den testutrustning som behövs. Dessutom kan vi stödja anläggningen i Kina med vår globala 
kunskap om materialflöden och ge support från det lokala marknadsbolaget, säger han.


T-Time finns tryckt och på nätet i åtta språk: svenska, engelska, tyska, franska, spanska, italienska, portugisiska och kinesiska. 

För att se alla språkversioner och tidigare nummer, klicka här.