Elektrický pohon je automobilový. Elektrický pohon kolies automobilov. Ako funguje tradičný systém pohonu všetkých kolies

Trendy vo vývoji rôznych automobilových systémov spojené so zvyšovaním účinnosti, spoľahlivosti, komfortu a bezpečnosti premávky vedú k tomu, že úloha elektrických zariadení, najmä elektrického pohonu pomocných systémov, neustále narastá. V súčasnosti sú dokonca aj na nákladných vozidlách nainštalované najmenej 3 až 4 elektromotory a na autách - 5 alebo viac, v závislosti od triedy.

Elektrický pohon nazýva sa elektromechanický systém pozostávajúci z elektromotora (alebo viacerých elektromotorov), prevodového mechanizmu k pracovnému stroju a všetkých zariadení na ovládanie elektromotora. Hlavnými zariadeniami automobilu, kde sa používa elektrický pohon, sú ohrievače a interiérové ventilátory, predhrievače, čističe skiel a svetlometov, mechanizmy na zdvíhanie okien, antény, pohyblivé sedadlá atď.

Požiadavky na elektromotory inštalované v konkrétnej jednotke automobilu sú spôsobené prevádzkovými režimami tejto jednotky. Pri výbere typu motora je potrebné porovnať prevádzkové podmienky pohonu s vlastnosťami mechanických charakteristík rôznych typov elektromotorov. Je obvyklé rozlišovať medzi prirodzenými a umelými mechanickými charakteristikami motora. Prvý zodpovedá nominálnym podmienkam jeho zapnutia, bežnej schéme zapojenia a absencii akýchkoľvek ďalších prvkov v obvodoch motora. Umelé charakteristiky sa získajú zmenou napätia na motore vrátane prídavných prvkov v obvode motora a pripojením týchto obvodov podľa špeciálnych schém.

Bloková schéma elektronického systému riadenia odpruženia

Jedným z najsľubnejších smerov vo vývoji elektrického pohonu pre pomocné systémy automobilu je vytvorenie elektromotorov s výkonom do 100 W s budením od
permanentné magnety. Použitie permanentných magnetov umožňuje výrazne zlepšiť technické a ekonomické ukazovatele elektromotorov: znížiť hmotnosť, celkové rozmery, zvýšiť účinnosť. Medzi výhody patrí absencia budiaceho vinutia, čo zjednodušuje vnútorné prepojenia a zvyšuje spoľahlivosť elektromotorov. Navyše, vďaka nezávislému budeniu môžu byť všetky motory s permanentnými magnetmi reverzibilné.

Princíp činnosti elektrických strojov s permanentnými magnetmi je podobný známemu princípu činnosti strojov s elektromagnetickým budením - v elektromotore sa interakciou polí kotvy a statora vytvára krútiaci moment. Zdrojom magnetického toku v takýchto elektromotoroch je permanentný magnet. Užitočný tok daný magnetom do vonkajšieho obvodu nie je konštantný, ale závisí od celkového účinku vonkajších demagnetizačných faktorov. Magnetické toky magnetu mimo motorového systému a v celom motore sú rôzne. Navyše pre väčšinu magnetických materiálov je proces demagnetizácie magnetu nevratný, pretože návrat z bodu s nižšou indukciou do bodu s vyššou indukciou (napríklad pri demontáži a montáži elektromotora) prebieha podľa návratových kriviek. ktoré sa nezhodujú s demagnetizačnou krivkou (fenomén hysterézy). Preto sa pri montáži elektromotora magnetický tok magnetu stáva menším, ako bol pred demontážou elektromotora.

V tomto ohľade je dôležitou výhodou magnetov z oxidu bárnatého používaných v automobilovom priemysle nielen ich relatívna lacnosť, ale aj zhoda v určitých medziach návratových a demagnetizačných kriviek. Ale aj v nich sa pri silnom demagnetizačnom účinku magnetický tok magnetu po odstránení demagnetizačných účinkov zmenšuje. Preto je pri výpočte elektromotorov s permanentnými magnetmi veľmi dôležité zvoliť správny objem magnetu, ktorý zaisťuje nielen pracovný režim elektromotora, ale aj stabilitu pracovného bodu pri maximálnej možnej demagnetizácii. faktory.

Elektromotory pre predhrievače. Predštartovacie ohrievače slúžia na zabezpečenie spoľahlivého štartovania spaľovacieho motora pri nízkych teplotách.Účelom tohto typu elektromotorov je privádzať vzduch pre udržanie spaľovania v benzínových ohrievačoch, privádzať vzduch, palivo a "zabezpečovať cirkuláciu kvapaliny v dieselových motoroch". .

Charakteristickým znakom prevádzkového režimu je, že pri takýchto teplotách je potrebné vyvinúť veľký rozbehový krútiaci moment a krátkodobo pracovať. Na splnenie týchto požiadaviek sú elektromotory predhrievačov vyrábané so sériovým vinutím a pracujú v krátkodobom a prerušovanom režime. V závislosti od teplotných podmienok majú elektromotory rôzne spínacie časy: pri mínus 5 ... mínus 10 "С nie viac ako 20 minút; pri mínus 10 ... mínus 2,5 ° С nie viac ako 30 minút; pri mínus 25 ... mínus 50 ° Od nie viac ako 50 min.

Menovitý výkon väčšiny elektromotorov v predhrievačoch je 180 W, ich frekvencia otáčania sa rovná 6500 min "1.

Elektromotory na pohon ventilačných a vykurovacích zariadení. Vetracie a vykurovacie jednotky sú určené na vykurovanie a vetranie osobných automobilov, autobusov, kabín nákladných áut a traktorov. Ich pôsobenie je založené na využití tepla zo spaľovacieho motora a ich výkon do značnej miery závisí od vlastností elektrického pohonu. Všetky elektromotory tohto účelu sú motory s nepretržitou prevádzkou, prevádzkované pri teplote okolia mínus 40 ... + 70 ° C. V závislosti od usporiadania vykurovacieho a ventilačného systému na vozidle majú elektromotory rôzny smer otáčania. Tieto motory sú jedno alebo dvojrýchlostné, hlavne s budením permanentným magnetom. Dvojrýchlostné elektromotory poskytujú dva režimy prevádzky vykurovacieho systému. Čiastočný režim prevádzky (režim nízkej rýchlosti a tým nízkej produktivity) je zabezpečený prídavným poľným vinutím.

Okrem vykurovacích systémov, ktoré využívajú teplo spaľovacieho motora, sa používajú nezávislé vykurovacie systémy. V týchto inštaláciách poháňa elektromotor s dvoma výstupnými hriadeľmi dva rotujúce ventilátory, jeden smeruje studený vzduch do výmenníka tepla a následne do vykurovanej miestnosti, druhý dodáva vzduch do spaľovacej komory.

Elektromotory ohrievačov používané na mnohých modeloch osobných a nákladných automobilov majú menovitý výkon 25-35 W a menovité otáčky 2500-3000 min 1.

Elektromotory na pohon zariadení na čistenie skla. Elektromotory používané na pohon stieračov musia poskytovať tuhú mechanickú charakteristiku, schopnosť regulovať rýchlosť pri rôznych zaťaženiach a zvýšený rozbehový krútiaci moment. Je to spôsobené špecifikami činnosti stieračov čelného skla - spoľahlivé a kvalitné čistenie povrchu čelného skla v rôznych klimatických podmienkach.

Na zabezpečenie požadovanej tuhosti mechanických charakteristík sa používajú motory s budením permanentným magnetom, motory s paralelným a zmiešaným budením a na zvýšenie krútiaceho momentu a zníženie otáčok sa používa špeciálna prevodovka. V niektorých elektromotoroch je prevodovka navrhnutá ako integrálna súčasť elektromotora. V tomto prípade sa elektromotor nazýva prevodový motor. Zmena rýchlosti elektromagneticky budených motorov sa dosiahne zmenou budiaceho prúdu v paralelnom vinutí. V elektromotoroch s budením permanentným magnetom sa zmena rýchlosti kotvy dosiahne inštaláciou prídavnej kefy.

Na obr. 8.2 je schematický diagram elektrického pohonu stierača SL136 s elektromotorom s permanentným magnetom. Prerušovaný chod stierača sa vykonáva zapnutím spínača 5A do pozície III. V tomto prípade je obvod kotvy 3 motora stierača nasledujúci: "+" batérie GB - termo-bimetalový menič 6 - spínač SA(kont. 5, 6) - kontakty K1: 1 - SA(kont. 1, 2) - kotva - "hmotnosť". Paralelné ukotvenie cez kontakty Q1: 1 k batérii je pripojený citlivý prvok (vyhrievacia cievka) elektrotepelného relé KK1. Po určitom čase zahriatie citlivého prvku vedie k otvoreniu kontaktov elektrotepelného relé CC1: 1. To spôsobí otvorenie cievky relé. K1. Toto relé je odpojené. Jeho kontakty Q1: 1 otvorte a kontakty Q1: 2 byť stiahnutý. Kontakty relé Q1: 2 a kontakty koncového spínača 80 elektromotor zostane pripojený k batérii, kým sa stieracie lišty nevrátia do pôvodnej polohy. V čase kladenia kief otvorí vačka 4 kontakty 80, spôsobí zastavenie motora. Ďalšie zapnutie elektromotora nastane, keď citlivý prvok elektrického tepelného relé KK1 vychladne a toto relé sa opäť vypne. Cyklus stierania sa opakuje 7-19 krát za minútu. Nízkorýchlostný režim je zabezpečený otočením prepínača do polohy I. V tomto prípade sa napájanie kotvy 3 elektromotora vykonáva cez prídavnú kefu 2, inštalovanú pod uhlom k hlavným kefám. V tomto režime prúd prechádza len časťou vinutia kotvy 3. čo je dôvodom poklesu frekvencie otáčania kotvy. Režim vysokorýchlostného stierania sa spustí, keď je spínač nastavený ZA do polohy I. V tomto prípade je elektromotor napájaný cez hlavné kefy a prúd prechádza celým vinutím kotvy. Pri nastavovaní spínača ZA v polohe IV je napätie privedené na kotvy 3 a 1 motorčekov stieračov a ostrekovačov čelného skla a dôjde k ich súčasnej činnosti.

Ryža. 8.2. Schéma elektrického pohonu stieračov:

1 - kotva motora podložky; 2 - prídavná kefa;

3 - kotva motora stierača; 4 - vačka;

5 - časové relé; b - termobimetalová poistka

Po vypnutí stieračov (poloha spínača "O"-) vďaka koncovému spínaču 50 elektromotor zostane zapnutý, kým sa kefy nevložia do pôvodnej polohy. V tomto bode vačka 4 otvorí okruh a motor sa zastaví. V obvode kotvy 3 elektromotora je zahrnutá termobimetalová poistka 6, ktorá je určená na obmedzenie prúdu v obvode pri preťažení.

Činnosť stierača pri slabom daždi alebo slabom snežení komplikuje skutočnosť, že sa na čelné sklo dostáva málo vlhkosti. Zvyšuje sa tak trenie a opotrebovanie kief, ako aj spotreba energie na čistenie skla, čo môže spôsobiť prehriatie hnacieho motora. Frekvencia zapínania na jeden alebo dva cykly a manuálneho vypínania vodičom sú nepohodlné a nebezpečné, pretože pozornosť vodiča je na krátky čas odpútaná od jazdy. Pre organizáciu krátkodobej aktivácie stierača je preto riadiaci systém elektromotora doplnený o elektronický regulátor hodín, ktorý v určitých intervaloch automaticky vypne motorček stierača na jeden alebo dva ťahy. Interval medzi zastaveniami stierača sa môže meniť v priebehu 2-30 sekúnd. Väčšina modelov motorov stieračov má menovitý výkon 12-15 W a menovité otáčky 2000-3000 ot./min.

V moderných autách sa rozšírili ostrekovače čelného skla a elektrické čističe svetlometov. Elektromotory do ostrekovačov a čističov svetlometov pracujú v prerušovanom režime a sú budené permanentnými magnetmi a majú nízky menovitý výkon (2,5-10 W).

Okrem vyššie uvedených účelov sa elektromotory používajú na pohon rôznych mechanizmov: zdvíhanie okien dverí a priečok, pohyblivé sedadlá, hnacie antény atď. Na zabezpečenie veľkého rozbehového momentu tieto elektromotory

Prídavné elektrické zariadenia zavolajte skupinu pomocných zariadení a zariadení, ktoré zabezpečujú vykurovanie a vetranie kabíny a karosérie, čistenie okien kabíny a svetlometov, zvukové alarmy, príjem rádia a ďalšie pomocné funkcie.

Trendy vo vývoji rôznych automobilových systémov spojené so zvyšovaním účinnosti, spoľahlivosti, komfortu a bezpečnosti premávky vedú k tomu, že úloha elektrických zariadení, najmä elektrického pohonu pomocných systémov, neustále narastá. Ak pred 25 ... 30 rokmi na sériových automobiloch prakticky neexistovali žiadne mechanizmy s elektrickým pohonom, potom sú v súčasnosti aj na nákladných autách nainštalované najmenej 3 ... 4 elektromotory a na autách - 5 ... 8 resp. viac, v závislosti od triedy.

Elektrický pohon nazýva sa elektromechanický systém pozostávajúci z elektromotora (alebo viacerých elektromotorov), prevodového mechanizmu k pracovnému stroju a všetkých zariadení na ovládanie elektromotora. Hlavnými zariadeniami automobilu, kde sa používa elektrický pohon, sú ohrievače a vnútorné ventilátory, predhrievače, stierače čelného skla a svetlometov, mechanizmy na zdvíhanie odtokov, antény, pohyby sedadiel atď.

Trvanie prevádzky a jej charakter určujú prevádzkový režim pohonu. Pre elektrický pohon je zvykom rozlišovať tri hlavné režimy prevádzky: nepretržitý, krátkodobý a prerušovaný.

Nepretržitý režim vyznačujúci sa takou dobou trvania, pri ktorej počas prevádzky elektromotora dosiahne jeho teplota ustálenú hodnotu. Ako príklady mechanizmov s dlhodobou prevádzkou možno uviesť ohrievače a ventilátory interiéru vozidla.

Krátkodobý režim má relatívne krátku prevádzkovú dobu a teplota motora nestihne dosiahnuť ustálenú hodnotu. Prestávka v prevádzke pohonu je dostatočná na to, aby mal motor čas vychladnúť na okolitú teplotu. Tento režim prevádzky je typický pre rôzne krátkodobé zariadenia: zdvíhanie okien, hnacie antény, pohyblivé sedadlá atď.

Prerušovaný režim charakterizovaná prevádzkovou periódou, ktorá sa strieda s prestávkami (stop alebo voľnobeh), pričom v žiadnom z prevádzkových období nedosiahne teplota motora ustálenú hodnotu a počas odľahčenia motor nestihne vychladnúť na teplota okolia. Príkladom automobilových zariadení pracujúcich v tomto režime sú stierače čelného skla (v príslušných režimoch), ostrekovače čelného skla atď.

Charakteristickým znakom prerušovaného režimu je pomer pracovnej časti obdobia T" k celému obdobiu T. Tento ukazovateľ sa nazýva relatívna dĺžka prac NS alebo relatívnej dobe trvania PV, merané v percentách.

Požiadavky na elektromotory inštalované v jednej alebo druhej jednotke automobilu sa vyznačujú svojimi osobitnými špecifikami a sú spôsobené prevádzkovými režimami tejto jednotky. Pri výbere typu motora je potrebné porovnať prevádzkové podmienky pohonu s vlastnosťami mechanických charakteristík rôznych typov elektromotorov. Je obvyklé rozlišovať medzi prirodzenými a umelými mechanickými charakteristikami motora. Prvý zodpovedá nominálnym podmienkam jeho zapnutia, bežnej schéme zapojenia a absencii akýchkoľvek ďalších prvkov v obvodoch motora. Umelé charakteristiky sa získajú zmenou napätia na motore vrátane prídavných prvkov v obvode motora a pripojením týchto obvodov podľa špeciálnych schém.

Jedným z najsľubnejších smerov vo vývoji elektrického pohonu pre pomocné systémy automobilu je vytvorenie elektromotorov s výkonom do 100 W s budením z permanentných magnetov.

Použitie permanentných magnetov umožňuje výrazne zlepšiť technické a ekonomické ukazovatele elektromotorov: znížiť hmotnosť, celkové rozmery a zvýšiť účinnosť. Medzi výhody patrí absencia budiacich vinutí, čo zjednodušuje vnútorné spojenia a zvyšuje spoľahlivosť elektromotorov. Navyše, vďaka nezávislému budeniu môžu byť všetky motory s permanentnými magnetmi reverzibilné.

Typická konštrukcia motora s permanentným magnetom používaného v ohrievačoch je znázornená na obrázku 7.1. .

Permanentné magnety 4 sú upevnené v puzdre 3 pomocou dvoch oceľových plochých pružín 6 pripevnený k telu. Kotva 7 elektromotor sa otáča v dvoch samonaklápacích klzných ložiskách 5 ... Grafitové kefy 2 pritlačený pružinami k rozdeľovaču 1, vyrobené z pásu medi a vyfrézované na samostatné lamely.

Ako je vidieť z obr. 7.2, pracovný bod magnetu mimo motorového systému N, pracovný bod zmontovaný s telom M a pracovný bod magnetu v zostave elektromotora TO sú rôzne. Navyše pre väčšinu magnetických materiálov je proces demagnetizácie magnetu nevratný, pretože návrat z bodu s nižšou indukciou do bodu s vyššou indukciou (napríklad pri demontáži a montáži elektromotora) prebieha podľa návratových kriviek. ktoré sa nezhodujú s demagnetizačnou krivkou.

V tomto smere je dôležitou výhodou magnetov z oxidu bárnatého používaných v automobilovom priemysle nielen ich relatívna lacnosť, ale aj zhoda v určitých medziach (až po inflexný bod) kriviek návratu a demagnetizácie. Ak je vplyv vonkajších demagnetizačných faktorov taký, že pracovný bod magnetu sa pohybuje kolenom, potom návrat do bodu TO je už nemožné a pracovný bod v zostavenom systéme už bude bodom TO 1 s menšou indukciou. Preto je pri výpočte elektromotorov s permanentnými magnetmi veľmi dôležité zvoliť správny objem magnetu, ktorý zaisťuje nielen prevádzkový režim elektromotora, ale aj stabilitu pracovného bodu pri pôsobení maximálnych možných demagnetizačných faktorov.

Elektromotory pre predhrievače. Predštartovacie ohrievače slúžia na zabezpečenie spoľahlivého štartovania spaľovacieho motora pri nízkych teplotách. Účelom tohto typu elektromotorov je privádzať vzduch na udržanie spaľovania v benzínových ohrievačoch, privádzať vzduch, palivo a cirkulovať kvapalinu v dieselových motoroch.

Charakteristickým znakom prevádzkového režimu je, že pri takýchto teplotách je potrebné vyvinúť veľký rozbehový krútiaci moment a krátkodobo pracovať. Na splnenie týchto požiadaviek sú elektromotory predhrievačov vyrábané so sériovým vinutím a pracujú v krátkodobom a prerušovanom režime. V závislosti od teplotných podmienok majú elektromotory rôzne spínacie časy: -5 ...- 10 0 С, nie viac ako 20 minút; -10 ...- 25 0 С nie viac ako 30 min; -25 ...- 50 0 С nie viac ako 50 min.

Elektromotory ME252 (24V) a 32.3730 (12V), ktoré našli široké uplatnenie v predhrievačoch, majú menovitý výkon 180 W a otáčky 6500 min -1.

Elektromotory na pohon ventilačných a vykurovacích zariadení. Vetracie a vykurovacie jednotky sú určené na vykurovanie a vetranie osobných automobilov, autobusov, kabín nákladných áut a traktorov. Ich pôsobenie je založené na využití tepla zo spaľovacieho motora a ich výkon do značnej miery závisí od vlastností elektrického pohonu. Všetky elektromotory tohto účelu sú motory s nepretržitou prevádzkou, prevádzkované pri teplote okolia -40 ... + 70 ° C. V závislosti od usporiadania vykurovacieho a ventilačného systému na vozidle majú elektromotory rôzny smer otáčania. Tieto motory sú jedno alebo dvojrýchlostné, hlavne s budením permanentným magnetom. Dvojrýchlostné elektromotory poskytujú dva režimy prevádzky vykurovacieho systému. Čiastočný režim prevádzky (režim nízkej rýchlosti a tým nízkej produktivity) je zabezpečený prídavným poľným vinutím.

Na obr. 7.3 je znázornené zariadenie elektromotora s budením z permanentných magnetov pre ohrievače. Skladá sa z: 1 a 5 - objímkové ložisko; 2 - permanentný magnet; 3 - držiak kefy; 4 - kefa; 6 - zberač; 7 - traverz; 8 - kryt; 9 - montážna doska; 10 - pružina; 11 - kotva; 12 - budova. Permanentné magnety 2 upevnené na tele 12 pružiny 10. Veko 8 pripevnený k telu pomocou skrutiek, ktoré sú zaskrutkované do montážnych dosiek 9, umiestnené v drážkach tela. Ložiská sú inštalované v kryte a kryte 7 a 5 v ktorom sa otáča hriadeľ kotvy 11. Všetky držiaky kefy 3 sú na traverze 7 vyrobené z izolačného materiálu.

Traverza je upevnená na kryte 8. Štetce 4, cez ktorý je prúd privádzaný do kolektora 6, umiestnené v držiakoch kefiek 3 typ krabice. Kolektory, podobne ako v elektromotoroch s elektromagnetickým budením, sú vylisované z medenej pásky s následným plastovým lisovaním alebo z rúrky s pozdĺžnymi drážkami na vnútornom povrchu.

Kryty a telo sú vyrobené z oceľového plechu. V prípade motorov ostrekovačov čelného skla môžu byť kryt a puzdro vyrobené z plastu.

Okrem vykurovacích systémov, ktoré využívajú teplo spaľovacieho motora, sa používajú nezávislé vykurovacie systémy. V týchto inštaláciách poháňa elektromotor s dvomi hriadeľovými výstupmi dva rotujúce ventilátory, jeden smeruje studený vzduch do výmenníka tepla a následne do vykurovanej miestnosti, druhý dodáva vzduch do spaľovacej komory.

Elektromotory ohrievačov používaných na mnohých modeloch osobných a nákladných automobilov majú menovitý výkon 25 ... 35 W a menovité otáčky 2500 ... 3000 min -1.

Elektromotory na pohon čistiarní skla. Elektromotory používané na pohon stieračov musia poskytovať tuhú mechanickú charakteristiku, schopnosť regulovať rýchlosť pri rôznych zaťaženiach a zvýšený rozbehový krútiaci moment. Je to spôsobené špecifikami činnosti stieračov čelného skla - spoľahlivé a kvalitné čistenie povrchu čelného skla v rôznych klimatických podmienkach.

Na zabezpečenie požadovanej tuhosti mechanických charakteristík sa používajú motory s budením permanentným magnetom, s paralelným a zmiešaným budením a na zvýšenie krútiaceho momentu a zníženie otáčok sa používa špeciálna prevodovka. V niektorých elektromotoroch je prevodovka navrhnutá ako integrálna súčasť elektromotora. V tomto prípade sa elektromotor nazýva prevodový motor. Zmena rýchlosti elektromagneticky budených motorov sa dosiahne zmenou budiaceho prúdu v paralelnom vinutí. V elektromotoroch s budením z permanentných magnetov sa zmena rýchlosti kotvy dosiahne inštaláciou prídavnej kefy a organizovaním prerušovaného režimu prevádzky.

Na obr. 7.4 je schematický diagram elektrického pohonu stierača SL136 s motorom s permanentným magnetom. Prerušovaný chod stierača sa vykonáva zapnutím spínača 1 palec pozíciu III... V tomto prípade kotviaca reťaz 4 motor sa zapína relé 7. Relé má vyhrievaciu špirálu 8, ktorý ohrieva bimetalovú platňu 9. Pri zahrievaní sa bimetalová doska ohýba a kontakty 10 otvorené, odpojenie napájania relé 11, kontakty 12 ktorý je prerušený napájaním kotevného okruhu elektromotora. Po tanieri 9 kontakty vychladnú a zatvoria sa 10, relé 11 bude fungovať a motor bude opäť napájaný. Cyklus stierania sa opakuje 7-19 krát za minútu.

Režim nízkej rýchlosti sa vykonáva zapnutím spínača 1 palec pozíciu II... V tomto prípade moc na kotvu 4 elektrický motor je napájaný cez prídavnú kefu 3, inštalovanú pod uhlom k hlavným kefám. V tomto režime prúd prechádza len časťou vinutia kotvy 4, čo je dôvodom poklesu frekvencie otáčania kotvy a krútiaceho momentu. Režim vysokorýchlostného stierania sa spustí, keď je spínač nastavený 1 palec pozíciu ja... V tomto prípade je elektromotor napájaný cez hlavné kefy a prúd prechádza celým vinutím kotvy. Pri nastavovaní spínača 1 do pozície IV napájanie sa privádza do kotiev 4 a 2 motory stieračov a ostrekovačov čelného skla a fungujú súčasne. Po vypnutí stieračov (poloha spínača 0) zostane elektromotor pod napätím až do momentu, kedy sa vačka b priblíži k pohyblivému kontaktu 5. V tomto momente vačka rozpojí okruh a motor sa zastaví. Vypnutie elektromotora v presne definovanom momente je nevyhnutné na uvedenie stieracích líšt do pôvodnej polohy. V obvode kotvy 4 elektromotora je zahrnutá termobimetalová poistka 13, ktorý je určený na obmedzenie prúdu v obvode pri preťažení.

Pre organizáciu krátkodobej aktivácie stieračov možno riadiaci systém elektromotora doplniť o elektronický regulátor hodín, ktorý po určitých intervaloch automaticky vypne motorček stieračov na jeden alebo dva ťahy. Interval medzi dorazmi stierača sa môže meniť v priebehu 2 ... 30 s. Väčšina modelov motorov stieračov má menovitý výkon 12 ... 15 W a menovité otáčky 2000 ... 3000 min -1.

V moderných autách sa rozšírili ostrekovače čelného skla a elektrické čističe svetlometov. Elektromotory pre ostrekovače a čističe svetlometov pracujú v prerušovanom režime a sú poháňané permanentnými magnetmi, majú nízky menovitý výkon (2,5 ... 10 W).

Okrem vyššie uvedených účelov sa elektromotory používajú na pohon rôznych mechanizmov: zdvíhanie okien dverí a priečok, posúvanie sedadiel, hnacie antény atď. Na zabezpečenie veľkého rozbehového momentu majú tieto elektromotory sekvenčné budenie, používajú sa krátkodobo a prerušované prevádzkové režimy.

V procese prevádzky musia elektromotory zabezpečiť zmenu smeru otáčania, to znamená, že musia byť reverzibilné. Na to majú dve budiace vinutia, ktorých striedavé zapojenie zabezpečuje rôzne smery otáčania. Konštrukčne sú elektromotory na tento účel vyrobené v rovnakej geometrickej základni a sú zjednotené v zmysle magnetického systému s elektromotormi 25W ohrievačov.

Elektrický pohon nachádza v autách z roka na rok väčšie uplatnenie. Požiadavky na elektromotory sa neustále zvyšujú, a to v dôsledku zlepšovania kvality rôznych systémov vozidiel, bezpečnosti premávky, znižovania úrovne rádiového rušenia, toxicity a zvyšovania výroby. Splnenie týchto požiadaviek viedlo k prechodu od elektromotorov s elektromagnetickým budením k elektromotorom s budením z permanentných magnetov. Zároveň sa znížila hmotnosť elektromotorov a účinnosť sa zvýšila asi 1,5-krát. Ich životnosť dosahuje 250 ... 300 tisíc kilometrov.

Elektromotory pre zariadenia na vykurovanie, vetranie a čistenie čelného skla sú vyvinuté na základe štyroch štandardných veľkostí anizotropných magnetov. To umožňuje znížiť počet vyrábaných typov elektromotorov a uskutočniť ich unifikáciu.

Ďalším smerom je použitie účinných filtrov rádiového rušenia pri konštrukcii elektromotorov. Pre elektromotory do 100 W budú filtre unifikované pre každú základňu elektromotora a budú zabudované. Pre sľubné elektromotory s výkonom 100 ... 300 W sa vyvíjajú filtre s použitím kondenzátorov - puzdrových alebo blokovacích veľkých kapacít. Ak nie je možné splniť požiadavky na úroveň rádiového rušenia kvôli zabudovaným filtrom, plánuje sa použitie externých filtrov a tienenie elektromotorov.

V dlhodobejšom horizonte sa plánuje použitie jednosmerných bezkontaktných motorov. Tieto motory sú vybavené statickými polovodičovými spínačmi nahrádzajúcimi mechanický komutátor-komutátor a zabudovanými snímačmi polohy rotora. Neprítomnosť jednotky zberača kief umožňuje zvýšiť zdroj elektrického motora až na 5 000 hodín alebo viac, výrazne zvýšiť jeho spoľahlivosť a znížiť úroveň rádiového rušenia.

Pracuje sa na vytvorení elektromotorov s obmedzenými axiálnymi rozmermi, ktoré sú potrebné napríklad na pohon ventilátora chladenia spaľovacieho motora. V tomto smere sa hľadanie uskutočňuje cestou vytvárania motorov s koncovým kolektorom, ktorý je umiestnený spolu s kefami vo vnútri dutej kotvy, alebo s kotúčovými kotvami vyrobenými s lisovaným alebo tlačeným vinutím.

Pokračoval vývoj špeciálnych elektromotorov, najmä utesnených elektromotorov predhrievačov, ktoré sú nevyhnutné pre zvýšenie spoľahlivosti a použitia na špeciálnych vozidlách.

Na modernom aute je inštalované veľké množstvo jednotiek, ktoré si vyžadujú mechanickú energiu na pohon. Túto energiu prijímajú vo väčšine prípadov z elektromotorov.

Elektromotor s mechanizmom prenosu energie a riadiacim obvodom elektromotora tvoria elektrický pohon vozidla. Na prenos energie v automobile sa používajú elektrické pohony, ozubené a šnekové prevody, kľukové mechanizmy. Často sa elektromotor a mechanizmus na prenos mechanickej energie kombinujú do prevodového motora alebo sa elektromotor kombinuje s pohonom.

Elektropohony automobilov poháňajú ventilátory kúrenia a chladenia motora, elektricky ovládané okná, zariadenia na predlžovanie antény, stierače čelného skla, pumpy ostrekovačov, čističe svetlometov, ohrievače, palivové čerpadlá atď. Zvážte požiadavky na elektromotory a typy elektromotorov používaných v elektrických pohonných systémoch automobilových jednotiek.

Elektromotory pohonov automobilových jednotiek

Požiadavky na elektromotory sú veľmi rôznorodé. Elektromotory pre ohrievače a ventilátory automobilov majú dlhý prevádzkový režim a nízky rozbehový krútiaci moment; motory na ovládanie okien majú veľký rozbehový krútiaci moment, ale pracujú krátko; motorčeky stieračov vnímať premenlivé zaťaženia, a preto musí mať tuhú výstupnú charakteristiku, otáčky hriadeľa by sa pri zmene zaťaženia nemali výrazne meniť; motory predhrievača musia normálne fungovať pri veľmi nízkych teplotách okolia.

V pohonoch automobilových jednotiek sa používajú výlučne jednosmerné elektromotory... Ich menovité výkony by mali zodpovedať radom 6, 10, 16, 25, 40, 60, 90, 120, 150, 180, 250, 370 W a menovité otáčky hriadeľa radom 2000, 3000, 4000, 5000, 6000 , 8000, 9000 a 10 000 ot./min.

Elektromotory s elektromagnetickým budením v systéme elektrického pohonu jednotiek vozidla majú sériové, paralelné alebo zmiešané budenie. Reverzibilné motory sú vybavené dvoma vinutiami poľa. V súčasnosti však upadá používanie elektromagneticky budených motorov. Motory s permanentnými magnetmi sú rozšírenejšie.

Konštrukcie elektromotorov sú mimoriadne rôznorodé.

Ryža. 2. Motor ohrievača

Na obr. 2 je znázornené zariadenie elektromotora ohrievača. Permanentné magnety 2 sú upevnené na skrini motora 12 pružinami 10. Hriadeľ kotvy 11 je uložený v sintrovaných ložiskách 1 a 5 umiestnených v skrini a kryte 8. Kryt je pripevnený k skrini pomocou skrutiek naskrutkovaných do dosiek 9 Prúd je privádzaný do kolektora 6 cez kefky 4, umiestnené v držiaku kefiek 3. Na kryte 8 je pripevnená traverza 7 z izolačného materiálu, ktorá spája všetky držiaky kefiek do spoločného celku.

Na elektromotoroch do 100 W sa bežne používajú klzné ložiská so sintrovanými vložkami, skriňové držiaky kief a zberače lisované z medenej pásky s plastovým lisovaním. Používajú sa aj kolektory z rúry s pozdĺžnymi drážkami na vnútornom povrchu.

Kryty a telo sú vyrobené z jedného kusu oceľového plechu. V motoroch ostrekovačov čelného skla sú kryty a kryt vyrobené z plastu. Stator elektromotorov s elektromagnetickým budením sa získava z dosiek; pričom oba póly a strmeň sú vylisované integrálne z oceľového plechu.

Permanentné magnety typu 1 a 2 (pozri tabuľku nižšie) sú inštalované v magnetickom obvode, zapustené v plastovom puzdre. Magnety typu 3, 4 a 5 sú pripevnené k puzdru plochými oceľovými pružinami alebo prilepené. Magnet typu 6 je inštalovaný a vlepený do magnetického obvodu, ktorý je umiestnený v kryte motora. Kotva sa získava z elektrooceľových platní s hrúbkou 1-1,5 mm.

Technické údaje hlavných typov motorov s permanentnými magnetmi

tabuľka 1. Hlavné typy elektromotorov v elektrických pohonoch domácich automobilov.

Elektrický motor	Typ magnetu	Vymenovanie	Napätie, V	Čistý výkon, W		Hmotnosť, kg
ME268	1	Pohon podložky	12	10	9000	0,14
ME268B	1	Tiež	24	10	9000	0,15
45.3730	4	Pohon ohrievačov	12	90	4100	1
MEI	3	Tiež	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	Sklenený pohon čističky	12	12	2000	0,9
ME237E	4	Tiež	24	12	2000	0,9
ME251	2	Pohon ventilátora	24	5	2500	0,5
ME272	6	Tiež	12	100	2600	2,25

Technické údaje hlavných typov elektromagneticky budených motorov

tabuľka 2. Hlavné typy elektromotorov v elektrických pohonoch domácich automobilov.

Elektrický motor	Vymenovanie	Napätie, V	Čistý výkon, W	Frekvencia otáčania hriadeľa, ot./min	Hmotnosť, kg
ME201	Pohon ohrievačov	12	11	5500	0,5
ME208	Tiež	24	11	5500	0,5
MENA	Pohon stieračov	12	15	1500	1,3
ME202	Predštartovacia jazda	12	11	4500	0,5
ME202B	Tiež	24	11	4500	0,5
ME252	»	24	180	6500	4,7
32.3730	»	12	180	6500	4,7
ME228A	Anténny pohon	12	12	4000	0,8

Elektromotory nad 100W dizajnovo blízky DC generátory... Majú puzdro vyrobené z pásika alebo rúrky z mäkkej ocele, na ktorom sú skrutkami pripevnené póly s poľným vinutím. Kryty sú zoskrutkované. Guličkové ložiská sú umiestnené v krytoch. Reaktívne držiaky kief zaisťujú stabilnú prevádzku kief na kolektore.

Dvojrýchlostné motory s elektromagnetickým budením majú vývody pre každú budiacu cievku, elektromotory s permanentnými magnetmi sú vybavené treťou prídavnou kefou, pri napájaní sa otáčky hriadeľa zvyšujú.

Technické údaje hlavných typov elektromotorov s budením permanentným magnetom sú uvedené v tabuľke. 1 a s elektromagnetickým budením v tabuľke. 2.

Elektromotory sú hybridné a v skutočnosti, okrem spotreby paliva, majú v budúcnosti obrovský potenciál pre zvýšenie výkonu a bezpečnosti. Už dnes majú niektoré hybridné vozidlá s pohonom všetkých štyroch kolies výhodu oproti benzínovým vozidlám.

Ako funguje tradičný systém pohonu všetkých kolies?

Existuje niekoľko typov systémov. Najpoužívanejším systémom je neustály prenos krútiaceho momentu na všetky štyri kolesá bez ohľadu na úroveň trakcie, uhol natočenia volantu a ďalšie faktory. Hlavnou nevýhodou stáleho pohonu všetkých kolies je neefektívnosť v spotrebe paliva. V niektorých modeloch vybavených pohonom AWD dokáže elektronika podľa potreby meniť úroveň krútiaceho momentu a rozdeľovať výkon medzi nápravy. V tomto prípade oveľa menej, ale nie veľa.

Na boj proti nadmernej spotrebe paliva niektorí výrobcovia ponúkajú vozidlá s nestálym pohonom všetkých kolies. Väčšinu času auto funguje bez pohonu všetkých kolies. Akonáhle ale elektronika auta zaznamená, že niektoré kolesá strácajú trakciu, začnú sa prenášať na druhú nápravu. To môže výrazne znížiť spotrebu paliva (najmä pri cestovaní v mestskom režime). Ale tento systém má aj svoje nevýhody. Napríklad autá s takýmto plug-in pohonom všetkých kolies nie sú dostatočne výkonné. Navyše tým trpí bezpečnosť auta, keďže neskoré pripojenie pohonu počas šmyku alebo šmýkania na ceste nemusí pomôcť v prípade šmyku, ktorý môže viesť k nehode.

Ako funguje systém hybridného pohonu všetkých kolies?

S pomocou elektromotorov sú hybridy bezpečnejšie na ceste (majú nízke riziko šmyku v dôsledku straty trakcie) a majú nízku spotrebu paliva. Napríklad v RX 450h elektromotory (v tomto modeli sú dva) pomáhajú benzínovému motoru zvyšovaním krútiaceho momentu a výkonu a tiež ich znižovaním pri tradičnom motore.

Elektromotory RX450h AWD pracujú na každej náprave vozidla. Keď auto jazdí v mestskej premávke po suchom asfalte, krútiaci moment z benzínového motora sa prenáša len na jednu nápravu. V tomto momente môže elektronika zapnúť elektrické pohonné jednotky, ktoré odľahčia tradičný motor a znížia spotrebu paliva.

Takže pri prudkej akcelerácii z pokoja zadný elektromotor pridáva krútiaci moment na zadné kolesá. Ak pri rýchlom prejazde zákruty strácajú predné kolesá trakciu (napríklad na mokrom asfalte), potom elektronika pripojí predný elektromotor, ktorý začne prenášať krútiaci moment na prednú nápravu.

Tento elektronický systém prenosu krútiaceho momentu je okamžitý. Na rozdiel od tradičných áut však elektromotory dodávajú autu okamžitý krútiaci moment.

Aj keď auto nemá pohon všetkých kolies, elektrika výrazne zvýšila maximálny krútiaci moment áut. V kompaktnom modeli je teda krútiaci moment 542 Nm. Rovnaký obrázok je aj pri Tesle Model S P85, ktorá má takmer od začiatku k dispozícii maximálny krútiaci moment 600 Nm. Pripomeňme, že budúci rok sa verzia modelu S s pohonom všetkých kolies dostane do sériovej výroby, hneď po uvedení elektrického crossoveru X.

Hybridné autá s pohonom všetkých kolies si získavajú na popularite

Okrem áut sú svoje hybridné modely pripravené ponúknuť aj ďalšie automobilky. Ponúka napríklad model RLX Sport-Hybrid s tromi elektromotormi, ktoré poháňajú 3,7-litrový motor V6. Takže jeden elektromotor prenáša krútiaci moment na predné kolesá. Ďalšie dve sú na zadnej náprave. Zadné elektrické pohonné systémy môžu fungovať nezávisle od seba.

Ďalšie auto na ceste je to, ktoré bude poháňať dva elektromotory, ktoré posielajú výkon na predné kolesá, pričom motor V6 je v strede auta a bude prenášať krútiaci moment na zadnú nápravu.

Takže vďaka benzínovému motoru V8 a elektromotorom bolo možné absolvovať kruh na slávnej trati v Norimbergu len za 6:55.

Ešte jeden príklad. , vďaka ktorému dokáže auto zrýchliť z 0-100 km/h len za 4,4 sekundy. Tento pôsobivý výsledok je dosiahnutý vďaka 1,5-litrovému trojvalcovému motoru a elektroinštalácii. Okrem výkonu veľa dovolí elektromotor. Model i8 teda spotrebuje len 3,2l/100km. To robí z i8 celosvetovo najúspornejšie hybridné športové vozidlo.

Stojí za zmienku, že modely 918 a i8 môžu fungovať úplne v elektrickom režime bez použitia benzínových motorov, čo umožňuje prejsť na obmedzenú vzdialenosť bez spotreby paliva.

Momentálne je potenciál vývoja elektrických a hybridných vozidiel s pohonom všetkých kolies obrovský. Stačí si pripomenúť účasť modelov ako Audi R18 e-quattro a Toyota TS040 na pretekoch LeMan-24, aby sme pochopili, že výrobcovia sa v blízkej budúcnosti aktívne rozvíjajú na masovú výrobu hybridných vozidiel s pohonom všetkých kolies.

Nevýhody a výhody hybridných a elektrických vozidiel

S pohonom všetkých kolies, žiaľ, ešte nie dokonalý. Všetko je to o ich nákladoch. Výroba hybridných vozidiel je výrazne drahšia ako benzínových vozidiel. Hybridné autá sú tiež oveľa ťažšie ako ich tradičné verzie. Všetko je to o hmotnosti batérií a elektromotorov.

Tieto nevýhody však možno kompenzovať výraznou úsporou paliva počas prevádzky stroja. Napríklad Lexus RX450h poháňaný AWD spotrebuje o niekoľko litrov menej paliva ako tradičný 350 AWD. Zatiaľ sa však nie všetky hybridné autá môžu pochváliť rýchlou návratnosťou. Po preplatení nového hybridného auta každý kupujúci očakáva, že sa mu čo najskôr vrátia nákupné náklady. Bohužiaľ je ich však veľa, čo vedie k dlhej návratnosti nákupných nákladov.

Hybridné vozidlá s pohonom všetkých kolies AWD sú oveľa bezpečnejšie a efektívnejšie. Elektromotory teda pomáhajú zvyšovať dynamiku a prispievajú k väčšej stabilite na ceste. Mnohé modely hybridných áut vďaka tomu nadobudli oproti svojim benzínovým verziám športový charakter.

Systém riadenia elektrického pohonu trakcie

Úvod

elektrický snímač trakcie automobilu

Relevantnosť vývoja trakčného elektrického pohonu hybridného automobilu spočíva v správnejšom využívaní energie, v zlepšovaní ekologickosti automobilu a v ekonomickejšej údržbe automobilu znížením spotreby paliva. Poskytuje požadovaný výkon, trakčnú silu a požadovanú rýchlosť vozidla pri rôznych jazdných podmienkach.

Vedecká novinka.

Vedecká novinka spočíva v absencii potreby inštalácie motora na základe špičkového prevádzkového zaťaženia. V momente, keď je potrebné prudké zvýšenie trakčného zaťaženia, sa súčasne zapne elektromotor aj klasický motor (a u niektorých modelov prídavný elektromotor). To vám umožní ušetriť na inštalácii menej výkonného spaľovacieho motora, ktorý väčšinu času pracuje v najpriaznivejšom režime. Toto rovnomerné rozloženie a akumulácia výkonu, po ktorom nasleduje rýchle použitie, umožňuje použitie hybridných inštalácií v športových autách a SUV.

Praktický význam.

Praktický význam spočíva v tom, že šetrí minerálne palivo (neobnoviteľný zdroj), znižuje znečistenie životného prostredia, šetrí pre človeka veľmi cenný zdroj, akým je čas (s výnimkou polovice ciest na čerpacie stanice).

1. Úvodné údaje a vyhlásenie o probléme

Hlavnou úlohou riadiaceho systému elektrárne hybridného vozidla je zabezpečiť čo najhospodárnejšiu a najekologickejšiu prevádzku spaľovacieho motora prerozdelením záťaže medzi spaľovací motor, pomocný motor a okruh rekuperácie energie.

Ďalšie úlohy systému sú:

) Zabezpečenie rekuperácie brzdnej energie vozidla.

) Poskytnutie potrebnej dynamiky zrýchlenia automobilu pomocou pomocnej pohonnej jednotky a zásobníka energie.

) Zabezpečenie režimu štart-stop s minimálnou dobou voľnobehu spaľovacieho motora v prípade krátkeho zastavenia auta.

Počiatočné údaje.

Odobraté auto Volkswagen Touareg

Na obrázkoch nižšie (obr. 1 a obr. 2) sú zobrazené jeho technické charakteristiky, ktoré budú východiskovými údajmi pre moju prácu a jej vzhľad.

Ryža. 1 Počiatočné údaje

Ryža. 2 Exteriér Volkswagen Touareg

1.1 Klasifikácia existujúcich systémov

Aby ste mohli študovať trakčný elektrický pohon hybridného automobilu, musíte sa rozhodnúť, ktorú z troch existujúcich schém si vyberiete. Toto je klasifikácia podľa spôsobu interakcie spaľovacieho motora a elektromotora.

Sekvenčná schéma.

Toto je najjednoduchšia hybridná konfigurácia. Spaľovací motor slúži len na pohon generátora a ním generovaná elektrina nabíja batériu a poháňa elektromotor, ktorý roztáča hnacie kolesá.

Tým odpadá potreba prevodovky a spojky. Rekuperačné brzdenie sa používa aj na dobíjanie batérie. Schéma dostala svoje meno, pretože tok energie vstupuje do hnacích kolies a prechádza sériou po sebe nasledujúcich transformácií. Z mechanickej energie generovanej spaľovacím motorom na elektrickú energiu generovanú generátorom a opäť na mechanickú energiu. V tomto prípade sa časť energie nevyhnutne stratí. Sekvenčný hybrid umožňuje použitie ICE s nízkou spotrebou a neustále pracuje v rozsahu maximálnej účinnosti, prípadne ho možno úplne vypnúť. Keď je spaľovací motor vypnutý, elektromotor a batéria sú schopné poskytnúť potrebnú energiu na pohyb. Preto musia byť na rozdiel od spaľovacích motorov výkonnejšie, čo znamená, že majú väčšie náklady. Najefektívnejšia sekvenčná schéma je pri jazde v režime častého zastavovania, brzdenia a zrýchľovania, jazdy nízkou rýchlosťou, t.j. v meste. Preto sa používa v mestských autobusoch a iných druhoch mestskej dopravy. Tento princíp využívajú aj veľké banské sklápače, kde je potrebné prenášať veľký krútiaci moment na kolesá a nie sú potrebné vysoké otáčky.

Paralelný obvod

Tu sú hnacie kolesá poháňané spaľovacím motorom aj elektromotorom (ktorý musí byť reverzibilný, t.j. môže pracovať ako generátor). Na ich koordinovanú paralelnú prevádzku sa používa počítačové riadenie. Potreba konvenčnej prevodovky však zostáva a motor musí pracovať v neefektívnych prechodných podmienkach.

Moment pochádzajúci z dvoch zdrojov je rozdelený v závislosti od jazdných podmienok: v prechodových režimoch (štart, zrýchlenie) je pripojený elektromotor, ktorý pomáha spaľovaciemu motoru, a v ustálených režimoch a pri brzdení funguje ako generátor, ktorý nabíja batérie. V paralelných hybridoch teda väčšinu času beží ICE a na pomoc mu pomáha elektromotor. Preto môžu paralelné hybridy využívať menšiu batériu ako sériové hybridy. Keďže spaľovací motor je priamo spojený s kolesami, strata výkonu je výrazne menšia ako pri sériovom hybride. Táto konštrukcia je dostatočne jednoduchá, ale nevýhodou je, že reverzibilný paralelný hybridný stroj nemôže súčasne poháňať kolesá a nabíjať batériu. Paralelné hybridy sú efektívne na diaľnici, ale neúčinné v meste. Napriek jednoduchosti implementácie tejto schémy výrazne nezlepšuje ani environmentálne parametre, ani efektivitu využitia spaľovacieho motora.

Prívržencom takejto schémy hybridov je spoločnosť Honda. Ich hybridný systém sa nazýva Integrated Motor Assist. Poskytuje predovšetkým vytvorenie benzínového motora so zvýšenou účinnosťou. A až keď sa motor stane ťažkým, elektromotor by mu mal prísť na pomoc. V tomto prípade systém nevyžaduje zložitú a drahú riadiacu jednotku výkonu, a preto sú náklady na takéto auto nižšie. Systém IMA pozostáva z benzínového motora (ktorý poskytuje hlavný zdroj energie), elektromotora, ktorý poskytuje dodatočnú energiu, a prídavnej batérie pre elektromotor. Keď auto s klasickým benzínovým motorom spomaľuje, jeho kinetická energia je uhasená odporom motora (brzdenie motorom) alebo sa rozptýli ako teplo pri zahrievaní brzdových kotúčov a bubnov. Auto so systémom IMA začne brzdiť elektromotorom. Elektromotor teda funguje ako generátor a vyrába elektrinu. Energia ušetrená pri brzdení sa ukladá do batérie. A keď auto začne opäť zrýchľovať, batéria odovzdá všetku nahromadenú energiu na roztočenie elektromotora, ktorý sa opäť prepne na svoje trakčné funkcie. A spotreba benzínu klesne presne o toľko, koľko sa energia nahromadila pri predchádzajúcom brzdení. Vo všeobecnosti Honda zastáva názor, že hybridný systém by mal byť čo najjednoduchší, elektromotor má jedinú funkciu – pomáha spaľovaciemu motoru šetriť čo najviac paliva. Honda vyrába dva hybridné modely: Insight a Civic.

Sériovo paralelný obvod

Spoločnosť Toyota sa pri tvorbe hybridov vydala vlastnou cestou. Hybrid Synergy Drive (HSD) vyvinutý japonskými inžiniermi kombinuje vlastnosti dvoch predchádzajúcich typov. K paralelnému hybridnému obvodu je pridaný samostatný generátor a delič výkonu (planetárna prevodovka). Vďaka tomu hybrid získava vlastnosti sekvenčného hybridu: auto štartuje a pohybuje sa nízkou rýchlosťou len na elektrickú trakciu. Pri vysokých rýchlostiach a pri jazde konštantnou rýchlosťou je zapojený spaľovací motor. Pri vysokej záťaži (zrýchlenie, jazda do kopca a pod.) je elektromotor navyše napájaný z batérie - t.j. hybrid funguje ako paralelny.

So samostatným generátorom, ktorý nabíja batériu, sa elektromotor využíva len na pohon kolies a rekuperačné brzdenie. Planétová prevodovka prenáša časť výkonu ICE na kolesá a zvyšok na generátor, ktorý buď poháňa elektromotor alebo nabíja batériu. Počítačový systém neustále upravuje napájanie z oboch zdrojov energie pre optimálny výkon za všetkých jazdných podmienok. V tomto type hybridu väčšinu času beží elektromotor a spaľovací motor sa využíva len v najefektívnejších režimoch. Preto môže byť jeho výkon nižší ako pri paralelnom hybride.

Dôležitou vlastnosťou ICE je tiež to, že pracuje na Atkinsonovom cykle, a nie na Ottovom cykle ako bežné motory. Ak je chod motora organizovaný podľa Ottovho cyklu, potom pri nasávacom zdvihu piest pohybujúci sa nadol vytvára vo valci vákuum, v dôsledku čoho sa do neho nasáva vzduch a palivo. Zároveň v režime nízkych otáčok, kedy je škrtiaca klapka takmer zatvorená, tzv. čerpacie straty. (Pre lepšie pochopenie toho, čo to je, skúste napríklad nasať vzduch cez zovreté nosné dierky.) Okrem toho sa zhoršuje plnenie valcov čerstvou náplňou a v dôsledku toho sa zvyšuje spotreba paliva a emisie škodlivých látok do atmosféry. Keď piest dosiahne spodnú úvrať (BDC), sací ventil sa uzavrie. Počas výfukového zdvihu, kedy sa výfukový ventil otvára, sú výfukové plyny stále pod tlakom, a ich energia sa nenávratne stráca – ide o tzv. strata uvoľnenia.

V Atkinsonovom motore sa pri sacom zdvihu sací ventil nezatvára blízko BDC, ale oveľa neskôr. To má množstvo výhod. Po prvé, straty pri čerpaní sa znížia, pretože Časť zmesi, keď piest prejde cez BDC a začne sa pohybovať nahor, sa zatlačí späť do sacieho potrubia (a potom sa použije v inom valci), čím sa zníži vákuum v ňom. Horľavá zmes vytlačená z valca tiež odvádza časť tepla z jeho stien. Keďže trvanie kompresného zdvihu v pomere k zdvihu pracovného zdvihu klesá, motor pracuje podľa tzv. cyklus so zvýšeným expanzným pomerom, v ktorom sa energia výfukových plynov využíva dlhší čas, t.j. s poklesom výfukových strát. Získame tak lepší environmentálny výkon, hospodárnosť a vyššiu účinnosť, ale menej energie. Ide ale o to, že motor hybridu Toyoty pracuje v málo zaťažených režimoch, v ktorých táto nevýhoda Atkinsonovho cyklu nehrá veľkú rolu.

Nevýhody sériovo-paralelného hybridu zahŕňajú vyššie náklady vzhľadom na skutočnosť, že potrebuje samostatný generátor, väčšiu batériu a efektívnejší a komplexnejší počítačový riadiaci systém.

Systém HSD je nainštalovaný na hatchbacku Toyota Prius, sedane obchodnej triedy Camry, terénnych vozidlách Lexus RX400h, hybridnom automobile Toyota Highlander, hybridnom automobile Harrier, športovom sedane Lexus GS 450h a luxusnom aute Lexus LS 600h. Know-how Toyoty kúpili Ford a Nissan a použili ho pri tvorbe Ford Escape Hybrid a Nissan Altima Hybrid. Toyota Prius vedie predaj všetkých hybridov. Spotreba benzínu v meste je 4 litre na 100 km jazdy. Je to prvé auto, ktoré má v meste menšiu spotrebu ako na diaľnici. Na autosalóne v Paríži 2008 bol predstavený plug-in hybridný model Prius.

1.2 Schémy riadiaceho systému trakčného elektrického pohonu automobilu

Legenda zapnutia / vypnutia vstupných a výstupných signálov. Motor generátora Signál zošliapnutia brzdového pedálu Signál zošliapnutia elektronického pedála plynu Otáčky motora Teplota motora Aktivácia uvoľnenej spojky

Rýchlosť motora spaľovacieho motora / generátora Teplota motora generátora Teplota motora Teplota automatickej prevodovky rozpoznávanie otáčok zaradený prevodový stupeň automatická prevodovka hydraulický systém teplota spojka tlak hydraulického čerpadla

v hydraulickom systéme automatická prevodovka teplota radenia modulu výkonovej elektroniky monitorovanie káblov vysokonapäťového systému teplota vysokonapäťového akumulátora monitorovanie tlaku v hydraulickom pohone brzdy

systémy, brzdový tlak Záznam rýchlosti kolies Rozpoznávanie bezpečnostných pásov

Legenda k elektrickým komponentom Vysokonapäťová batéria Riadiaca jednotka motora Riadiaca jednotka automatickej prevodovky Výkonový modul a riadiaca jednotka elektrického pohonu Riadiaca jednotka Ebox Riadiaca jednotka ABS Riadiaca jednotka vo vložke prístrojovej dosky Rozhranie diagnostiky dátovej zbernice Riadiaca jednotka airbagu

Rádio navigačný systém RNS 850

Popis práce:

Začiatok hnutia. Jazda s miernym zaťažením, nízkou rýchlosťou alebo v miernom stúpaní. Keďže spaľovací motor má pri malom zaťažení nízku účinnosť, pohyb zabezpečuje pomocný motor, ak je zásoba energie v zásobníku dostatočná. V opačnom prípade sa pohyb vykonáva pomocou spaľovacieho motora.

Rovnomerný pohyb. Systém poskytuje najefektívnejšiu prevádzku spaľovacieho motora. Ak je krútiaci moment ICE menší ako odporový krútiaci moment, chýbajúci výkon je zabezpečený pripojením pomocného motora. Ak je optimálny krútiaci moment väčší ako odporový krútiaci moment, prebytočný výkon sa rozptýli obvodom rekuperácie energie.

Pretaktovanie. Potrebnú dynamiku zrýchlenia zabezpečuje najmä pomocný motor pri zachovaní najhospodárnejšieho režimu hlavného spaľovacieho motora. V prípade nedostatočného uloženia energie do zásobníka alebo nedostatočného výkonu pomocného motora zabezpečuje dodatočný výkon hlavný spaľovací motor.

Brzdenie. Prebytočná kinetická energia vozidla sa využíva v rekuperačnom okruhu. Ak je výkon rekuperačného brzdenia nedostatočný, aktivuje sa hydraulický brzdový systém.

Pri zastavení a dostatku energie v pohone na rozbeh sa vypne spaľovací motor. Ak je uložená energia nedostatočná. Spaľovací motor pokračuje v činnosti až do jeho doplnenia.

Riadiaca jednotka vysokonapäťovej batérie Ebox Bezpečnostné zariadenie 1 Vysokonapäťový servisný konektor Ventilátor hybridnej batérie 1 Ventilátor hybridnej batérie 2

Elektromotor generátor.

Kľúčovým prvkom hybridného pohonu je elektromotor-generátor.

V systéme hybridného pohonu preberá tri dôležité úlohy:

štartér pre spaľovací motor,

Generátor na nabíjanie vysokonapäťovej batérie,

Trakčný motor pre pohyb vozidla.

Rotor sa otáča vo vnútri statora bezdotykovo. V režime generátora je výkon motora generátora 38 kW. V režime trakčného motora vyvinie elektromotor-generátor výkon 34 kW. Rozdiel spočíva vo výkonových stratách, ktoré sú konštrukčne vlastné každému elektrickému stroju. Pre Touareg s hybridným motorom je jazda po rovine len na elektrinu možná až do rýchlosti cca 50 km/h. Maximálna rýchlosť jazdy závisí od jazdného odporu a stupňa a nabitia vysokonapäťovej batérie. Špeciálna spojka K0 je umiestnená v skrini motor-generátora.

Elektromotor-generátor je umiestnený medzi spaľovacím motorom a automatickou prevodovkou.

Ide o trojfázový synchrónny motor. Jednosmerné napätie 288 V sa pomocou modulu výkonovej elektroniky premieňa na 3-fázové striedavé napätie. Trojfázové napätie vytvára v elektromotore-generátore trojfázové elektromagnetické pole.

V servisnej dokumentácii je elektromotor/generátor označený ako „trakčný motor na elektrický pohon V141“.

1.3 Senzory zahrnuté v systéme

Snímač polohy rotora.

Pretože spaľovací motor so snímačmi otáčok je v režime elektrického pohonu mechanicky odpojený od elektromotora-generátora, tento potrebuje vlastné snímače na určenie polohy a rýchlosti rotora. Na tento účel sú v motorgenerátore integrované tri snímače rýchlosti.

Tie obsahujú:

snímač polohy trakčného rotora 1

elektromotor G713

snímač polohy trakčného rotora 2

elektromotor G714

snímač polohy trakčného rotora 3

Snímač polohy rotora (DPR) je súčasťou elektromotora.

V kolektorových motoroch je snímačom polohy rotora jednotka kefa-kolektor, ktorá je zároveň komutátorom prúdu.

V bezkomutátorových motoroch môže byť snímač polohy rotora rôznych typov:

Magnetická indukcia (t.j. ako snímač sa používajú silové cievky, ale niekedy sa používajú aj prídavné vinutia)

Magnetoelektrické (snímače s Hallovým efektom)

Optoelektrické (založené na rôznych optočlenoch: LED-fotióda, LED-fototranzistor, LED-fototyristor).

Snímač teploty trakčného motora G712

Tento snímač je integrovaný do krytu generátora elektromotora a je naplnený polymérom.

Senzor zaznamenáva teplotu motora generátora. Okruhy chladiacej kvapaliny sú súčasťou inovatívneho systému regulácie teploty. Signál zo snímača teploty trakčného motora sa používa na riadenie chladiaceho výkonu vysokoteplotného okruhu chladiacej kvapaliny. Elektrické čerpadlo chladiacej kvapaliny a riadené čerpadlo chladiacej kvapaliny spaľovacieho motora dokážu ovládať všetky režimy chladiaceho systému, od nulovej cirkulácie chladiacej kvapaliny v chladiacich okruhoch až po maximálny výkon chladiaceho systému.

V závislosti od materiálov použitých na výrobu termorezistentných snímačov sa rozlišujú:

1.Odporové teplotné detektory (RTD). Tieto snímače sú zložené z kovu, najčastejšie z platiny. V zásade každá meta pri vystavení teplote mení svoj odpor, ale používa sa platina, pretože má dlhodobú stabilitu, pevnosť a reprodukovateľnosť charakteristík. Volfrám je možné použiť aj na meranie teplôt nad 600 °C. Nevýhodou týchto snímačov je vysoká cena a nelinearita charakteristík.

2.Silikónové odporové snímače. Výhodou týchto snímačov je dobrá linearita a vysoká dlhodobá stabilita. Tieto senzory môžu byť tiež zabudované priamo do mikroštruktúr.

.Termistory. Tieto snímače sú vyrobené zo zlúčenín oxidov kovov. Senzory merajú iba absolútnu teplotu. Významnou nevýhodou termistorov je nutnosť ich kalibrácie a vysoká nelinearita, ako aj starnutie, avšak po vykonaní všetkých potrebných úprav je možné ich použiť na presné merania.

2. Diagnostika

.1 Diagnostický tester

DASH CAN 5.17 stojí 16 500 rubľov.

Funkčnosť:

Kalibrácia a korekcia počítadla kilometrov;

Pridanie kľúčov k autu, aj keď nemáte všetky existujúce kľúče

Vykonáva adaptáciu kľúča

Čítanie prihlasovacích / tajných kódov (SKC)

Zaznamenanie identifikačného čísla a čísla imobilizéra

Načíta a uloží dešifrovaný blok imobilizéra

Uloží (klonuje) palubnú dosku pomocou záznamu bloku imobilizéra zo súboru

Číta a odstraňuje chybové kódy CAN-ECU

Použitie:

Tlačidlá: / SEAT / SKODA - stlačením tohto tlačidla sa zobrazí VDO najnovšej generácie. (Vhodné napr. pre GOLF V od roku 2003 do 06.2006. Niektoré verzie automobilov SEAT a Škoda sú vybavené kombináciami tohto typu na modeloch do roku 2009) - stlačením tohto tlačidla sa zobrazí Passat B6. (V týchto vozidlách nemôžete získať informácie o imobilizéri zo združeného prístroja, pretože jednotka imobilizéra je súčasťou modulu) A3 - stlačením tohto tlačidla sa zobrazí kombinácia AUDI A3 VDO A4 - stlačením tohto tlačidla sa zobrazí AUDI A4 BOSCHRB4./TOUAREG - kliknutie toto tlačidlo pre čítanie Phaeton a Touareg BOSCHRB4.EDC15 - Dieselové vozidlá od roku 1999. Podporuje väčšinu vozidiel VAG a ŠKODA - vybavené vozidlá ECU.EDC16 - Používa sa na dieselových vozidlách od roku 2002. Používa sa na autách najnovších generácií * /MED9.5 - Typ motora BOSCHME7 * Používa sa na autách ako GolfI V alebo Audi TT. Môžete si prečítať nasledujúce motory: ME7.5, ME7.1, ME7.5.1, ME7.1.1..1.1 Golf zatiaľ nie je podporovaný KANALY - Stlačením tohto tlačidla prispôsobíte EEprom riadiacej jednotky motora BOSCHME7.BOXES - Podľa stlačením tohto tlačidla si môžete prečítať registračný kód z imobilizéra. Vhodné pre Audi A4 s 12 pin konektorom a LT boxy. Môžete si prečítať aj rámčeky od roku 1994 do roku 1998, ale len po zasunutí prispôsobeného kľúča do zapaľovania.

2.2 Diagnostické informácie

Autodiagnostika systému.

Ak dôjde k poruche vo vysokonapäťovom systéme, rozsvieti sa kontrolka. Symbol výstražnej kontrolky môže byť oranžový, červený alebo čierny. V závislosti od typu poruchy vo vysokonapäťovej sústave sa zobrazí symbol príslušnej farby a výstražné hlásenie.

Záver

V mojej práci je uvažovaný riadiaci systém pre trakčný elektrický pohon hybridného vozidla. Do úvahy sa berú aj všetky existujúce systémy, všetky obvodové riešenia, snímače zahrnuté v systéme. Zvažuje sa autodiagnostika systému a diagnostika pomocou externého zariadenia (testera). Práce boli dokončené v plnom rozsahu.

Bibliografia

1. Yutt V.E. Elektrovýzbroj automobilov: Učebnica pre vysokoškolákov. - M .: Doprava, 1995 .-- 304 s.

Krátka príručka o automobiloch. - M .: Transconsulting, NIIAT, 1994 - 779 s. 25 kópií

Akimov S.V., Čižkov Yu.P. Elektrické vybavenie automobilov - Moskva: ZAO KZhI "Za rulem", 2001. - 384 s. 25 kópií

Akimov S.V., Borovskikh Yu.I., Chizhkov Yu.P. Elektrické a elektronické vybavenie automobilov - M .: Mashinostroenie, 1988. - 280 s.

Rezník A.M., Orlov V.M. Elektrické vybavenie automobilov. - M .: Doprava, 1983 .-- 248 s.

Servisný školiaci program samoštúdia 450 Touareg s hybridným hnacím ústrojenstvom.