Ontwikkelingstrends verschillende systemen van de auto, gepaard gaand met een toename van efficiëntie, betrouwbaarheid, comfort en verkeersveiligheid, leiden ertoe dat de rol van elektrische apparatuur, in het bijzonder de elektrische aandrijving van hulpsystemen, gestaag toeneemt. Op dit moment zijn zelfs op vrachtwagens minstens 3-4 elektromotoren geïnstalleerd en op auto's - 5 of meer, afhankelijk van de klasse.
Elektrische aandrijving een elektromechanisch systeem genoemd dat bestaat uit een elektromotor (of meerdere elektromotoren), een transmissiemechanisme om werkende machine en alle motorbesturingsapparatuur. De belangrijkste apparaten van de auto, waar de elektrische aandrijving wordt gebruikt, zijn kachels en ventilatoren van het passagierscompartiment, startkachels, glas- en koplampreinigers, mechanismen voor het heffen van ramen, antennes, bewegende stoelen, enz.
De vereisten voor elektromotoren die in een bepaald voertuigknooppunt zijn geïnstalleerd, worden bepaald door de bedrijfsmodi van dit knooppunt. Bij het kiezen van het type motor is het noodzakelijk om de bedrijfsomstandigheden van de omvormer te vergelijken met de kenmerken van de mechanische eigenschappen verschillende soorten elektrische motoren. Het is gebruikelijk om onderscheid te maken tussen natuurlijke en kunstmatige mechanische eigenschappen van de motor. De eerste komt overeen met de nominale voorwaarden voor opname, het normale bedradingsschema en de afwezigheid van extra elementen in de motorcircuits. Kunstmatige kenmerken worden verkregen door de spanning op de motor te veranderen, inclusief extra elementen in het motorcircuit en deze circuits aan te sluiten volgens speciale schema's.
Structureel diagram van het elektronische ophangingscontrolesysteem
Een van de meest veelbelovende richtingen bij de ontwikkeling van de elektrische aandrijving van hulpsystemen van de auto is het creëren van elektromotoren met een vermogen tot 100 W met bekrachtiging van
permanente magneten. Het gebruik van permanente magneten kan de technische en economische prestaties van elektromotoren aanzienlijk verbeteren: gewicht verminderen, dimensies efficiëntie verhogen. De voordelen zijn onder meer de afwezigheid van een bekrachtigingswikkeling, wat de interne verbindingen vereenvoudigt en de betrouwbaarheid van elektromotoren verhoogt. Bovendien kunnen alle permanentmagneetmotoren door onafhankelijke bekrachtiging omkeerbaar zijn.
Het werkingsprincipe van elektrische machines met permanente magneten is vergelijkbaar met het bekende werkingsprincipe van machines met: elektromagnetische excitatie- in de elektromotor zorgt de interactie van de velden van het anker en de stator voor een koppel. De bron van magnetische flux in dergelijke elektromotoren is een permanente magneet. De nuttige flux die door de magneet aan het externe circuit wordt gegeven, is niet constant, maar hangt af van het totale effect van externe demagnetiserende factoren. De magnetische fluxen van de magneet buiten het motorsysteem en in het motorsamenstel zijn verschillend. Bovendien is voor de meeste magnetische materialen het proces van magneetdemagnetisatie onomkeerbaar, aangezien de terugkeer van een punt met een lagere inductie naar een punt met een hogere inductie (bijvoorbeeld bij het demonteren en monteren van een elektromotor) plaatsvindt langs retourcurven die niet niet samenvallen met de demagnetisatiecurve (hysteresisfenomeen). Daarom wordt bij het monteren van de elektromotor de magnetische flux van de magneet minder dan voordat de elektromotor werd gedemonteerd.
In dit opzicht is een belangrijk voordeel van bariumoxidemagneten die in de auto-industrie worden gebruikt, niet alleen hun relatieve goedkoopheid, maar ook het samenvallen binnen bepaalde grenzen van de retour- en demagnetiseringscurves. Maar zelfs daarin, met een sterk demagnetiserend effect, wordt de magnetische flux van de magneet na het verwijderen van de demagnetiserende effecten kleiner. Daarom is het bij het berekenen van elektromotoren met permanente magneten erg belangrijk goede keuze het volume van de magneet, die niet alleen de bedrijfsmodus van de elektromotor biedt, maar ook de stabiliteit van het werkpunt bij blootstelling aan de maximaal mogelijke demagnetiserende factoren.
Elektrische motoren voorverwarmers. Startverwarmers worden gebruikt om een betrouwbare start van de verbrandingsmotor te garanderen wanneer: lage temperaturen.. Het doel van elektromotoren van dit type is om lucht toe te voeren om de verbranding in benzineverwarmers te handhaven, lucht en brandstof toe te voeren en de circulatie van vloeistof in dieselmotoren te verzekeren.
Een kenmerk van de bedrijfsmodus is dat het bij dergelijke temperaturen nodig is om een groot startkoppel te ontwikkelen en voor een korte tijd te werken. Om aan deze vereisten te voldoen, zijn de elektromotoren van voorverwarmers gemaakt met seriewikkeling en werken ze in kortetermijn- en intermitterende modi. Afhankelijk van de temperatuuromstandigheden hebben elektromotoren verschillende schakeltijden: bij min 5 ... min 10 "C niet meer dan 20 minuten; bij min 10 ... minus 2,5 ° C niet meer dan 30 minuten; bij min 25 .. min 50° Vanaf maximaal 50 min.
Het nominale vermogen van de meeste elektromotoren bij het starten van voorverwarmers is 180 W, hun rotatiefrequentie is 6500 min "1.
Elektromotoren voor het aandrijven van ventilatie- en verwarmingsinstallaties. Ventilatie- en verwarmingsinstallaties zijn ontworpen voor het verwarmen en ventileren van salons auto's, bussen, hutten vrachtwagens en tractoren. Hun actie is gebaseerd op het gebruik van motorwarmte interne verbranding, en de prestaties hangen grotendeels af van de kenmerken van de schijf. Alle elektromotoren voor dit doel zijn motoren met een lange levensduur die worden gebruikt bij een omgevingstemperatuur van min 40 ... + 70 ° С. Afhankelijk van de indeling van de verwarmings- en ventilatiesystemen op het voertuig hebben de elektromotoren een andere draairichting. Deze elektromotoren hebben enkele of twee snelheden, meestal permanente magneetexcitatie. Elektromotoren met twee snelheden zorgen voor twee werkingsmodi van de verwarmingsinstallatie. Gedeeltelijke bedrijfsmodus (modus lagere snelheid en bijgevolg lagere prestaties) wordt geleverd door een extra bekrachtigingswikkeling.
Naast verwarmingsinstallaties die gebruik maken van de warmte van een verbrandingsmotor, worden verwarmingsinstallaties van zelfstandig werken gebruikt. In deze installaties drijft een elektromotor met twee uitgaande assen twee ventilatoren aan, één stuurt koude lucht in de warmtewisselaar en vervolgens in de verwarmde kamer, de andere levert lucht aan de verbrandingskamer.
Elektrische verwarmingsmotoren die op een aantal modellen auto's en vrachtwagens worden gebruikt, hebben een nominaal vermogen van 25-35 W en een nominaal toerental van 2500-3000 min 1.
Elektromotoren voor het aandrijven van ruitenwissers. De elektromotoren die worden gebruikt om de ruitenwissers aan te drijven, zijn onderworpen aan eisen om een stijve mechanische eigenschap, het vermogen om de rotatiesnelheid onder verschillende belastingen te regelen en een verhoogd startkoppel te garanderen. Dit komt door de specifieke kenmerken van de ruitenwissers - betrouwbare en hoogwaardige reiniging van het oppervlak van de voorruit in verschillende klimatologische omstandigheden.
Om de noodzakelijke stijfheid van de mechanische eigenschappen te garanderen, worden motoren met permanente magneetbekrachtiging, motoren met parallelle en gemengde bekrachtiging gebruikt en wordt een speciale versnellingsbak gebruikt om het koppel te verhogen en de snelheid te verlagen. In sommige elektromotoren is de versnellingsbak ontworpen als: onderdeel elektrische motor. In dit geval wordt de elektromotor een motorreductor genoemd. Het veranderen van de snelheid van elektromotoren met elektromagnetische bekrachtiging wordt bereikt door de bekrachtigingsstroom in de parallelle wikkeling te veranderen. Bij elektromotoren met bekrachtiging door permanente magneten wordt een verandering in de ankersnelheid bereikt door een extra borstel te installeren.
Op afb. 8.2 toont een schematisch diagram van de elektrische aandrijving van de wisser SL136 met een permanentmagneetmotor. De intermitterende werking van de wisser wordt uitgevoerd door de schakelaar aan te zetten 5A naar positie III. In dit geval is het ankercircuit 3 van de ruitenwissermotor als volgt: "+" van de batterij NL- thermobimetaalomvormer 6 - schakelaar SA(vervolg 5, 6) - contacten K1:1 - SA(vervolg 1, 2) - anker - "massa". Parallel anker door pinnen K1:1 een gevoelig element (verwarmingsspiraal) van een elektrothermisch relais is aangesloten op de batterij KK1. Na een bepaalde tijd leidt de verwarming van het gevoelige element tot het openen van de contacten van het elektrothermische relais QC1:1. Hierdoor gaat de relaisspoel open. K1. Dit relais is gedeactiveerd. Zijn contacten K1:1 open, en de contacten K1:2 gesloten worden. relais contacten K1:2 en eindschakelaarcontacten 80 de elektromotor blijft aangesloten op de accu totdat de wisserbladen zijn startpositie. Op het moment van het leggen van de borstels opent nok 4 de contacten 80, waardoor de motor stopt. De volgende inschakeling van de elektromotor vindt plaats wanneer het gevoelige element van het elektrothermische relais KK1 koelt af en het relais schakelt weer uit. De wissercyclus wordt 7-19 keer per minuut herhaald. De lage snelheidsmodus wordt bereikt door de schakelaar in stand I te draaien. In dit geval wordt het anker 3 van de elektromotor aangedreven door een extra borstel 2 die schuin op de hoofdborstels is geïnstalleerd. In deze modus gaat de stroom slechts door een deel van de ankerwikkeling 3. waardoor de ankersnelheid afneemt. Wisser hoge snelheidsmodus treedt op wanneer de schakelaar is ingesteld PER naar positie I. In dit geval wordt de elektromotor aangedreven via de hoofdborstels en loopt de stroom door de gehele ankerwikkeling. Bij het instellen van de schakelaar: PER in stand IV wordt de armaturen 3 en 1 van de elektromotoren van de ruitenwisser en ruitensproeier onder spanning gezet en vindt gelijktijdige werking plaats.
Rijst. 8.2. Schematisch diagram van de ruitenwissermotor:
1 - sluitringmotoranker; 2 - extra borstel;
3 - anker van de ruitenwissermotor; 4 - nok;
5 - tijdrelais; b - thermobimetaalzekering
Na het uitschakelen van de wisser (schakelstand) "O"-) dankzij de eindschakelaar 50 de elektromotor blijft ingeschakeld totdat de borstels weer in hun oorspronkelijke positie worden teruggezet. Op dit punt zal nok 4 het circuit openen en zal de motor stoppen. In het ankercircuit 3 van de elektromotor is een thermische bimetaalzekering 6 opgenomen, die is ontworpen om de stroomsterkte in het circuit bij overbelasting te beperken.
De werking van de ruitenwisser bij motregen of lichte sneeuw wordt bemoeilijkt door het feit dat er weinig vocht op de voorruit komt. Om deze reden nemen wrijving en slijtage van de borstels toe, evenals het energieverbruik voor het reinigen van het glas, wat oververhitting kan veroorzaken. rij motor. De frequentie van één of twee cycli inschakelen en handmatig uitschakelen door de bestuurder is onhandig en onveilig, omdat de aandacht van de bestuurder korte tijd wordt afgeleid van het rijden. Om een kortetermijnopname van de ruitenwisser te organiseren, wordt het besturingssysteem van de elektromotor daarom aangevuld met een elektronische tactcontroller, die de ruitenwissermotor met bepaalde tussenpozen automatisch uitschakelt voor één of twee cycli. Het interval tussen de wisserstops kan variëren van 2-30 seconden. De meeste modellen ruitenwissermotoren hebben een nominaal vermogen van 12-15 W en een nominaal toerental van 2000-3000 min" 1 .
In moderne auto's zijn ruitensproeiers en elektrische koplampreinigers gemeengoed geworden. De elektromotoren van de sproeiers en koplampreinigers werken intermitterend en worden bekrachtigd door permanente magneten, hebben een laag nominaal vermogen (2,5-10 W).
Naast de genoemde doeleinden worden elektromotoren gebruikt om verschillende mechanismen aan te drijven: glazen deuren en scheidingswanden optillen, stoelen verplaatsen, antennes aandrijven, enz. Om een groot startkoppel te garanderen,
Hulp elektrische apparatuur bel een groep hulpapparaten en apparaten die zorgen voor verwarming en ventilatie van de cabine en het lichaam, het reinigen van de ramen van de cabine en koplampen, geluidsalarmen, radio-ontvangst en andere hulpfuncties.
Trends in de ontwikkeling van verschillende voertuigsystemen die gepaard gaan met een toename van efficiëntie, betrouwbaarheid, comfort en verkeersveiligheid leiden ertoe dat de rol van elektrische apparatuur, met name de elektrische aandrijving van hulpsystemen, gestaag toeneemt. Als 25...30 jaar geleden op productie auto's er waren praktisch geen mechanismen met een elektrische aandrijving, op dit moment zijn zelfs vrachtwagens uitgerust met minstens 3...4 elektromotoren, en auto's - 5...8 of meer, afhankelijk van de klasse.
Elektrische aandrijving een elektromechanisch systeem genoemd dat bestaat uit een elektromotor (of meerdere elektromotoren), een transmissiemechanisme naar een werkende machine en alle apparatuur voor het regelen van een elektromotor. De belangrijkste apparaten van de auto, waar de elektrische aandrijving wordt gebruikt, zijn verwarmingen en ventilatoren van het passagierscompartiment, startverwarmingen, glas- en koplampreinigers, mechanismen voor het opheffen van glazen, antennes, bewegende stoelen, enz.
De duur van het werk en de aard ervan bepalen de bedrijfsmodus van de aandrijving. Voor de elektrische aandrijving is het gebruikelijk om drie hoofdmodi te onderscheiden: continu, kortdurend en intermitterend.
Continue modus wordt gekenmerkt door een zodanige duur dat tijdens de werking van de elektromotor de temperatuur een constante waarde bereikt. Als voorbeeld van mechanismen met een lange bedrijfsmodus kunnen kachels en ventilatoren van het auto-interieur worden genoemd.
Tijdelijke modus een relatief korte bedrijfstijd heeft en de motortemperatuur geen tijd heeft om een constante waarde te bereiken. Een onderbreking in de werking van de actuator is voldoende om ervoor te zorgen dat de motor de tijd heeft om af te koelen tot omgevingstemperatuur. Deze manier van werken is typerend voor een breed scala aan kortetermijnapparaten: heframen, aandrijfantennes, bewegende stoelen, enz.
Intermitterende modus gekenmerkt door een bedrijfsperiode die wordt afgewisseld met pauzes (stop of stationair), en in geen van de bedrijfsperiodes bereikt de motortemperatuur een constante waarde, en tijdens het verwijderen van de belasting heeft de motor geen tijd om af te koelen tot omgevingstemperatuur. Een voorbeeld van auto-apparaten die in deze modus werken, zijn ruitenwissers (in de juiste modi), ruitensproeiers, enz.
Kenmerkend voor de intermitterende modus is de verhouding van het werkende deel van de periode T" tot de gehele periode T. Deze indicator wordt de relatieve arbeidsduur genoemd ENZOVOORT of relatieve inschakelduur PV, gemeten als een percentage.
De vereisten voor elektromotoren die in een bepaalde voertuigeenheid zijn geïnstalleerd, zijn zeer specifiek en worden bepaald door de bedrijfsmodi van deze eenheid. Bij het kiezen van het type motor is het noodzakelijk om de bedrijfsomstandigheden van de omvormer te vergelijken met de kenmerken van de mechanische eigenschappen van verschillende soorten elektromotoren. Het is gebruikelijk om onderscheid te maken tussen natuurlijke en kunstmatige mechanische eigenschappen van de motor. De eerste komt overeen met de nominale voorwaarden voor opname, het normale bedradingsschema en de afwezigheid van extra elementen in de motorcircuits. Kunstmatige kenmerken worden verkregen door de spanning op de motor te veranderen, inclusief extra elementen in het motorcircuit en deze circuits aan te sluiten volgens speciale schema's.
Een van de meest veelbelovende richtingen in de ontwikkeling van de elektrische aandrijving van hulpsystemen van een auto is het creëren van elektromotoren met een vermogen tot 100 W met bekrachtiging door permanente magneten.
Het gebruik van permanente magneten kan de technische en economische prestaties van elektromotoren aanzienlijk verbeteren: gewicht verminderen, totale afmetingen verhogen, efficiëntie verhogen. De voordelen zijn onder meer de afwezigheid van bekrachtigingswikkelingen, wat de interne verbindingen vereenvoudigt en de betrouwbaarheid van elektromotoren verhoogt. Bovendien kunnen alle permanentmagneetmotoren door onafhankelijke bekrachtiging omkeerbaar zijn.
Een typisch ontwerp van een permanentmagneetmotor die wordt gebruikt in verwarmers wordt getoond in Fig. 7.1 .
Permanente magneten 4 worden in de behuizing 3 bevestigd met behulp van twee stalen platte veren 6 aan het lichaam gehecht. Anker 7 de elektromotor draait in twee zelfinstellende glijlagers 5 . Grafietborstels 2 door veren tegen het spruitstuk gedrukt 1, gemaakt van koperband en gefreesd tot individuele lamellen.
Het werkingsprincipe van elektrische machines met permanente magneten is vergelijkbaar met het bekende werkingsprincipe van machines met elektromagnetische excitatie - in een elektromotor creëert de interactie van de anker- en statorvelden een koppel. De bron van magnetische flux in dergelijke elektromotoren is een permanente magneet. Het kenmerk van een magneet is zijn demagnetisatiecurve (een deel van de hysteresislus dat in kwadrant II ligt), weergegeven in Fig. 7.2. Materiaaleigenschappen worden bepaald door restinductiewaarden in r en dwangkracht H Met. De nuttige flux die door de magneet aan het externe circuit wordt gegeven, is niet constant, maar hangt af van het totale effect van externe demagnetiserende factoren.
Zoals uit afb. 7.2, werkpunt van de magneet buiten het motorsysteem N, werkpunt gemonteerd met body m en werkpunt van de magneet in het motorsamenstel NAAR verschillend. Bovendien is voor de meeste magnetische materialen het proces van magneetdemagnetisatie onomkeerbaar, aangezien de terugkeer van een punt met een lagere inductie naar een punt met een hogere inductie (bijvoorbeeld bij het demonteren en monteren van een elektromotor) plaatsvindt langs retourcurven die niet niet samenvallen met de demagnetisatiecurve.
In dit opzicht is een belangrijk voordeel van bariumoxidemagneten die in de auto-industrie worden gebruikt, niet alleen hun relatieve goedkoopheid, maar ook het samenvallen binnen bepaalde grenzen (tot aan het buigpunt) van de retour- en demagnetiseringscurves. Als het effect van externe demagnetiserende factoren zodanig is dat het werkpunt van de magneet voorbij de knie komt, keer dan terug naar het punt NAAR is niet meer mogelijk en het werkpunt in het geassembleerde systeem zal al het punt zijn NAAR 1 met minder inductie. Daarom is bij het berekenen van elektromotoren met permanente magneten de juiste keuze van het volume van de magneet erg belangrijk, wat niet alleen de bedrijfsmodus van de elektromotor garandeert, maar ook de stabiliteit van het werkpunt bij blootstelling aan de maximaal mogelijke demagnetisering factoren.
Elektromotoren voor het starten van kachels. Startverwarmers worden gebruikt om een betrouwbare start van verbrandingsmotoren bij lage temperaturen te garanderen. Het doel van elektromotoren van dit type is om lucht toe te voeren om de verbranding in benzineverwarmers te handhaven, lucht en brandstof toe te voeren en de circulatie van vloeistof in dieselmotoren te verzekeren.
Een kenmerk van de bedrijfsmodus is dat het bij dergelijke temperaturen nodig is om een groot startkoppel te ontwikkelen en voor een korte tijd te werken. Om aan deze vereisten te voldoen, zijn de elektromotoren van voorverwarmers gemaakt met seriewikkeling en werken ze in kortetermijn- en intermitterende modi. Afhankelijk van de temperatuuromstandigheden hebben elektromotoren verschillende schakeltijden: -5...-10 0 С maximaal 20 minuten; -10...-25 0 С maximaal 30 min; -25...-50 0 С maximaal 50 min.
gevonden brede toepassing: in startende voorverwarmers hebben elektromotoren ME252 (24V) en 32.3730 (12V) een nominaal vermogen van 180 W en een snelheid van 6500 min-1.
Elektromotoren voor het aandrijven van ventilatie- en verwarmingsinstallaties. Ventilatie- en verwarmingsinstallaties zijn ontworpen voor het verwarmen en ventileren van personenauto's, bussen, cabines van vrachtwagens en tractoren. Hun werking is gebaseerd op het gebruik van warmte van de verbrandingsmotor en de prestaties hangen grotendeels af van de kenmerken van de elektrische aandrijving. Alle elektromotoren voor dit doel zijn duurzame motoren die bij een omgevingstemperatuur van -40...+70°C worden gebruikt. Afhankelijk van de indeling van het verwarmings- en ventilatiesysteem op het voertuig hebben de elektromotoren een andere draairichting. Deze elektromotoren hebben enkele of twee snelheden, meestal permanente magneetexcitatie. Elektromotoren met twee snelheden zorgen voor twee werkingsmodi van de verwarmingsinstallatie. Gedeeltelijke bedrijfsmodus (modus van de laagste snelheid, en dus de laagste prestatie) wordt geleverd door een extra bekrachtigingswikkeling.
Op afb. 7.3 toont het ontwerp van een elektromotor met bekrachtiging van permanente magneten voor verwarmers. Het bestaat uit: 1 en 5 - glijlager; 2 – permanente magneet; 3 - borstelhouder; 4 - borstel; 6 - verzamelaar; 7 - doorkruisen; 8 - deksel; 9 - montageplaat; 10 - lente; 11 - anker; 12 - lichaam. permanente magneten 2 gehecht aan het lichaam 12 veren 10. Deksel 8 bevestigd aan het lichaam met schroeven die in de montageplaten worden geschroefd 9, gelegen in de groeven van het lichaam. Lagers zijn geïnstalleerd in het lichaam en de afdekking 7 en 5 waarin de ankeras draait 11. Alle borstelhouders 3 zijn op de traverse 7 van isolatiemateriaal.
De traverse is bevestigd op het deksel 8. borstels 4, waardoor stroom wordt geleverd aan de collector 6, geplaatst in borstelhouders 3 doos soort. Collectors, evenals in elektromotoren met elektromagnetische bekrachtiging, worden gestanst uit een koperen band, gevolgd door krimpen met plastic of uit een buis met langsgroeven op binnenoppervlak:.
Deksels en behuizing zijn gemaakt van plaatstaal. Bij ruitensproeiermotoren kunnen deksel en behuizing van kunststof zijn.
Naast verwarmingsinstallaties die gebruik maken van de warmte van een verbrandingsmotor, worden verwarmingsinstallaties van zelfstandig werken gebruikt. In deze installaties drijft een elektromotor met twee asuitgangen twee ventilatoren aan, de ene leidt koude lucht naar de warmtewisselaar en vervolgens naar de verwarmde ruimte, de andere voert lucht naar de verbrandingskamer.
Elektrische verwarmingsmotoren die op een aantal modellen auto's en vrachtwagens worden gebruikt, hebben een nominaal vermogen van 25...35 W en een nominale snelheid van 2500...3000 min -1 .
Elektromotoren voor het aandrijven van ruitenwissers. De elektromotoren die worden gebruikt om de ruitenwissers aan te drijven, zijn onderworpen aan eisen om een stijve mechanische eigenschap, het vermogen om de rotatiesnelheid onder verschillende belastingen te regelen en een verhoogd startkoppel te garanderen. Dit komt door de specifieke kenmerken van de ruitenwissers - betrouwbare en hoogwaardige reiniging van het oppervlak van de voorruit in verschillende klimatologische omstandigheden.
Om de noodzakelijke stijfheid van de mechanische eigenschappen te garanderen, worden motoren met permanente magneetbekrachtiging, met parallelle en gemengde bekrachtiging, gebruikt en wordt een speciale versnellingsbak gebruikt om het koppel te verhogen en de snelheid te verlagen. Bij sommige elektromotoren is de versnellingsbak gemaakt als een integraal onderdeel van de elektromotor. In dit geval wordt de elektromotor een motorreductor genoemd. Het veranderen van de snelheid van elektromotoren met elektromagnetische bekrachtiging wordt bereikt door de bekrachtigingsstroom in de parallelle wikkeling te veranderen. In elektromotoren met bekrachtiging door permanente magneten, wordt het wijzigen van de ankersnelheid bereikt door een extra borstel te installeren en een intermitterende werking te organiseren.
Op afb. 7.4 toont een schematisch diagram van de elektrische aandrijving van de wisser SL136 met een permanentmagneetmotor. De intermitterende werking van de wisser wordt uitgevoerd door de schakelaar aan te zetten 1 in positie III. In dit geval de ankerketting 4 relais 7 is ingeschakeld Het relais heeft een verwarmingsspiraal 8, die de bimetaalplaat verwarmt 9. Als de bimetalen strip opwarmt, buigt deze en de contacten 10 open, de-bekrachtiging van het relais 11, contacten 12 die het vermogen van het ankercircuit van de elektromotor onderbreken. Na het bord 9 afkoelen en contacten sluiten 10, relais 11 zal werken en de motor zal weer van stroom worden voorzien. De wissercyclus wordt 7-19 keer per minuut herhaald.
De lage snelheidsmodus wordt geïmplementeerd door de schakelaar aan te zetten 1 in positie II. Met deze kracht verankerd 4 van de elektromotor wordt gevoed door een extra borstel 3, die schuin op de hoofdborstels is geïnstalleerd. In deze modus gaat de stroom slechts door een deel van de ankerwikkeling 4, wat een afname van de ankersnelheid en het koppel veroorzaakt. Wisser hoge snelheidsmodus treedt op wanneer de schakelaar is ingesteld 1 in positie I. In dit geval wordt de elektromotor aangedreven door de hoofdborstels en gaat de stroom door de gehele ankerwikkeling. Bij het instellen van de schakelaar: 1 in positie IV stroom wordt geleverd aan ankers 4 en 2 ruitenwisser- en sproeiermotoren en hun gelijktijdige werking vindt plaats. Nadat de wisser is uitgeschakeld (schakelaarstand 0), blijft de elektromotor bekrachtigd totdat nok b bewegend contact 5 nadert. Op dit punt zal de nok het circuit openen en de motor stoppen. Het uitschakelen van de motor op een strikt gedefinieerd moment is noodzakelijk om de wisserbladen in hun oorspronkelijke positie te leggen. Een thermische bimetaalzekering is opgenomen in het ankercircuit van 4 elektromotoren 13, die is ontworpen om de stroom in het circuit tijdens overbelasting te beperken.
De werking van de ruitenwisser bij motregen of lichte sneeuw wordt bemoeilijkt door het feit dat er weinig vocht op de voorruit komt. Hierdoor nemen wrijving en slijtage van de borstels toe, evenals het energieverbruik voor het reinigen van het glas, waardoor de aandrijfmotor oververhit kan raken. De frequentie van één of twee cycli inschakelen en handmatig uitschakelen door de bestuurder is onhandig en onveilig, omdat de aandacht van de bestuurder korte tijd wordt afgeleid van het rijden.
Om een korte termijn opname van de ruitenwisser te organiseren, kan het besturingssysteem van de elektromotor worden aangevuld met een elektronische tactcontroller, die de ruitenwissermotor met bepaalde tussenpozen automatisch uitschakelt voor één of twee cycli. Het interval tussen de wisserstops kan binnen 2...30 s variëren. De meeste modellen ruitenwissermotoren hebben een nominaal vermogen van 12...15 W en een nominaal toerental van 2000...3000 min -1 .
In moderne auto's zijn ruitensproeiers en elektrische koplampreinigers wijdverbreid. Elektromotoren van sproeiers en koplampreinigers werken intermitterend en worden aangedreven door permanente magneten, hebben een laag nominaal vermogen (2,5 ... 10 W).
Naast de genoemde doeleinden worden elektromotoren gebruikt om verschillende mechanismen aan te drijven: glazen deuren en scheidingswanden optillen, stoelen verplaatsen, antennes aandrijven, enz. Om een groot startkoppel te garanderen, hebben deze elektromotoren sequentiële excitatie, worden gebruikt in kortdurende en intermitterende bedrijfsmodi.
Tijdens bedrijf moeten elektromotoren zorgen voor een verandering van de draairichting, d.w.z. omkeerbaar zijn. Om dit te doen, hebben ze twee bekrachtigingswikkelingen, waarvan de afwisselende opname verschillende draairichtingen biedt. Structureel zijn elektromotoren voor dit doel gemaakt in dezelfde geometrische basis en zijn ze verenigd in termen van het magnetische systeem met elektromotoren van verwarmers met een vermogen van 25 W.
De elektrische aandrijving vindt elk jaar een steeds grotere toepassing op auto's. De eisen aan elektromotoren worden steeds hoger, en dit komt door de verbetering van de kwaliteit van verschillende voertuigsystemen, de verkeersveiligheid, een afname van het niveau van radio-interferentie, toxiciteit en een toename van de maakbaarheid. Het voldoen aan deze eisen leidde tot de overgang van elektromotoren met elektromagnetische bekrachtiging naar elektromotoren met bekrachtiging door permanente magneten. Tegelijkertijd nam de massa van elektromotoren af en nam de efficiëntie met ongeveer 1,5 keer toe. Hun levensduur bereikt 250...300 duizend kilometer.
Op basis van vier standaard maten anisotrope magneten zijn elektromotoren voor verwarming, ventilatie en ruitenwissers ontwikkeld. Dit maakt het mogelijk om het aantal geproduceerde typen elektromotoren te verminderen en te verenigen.
Een andere richting is het gebruik van effectieve radio-interferentiefilters in de ontwerpen van elektromotoren. Voor motoren tot 100 W worden filters voor elke motorbasis verenigd en ingebouwd. Voor veelbelovende elektromotoren met een vermogen van 100 ... 300 W worden filters ontwikkeld met behulp van condensatoren - door of met blokkering grote containers. Als het vanwege de ingebouwde filters niet mogelijk is om aan de eisen voor het niveau van radio-interferentie te voldoen, is het gebruik van externe filters en afscherming van elektromotoren gepland.
Op de langere termijn wordt verwacht dat contactloze motoren Gelijkstroom. Deze motoren zijn uitgerust met statische halfgeleiderschakelaars die de mechanische collector-collector vervangen en ingebouwde rotorpositiesensoren. De afwezigheid van een borstel-collectorconstructie maakt het mogelijk de levensduur van de elektromotor tot 5000 uur of meer te verlengen, waardoor de betrouwbaarheid aanzienlijk wordt verhoogd en het niveau van radio-interferentie wordt verminderd.
Er wordt gewerkt aan elektromotoren met beperkte axiale afmetingen, die nodig zijn om bijvoorbeeld een ventilator aan te drijven interne verbrandingsmotor koeling. In deze richting wordt het zoeken uitgevoerd langs het pad van het maken van motoren met een eindcollector, die zich samen met borstels in een hol anker bevindt, of met schijfankers gemaakt met een gestempelde of bedrukte wikkeling.
Ze blijven speciale elektromotoren ontwikkelen, met name gesloten elektromotoren voor voorverwarmers, wat nodig is om de betrouwbaarheid en het gebruik op speciale voertuigen te verbeteren.
Op de moderne auto er is een groot aantal units geïnstalleerd die mechanische energie nodig hebben om te werken. Deze energie krijgen ze in de meeste gevallen van elektromotoren.
Een elektromotor met een mechanisch krachtoverbrengingsmechanisme en een elektrische motorbesturingsschakeling vormen een elektrisch aandrijfsysteem voor auto's. Tandwielen en wormwielen worden gebruikt om energie over te dragen in een elektrische aandrijving van een auto. krukmechanismen. Vaak worden een elektromotor en een mechanisme voor het overdragen van mechanische energie gecombineerd tot een reductiemotor of wordt een elektromotor gecombineerd met een actuator.
De elektrische aandrijvingen van de auto drijven de ventilatoren van de kachels en het motorkoelsysteem, elektrische ramen, antenneverlengingen, ruitenwissers, sproeierpompen, koplampreinigers, kachels, brandstofpompen enzovoort. Denk aan de vereisten voor elektromotoren en de typen elektromotoren die worden gebruikt in de elektrische aandrijfsystemen van voertuigunits.
Elektromotoren voor aandrijvingen van voertuigunits
De eisen aan elektromotoren zijn zeer divers. Elektromotoren voor kachels en autoventilatoren een lange bedrijfsmodus en een klein startkoppel hebben; elektrische raammotoren een groot startkoppel hebben, maar korte tijd werken; ruitenwisser motoren variabele belastingen waarnemen en daarom een starre uitgangskarakteristiek moeten hebben, de assnelheid mag niet significant veranderen wanneer de belasting verandert; voorverwarmermotoren moeten normaal werken bij zeer lage omgevingstemperaturen.
In de aandrijvingen van voertuigunits worden alleen gelijkstroom-elektromotoren gebruikt.. Hun nominale vermogens moeten overeenkomen met de series 6, 10, 16, 25, 40, 60, 90, 120, 150, 180, 250, 370 W en de nominale astoerentallen van de series 2000, 3000, 4000, 5000, 6000 , 8000, 9000 en 10.000 tpm.
Elektromotoren met elektromagnetische bekrachtiging in de elektrische aandrijving van voertuigunits hebben een seriële, parallelle of gemengde bekrachtiging. Omkeerbare elektromotoren zijn uitgerust met twee bekrachtigingswikkelingen. Het gebruik van elektromotoren met elektromagnetische bekrachtiging neemt momenteel echter af. Elektromotoren met bekrachtiging door permanente magneten zijn wijdverbreid.
De ontwerpen van elektromotoren zijn zeer divers.
Rijst. 2. Verwarmingsmotor
Op afb. 2 toont de inrichting van de elektrische verwarmingsmotor. Permanente magneten 2 zijn met veren 10 op het lichaam 12 van de elektromotor bevestigd. De ankeras 11 is geïnstalleerd in keramisch-metalen lagers 1 en 5 die zich in het lichaam en in het deksel 8 bevinden. Het deksel is met schroeven aan het lichaam bevestigd geschroefd in de platen 9. De stroom naar de collector 6 wordt geleverd via de borstels 4, geplaatst in de borstelhouder 3. Traverse 7 gemaakt van isolatiemateriaal, die alle borstelhouders verenigt tot een gemeenschappelijke eenheid, is bevestigd aan het deksel 8 .
Op elektromotoren tot 100 W is het gebruikelijk om glijlagers met keramisch-metalen inzetstukken, doosvormige borstelhouders en collectoren te gebruiken die zijn gestempeld uit kopertape met plastic krimp. Er worden ook collectoren gebruikt die zijn gemaakt van een buis met langsgroeven op het binnenoppervlak.
Deksels en behuizing zijn gemaakt van naadloos plaatstaal. Bij de ruitensproeiermotoren zijn de kappen en behuizing van kunststof. De stator van elektromotoren van elektromagnetische excitatie wordt gerekruteerd uit platen; bovendien zijn beide palen en het juk als één stuk uit plaatstaal gestanst.
Permanente magneten van type 1 en 2 (zie onderstaande tabel) zijn geïnstalleerd in een magnetisch circuit, gegoten in een plastic behuizing. Type 3, 4 en 5 magneten worden met platte stalen veren aan de body bevestigd of gelijmd. Type 6 magneet is geïnstalleerd en gelijmd in het magnetische circuit, dat in de motorkap wordt geplaatst. Het anker is gemaakt van platen van elektrisch staal met een dikte van 1-1,5 mm.
Technische gegevens van de belangrijkste typen elektromotoren met permanente magneetbekrachtiging
tabel 1. De belangrijkste soorten elektromotoren in elektrische aandrijvingen van binnenlandse auto's.
| elektrische motor | Magneettype: | Doel | Spanning, V | Nuttig vermogen, W | Gewicht (kg | |
| ME268 | 1 | Wasmachine aandrijving | 12 | 10 | 9000 | 0,14 |
| ME268B | 1 | Ook | 24 | 10 | 9000 | 0,15 |
| 45.3730 | 4 | Verwarmingsaandrijving | 12 | 90 | 4100 | 1 |
| MPEI | 3 | Ook | 12 | 5 | 2500 | 0,5 |
| ME237 | 4 | » | 24 | 25 | 3000 | 0,9 |
| ME236 | 4 | » | 12 | 25 | 3000 | 1 |
| ME255 | 4 | » | 12 | 20 | 3000 | 0,8 |
| 19.3730 | 5 | » | 12 | 40 | 2500 | 1,3 |
| ME250 | 5 | » | 24 | 40 | 3000 | 1,3 |
| ME237B | 4 | Drive glas- schoonmakers |
12 | 12 | 2000 | 0,9 |
| ME237E | 4 | Ook | 24 | 12 | 2000 | 0,9 |
| ME251 | 2 | Ventilatoraandrijving | 24 | 5 | 2500 | 0,5 |
| ME272 | 6 | Ook | 12 | 100 | 2600 | 2,25 |
Technische gegevens van de belangrijkste soorten elektromotoren met elektromagnetische bekrachtiging
tabel 2. De belangrijkste soorten elektromotoren in elektrische aandrijvingen van binnenlandse auto's.
| elektrische motor | Doel | Spanning, V | Nuttig vermogen, W | Assnelheid, tpm | Gewicht (kg |
| ME201 | Verwarmingsaandrijving | 12 | 11 | 5500 | 0,5 |
| ME208 | Ook | 24 | 11 | 5500 | 0,5 |
| MENA | ruitenwisser aandrijving |
12 | 15 | 1500 | 1,3 |
| ME202 | Prestart schijf |
12 | 11 | 4500 | 0,5 |
| ME202B | Ook | 24 | 11 | 4500 | 0,5 |
| ME252 | » | 24 | 180 | 6500 | 4,7 |
| 32.3730 | » | 12 | 180 | 6500 | 4,7 |
| ME228A | Antenne aandrijving | 12 | 12 | 4000 | 0,8 |
Elektromotoren meer dan 100 W sluit qua ontwerp aan bij DC-generatoren. Ze hebben een lichaam van koolstofarme stalen strip of een buis, waarop de palen met de bekrachtigingswikkeling met schroeven zijn bevestigd. De deksels zijn aan elkaar geschroefd. De doppen hebben kogellagers. Reactieve borstelhouders houden de borstels op de collector stabiel.
Motoren met twee snelheden met elektromagnetische bekrachtiging hebben klemmen voor elke bekrachtigingsspoel, elektromotoren met permanente magneten zijn uitgerust met een derde extra borstel, wanneer ze worden bekrachtigd, neemt de assnelheid toe.
Technische gegevens van de belangrijkste soorten elektromotoren met bekrachtiging door permanente magneten worden weergegeven in de tabel. 1, en met elektromagnetische excitatie in de tabel. 2.
Elektromotoren zijn hybride en hebben in feite, afgezien van het brandstofverbruik, een enorm toekomstig potentieel voor meer vermogen en veiligheid. Nu al hebben sommige hybride voertuigen met vierwielaandrijving een voordeel ten opzichte van benzinevoertuigen.
Hoe werkt een traditioneel All-Wheel Drive-systeem?
Er zijn verschillende soorten systemen. meest wijdverbreid kreeg een systeem dat constant koppel overbrengt op alle vier de wielen, ongeacht het tractieniveau, de stuurhoek en andere factoren. Het belangrijkste nadeel van permanente vierwielaandrijving is brandstofinefficiëntie. In sommige modellen die zijn uitgerust met een AWD-aandrijving, kan de elektronica het koppelniveau wijzigen en het vermogen over de assen verdelen, afhankelijk van de behoefte. In dit geval veel minder, maar niet veel.
Om overmatig brandstofverbruik tegen te gaan, bieden sommige fabrikanten auto's aan met intermitterende vierwielaandrijving. Meestal werkt de auto zonder vierwielaandrijving. Maar zodra de elektronica van de auto vaststelt dat sommige wielen grip verliezen, begint deze over te gaan op een andere as. Hierdoor kunt u het brandstofverbruik aanzienlijk verminderen (vooral wanneer u in de stad rijdt). Maar dit systeem heeft ook zijn nadelen. Auto's met zo'n plug-in vierwielaandrijving zijn bijvoorbeeld niet krachtig genoeg. Bovendien lijdt de veiligheid van de auto eronder, aangezien de late activering van de aandrijving tijdens uitglijden of uitglijden op de weg mogelijk niet helpt bij slippen, wat kan leiden tot een ongeval.
Hoe werkt het hybride vierwielaandrijvingssysteem?
Met behulp van elektromotoren zijn hybrides veiliger op de weg (weinig slipgevaar als gevolg van tractieverlies) en hebben laag verbruik brandstof. In de RX 450h helpen de elektromotoren (er zijn er twee in dit model) bijvoorbeeld de benzinemotor door het koppel en het vermogen te vergroten, en ook om de traditionele motor te verminderen.
De RX450h AWD-elektromotoren werken met elke as van het voertuig. Wanneer een auto in stadsverkeer op droog asfalt rijdt, wordt het koppel van de benzinemotor naar slechts één as overgebracht. Op dit punt kan de elektronica de elektrische aandrijfeenheden inschakelen, die de traditionele motor ontlasten en het brandstofverbruik verminderen.
Dus tijdens een scherpe acceleratie vanuit stilstand, voegt de achterste elektromotor koppel toe aan de achterwielen. Als de voorwielen grip verliezen tijdens het nemen van bochten met hoge snelheid (bijv. nat wegdek), dan verbindt de elektronica de voorste elektromotor, die het koppel naar de vooras begint over te brengen.
Dit elektronische koppeloverbrengingssysteem werkt onmiddellijk. Maar niet zoals traditionele auto's Met elektromotoren kunt u de auto direct van koppel voorzien.
Zelfs als de auto geen vierwielaandrijving heeft, hebben elektrische auto's het maximale koppel aanzienlijk verhoogd. dus binnen compact model koppel is 542 Nm. Dezelfde foto met Tesla-model S P85, die bijna vanaf het begin een maximumkoppel van 600 Nm beschikbaar heeft. Let op: volgend jaar massaproductie een vierwielaangedreven versie van de Model S zal arriveren, onmiddellijk na de release van de X elektrische crossover.
Hybride AWD-voertuigen winnen aan populariteit
Naast auto's staan ook andere autofabrikanten klaar om hun hybride modellen aan te bieden. Het biedt bijvoorbeeld het RLX Sport-Hybrid-model met drie elektromotoren die de 3,7-liter V6-motor helpen werken. Zo alleen elektrische motor brengt het koppel over op de voorwielen. De andere twee op achteras. De achterste elektrische voortstuwingseenheden kunnen onafhankelijk van elkaar werken.
Een andere auto die binnenkort wordt uitgebracht, is de , die wordt uitgerust met twee elektromotoren die de voorwielen van stroom voorzien, terwijl de V6-motor in het midden van de auto zit en het koppel naar de achteras stuurt.
Dankzij de V8-benzinemotor en elektromotoren was het dus mogelijk om in slechts 6:55 een rondje te rijden op het beroemde circuit van Neurenberg.
Nog een voorbeeld. , waardoor de auto in slechts 4,4 seconden van 0-100 km/u accelereert. Dit indrukwekkende resultaat wordt bereikt door een 1,5 liter driecilindermotor en elektrische installatie. Naast vermogen maakt de elektromotor het aanzienlijk mogelijk. Het i8-model verbruikt dus slechts 3,2 l/100 km. Daarmee is de i8 de zuinigste hybride sportwagen ter wereld.
Het is vermeldenswaard dat de 918 en i8 volledig elektrisch kunnen rijden zonder dat er benzinemotoren nodig zijn, waardoor een beperkte actieradius mogelijk is zonder brandstof te verbruiken.
Op dit moment is het potentieel voor de ontwikkeling van elektrische en hybride voertuigen met vierwielaandrijving enorm. Het volstaat te herinneren aan de deelname aan LeMans 24-races van modellen als de Audi R18 e-quattro en Toyota TS040 om te begrijpen dat fabrikanten zich actief ontwikkelen voor massaproductie hybride voertuigen met vierwielaandrijving in de nabije toekomst.
Nadelen en voordelen van hybride en elektrische auto's
Met vierwielaandrijving helaas nog niet perfect. Het draait allemaal om hun waarde. Hybride voertuigen zijn veel duurder om te produceren dan benzinevoertuigen. Bovendien zijn hybride auto's veel zwaarder dan hun traditionele versies. Het draait allemaal om het gewicht van batterijen en elektromotoren.
Maar deze tekortkomingen kunnen worden gecompenseerd door aanzienlijke brandstofbesparingen tijdens het gebruik van de machine. Bijvoorbeeld, Lexus-model RX450h met AWD-schijf verbruikt enkele liters minder brandstof dan de traditionele 350 AWD. Maar tot nu toe kunnen niet alle hybride auto's bogen op een snelle terugverdientijd. Door te veel te betalen voor een nieuwe hybride auto, verwacht elke koper de aankoopkosten zo snel mogelijk terug te verdienen. Maar helaas veel, die leiden tot een lange terugverdientijd op de kosten van de aankoop.
Hybride AWD-voertuigen zijn veel veiliger en efficiënter. Zo helpen elektromotoren de dynamiek te vergroten en dragen ze bij aan meer stabiliteit op de weg. Hierdoor hebben veel hybride automodellen een sportief karakter gekregen, in tegenstelling tot hun benzineversies.
Tractiecontrolesysteem voor voertuigen
Invoering
auto elektrische aandrijving tractiesensor
De relevantie van de ontwikkeling van een elektrische tractieaandrijving hybride auto is om correcter met energie om te gaan, de auto milieuvriendelijker te maken en de auto zuiniger te onderhouden door het brandstofverbruik te verminderen. Het zorgt voor de nodige kracht, trekkracht, de nodige snelheid van de auto wanneer: verschillende voorwaarden beweging.
Wetenschappelijke nieuwigheid.
De wetenschappelijke nieuwigheid ligt in de afwezigheid van de noodzaak om de motor te installeren op basis van piekbelastingen. Op het moment dat een sterke toename van de trekbelasting nodig is, worden zowel de elektromotor als de conventionele motor (en in sommige modellen een extra elektromotor) tegelijkertijd in de werkzaamheden betrokken. Hierdoor bespaar je op installatie minder krachtige motor interne verbranding, die het grootste deel van de tijd in de voor zichzelf meest gunstige modus werkt. Zo'n uniforme herverdeling en accumulatie van macht, met daaropvolgende snel gebruik, stelt u in staat om hybride planten in auto's sportles en SUV's.
Praktische betekenis.
De praktische betekenis ligt in het feit dat minerale brandstof wordt bespaard (een niet-hernieuwbare hulpbron), milieuvervuiling wordt verminderd, een zeer waardevolle hulpbron voor een persoon, zoals tijd, wordt bespaard (exclusief de helft van de reizen naar benzinestations).
1. Initiële gegevens en probleemstelling
De belangrijkste taak van het besturingssysteem van de krachtcentrale van een hybride voertuig is om de meest economische en milieuvriendelijke modus te bieden ICE-bewerking door de belasting te herverdelen tussen de verbrandingsmotor, de hulpmotor en het energieterugwinningscircuit.
Extra taken van het systeem zijn:
) Zorgen voor het terugwinnen van remenergie van de auto.
) Zorgen voor de nodige acceleratiedynamiek van de auto door het gebruik van een hulp energiecentrale en energieopslag.
) Zorgen voor de start-stop-modus met een minimale periode inactieve beweging ICE bij een korte stop van de auto.
Initiële data.
genomen Volkswagen auto Touareg
De onderstaande afbeeldingen (Fig. 1 en Fig. 2) tonen de specificaties:, wat de eerste gegevens zullen zijn voor mijn werk en het uiterlijk ervan.
Rijst. 1 Initiële gegevens
Rijst. 2 Verschijning Volkswagen Touareg
1.1 Classificatie van bestaande systemen
Om de tractie-elektrische aandrijving van een hybride auto te bestuderen, moet u beslissen welke van de drie bestaande schema's u kiest. Dit is een classificatie volgens de manier waarop de verbrandingsmotor en de elektromotor samenwerken.
Sequentieel schema.
Dit is de eenvoudigste hybride configuratie. De verbrandingsmotor wordt alleen gebruikt om de generator aan te drijven, en de elektriciteit die door deze laatste wordt opgewekt, wordt opgeladen batterij en voedt de elektromotor, die de aandrijfwielen laat draaien.
Dit elimineert de noodzaak van een versnellingsbak en koppeling. Regeneratief remmen wordt ook gebruikt om de batterij op te laden. Het schema dankt zijn naam aan het feit dat de krachtstroom de aandrijfwielen binnenkomt en een reeks opeenvolgende transformaties doormaakt. Van de mechanische energie die wordt opgewekt door de verbrandingsmotor tot de elektrische energie die wordt opgewekt door de generator, en weer naar de mechanische. In dit geval gaat onvermijdelijk een deel van de energie verloren. Met een seriehybride kunt u een verbrandingsmotor met laag vermogen gebruiken en deze werkt constant in het bereik van maximale efficiëntie, of hij kan volledig worden uitgeschakeld. Wanneer de verbrandingsmotor is uitgeschakeld, zijn de elektromotor en de batterij in staat om de nodige kracht voor beweging te leveren. Daarom moeten ze, in tegenstelling tot verbrandingsmotoren, krachtiger zijn en daarom hebben ze hogere kosten. Het meest effectieve sequentiële schema bij het rijden in de modus frequente stops, remmen en accelereren, rijden met lage snelheid, d.w.z. in de stad. Daarom wordt het gebruikt in stadsbussen en andere vormen van stadsvervoer. Grote mijnbouwdumptrucks werken ook volgens dit principe, waarbij een groot koppel op de wielen moet worden overgebracht en hoge snelheden niet vereist zijn.
parallelschakeling
Hier worden de aandrijfwielen aangedreven door zowel de verbrandingsmotor als de elektromotor (die omkeerbaar moet zijn, dat wil zeggen dat hij als generator kan werken). voor hun overeengekomen parallel werk computerbesturing wordt gebruikt. Tegelijkertijd blijft de behoefte aan een conventionele transmissie bestaan en moet de motor werken in inefficiënte tijdelijke omstandigheden.
Het moment dat uit twee bronnen komt, wordt verdeeld afhankelijk van de rijomstandigheden: in tijdelijke modi (start, acceleratie) is een elektromotor aangesloten om de verbrandingsmotor te helpen, en in gevestigde modi en tijdens het remmen werkt het als een generator, opladen de batterij. Dus bij parallelle hybrides loopt de verbrandingsmotor het grootste deel van de tijd en wordt de elektromotor gebruikt om hem te ondersteunen. Daarom kunnen parallelle hybriden een kleinere batterij gebruiken dan seriehybriden. Doordat de verbrandingsmotor direct op de wielen is aangesloten, is het vermogensverlies veel minder dan bij een seriehybride. Dit ontwerp is vrij eenvoudig, maar heeft als nadeel dat de omkeerbare machine van de parallelle hybride niet tegelijkertijd de wielen kan aandrijven en de batterij kan opladen. Parallel hybriden zijn effectief op de snelweg, maar niet erg effectief in de stad. Ondanks het gemak van implementatie van dit schema, verbetert het zowel de omgevingsparameters als de efficiëntie van het gebruik van verbrandingsmotoren niet significant.
Het Honda-bedrijf is een aanhanger van een dergelijk schema van hybriden. Hun Hybride systeem genaamd Integrated Motor Assist (Integrated Engine Assistant). Het zorgt in de eerste plaats voor het creëren van een benzinemotor met verhoogde efficiëntie. En pas als het de motor lastig wordt, moet een elektromotor te hulp komen. In dit geval vereist het systeem geen complexe en dure krachtbron controle, en bijgevolg zijn de kosten van een dergelijke auto lager. Het IMA-systeem bestaat uit een benzinemotor (die de belangrijkste krachtbron levert), een elektromotor die extra vermogen levert en een extra batterij voor de elektromotor. Wanneer een auto met een conventionele Benzinemotor vertraagt, wordt zijn kinetische energie gedissipeerd door de weerstand van de motor (motorremmen) of als warmte gedissipeerd bij verwarming remschijven en trommels. Het voertuig met het IMA-systeem begint te remmen met de elektromotor. De elektromotor werkt dus als een generator en wekt elektriciteit op. De energie die tijdens het remmen wordt opgeslagen, wordt opgeslagen in de accu. En wanneer de auto weer begint te accelereren, zal de batterij alle opgehoopte energie afstaan aan de spin-up van de elektromotor, die weer overschakelt naar zijn tractiefuncties. En het verbruik van benzine zal precies evenveel afnemen als de energie die tijdens het vorige remmen werd opgeslagen. Over het algemeen is Honda van mening dat het hybride systeem zo eenvoudig mogelijk moet zijn, de elektromotor heeft maar één functie: de verbrandingsmotor helpen zoveel mogelijk brandstof te besparen. Honda brengt twee hybride modellen uit: Insight en Civic.
Serie-parallel circuit
Toyota ging zijn eigen weg bij het maken van hybrides. Ontworpen door Japanse ingenieurs Hybride systeem Synergy Drive (HSD) combineert de kenmerken van de twee voorgaande typen. Aan het parallelle hybride circuit is een aparte generator en vermogensverdeler (planetair tandwiel) toegevoegd. Hierdoor krijgt de hybride de kenmerken van een sequentiële hybride: de auto start en rijdt bij lage snelheden alleen op elektrische tractie. Op de hoge snelheden en bij het rijden met constante snelheid is de verbrandingsmotor aangesloten. Bij hoge belastingen(accelereren, bergop rijden, enz.) de elektromotor wordt bovendien gevoed vanuit de batterij - d.w.z. de hybride werkt als een parallelle.
Met een aparte dynamo die de batterij oplaadt, wordt de elektromotor alleen gebruikt voor wielaandrijving en regeneratief remmen. Het planetaire tandwielstelsel stuurt een deel van het vermogen van de verbrandingsmotor naar de wielen en de rest naar de generator, die ofwel de elektromotor aandrijft of de batterij oplaadt. Het computersysteem past constant de voeding van beide energiebronnen aan om optimale werking onder alle rijomstandigheden. Bij dit type hybride draait de elektromotor het grootste deel van de tijd en wordt de verbrandingsmotor alleen in de meest efficiënte modi gebruikt. Daarom kan het vermogen lager zijn dan bij een parallelle hybride.
belangrijk ICE-functie is ook dat het werkt op de Atkinson-cyclus en niet op de Otto-cyclus, zoals conventionele motoren. Als de werking van de motor is georganiseerd volgens de Otto-cyclus, creëert de zuiger bij de inlaatslag, die naar beneden beweegt, een vacuüm in de cilinder, waardoor lucht en brandstof erin worden gezogen. Tegelijkertijd, in de lage snelheidsmodus, wanneer de gasklep bijna gesloten is, de zogenaamde. pompverliezen. (Om beter te begrijpen wat dit is, kunt u bijvoorbeeld proberen lucht aan te zuigen door samengeknepen neusgaten.) Bovendien verslechtert dit het vullen van de cilinders met een nieuwe lading en, dienovereenkomstig, verhoogt het brandstofverbruik en de emissies. schadelijke stoffen qua sfeer. Wanneer de zuiger de bodem bereikt dood centrum(NMT), inlaatklep: sluit. Tijdens de uitlaatslag, wanneer de Uitlaatklep, uitlaatgassen staan nog steeds onder druk en hun energie gaat onherstelbaar verloren - dit is de zogenaamde. output verlies.
In de Atkinson-motor sluit de inlaatklep bij de inlaatslag niet bij BDC, maar veel later. Dit geeft hele regel voordelen. Ten eerste worden pompverliezen verminderd, omdat: een deel van het mengsel, toen de zuiger BDC passeerde en omhoog begon te bewegen, wordt teruggeduwd in inlaatspruitstuk(en vervolgens gebruikt in een andere cilinder), waardoor het vacuüm erin wordt verminderd. Het brandbare mengsel dat uit de cilinder wordt geduwd, voert ook een deel van de warmte van de wanden af. Aangezien de duur van de compressieslag ten opzichte van de slag van de slag afneemt, werkt de motor volgens de zgn. een cyclus met een verhoogde expansieverhouding, waarbij de energie van de uitlaatgassen voor een langere tijd wordt gebruikt, d.w.z. met een afname van uitlaatverliezen. Zo krijgen we betere milieuprestaties, zuinigheid en meer efficiëntie, maar minder kracht. Maar feit is dat de motor van de Toyota hybride in licht belaste standen draait, waarbij dit nadeel van de Atkinson-cyclus geen grote rol speelt.
De nadelen van een serie-parallelle hybride zijn de hogere kosten, aangezien er een aparte generator, een groter accupakket en een efficiënter en complexer systeem voor nodig is. computer systeem beheer.
Het HSD-systeem is geïnstalleerd op: Toyota hatchback Prius, sedan business class Camry, SUV's Lexus RX400h, Toyota Hooglander Hybrid, Harrier Hybrid, Lexus GS 450h sportsedan en Lexus LS 600h luxeauto. De knowhow van Toyota werd gekocht door Ford en Nissan en gebruikt om Ford Escape Hybride en Nissan Altima Hybrid. Toyota Prius leidt in verkoop onder alle hybriden. Het benzineverbruik in de stad is 4 liter per 100 kilometer. Het is het eerste voertuig met een lager brandstofverbruik in de stad dan op de snelweg. Op de Autosalon van Parijs 2008 werd de Prius plug-in hybride geïntroduceerd.
1.2 Schema's van het besturingssysteem van de elektrische tractie-aandrijving van de auto
Legenda van ingangs- en uitgangssignalen aan/uit. motor-generator rempedaalsignaal elektronisch gaspedaalsignaal motortoerental motortemperatuur bediening van de scheidingskoppeling
ICE/elektromotor-generator snelheid van de elektromotor van de generator motortemperatuur van de generator automatische transmissie snelheid versnelling detectie automatische transmissie hydraulisch systeem temperatuur hydraulische koppeling pomp, druk
in het hydraulisch systeemAutomatische transmissie, schakelenVermogenelektronische moduletemperatuurBewaking van de kabels van het hoogspanningssysteemHoogspanningaccutemperatuurBewaking van de spanningDruk in de hydraulische remactuator
systemen, remdrukregistratie van wielsnelheid detectie van het vastmaken van een veiligheidsgordel
Legenda bij de elektrische componentenHoogspanningsaccuMotorregeleenheidACPS-regeleenheidPower-module en regeleenheid elektrische aandrijving Schakelkast (EBox)ABS-regeleenheidInstrumentencluster-regeleenheidDatabus-diagnose-interfaceAirbag-regeleenheid
Radionavigatiesysteem RNS 850
Werkomschrijving:
Begin van beweging. Rijden met een lichte lading, lage snelheid of op een lichte helling. Omdat de verbrandingsmotor een laag rendement heeft bij lage belasting, wordt de beweging verzorgd door: hulpmotor als de opslagcapaciteit voldoende is. Anders wordt de beweging uitgevoerd met behulp van de verbrandingsmotor.
Zelfs beweging. Het systeem biedt de meest efficiënte werking van de verbrandingsmotor. Als het koppel van de verbrandingsmotor kleiner is dan het moment van weerstand, wordt het ontbrekende vermogen geleverd door een hulpmotor aan te sluiten. Als het optimale koppel groter is dan het sleepkoppel, wordt het overtollige vermogen verwijderd door het energieterugwinningscircuit.
overklokken De noodzakelijke acceleratiedynamiek wordt voornamelijk geleverd door de hulpmotor, terwijl de meest economische modus van de hoofdverbrandingsmotor behouden blijft. In geval van onvoldoende energiereserve in de opslag of gebrek aan vermogen van de hulpmotor, wordt extra vermogen geleverd door de hoofdverbrandingsmotor.
remmen. Overmatige kinetische energie voertuig afgevoerd in het terugwinningscircuit. Als het regeneratieve remvermogen onvoldoende is, wordt het hydraulische remsysteem geactiveerd.
Wanneer gestopt en er is genoeg energie in de aandrijving om te starten, wordt de verbrandingsmotor uitgeschakeld. Als de opgeslagen energie niet genoeg is. De verbrandingsmotor blijft draaien totdat deze moet worden bijgevuld Hoogspanningsaccu Vermogensmodule en regeleenheid
elektrische aandrijvingHoogspanning batterij schakelkastJack box (EBox)Zekering apparaat 1HV systeem service connectorVentilator 1Hybride batterijVentilator 2Hybride batterij
Elektrische motor-generator.
Het belangrijkste element van de hybride aandrijving is de elektromotor-generator.
In een hybride aandrijfsysteem neemt het drie cruciale taken op zich:
Startmotor voor verbrandingsmotor,
Dynamo voor het opladen van een hoogspanningsaccu,
Tractie elektromotor voor voertuigbeweging.
De rotor draait in de stator zonder contact. In generatormodus is het vermogen van de generator-elektromotor 38 kW. In de tractiemotormodus ontwikkelt de elektromotor-generator een vermogen van 34 kW. Het verschil is te wijten aan de vermogensverliezen, die structureel inherent zijn aan elke elektrische machine. Alleen elektrisch rijden op vlak terrein is mogelijk voor de Touareg met hybride motor tot een snelheid van ongeveer 50 km/u. maximale snelheid beweging is afhankelijk van de weerstand tegen beweging en de mate en lading van de hoogspanningsaccu. De speciale koppeling K0 bevindt zich in de behuizing van de elektromotor-generator.
De elektromotor-generator bevindt zich tussen de verbrandingsmotor en de automatische transmissie.
Het is een driefasige synchrone motor. Met vermogenselektronische module constante druk 288 V wordt omgezet in driefasige wisselspanning. Driefasige spanning creëert een driefasig elektromagnetisch veld in de elektromotor-generator.
In de servicedocumentatie wordt de motor-generator aangeduid als "tractiemotor voor elektrische aandrijving V141".
1.3 Sensoren inbegrepen in het systeem
Rotorpositiesensor.
Omdat de verbrandingsmotor met zijn snelheidssensoren mechanisch is losgekoppeld van de elektromotor-generator in elektrische aandrijvingsmodus, heeft deze laatste zijn eigen sensoren nodig om de positie en snelheid van de rotor te bepalen. Hiervoor zijn drie snelheidssensoren geïntegreerd in de elektromotor-generator.
Deze omvatten:
tractierotorpositiesensor 1
elektromotor G713
tractierotorpositiesensor 2
elektromotor G714
sensor 3 positie rotortractie
De rotorpositiesensor (RPR) is een onderdeel van de elektromotor.
In collector-elektromotoren is de rotorpositiesensor een borstel-collectorsamenstel, dat ook een stroomschakelaar is.
V borstelloze motoren De rotorpositiesensor kan van verschillende typen zijn:
Magnetische inductie (d.w.z. de vermogensspoelen zelf worden gebruikt als sensor, maar soms worden extra wikkelingen gebruikt)
Magneto-elektrisch (Hall-effectsensoren)
Opto-elektrisch (op verschillende optocouplers: LED-fotodiode, LED-fototransistor, LED-fotothyristor).
Aandrijfmotor temperatuur zender G712
Deze sensor is geïntegreerd in het lichaam van de elektromotor-generator en gevuld met polymeer.
De sensor registreert de temperatuur van de generator-elektromotor. De koelvloeistofcircuits zijn: integraal deel innovatief temperatuurregelsysteem. Het signaal van de temperatuursensor van de tractiemotor wordt gebruikt om de koelcapaciteit van het te regelen. Met behulp van een elektrische koelvloeistofpomp en een geregelde koelvloeistofpomp voor een verbrandingsmotor kunnen alle bedrijfsmodi van het koelsysteem worden geregeld, van de modus zonder koelvloeistofcirculatie in de koelcircuits tot de modus met maximale koelsysteemprestaties .
Afhankelijk van de materialen die worden gebruikt voor de productie van thermoresistieve sensoren, zijn er:
1.Resistieve temperatuurdetectoren (RTD's). Deze sensoren zijn gemaakt van metaal, meestal platina. In principe verandert elke meta zijn weerstand bij blootstelling aan temperatuur, maar platina wordt gebruikt omdat het op lange termijn stabiliteit, sterkte en reproduceerbaarheid van kenmerken heeft. Wolfraam kan ook worden gebruikt om temperaturen boven 600°C te meten. Het nadeel van deze sensoren is: hoge prijs en niet-lineariteitskenmerken. 2.Silicium resistieve sensoren. De voordelen van deze sensoren zijn een goede lineariteit en een hoge stabiliteit op lange termijn. Deze sensoren kunnen ook direct in microstructuren worden ingebed. .Thermistoren. Deze sensoren zijn gemaakt van metaaloxideverbindingen. De sensoren meten alleen de absolute temperatuur. Een belangrijk nadeel thermistoren is de noodzaak voor hun kalibratie en een grote niet-lineariteit, evenals veroudering, maar met alle nodige aanpassingen kunnen ze worden gebruikt voor precisiemetingen. 2. Diagnostiek
.1 Diagnostische tester DASH CAN 5.17 kost 16500 roebel. Functionaliteit: Kalibratie en afstelling van de kilometerteller; Sleutels aan een auto toevoegen, zelfs als u niet alle bestaande sleutels heeft Voert toetsaanpassing uit Lees login / geheime codes(SKC) Identificatienummer en startonderbrekernummer opnemen Laadt en bewaart het gedecodeerde startblokkeringsblok Slaat (klonen) het instrumentenpaneel op door het startblokkeringsblok uit het bestand te schrijven Leest en wist CAN-ECU-foutcodes Gebruik: Knoppen: / SEAT / SKODA - druk op deze knop om de nieuwste generatie VDO te lezen. (Bijvoorbeeld geschikt voor GOLF V van 2003 tot 06.2006. Sommige versies van SEAT- en Skoda-auto's zijn uitgerust met combinaties van dit type op modellen vóór 2009) - druk op deze knop om de Passat B6 te lezen. (Bij deze voertuigen kunt u geen startonderbrekerinformatie van het instrumentenpaneel krijgen omdat de startonderbreker deel uitmaakt van de module) A3 - druk op deze knop om de AUDI A3 VDO-combinatie te lezen A4 - druk op deze knop om de AUDI A4 BOSCHRB4./ TOUAREG - klik op deze knop om Phaeton en Touareg BOSCHRB4.EDC15 te lezen - diesel auto's sinds 1999. Ondersteunt de meeste auto's van de VAG-groep en SKODA - uitgerust hun auto's met ECU EDC16 - gebruikt op dieselauto's sinds 2002. Gebruikt op auto's laatste generaties.* /MED9.5 - De BOSCHME7.*-motor wordt gebruikt in auto's zoals GolfI V of Audi TT. U kunt de volgende motoren lezen: ME7.5, ME7.1, ME7.5.1, ME7.1.1..1.1 Golf wordt nog niet ondersteund KANALEN - Door op deze knop te drukken past u de EEprom van de motorregeleenheid BOSCHME7.BOXES aan - Door door op deze knop te drukken, kunt u lezen registratiecode van de startonderbreker. Geschikt voor Audi A4 met 12 pins connector en LT box. Van 1994 t/m 1998 kun je ook vakjes uitlezen, maar alleen als de aangepaste sleutel in het contact zit. 2.2 Diagnostische informatie
Zelfdiagnose van het systeem. Als er een storing optreedt in het hoogspanningssysteem, gaat het controlelampje branden. Symbool controlelamp kan oranje, rood of zwart zijn. Afhankelijk van het type storing in het hoogspanningssysteem wordt een symbool met de betreffende kleur en een waarschuwingsmelding weergegeven. Gevolgtrekking
In mijn werk wordt gekeken naar het besturingssysteem van de tractie-elektrische aandrijving van een hybride auto. Alle bestaande systemen, alle circuitoplossingen worden ook overwogen, de sensoren die in het systeem zijn opgenomen, worden overwogen. Zelfdiagnose van het systeem en diagnose met behulp van extern apparaat(tester). Het werk is volledig afgerond. Bibliografie
1. Yutt VE Elektrische uitrusting van auto's: een leerboek voor universiteitsstudenten. - M.: Transport, 1995. - 304 p. Kort auto gids. - M.: Transconsulting, NIIAT, 1994 - 779 p. 25 exemplaren Akimov S.V., Chizhkov Yu.P. Elektrische uitrusting van auto's - M.: CJSC KZHI "Achter het stuur", 2001. - 384 p. 25 exemplaren Akimov SV, Borovskikh Yu.I., Chizhkov Yu.P. Elektrische en elektronische uitrusting van auto's - M.: Mashinostroenie, 1988. - 280 p. Reznik A.M., Orlov VM. Elektrische uitrusting van auto's. - M.: Transport, 1983. - 248 p. Service Training Zelfstudieprogramma 450 Touareg met hybride aandrijflijn.
