Transporto priemonės traukos pavaros valdymo sistema
Įvadas
automobilio elektrinės pavaros traukos jutiklis
Hibridiniam automobiliui skirtos traukos elektrinės pavaros kūrimo aktualumas yra teisingesnis energijos naudojimas, transporto priemonės ekologiškumo didinimas ir ekonomiškesnė transporto priemonės priežiūra mažinant degalų sąnaudas. Jis suteikia reikiamą galią, traukos jėgą ir reikiamą automobilio greitį skirtingos sąlygos judesiai.
Mokslinė naujovė.
Mokslinė naujovė slypi tuo, kad nereikia montuoti variklio pagal didžiausias darbo apkrovas. Tuo metu, kai reikia smarkiai padidinti traukos apkrovą, vienu metu įjungiamas ir elektros variklis, ir įprastas variklis (kai kuriuose modeliuose ir papildomas elektros variklis). Tai leidžia sutaupyti montuojant mažiau galingą variklį vidaus degimas didžiąją laiko dalį dirbantis sau palankiausiu režimu. Toks vienodas galios perskirstymas ir kaupimas, po kurio seka greitas panaudojimas, leidžia automobiliuose naudoti hibridines instaliacijas sporto klasė ir visureigiai.
Praktinė reikšmė.
Praktinė reikšmė slypi tame, kad taupomas mineralinis kuras (neatsinaujinantis išteklius) ir mažinama tarša. aplinką, sutaupomas labai vertingas žmogui resursas, pavyzdžiui, laikas (neskaitant pusės apsilankymų degalinėse).
1. Pradiniai duomenys ir problemos teiginys
Pagrindinis hibridinės transporto priemonės jėgainės valdymo sistemos uždavinys – užtikrinti ekonomiškiausią ir ekologiškiausią vidaus degimo variklio darbo režimą, perskirstant apkrovą tarp vidaus degimo variklio, pagalbinio variklio ir energijos atgavimo grandinės. .
Papildomos sistemos užduotys yra šios:
) Transporto priemonių stabdymo energijos atgavimo užtikrinimas.
) Būtinos transporto priemonės pagreičio dinamikos užtikrinimas naudojant pagalbinį maitinimo bloką ir energijos kaupimo įrenginį.
) Paleidimo-sustabdymo režimo suteikimas su minimaliu vidaus degimo variklio tuščiosios eigos laikotarpiu trumpam transporto priemonei sustojus.
Pradiniai duomenys.
Automobilis paimtas Volkswagen Touareg
Žemiau esančiuose paveikslėliuose (1 pav. ir 2 pav.) pavaizduotos jo techninės charakteristikos, kurios bus pradiniai duomenys mano darbui ir jo išvaizdai.
Ryžiai. 1 Pradiniai duomenys
Ryžiai. 2 Išvaizda Volkswagen Touareg
1.1 Esamų sistemų klasifikavimas
Norėdami ištirti hibridinio automobilio traukos elektrinę pavarą, turite nuspręsti, kurią iš trijų esamų schemų pasirinkti. Tai klasifikacija, pagrįsta vidaus degimo variklio ir elektros variklio sąveikos metodu.
Nuosekli grandinė.
Tai paprasčiausia hibridinė konfigūracija. Vidaus degimo variklis naudojamas tik generatoriui varyti, o pastarojo generuojama elektra įkrauna akumuliatorių ir maitina elektros variklį, kuris suka varančiuosius ratus.
Taip nebereikia pavarų dėžės ir sankabos. Regeneracinis stabdymas taip pat naudojamas akumuliatoriui įkrauti. Schema gavo savo pavadinimą dėl to, kad galios srautas patenka į varančiuosius ratus, pereinant per eilę nuoseklių transformacijų. Nuo mechaninės energijos, kurią sukuria vidaus degimo variklis, iki elektros energijos, kurią generuoja generatorius, ir vėl iki mechaninės. Tokiu atveju neišvengiamai prarandama dalis energijos. Serijos hibridas leidžia naudoti vidaus degimo variklius mažai energijos, ir jis nuolat veikia diapazone maksimalus efektyvumas, arba galite jį visiškai išjungti. Atsijungus ICE elektros variklis o baterija gali užtikrinti judėjimui reikalingą galią. Todėl, skirtingai nei vidaus degimo varikliai, jie turi būti galingesni, todėl ir brangesni. Veiksmingiausia nuosekli schema įvažiuojant dažni sustojimai, stabdymas ir greitėjimas, važiavimas nedideliu greičiu, t.y. mieste. Todėl jis naudojamas miesto autobusuose ir kitose miesto transporto rūšyse. Šiuo principu veikia ir dideli kalnakasybos savivarčiai, kur reikia perduoti didelį sukimo momentą ratams ir nereikia didelio greičio.
Lygiagreti grandinė
Čia varomuosius ratus varo ir vidaus degimo variklis, ir elektros variklis (kuris turi būti reversinis, t.y. gali veikti kaip generatorius). Jų koordinuotam lygiagrečiam veikimui naudojamas kompiuterinis valdymas. Tuo pačiu metu išlieka poreikis įprastinė transmisija, o variklis turi veikti neefektyviomis pereinamojo laikotarpio sąlygomis.
Sukimo momentas, ateinantis iš dviejų šaltinių, pasiskirsto priklausomai nuo važiavimo sąlygų: pereinamaisiais režimais (paleidimas, greitėjimas) vidaus degimo varikliui padėti yra prijungtas elektros variklis, o nustatytais režimais ir stabdymo metu veikia kaip generatorius, įkraunamas. baterija. Taigi lygiagrečiuose hibriduose didžiąją laiko dalį dirba vidaus degimo variklis, o jam padeda elektros variklis. Todėl lygiagretūs hibridai gali naudoti mažesnę bateriją, palyginti su serijiniais hibridais. Kadangi vidaus degimo variklis yra tiesiogiai sujungtas su ratais, galios nuostoliai yra žymiai mažesni nei serijiniame hibride. Šis dizainas yra gana paprastas, tačiau jo trūkumas yra tas, kad reversinė paralelinė hibridinė mašina negali vienu metu varyti ratų ir įkrauti akumuliatoriaus. Lygiagretieji hibridai yra veiksmingi užmiestyje, bet neefektyvūs mieste. Nepaisant šios schemos įgyvendinimo paprastumo, ji reikšmingai nepagerina nei aplinkos parametrų, nei vidaus degimo variklių naudojimo efektyvumo.
Šios hibridinės schemos šalininkė yra kompanija „Honda“. Jų hibridinė sistema vadinama Integrated Motor Assist. Visų pirma, tai numato sukurti benzininį variklį su padidintu efektyvumu. Ir tik tada, kai varikliui tampa sunku, į pagalbą turėtų ateiti elektrinis variklis. Šiuo atveju sistema nereikalauja sudėtingos ir brangios maitinimo blokas kontrolė, taigi ir tokio automobilio savikaina mažesnė. IMA sistema susideda iš benzininio variklio (kuris suteikia pagrindinę galią), elektros variklio, kuris suteikia papildomą galią, ir papildomos baterijos elektros varikliui. Kai automobilis su įprastu benzininiu varikliu sulėtina greitį, jo kinetinė energija sugeriama variklio pasipriešinimo (stabdymas varikliu) arba kaitinant išsklaido kaip šiluma. stabdziu diskai ir būgnai. Automobilis su IMA sistema pradeda stabdyti naudodamas elektros variklį. Taigi elektros variklis veikia kaip generatorius, gaminantis elektros energiją. Stabdymo metu sutaupyta energija kaupiama akumuliatoriuje. O kai automobilis vėl pradeda greitėti, akumuliatorius atiduos visą sukauptą energiją, kad suktų elektros variklį, kuris vėl persijungs į traukos funkcijas. O benzino sąnaudos sumažės lygiai tiek pat energijos, kiek buvo sukaupta ankstesnio stabdymo metu. Apskritai „Honda“ mano, kad hibridinė sistema turėtų būti kuo paprastesnė, elektros variklis atlieka tik vieną funkciją – padeda vidaus degimo varikliui sutaupyti kuo daugiau degalų. „Honda“ išleidžia du hibridiniai modeliai: Įžvalga ir pilietiškumas.
Serija - lygiagreti grandinė
Kurdama hibridus „Toyota“ kompanija nuėjo savo keliu. Japonijos inžinierių sukurta Hybrid Synergy Drive (HSD) sistema sujungia dviejų ankstesnių tipų savybes. Prie lygiagrečios hibridinės grandinės pridedamas atskiras generatorius ir galios daliklis (planetinė pavara). Dėl to hibridas įgauna nuoseklaus hibrido bruožus: automobilis užvedamas ir važiuoja nedideliu greičiu tik varomas elektros energija. Važiuojant dideliu greičiu ir važiuojant pastoviu greičiu, įjungiamas vidaus degimo variklis. Esant didelėms apkrovoms (įsibėgėjant, judant įkalne ir pan.), elektros variklis papildomai maitinamas iš akumuliatoriaus – t.y. hibridas veikia kaip lygiagretus.
Dėl atskiro generatoriaus, kuris įkrauna akumuliatorių, elektros variklis naudojamas tik ratams varyti ir regeneraciniam stabdymui. Planetinis mechanizmas perduoda dalį variklio galia prie ratų, o likusi dalis – į generatorių, kuris arba maitina elektros variklį, arba įkrauna akumuliatorių. Kompiuterinė sistema nuolat reguliuoja maitinimą iš abiejų energijos šaltinių į optimalus veikimas bet kokiomis vairavimo sąlygomis. Šio tipo hibriduose didžiąją laiko dalį dirba elektros variklis, o vidaus degimo variklis naudojamas tik efektyviausiais režimais. Todėl jo galia gali būti mažesnė nei lygiagrečio hibrido.
Svarbu vidaus degimo variklių savybė taip pat yra tai, kad jis veikia Atkinsono cikle, o ne Otto cikle, pvz įprastiniai varikliai. Jei variklis veikia pagal Otto ciklą, tada įsiurbimo takto metu stūmoklis, judėdamas žemyn, cilindre sukuria vakuumą, dėl kurio į jį įsiurbiamas oras ir kuras. Be to, esant mažo greičio režimui, kai droselio vožtuvas beveik uždarytas, vadinamasis siurbimo nuostoliai. (Kad geriau suprastumėte, kas tai yra, pabandykite, pavyzdžiui, siurbti orą per užspaustas šnerves.) Be to, pablogėja cilindrų pripildymas. naujas mokestis ir atitinkamai didėja degalų sąnaudos bei emisija kenksmingų medžiagų atmosferoje. Kai stūmoklis pasiekia dugną miręs centras(NMT), įleidimo vožtuvas užsidaro. Atleidimo smūgio metu, kai jis atsidaro Išmetimo vožtuvas, išmetamosiose dujose vis dar yra slėgis, o jų energija negrįžtamai prarandama – tai yra vadinamasis. produkcijos praradimas.
Atkinsono variklyje įsiurbimo takto metu įsiurbimo vožtuvas užsidaro ne šalia BDC, o daug vėliau. Tai suteikia visa linija naudos. Pirma, sumažėja siurbimo nuostoliai, nes dalis mišinio, stūmokliui pravažiavus BDC ir pradėjus judėti aukštyn, įstumiama atgal į įsiurbimo kolektorius(o vėliau naudojamas kitame cilindre), todėl jame sumažėja vakuumas. Degus mišinys, išstumtas iš cilindro, taip pat atima dalį šilumos nuo jo sienelių. Kadangi suspaudimo takto trukmė galios takto atžvilgiu mažėja, variklis dirba pagal vadinamąjį. ciklas su padidintu plėtimosi laipsniu, kurio metu išmetamųjų dujų energija naudojama ilgiau, t.y., sumažėjus išmetamųjų dujų nuostoliams. Taigi gauname geresnį aplinkosauginį veiksmingumą, efektyvumą ir didesnį efektyvumą, bet mažiau energijos. Tačiau esmė ta, kad Toyota hibrido variklis veikia mažai apkrautais režimais, kuriuose šis Atkinsono ciklo trūkumas didelio vaidmens nevaidina.
Serijinio lygiagretaus hibrido trūkumai yra didesnė kaina dėl to, kad jam reikia atskiro generatoriaus, didesnio akumuliatoriaus ir našesnio bei sudėtingesnio. kompiuterio sistema valdymas.
HSD sistema įdiegta Toyota hečbekas Prius, sedanai verslo klasės Camry, visureigiai Lexus RX400h, Toyota Highlander Hibridas, Harrier Hybrid, sportas Lexus sedanas GS 450h ir prabangus automobilis - Lexus LS 600h. „Toyota“ žinias įsigijo „Ford“ ir „Nissan“ ir panaudojo kuriant Ford Escape Hibridas ir Nissan Altima hibridas. Toyota Prius pirmauja pagal pardavimus tarp visų hibridų. Benzino sąnaudos mieste yra 4 litrai 100 km. Tai pirmasis automobilis, kuris važiuojant mieste sunaudoja mažiau degalų nei užmiestyje. Įjungta Paryžiaus automobilių paroda 2008 m. buvo pristatytas Prius įkraunamas hibridinis modelis.
1.2 Transporto priemonės traukos elektrinės pavaros valdymo sistemos schemos
Įvesties ir išvesties signalų įjungimo/išjungimo legenda. elektros variklio generatoriaus stabdžių pedalo paspaudimo signalo paspaudimo signalas elektroninis pedalas akceleratorius variklio greitis variklio temperatūra atleidimo sankabos įjungimas
Vidaus degimo variklio / generatoriaus variklio sukimosi greitis elektros generatoriaus variklio temperatūra elektros generatoriaus variklio automatinės pavarų dėžės greičio atpažinimas įjungtos pavaros automatinės pavarų dėžės hidraulinės sistemos temperatūros sankabos hidraulinis siurblys, slėgis
hidraulinėje sistemoje, automatinė pavarų dėžė, pavarų perjungimas, jėgos agregato temperatūra elektroninis modulis aukštos įtampos sistemos kabelių įtampos valdymas; hidraulinė pavara stabdis
sistemos, stabdžių slėgis, ratų greičio nustatymas, saugos diržų aptikimas
Elektrinių komponentų legendaAukštos įtampos akumuliatoriusVariklio valdymo blokasAutomatinės transmisijos valdymo blokasMaitinimo modulis ir elektros pavaros valdymo blokasPerjungimo blokas (EBox)ABS valdymo blokasPrietaisų bloko valdymo blokasDuomenų magistralės diagnostikos sąsaja Oro pagalvių valdymo blokas
Radijo navigacijos sistema RNS 850
Darbo aprašymas:
Judėjimo pradžia. Judėjimas maža apkrova, mažu greičiu arba nedideliu šlaitu žemyn. Kadangi vidaus degimo variklis turi mažą efektyvumą esant mažoms apkrovoms, judėjimą užtikrina pagalbinis variklis, jei energijos rezervo saugojimo įrenginyje pakanka. Priešingu atveju judėjimas atliekamas naudojant vidaus degimo variklį.
Tolygus judėjimas. Sistema užtikrina efektyviausią vidaus degimo variklio darbo režimą. Jei vidaus degimo variklio sukimo momentas mažesnis už pasipriešinimo momentą, trūkstama galia suteikiama prijungus pagalbinį variklį. Jei optimalus sukimo momentas daugiau sukimo momento atsparumas, galios perteklius pašalinamas energijos atkūrimo grandine.
Overclocking Reikiamą pagreičio dinamiką daugiausia užtikrina pagalbinis variklis, išlaikant ekonomiškiausią pagrindinio vidaus degimo variklio režimą. Jei akumuliaciniame įrenginyje nėra pakankamai energijos rezervo arba nepakanka pagalbinio variklio galios, papildomos galios suteikia pagrindinis vidaus degimo variklis.
Stabdymas. Perteklinė transporto priemonės kinetinė energija panaudojama atkūrimo grandinėje. Jei regeneracinio stabdymo efektyvumas yra nepakankamas, įjungiama hidraulinė stabdžių sistema.
Sustojus ir akumuliaciniame įrenginyje užtenka energijos užvesti, išjungiamas vidaus degimo variklis. Jei sukauptos energijos neužtenka. Vidaus degimo variklis veikia tol, kol jį reikia papildyti Aukštos įtampos akumuliatoriaus Maitinimo modulis ir valdymo blokas
elektrinė pavaraAukštos įtampos akumuliatoriaus valdymo blokasE-dėžutė (EBbox)Saugos įtaisas 1Aukštos įtampos sistemos aptarnavimo jungtisHibridinės pavaros akumuliatoriaus ventiliatorius 1Hibridinės pavaros akumuliatoriaus ventiliatorius 2
Elektros variklis-generatorius.
Pagrindinis hibridinės pavaros elementas yra elektros variklis-generatorius.
Hibridinėje pavaros sistemoje ji perima trys svarbiausi užduotys:
Vidaus degimo variklio starteris,
Generatorius aukštos įtampos akumuliatoriui įkrauti,
Traukos variklis transporto priemonės judėjimui.
Rotorius sukasi statoriaus viduje be kontakto. Generatoriaus režimu generatoriaus elektros variklio galia yra 38 kW. Veikiant traukos variklio režimui, elektros variklis-generatorius išvysto 34 kW galią. Skirtumas atsiranda dėl galios praradimo, kuris struktūriškai būdingas kiekvienai elektrinei mašinai. Važiuoti tik elektra lygiu paviršiumi galima „Touareg“ su hibridiniu varikliu iki maždaug 50 km/h greičio. Didžiausias važiavimo greitis priklauso nuo važiavimo pasipriešinimo ir aukštos įtampos akumuliatoriaus įkrovimo laipsnio bei įkrovimo. Elektros variklio-generatoriaus korpuse yra speciali K0 sankaba.
Elektros variklis-generatorius yra tarp vidaus degimo variklio ir automatinės pavarų dėžės.
Jis yra sinchroninis variklis trifazė srovė. Per galios elektroninį modulį pastovus slėgis 288 V paverčiama trifaze kintamąja įtampa. Trifazė įtampa sukuria trifazį elektromagnetinį lauką elektros variklyje-generatoriuje.
Techninės priežiūros dokumentuose elektros variklio generatorius pažymėtas kaip „ traukos variklis elektrinei pavarai V141".
1.3 Sistemoje esantys jutikliai
Rotoriaus padėties jutiklis.
Kadangi vidaus degimo variklis su savo sūkių davikliais elektros pavaros režimu yra mechaniškai atjungtas nuo elektros variklio-generatoriaus, pastarajam reikalingi savi davikliai, nustatantys rotoriaus padėtį ir greitį. Šiems tikslams į elektros variklį-generatorių integruoti trys greičio jutikliai.
Jie apima:
traukos rotoriaus padėties jutiklis 1
elektrinis variklis G713
traukos rotoriaus padėties jutiklis 2
elektros variklis G714
traukos rotoriaus padėties jutiklis 3
Rotoriaus padėties jutiklis (RPS) yra elektros variklio dalis.
Komutatoriaus elektros varikliuose rotoriaus padėties jutiklis yra šepečio-komutatoriaus blokas, kuris kartu yra ir srovės jungiklis.
Bešepetiuose elektros varikliuose rotoriaus padėties jutiklis gali būti įvairių tipų:
Magnetinė indukcija (t. y. tikrosios galios ritės naudojamos kaip jutiklis, tačiau kartais naudojamos papildomos apvijos)
Magnetoelektriniai (Hall efekto jutikliai)
Optoelektrinis (ant įvairių optronų: LED-fotodiodas, LED-fototranzistorius, LED-fototiristorius).
Traukos variklio temperatūros jutiklis G712
Šis jutiklis yra integruotas į generatoriaus elektros variklio korpusą ir užpildytas polimeru.
Jutiklis registruoja generatoriaus variklio temperatūrą. Aušinimo skysčio grandinės yra neatskiriama dalis inovacijų sistema temperatūros reguliavimas. Traukos variklio temperatūros jutiklio signalas naudojamas aukštos temperatūros aušinimo skysčio grandinės aušinimo veikimui valdyti. Naudodami elektrinį aušinimo siurblį ir valdomą siurblį vidaus degimo variklio aušinimo sistemai, galite valdyti visus aušinimo sistemos veikimo režimus, nuo aušinimo skysčio necirkuliacijos aušinimo kontūruose režimo iki maksimalaus aušinimo sistemos veikimo režimo. .
Priklausomai nuo medžiagų, naudojamų termistorių jutiklių gamybai, yra:
1.Varžinės temperatūros detektoriai (RTD). Šie jutikliai pagaminti iš metalo, dažniausiai iš platinos. Iš esmės bet koks metalas, veikiamas temperatūros, keičia savo atsparumą, tačiau naudojama platina, nes ji turi ilgalaikį stabilumą, stiprumą ir pakartojamumą. Volframu taip pat galima matuoti aukštesnę nei 600°C temperatūrą. Šių jutiklių trūkumas yra jų didelė kaina ir netiesiškumas. 2.Silicio varžiniai jutikliai. Šių jutiklių privalumai yra geras tiesiškumas ir didelis ilgalaikis stabilumas. Šiuos jutiklius taip pat galima įterpti tiesiai į mikrostruktūras. .Termistoriai. Šie jutikliai pagaminti iš metalo oksido junginių. Jutikliai matuoja tik absoliučią temperatūrą. Reikšmingas trūkumas termistoriams reikalingas jų kalibravimas ir didelis netiesiškumas, taip pat senėjimas, tačiau su visais reikiamais nustatymais jie gali būti naudojami tiksliems matavimams. 2. Diagnostika
.1 Diagnostinis testeris DASH CAN 5.17 kainuoja 16 500 rublių. Funkcionalumas: Odometro kalibravimas ir reguliavimas; Raktų pridėjimas prie automobilio, net jei neturite visų esamų raktų Atlieka raktų adaptaciją Skaityti prisijungimo / slaptus kodus (SKC) ID numerio ir imobilaizerio numerio įrašymas Įkelia ir išsaugo iššifruotą imobilaizerio bloką Išsaugo (klonuoja) prietaisų skydelį naudodamas imobilizatoriaus bloko įrašą iš failo Nuskaito ir išvalo CAN-ECU klaidų kodus Naudojimas: Mygtukai: / SEAT / SKODA – paspauskite šį mygtuką norėdami perskaityti naujausios kartos VDO. (Pavyzdžiui, tinka GOLF V nuo 2003 m. iki 2006 m. 06. Kai kurios SEAT ir Skoda automobilių versijos yra komplektuojamos su deriniais šio tipo modeliuose iki 2009 m.) – paspauskite šį mygtuką, kad perskaitytumėte Passat B6. (Šiuose automobiliuose negalite gauti imobilaizerio informacijos iš prietaisų skydelio, nes imobilizatoriaus blokas yra modulio dalis)A3 - paspauskite šį mygtuką norėdami perskaityti AUDI A3 VDO derinį.A4 - paspauskite šį mygtuką norėdami perskaityti AUDI A4 BOSCHRB4./ TOUAREG - spustelėkite šį mygtuką norėdami perskaityti Phaeton ir Touareg BOSCHRB4.EDC15 - dyzeliniai automobiliai nuo 1999 m. Palaiko daugumą VAG grupės automobilių ir SKODA - aprūpino savo automobilius ECU.EDC16 - naudojamas dyzeliniuose automobiliuose nuo 2002 m. Naudotas automobiliuose paskutinės kartos.* /MED9.5 – BOSCHME7.* variklio tipas, naudojamas tokiuose automobiliuose kaip GolfI V arba Audi TT. Galite skaityti šiuos variklius: ME7.5, ME7.1, ME7.5.1, ME7.1.1..1.1 Golf dar nepalaikomas KANALAI - Paspaudę šį mygtuką pritaikote variklio valdymo bloko EEprom BOSCHME7.BOXES - Iki paspaudę šį mygtuką galite skaityti registracijos kodas nuo imobilaizerio. Tinka Audi A4 su 12 kontaktų jungtimi ir LT dėžute. Taip pat galite skaityti 1994–1998 m. dėžutes, tačiau tik tada, kai pritaikytas raktelis yra įkištas į uždegimo jungtį. Sistemos savidiagnostika. Jei aukštos įtampos sistemoje įvyksta gedimas, užsidega įspėjamoji lemputė. Simbolis įspėjamoji lemputė gali būti oranžinės, raudonos arba juodos spalvos. Atsižvelgiant į aukštos įtampos sistemos gedimo tipą, rodomas atitinkamos spalvos simbolis ir įspėjamasis pranešimas. Išvada
Mano darbe nagrinėjama hibridinės transporto priemonės traukos elektrinės pavaros valdymo sistema. Taip pat atsižvelgiama į visus esamų sistemų, apsvarstytos visos grandinės konstrukcijos, į sistemą įtraukti jutikliai. Svarstoma sistemos savidiagnostika ir diagnostika naudojant išorinį įrenginį (testerį). Darbas pilnai baigtas. Bibliografija
1. Yutt V.E. Automobilių elektros įranga: vadovėlis universiteto studentams. - M.: Transportas, 1995. - 304 p. Trumpai automobilio žinynas. - M.: Transconsulting, NIIAT, 1994 - 779 p. 25 egzemplioriai Akimovas S.V., Čižkovas Yu.P. Automobilių elektros įranga - M.: ZAO KZHI "Za Rulem", 2001. - 384 p. 25 egzemplioriai Akimov S.V., Borovskikh Yu.I., Chizhkov Yu.P. Automobilių elektros ir elektroninė įranga - M.: Mashinostroenie, 1988. - 280 p. Reznikas A.M., Orlovas V.M. Automobilių elektros įranga. - M.: Transportas, 1983. - 248 p. Aptarnavimo mokymas Savarankiško mokymo programa skirta 450 Touareg su hibridine jėgos pavara.
Pažanga nestovi vietoje ir viskas juda į priekį ir vystosi. Tai taip pat taikoma elektros pavaros sistemoms. Kintamo dažnio elektrinių pavarų atsiradimas ir įvairiais būdais juos valdant koreguojamas šių įrenginių išsivystymo laipsnis. Ir tai lėmė tai, kad asinchroninė elektrinė pavara palaipsniui pradeda keisti nuolatinės srovės mašinas traukos sistemos– elektriniai traukiniai, troleibusai, magistraliniai elektriniai lokomotyvai. Automobilių technologijos nėra išimtis.
Šiuolaikinės realybės yra tokios, kad ekskavatorių ir sunkiasvorių savivarčių nuolatinės srovės pavarų eksploatavimas ir priežiūra yra susiję su daugybe nepatogumų, tačiau šiuolaikinė mokslo raida ir būtinos elementų bazės prieinamumas labai palengvino šios problemos sprendimas. Būtent todėl 2005 metais Power Machines dizaineriai pradėjo kurti naują elektrinių pavarų liniją – asinchronines (dažnio) pavaras. Jie sukurti specialiai OJSC BELAZ gaminamiems krautuvams ir kasybos savivarčiams, taip pat galingiems ekskavatoriams, pagamintiems Uralmash ir Izhora Plants gamyklose.
Traukos asinchroninė elektrinė pavara
Sistema asinchroninis variklis– dažnio keitiklis šiandien yra bene sudėtingiausia elektros pavaros sistema. Traukos asinchroninė pavara yra pagrįsta vektoriniu valdymu. Taip pat būtina numatyti kelių lygių apsaugos ir signalizacijos sistemą saugus darbas sistemos ir atitinkamai programinė įranga bei vizualizacijos sistemos, leidžiančios stebėti ir nustatyti sistemos nustatymus.
Tačiau be didelio traukos asinchroninės elektrinės pavaros valdymo sistemos sudėtingumo, ji turi didelių pranašumų, palyginti su senomis nuolatinės srovės sistemomis, kurios buvo naudojamos OJSC BELAZ kasybos savivarčiuose:
- Sistemai būdingo komutatoriaus-šepečio mazgo nebuvimas, o tai žymiai sumažina eksploatavimo išlaidas.
- Be to, traukos variklis yra išdėstytas taip, kad elektrikas turi tiesiogine prasme prispausti prie jo, o tai taip pat kelia ypatingus reikalavimus techninės priežiūros personalui.
- Jei kolektoriaus būklė nepatenkinama, sudėtingiau renovacijos darbai– ir tai reiškia prastovą ir nuostolius. IN asinchroninė mašina kolekcionieriaus tiesiog nėra.
- Veikiant nuolatine srove, perjungimas tarp traukos ir stabdymo režimų buvo vykdomas mechaniškai - naudojant kontaktorius. Sistemoje su IM perjungimas atliekamas galios vožtuvais, naudojant keitiklio valdymo algoritmus.
Kaina. Už ir prieš
Traukos asinchroninės elektrinės pavaros kaina yra gana didelė ir tai yra bauginanti. Tačiau be įsigijimo, įrengimo ir paleidimo kaštų yra ir eksploatavimo išlaidų. Dėl to, kad šepečio kolektoriaus blokas IM su trumpojo jungimo rotoriumi
nėra, tada veiklos sąnaudos žymiai sumažėja. Juk pagrindinis silpnoji vieta Nuolatinės srovės mašinose būtent komutatoriaus bloką reikia periodiškai valyti, keisti šepečius, o kartais ir patį komutatorių. Be to, asinchroninių mašinų bendrieji matmenys yra mažesni nei DPT. Dažnio keitikliai aprūpinti diagnostikos ir signalizacijos įrenginiais, kurie padeda rasti ir pašalinti gedimus. Taip pat, sugedus kuriam nors elementui, užtenka pakeisti įrenginio elementą arba maitinimo modulį, ir jis paruoštas darbui.
NAMI-0189E parodytas pav. 3.6.
Ryžiai. 3.6. Elektros pavaros grandinė su perjungiamomis akumuliatoriaus sekcijomis ir sužadinimo valdymu
Traukos variklis M maitinamas dviem traukos akumuliatorių blokais GB1 ir GB2, kurie prie jo grandinės yra sujungti lygiagrečiai arba nuosekliai naudojant KB kontaktorius. Be to, variklio armatūros grandinėje yra paleidimo rezistoriai R1 ir R2, kuriuos šuntuoja KSh kontaktorius. Variklio žadinimo srovę reguliuoja tiristoriaus impulsų keitiklis, kuriame yra pagrindinis tiristorius V2 ir perjungiamasis tiristorius V3. Variklis apverčiamas kontaktoriumi KR, kuris perjungia žadinimo apvijos įtampos poliškumą. Elektrinės pavaros darbo režimai nustatomi specialiu komandiniu valdikliu. Šiame įrenginyje, kurį valdo vairuotojas, yra režimų jungikliai, taip pat indukcinis reguliatorius, kurio padėtis nustato žadinimo srovės vertę naudojant valdymo bloką B U. Savo ruožtu variklio sužadinimo srovė lemia armatūros srovės dydį
(3.3)
taip pat dinaminis sukimo momentas ant variklio veleno
Variklio pastoviosios būsenos darbo režimuose Mdyn = 0 ir iš (3.4) išraiškos išplaukia, kad žadinimo srovė nustato sukimosi greitį pagal formulę
(3.5)
čia UП yra variklio armatūros grandinės maitinimo įtampa; ir
Nr.1 – kai KB išjungtas
Nr. 2 – kai įjungtas KB
Naudojant neigiamo valdymo bloko valdymo bloką Atsiliepimas Pagal akumuliatoriaus srovę ir variklio sužadinimo apvijos kryptį stabilizuojamos nurodytos sužadinimo srovės ir akumuliatoriaus srovės reikšmės, taigi ir važiavimo režimai pagal (3.4) ir (3.5) išraiškas.
Užvedus elektromobilį, akumuliatoriaus blokai sujungiami lygiagrečiai, įjungiant kontaktorių K, variklis užsiveda pirmoje reostato pakopoje per rezistorių RI. Variklio sužadinimas nustatytas arti maksimalaus. Toliau spaudžiant akceleratoriaus pedalą ir taip veikiant komandų valdiklį pagreičio metu, antrasis reostato etapas įsijungia, rezistorius Nr. 2 lygiagrečiai su rezistoriais RI per tiristorių VI. Sumažėjus paleidimo srovei, KSh kontaktorius įsijungia ir trumpai sujungia paleidimo reostatus. Tiristorius VI grįžta į išjungtą būseną. Tolesnis valdymas atliekamas keičiant žadinimo srovę. Kai greitis pasiekia 30 km/h, komandų valdiklis perjungia akumuliatorių blokus į nuoseklųjį ryšį ir toliau valdo keisdamas žadinimo srovę.
Regeneracinis stabdymas įvyksta, kai didėja sužadinimo srovė ir dėl to padidėja variklio EMF. Akumuliatoriaus įkrovimo srovė pradeda tekėti per diodą V tiek nuosekliai, tiek lygiagrečiai sujungus blokus. Galimo regeneracinio regeneracinio stabdymo Dr diapazonas priklauso nuo naudojamo variklio sužadinimo srauto slopinimo ir gali būti nustatytas pagal toliau pateiktą ryšį.
Pagalbinė elektros įranga– tai pagalbinių prietaisų ir prietaisų grupė, užtikrinanti salono ir kėbulo šildymą ir vėdinimą, salono stiklų ir žibintų valymą, garso signalizaciją, radijo priėmimo ir kitas pagalbines funkcijas.
Įvairių transporto priemonių sistemų plėtros tendencijos, susijusios su padidėjusiu efektyvumu, patikimumu, komfortu ir eismo saugumu, lemia tai, kad elektros įranga, ypač elektrinė pavara, atlieka svarbų vaidmenį. pagalbinės sistemos, nuolat didėja. Jei prieš 25...30 metų gamybos automobiliai Mechanizmų su elektrine pavara praktiškai nebuvo, tačiau šiais laikais net sunkvežimiuose yra sumontuoti bent 3...4 elektros varikliai, o lengvuosiuose - 5...8 ir daugiau, priklausomai nuo klasės.
Elektrinė pavara vadinama elektromechanine sistema, susidedančia iš elektros variklio (arba kelių elektros variklių), perdavimo mechanizmo į veikiantis automobilis ir visa įranga elektros varikliui valdyti. Pagrindiniai transporto priemonių įrenginiai, kuriuose naudojamos elektrinės pavaros, yra salono šildytuvai ir ventiliatoriai, pašildytuvai, stiklų ir žibintų valytuvai, langų pakėlimo mechanizmai, antenos, sėdynių judėjimas ir kt.
Darbo trukmė ir jo pobūdis lemia pavaros veikimo režimą. Elektrinei pavarai įprasta išskirti tris pagrindinius darbo režimus: ilgalaikį, trumpalaikį ir pertrūkį.
Ilgasis režimas pasižymi trukme, per kurią, veikiant elektros varikliui, jo temperatūra pasiekia pastovią vertę. Ilgai veikiančių mechanizmų pavyzdžiai yra automobilių šildytuvai ir ventiliatoriai.
Trumpalaikis režimas veikia palyginti trumpai, o variklio temperatūra nespėja pasiekti pastovios vertės. Pavaros veikimo pertrauka yra pakankama, kad variklis atvėstų iki aplinkos temperatūros. Šis veikimo būdas dažniausiai yra tipiškas įvairių įrenginių trumpalaikis veiksmas: langų pakėlimas, vairavimo antenos, sėdynių perkėlimas ir kt.
Pertraukiamas režimas pasižymi veikimo periodu, kuris kaitaliojasi su pauzėmis (sustabdymas arba tuščioji eiga), ir nė vienu iš darbo periodų variklio temperatūra nepasiekia pastovios vertės, o nuėmus apkrovą variklis nespėja atvėsti iki aplinkos temperatūros. Šiuo režimu veikiančių automobilių įrenginių pavyzdys yra stiklo valytuvai (atitinkamais režimais), langų plovikliai ir kt.
Būdingas bruožas pertraukiamam režimui yra periodo darbinės dalies santykis T"į visą laikotarpį T. Šis rodiklis vadinamas santykine darbo trukme KT arba santykinė įjungimo trukmė PV, matuojamas procentais.
Reikalavimai elektros varikliams, sumontuotiems konkrečiame transporto priemonės komponente, yra ypač specifiniai ir nulemti šio komponento darbo režimų. Renkantis variklio tipą, būtina palyginti pavaros veikimo sąlygas su specifinėmis mechaninėmis charakteristikomis įvairių tipų elektros varikliai. Įprasta atskirti natūralias ir dirbtines variklio mechanines charakteristikas. Pirmasis atitinka vardines jo įjungimo sąlygas, įprastą prijungimo schemą ir jokių papildomų elementų nebuvimą variklio grandinėse. Dirbtinės charakteristikos gaunamos keičiant variklio įtampą, įjungiant papildomus variklio grandinės elementus ir sujungiant šias grandines naudojant specialias grandines.
Viena iš perspektyviausių automobilio pagalbinių sistemų elektrinės pavaros plėtros krypčių yra iki 100 W galios elektros variklių su sužadinimu iš nuolatinių magnetų kūrimas.
Taikymas nuolatiniai magnetai leidžia žymiai pagerinti technines ir ekonomines elektros variklių charakteristikas: sumažinti svorį, matmenys, padidinti efektyvumą. Privalumai yra lauko apvijų nebuvimas, o tai supaprastina vidines jungtis ir padidina elektros variklių patikimumą. Be to, dėl nepriklausomo sužadinimo visi nuolatinio magneto varikliai gali būti grįžtami.
Tipinė šildytuvuose naudojamo nuolatinio magneto variklio konstrukcija parodyta 7.1 pav .
Nuolatiniai magnetai 4 tvirtinami korpuse 3 naudojant dvi plienines plokščias spyruokles 6 , pritvirtintas prie kūno. Inkaras 7 Elektros variklis sukasi dviejuose savaime išsilygiuojančiuose slydimo guoliuose 5 . Grafito šepečiai 2 prispaustas prie kolektoriaus spyruoklėmis 1, pagamintas iš vario juostelės ir išfrezuotas į atskiras lameles.
Elektrinių mašinų su nuolatiniais magnetais veikimo principas yra panašus į gerai žinomą mašinų su elektromagnetinis sužadinimas- elektros variklyje armatūros ir statoriaus laukų sąveika sukuria sukimo momentą. Tokių elektros variklių magnetinio srauto šaltinis yra nuolatinis magnetas. Magneto charakteristika yra jo išmagnetinimo kreivė (histerezės kilpos dalis, esanti II kvadrante), parodyta Fig. 7.2. Medžiagos savybes lemia likutinės indukcijos vertės Į r ir prievarta H Su. Naudingas srautas, kurį magnetas skleidžia išorinei grandinei, nėra pastovus, bet priklauso nuo bendros išorinių išmagnetinančių veiksnių įtakos.
Kaip matyti iš fig. 7.2, magneto veikimo taškas už elektros variklio sistemos ribų N, veikimo taškas sumontuotas su korpusu M ir magneto veikimo taškas elektros variklio mazge KAM yra skirtingi. Be to, daugumos magnetinių medžiagų magnetų išmagnetinimo procesas yra negrįžtamas, nes grįžimas iš taško su mažesne indukcija į tašką su didesne indukcija (pavyzdžiui, išmontuojant ir surenkant elektros variklį) vyksta išilgai nesutampančių grįžimo kreivių. su išmagnetinimo kreive.
Šiuo atžvilgiu svarbus automobilių pramonėje naudojamų bario oksido magnetų privalumas yra ne tik santykinis jų pigumas, bet ir sugrįžimo bei išmagnetinimo kreivių sutapimas tam tikrose ribose (iki vingio taško). Jei išorinių demagnetizuojančių veiksnių įtaka yra tokia, kad magneto veikimo taškas pasislenka už kelio, tada grįžta į tašką KAM nebeįmanoma, o veikimo taškas surinktoje sistemoje jau bus taškas KAM 1 su mažesne indukcija. Todėl skaičiuojant elektros variklius su nuolatiniais magnetais labai svarbus teisingas magneto tūrio pasirinkimas, užtikrinantis ne tik elektros variklio darbo režimą, bet ir darbo taško stabilumą veikiant maksimaliems įmanomiems išmagnetinimo veiksniams.
Elektros varikliai pašildytuvai. Pirminiai šildytuvai naudojami siekiant užtikrinti patikimą vidaus degimo variklių užvedimą esant žemai temperatūrai. Šio tipo elektros variklių paskirtis – tiekti orą degimui palaikyti benzininiuose šildytuvuose, tiekti orą, kurą, užtikrinti skysčių cirkuliaciją dyzeliniuose varikliuose.
Darbo režimo ypatybė yra ta, kad esant tokiai temperatūrai reikia sukurti didelį paleidimo momentą ir veikti trumpai. Siekiant patenkinti šiuos reikalavimus, pašildytuvų elektriniai varikliai gaminami su nuoseklia apvija ir veikia trumpalaikiais ir su pertrūkiais režimais. Priklausomai nuo temperatūros sąlygų, elektros varikliai turi skirtingą perjungimo laiką: -5...-10 0 C ne daugiau kaip 20 minučių; -10...-25 0 C ne ilgiau kaip 30 minučių; -25...-50 0 C ne daugiau kaip 50 min.
Steigėjai platus pritaikymas pašildytuvuose elektros varikliai ME252 (24V) ir 32.3730 (12V) turi 180 W vardinę galią ir 6500 min -1 sukimosi greitį.
Elektriniai varikliai vėdinimo ir šildymo mazgams valdyti. Vėdinimo ir šildymo mazgai skirti vidaus patalpų šildymui ir vėdinimui lengvųjų automobilių, autobusų, sunkvežimių ir vilkikų kabinos. Jų veikimas pagrįstas vidaus degimo variklio šilumos naudojimu, o jų veikimas labai priklauso nuo elektros pavaros savybių. Visi šiam tikslui skirti elektros varikliai yra ilgalaikiai varikliai, veikiantys -40...+70°C aplinkos temperatūroje. Priklausomai nuo transporto priemonės šildymo ir vėdinimo įrenginių išdėstymo, elektros varikliai turi skirtingas sukimosi kryptis. Šie elektros varikliai yra vieno arba dviejų greičių, daugiausia sužadinami nuolatiniais magnetais. Dviejų greičių elektros varikliai suteikia du šildymo įrenginio veikimo režimus. Dalinis darbo režimas (mažo greičio režimas, todėl mažesnis produktyvumas) suteikia papildoma žadinimo apvija.
Fig. 7.3 parodyta šildytuvų nuolatiniais magnetais sužadinto elektros variklio konstrukcija. Jį sudaro: 1 ir 5 – slydimo guolis; 2 – nuolatinis magnetas; 3 – šepetėlio laikiklis; 4 – šepetys; 6 – kolektorius; 7 – traversas; 8 – dangtelis; 9 – montavimo plokštė; 10 – spyruoklė; 11 – inkaras; 12 – kūnas. Nuolatiniai magnetai 2 pritvirtintas prie kūno 12 spyruoklės 10. Dangtis 8 pritvirtinti prie korpuso varžtais, kurie įsukami į tvirtinimo plokštes 9, esantis korpuso grioveliuose. Korpuse ir dangtyje sumontuoti guoliai 7 Ir 5 kuriame sukasi armatūros velenas 11. Visi šepetėlių laikikliai 3 yra traversoje 7 pagamintas iš izoliacinės medžiagos.
Traversas pritvirtintas prie dangčio 8. Šepečiai 4, per kurį srovė tiekiama į kolektorių 6, dedamas į šepečių laikiklius 3 dėžutės tipas. Kolektoriai, kaip ir elektros varikliuose su elektromagnetiniu sužadinimu, yra štampuojami iš varinės juostos, po to užspaudžiama plastiku arba iš vamzdžio su išilginiais grioveliais vidiniame paviršiuje.
Dangčiai ir korpusas pagaminti iš lakštinio plieno. Elektrinių priekinio stiklo apiplovimo variklių dangtis ir korpusas gali būti pagaminti iš plastiko.
Be šildymo įrenginių, kuriuose naudojama vidaus degimo variklio šiluma, jie naudojami šildymo įrenginiai savarankiškas veiksmas. Šiuose įrenginiuose elektrinis variklis su dviem velenų išėjimais varo du ventiliatorius, vienas nukreipia šaltą orą į šilumokaitį ir po to į šildomą patalpą, kitas tiekia orą į degimo kamerą.
Daugelyje lengvųjų ir sunkvežimių modelių naudojami elektriniai šildytuvai turi 25...35 W vardinę galią ir 2500...3000 min -1 vardinį greitį.
Elektriniai varikliai, skirti varyti priekinio stiklo valytuvus. Stiklo valytuvams varyti naudojami elektros varikliai reikalingi, kad būtų užtikrintos standžios mechaninės charakteristikos, galimybė reguliuoti sukimosi greitį esant įvairioms apkrovoms, padidintas paleidimo sukimo momentas. Tai lemia specifinis priekinio stiklo valytuvų veikimas – patikimas ir kokybiškas priekinio stiklo paviršiaus valymas įvairiomis klimato sąlygomis.
Norint užtikrinti reikiamą mechaninių charakteristikų standumą, naudojami varikliai su žadinimu iš nuolatinių magnetų, su lygiagrečiu ir mišriu sužadinimu, o sukimo momentui padidinti ir sukimosi greičiui sumažinti naudojama speciali pavarų dėžė. Kai kuriuose elektros varikliuose pavarų dėžė suprojektuota taip komponentas elektrinis variklis. Šiuo atveju elektros variklis vadinamas reduktoriumi. Elektromagnetinio sužadinimo elektros variklių greičio keitimas pasiekiamas keičiant žadinimo srovę lygiagrečioje apvijoje. Nuolatiniais magnetais sužadintuose elektros varikliuose armatūros sukimosi greičio keitimas pasiekiamas įrengiant papildomą šepetį ir organizuojant pertraukiamą darbo režimą.
Fig. 7.4 paveiksle parodyta SL136 priekinio stiklo valytuvo su nuolatinio magneto elektros varikliu elektros pavaros schema. Priekinio stiklo valytuvo veikimas su pertrūkiais atliekamas įjungiant jungiklį 1 in padėtis III. Šiuo atveju armatūros grandinė 4 elektros variklis įjungiamas rele 7. Relė turi šildymo spiralę 8, kuri šildo bimetalinę plokštę 9. Kai bimetalinė juostelė įkaista, ji sulinksta ir kontaktai 10 atidaryti, išjungiant relės maitinimą 11, kontaktai 12 kuri nutraukia elektros tiekimą elektros variklio armatūros grandinei. Po lėkštės 9 atvėsina ir uždaro kontaktus 10, estafetė 11 veiks ir maitinimas vėl bus tiekiamas elektros varikliui. Valytuvų ciklas kartojamas 7-19 kartų per minutę.
Režimas mažas greitis atliekama įjungiant jungiklį 1 in padėtis II. Tuo pačiu metu galia pritvirtinti 4 Elektros variklis tiekiamas per papildomą šepetį 3, sumontuotą kampu į pagrindinius šepečius. Šiuo režimu srovė teka tik per dalį armatūros apvijos 4, todėl sumažėja armatūros sukimosi greitis ir sukimo momentas. Didelio greičio valytuvo režimas atsiranda, kai jungiklis yra sumontuotas 1 in padėtis aš. Šiuo atveju elektros variklis maitinamas per pagrindinius šepečius, o srovė praeina per visą armatūros apviją. Montuojant jungiklį 1 į poziciją IV maitinimas tiekiamas armatūroms 4 ir 2 priekinio stiklo valytuvo ir stiklo apliejiklio elektros varikliai ir jų veikimas vyksta vienu metu. Išjungus priekinio stiklo valytuvą (jungiklio padėtis 0), elektros variklis lieka įjungtas tol, kol kumštelis b priartėja prie judančio kontakto 5. Šiuo metu kumštelis atidaro grandinę ir variklis sustoja. Griežtai apibrėžtu momentu reikia išjungti elektros variklį, kad priekinio stiklo valytuvai būtų grąžinti į pradinę padėtį. Elektros variklio 4 armatūros grandinėje yra termobimetalinis saugiklis 13, kuris skirtas apriboti srovę grandinėje perkrovos metu.
Stiklo valytuvo veikimą lyjant lietui ar negausiai sningant apsunkina tai, kad priekinį stiklą pasiekia mažai drėgmės. Dėl šios priežasties padidėja šepečių trintis ir susidėvėjimas, taip pat energijos sąnaudos stiklui valyti, dėl to pavaros variklis gali perkaisti. Vairuotojo vieno ar dviejų ciklų įjungimo ir rankinio išjungimo dažnis yra nepatogus ir nesaugus, nes vairuotojo dėmesys trumpam nukrypsta nuo vairavimo.
Norint organizuoti trumpalaikį priekinio stiklo valytuvo įjungimą, elektros variklio valdymo sistema gali būti papildyta elektroniniu laikrodžio valdikliu, kuris tam tikrais intervalais automatiškai išjungia stiklo valytuvų variklį vienam ar dviem smūgiams. Intervalas tarp valytuvų sustojimų gali skirtis per 2...30 s. Daugumos priekinio stiklo valytuvų variklių modelių vardinė galia yra 12...15 W, o vardinis greitis 2000...3000 min -1.
IN modernių automobilių priekinių stiklų ir žibintų valikliai su elektrinė pavara. Elektriniai ploviklių ir žibintų valiklių varikliai veikia pertraukiamu režimu ir yra sužadinami nuolatiniais magnetais bei turi mažą vardinę galią (2,5...10 W).
Be išvardintų paskirčių, elektros varikliai naudojami įvairiems mechanizmams varyti: pakeliamos stiklinės durys ir pertvaros, judančios sėdynės, vairavimo antenos ir kt. Siekiant užtikrinti didelį paleidimo sukimo momentą, šie elektros varikliai turi nuoseklų sužadinimą ir yra naudojami trumpalaikiai. ir su pertrūkiais veikimo režimais.
Veikimo metu elektros varikliai turi užtikrinti sukimosi krypties pasikeitimą, t.y., būti grįžtami. Norėdami tai padaryti, jie turi dvi sužadinimo apvijas, kurių kintamasis perjungimas suteikia skirtingas sukimosi kryptis. Struktūriškai šiam tikslui skirti elektros varikliai yra pagaminti toje pačioje geometrinėje bazėje ir pagal magnetinę sistemą suvienodinti su 25 W galios šildytuvų elektros varikliais.
Elektrinės pavaros kasmet vis dažniau naudojamos automobiliuose. Reikalavimai elektros varikliams nuolat didėja, o tai lemia gerėjanti įvairių transporto priemonių sistemų kokybė, eismo saugumas, mažinamas radijo trukdžių lygis, toksiškumas, didėjančios gamybos technologijos. Šių reikalavimų įvykdymas lėmė perėjimą nuo elektros variklių su elektromagnetiniu sužadinimu prie elektros variklių su sužadinimu iš nuolatinių magnetų. Tuo pačiu metu elektros variklių masė sumažėjo, o efektyvumas padidėjo maždaug 1,5 karto. Jų tarnavimo laikas siekia 250...300 tūkstančių kilometrų.
Elektriniai šildymo, vėdinimo ir priekinio stiklo valytuvų varikliai sukurti keturių standartinių dydžių anizotropinių magnetų pagrindu. Tai leidžia sumažinti gaminamų tipų elektros variklių skaičių ir juos suvienodinti.
Kita kryptis yra efektyvių radijo trukdžių filtrų naudojimas elektros variklių konstrukcijose. Elektros varikliams, kurių galia iki 100 W, filtrai bus unifikuoti kiekvienai elektros variklio bazei ir bus įmontuoti. Perspektyviems 100...300 W galios elektros varikliams kuriami filtrai naudojant kondensatorius - praleidžiamuosius arba blokuojančius. dideli konteineriai. Jei dėl įmontuotų filtrų neįmanoma įvykdyti radijo trukdžių lygio reikalavimų, planuojama naudoti nuotolinius filtrus ir elektros variklių ekranavimą.
Ilgainiui tikimasi jį naudoti bekontakčiai varikliai nuolatinė srovė. Šiuose varikliuose sumontuoti statiniai puslaidininkiniai komutatoriai, pakeičiantys mechaninį komutatorių, ir įmontuoti rotoriaus padėties jutikliai. Šepečio-komutatoriaus bloko nebuvimas leidžia pailginti elektros variklio tarnavimo laiką iki 5 tūkstančių ar daugiau valandų, žymiai padidinti jo patikimumą ir sumažinti radijo trukdžių lygį.
Vykdomi darbai kuriant ribotų ašinių matmenų elektros variklius, kurių reikia, pavyzdžiui, norint valdyti ventiliatorių variklio aušinimas. Šia kryptimi atliekama paieška kuriant variklius su galinio paviršiaus komutatoriumi, kuris kartu su šepečiais įdedamas į tuščiavidurės armatūros vidų, arba su diskinėmis armatūromis, pagamintomis su štampuotomis arba atspausdintomis apvijomis.
Tęsiamas specialių elektros variklių, ypač sandarių elektrinių variklių, skirtų pašildytuvams, kūrimas, o tai būtina siekiant padidinti patikimumą ir naudoti specialiose transporto priemonėse.
Elektros varikliai yra hibridiniai ir iš tikrųjų, be degalų taupymo, ateityje turi didžiulį potencialą padidinti galią ir saugumą. Net ir šiandien kai kurios hibridinės visais ratais varomos transporto priemonės turi pranašumą prieš benzinines transporto priemones.
Kaip veikia tradicinė visų ratų pavaros sistema?
Yra keletas sistemų tipų. Plačiausiai naudojama sistema, kuri nuolat perduoda sukimo momentą visiems keturiems ratams, nepriklausomai nuo sukibimo lygio, sukimosi kampo ir kitų faktorių. Pagrindinis nuolatinės visų ratų pavaros trūkumas – neefektyvios degalų sąnaudos. Kai kuriuose modeliuose su AWD pavara, priklausomai nuo poreikio, elektronika gali keisti sukimo momento lygį, paskirstydama galią tarp ašių. Šiuo atveju žymiai mažiau, bet ne daug.
Norėdami kovoti su perteklinėmis degalų sąnaudomis, kai kurie gamintojai siūlo automobilius su kintamuoju Visais ratais varoma. Didžiąją laiko dalį automobilis veikia be visų varančiųjų ratų. Tačiau kai tik automobilio elektronika nustato, kad kai kurie ratai praranda sukibimą, jis pradeda pereiti į kitą ašį. Tai leidžia žymiai sumažinti degalų sąnaudas (ypač keliaujant miesto režimu). Tačiau ši sistema turi ir trūkumų. Pavyzdžiui, automobiliai su tokia įkraunama visų varančiųjų ratų pavara nėra pakankamai galingi. Be to, nukenčia ir automobilio saugumas, nes pavėluotas pavaros prijungimas slystant ar slystant kelyje gali nepadėti slystant, o tai gali sukelti avariją.
Kaip veikia hibridinė visų ratų pavaros sistema?
Elektros variklių pagalba hibridai yra saugesni kelyje (maža slydimo rizika dėl sukibimo praradimo), mažos degalų sąnaudos. Pavyzdžiui, RX 450h padeda elektros varikliai (šiame modelyje jų yra du) benzininis variklis, dėl padidėjusio sukimo momento ir galios, taip pat sumažinto tradicinio variklio.
RX450h AWD elektros varikliai maitina kiekvieną transporto priemonės ašį. Automobiliui judant miesto eisme sausu asfaltu, benzininio variklio sukimo momentas perduodamas tik vienai ašiai. Šiuo metu elektronika gali prijungti elektrą jėgos agregatai, kurie palengvina tradicinį variklį ir sumažina degalų sąnaudas.
Taigi staigiai įsibėgėjant iš vietos, galinis elektros variklis padidina sukimo momentą galiniai ratai. Jei posūkiuose dideliu greičiu priekiniai ratai praranda sukibimą (pavyzdžiui, ant šlapio asfalto), tada elektronika sujungia priekinį elektros variklį, kuris pradeda perduoti sukimo momentą priekinei ašiai.
Ši elektroninė sukimo momento tiekimo sistema veikia akimirksniu. Bet skirtingai nei tradiciniai automobiliai, elektros varikliai suteikia transporto priemonei momentinį sukimo momentą.
Net jei automobilis nėra varomas visais ratais, elektriniai leido gerokai padidinti maksimalų automobilių sukimo momentą. Taigi kompaktiškame modelyje sukimo momentas yra 542 Nm. Ta pati nuotrauka su Tesla modelis S P85, kurio maksimalus sukimo momentas yra 600 Nm beveik nuo pat pradžių. Priminsime, kad kitais metais masinė produkcija Visais ratais varoma S modelio versija pasirodys iškart po elektrinio krosoverio X išleidimo.
Populiarėja hibridiniai automobiliai su AWD pavara
Be automobilių, savo hibridinius modelius pasiruošę pasiūlyti ir kiti automobilių gamintojai. Pavyzdžiui, jis siūlo RLX Sport-Hybrid modelį su trimis elektros varikliais, kurie padeda veikti 3,7 litro V6 varikliui. Toks vienišas elektrinis variklis perduoda sukimo momentą priekiniams ratams. Kiti du yra įjungti galinė ašis. Galinis elektrinis elektrinės gali dirbti nepriklausomai vienas nuo kito.
Kitas planuojamas automobilis yra 2019 m., kurį varys du elektros varikliai, siunčiantys galią priekiniams ratams, o V6 variklis yra automobilio viduryje ir siųs sukimo momentą į galinę ašį.
Taigi, dėka V8 benzininio variklio ir elektros varikliai sugebėjo įveikti ratą garsiojoje Niurnbergo trasoje vos per 6:55.
Dar vienas pavyzdys. , kurio dėka automobilis nuo 0 iki 100 km/h gali įsibėgėti vos per 4,4 sekundės. Tai įspūdingas rezultatas pasiekiamas naudojant 1,5 litro trijų cilindrų variklį ir elektros instaliaciją. Be galios, elektros variklis leidžia žymiai. Taigi i8 modelis sunaudoja tik 3,2l/100km. Dėl to i8 yra ekonomiškiausias hibridinis sportinis automobilis pasaulyje.
Verta paminėti, kad 918 ir i8 gali veikti visiškai elektriniu režimu be jokios pagalbos. benzininiai varikliai, kuri leidžia nuvažiuoti ribotą atstumą nenaudojant degalų.
Šiuo metu potencialas plėtoti visų varančiųjų ratų elektrinį ir hibridiniai automobiliai didelis. Pakanka prisiminti tokių modelių kaip „Audi R18 e-quattro“ ir „Toyota TS040“ dalyvavimą „LeMans 24“ lenktynėse, kad suprastume, jog gamintojai aktyviai vystosi masinei hibridinių visais ratais varomų transporto priemonių gamybai artimiausiu metu.
Hibridinių ir elektromobilių privalumai ir trūkumai
Su visų varančiųjų ratų pavara, deja, jie dar nėra tobuli. Viskas priklauso nuo jų kainos. Hibridų gamyba Transporto priemonė kainuoja žymiai daugiau nei benzininiai automobiliai. Taip pat hibridiniai automobiliai daug sunkesnės nei tradicinės jų versijos. Viskas priklauso nuo akumuliatorių ir elektros variklių svorio.
Tačiau šiuos trūkumus galima kompensuoti sutaupant daug degalų eksploatuojant mašiną. Pavyzdžiui, Lexus modelis RX450h su AWD pavara sunaudoja keliais litrais mažiau degalų nei tradicinis 350 AWD. Tačiau kol kas ne visi hibridiniai automobiliai gali pasigirti greitu atsipirkimu. Juk permokėdamas už naują hibridinį automobilį kiekvienas pirkėjas tikisi kuo greičiau susigrąžinti pirkimo išlaidas. Deja, daugelis jų lemia ilgą pirkimo išlaidų atsipirkimo laikotarpį.
Hibridinis visais ratais varomų transporto priemonių AWD yra daug saugesnis ir efektyvesnis. Taigi, elektros varikliai padeda padidinti dinamiką ir prisideda prie didesnio stabilumo kelyje. Dėl šios priežasties daugelis hibridinių automobilių modelių įgavo sportinį pobūdį, priešingai nei jų benzininės versijos.
