Otomobil motorunun genel çözümü: Geleneksel motorları saniyeler içinde öldürebilir mi?
Bu makale, yazar Wei Tuo'dan Jiashipai tarafından yazılmış orijinal bir makaledir.
Şu anda saf elektrikli araçlarda hala birçok kusur olsa da, çoğu insanın onu gelecekteki otomobillerin ana akım evrimi olarak almasını engellemiyorlar. Nedenin büyük bir kısmının Tesla'nın MODEL S / MODEL X'i Herkes, elektrikli araçların yeşimindeki olasılıkları gösteren ferahlatıcı ve gelişmiş bir sürüş deneyimi gösterdi ...
Ve tüm bunlar, araba motoru ile geleneksel yakıt motoru arasındaki farktan ayrılamaz. Bugün, size araba motorları hakkında basit bir bilim popülerleştirme vereceğiz.
Otomobil motorlarının avantajları nelerdir?
Elektrikli araçlarda Tesla dışında sadece bir sürü küçük ve yavaş eski scooter olduğunu düşünmeyin. Günümüzde Weilai EP9, RimacConcept One ve benzeri birçok güçlü elektrikli süper otomobil doğdu. Hepsinin ortak bir özelliği var, yani hızlanma kabiliyeti geleneksel yakıtlı araçların çoğundan kurtulmak için yeterli - birçok model 3 saniyeden daha kısa olan 100 km hızlanmayı aştı. Böylesine korkunç bir noktaya ulaşabilmelerinin nedeni, elektrik motorunun güç çıkışı özellikleriyle yakından ilgilidir.
Neredeyse tüm elektrik motorları, hız sıfır olduğunda ve hız aralığı çok geniş olduğunda maksimum torka yakın sağlayabilir.Geleneksel yakıtlı araçların çok vitesli şanzımanına ihtiyaç yoktur.En iyi ihtimalle, sadece iki ila üç vites gerekir. Sorun değil, böylece dişli kutusunun hacmi ve ağırlığı büyük ölçüde azaltılabilir, üretim zorluğu ve maliyeti buna bağlı olarak azaltılır ve sonraki ayarlamalar çok daha basittir. Pek çok elektrikli araç, bir dizi tek kademeli şanzımanla doğrudan eşleşir.
Yukarıdaki şekil motorun harici karakteristik eğrisidir.Kırmızı çizgi tork çıkışı karakteristiğidir, yeşil çizgi güç çıkışı karakteristiğidir ve sarı kısım motorun daha verimli çalıştığı aralıktır.
Elektrik motorunun özelliklerinin geleneksel yakıt motorundan çok farklı olduğu görülebilmektedir.Düşük hızlarda çok büyük torka ek olarak, geniş bir sabit güç aralığı da vardır ve düşük-orta hız aralığında çok verimlidir.Motorun çalışma veriminin genel olarak olduğunu bilin Her ikisi de% 90'ı aşabilir Tersine, pistonlu pistonlu benzinli motorların mevcut maksimum verimliliği yalnızca yaklaşık% 42'dir.
Ayrıca motorun tek çalışan kısmı, basit yapısı, kompakt boyutu ve çok daha yüksek güvenilirliği ile yakıt motorundan çok daha az olan rotordur. Tüm bunlar, birçok insanın elektrikli araçlar konusunda iyimser olmasının sebepleridir.
Elektrikli araçların güç düzeni nasıl?
Elektrik motorunun küçük boyutu ve daha basit yerleşimi nedeniyle, elektrikli araçların güç aktarım düzeni de çok çeşitlidir ve çeşitli yerleşim şemaları esnek bir şekilde seçilebilir.
Şu anda, birçok geleneksel üretici, geliştirme maliyeti nedeniyle, geleneksel yakıtlı aracın bıraktığı gövde çerçevesini kullanmaya devam ediyor ve elektrik motorunu, şanzımanı ve kontrolörü geleneksel yakıtlı aracın ön konumuna yerleştiriyor. Aslında, yeni doğan ve yeniden geliştirilen birçok elektrikli araç, çok özgür bir motor düzenine kavuştu.
Örneğin MODEL S'de tek motor + redüksiyon kutusu + diferansiyel kombinasyonu ön ve arka aksların yakınına yerleştirilmiştir.
Yalnızca motor düzeni daha özgür olmakla kalmaz, aynı zamanda koaksiyel çok motorlu çözüm de sunulabilir. Örneğin, Weilainin elektrikli formül yarış otomobili çift motorlu arkadan çekiş düzenini benimser ve sol ve sağ tekerlekler bağımsız motorlar tarafından tahrik edilir. Bu şekilde geleneksel diferansiyel göz ardı edilebilir. Kontrol stratejisinin optimizasyonu yoluyla her iki taraftaki tekerleklerin çıkışı gerçekleştirilebilir. Tork ayrı ayrı kontrol edilir ve itici güç dağılımı daha verimlidir.
Honda'nın yeni nesil NSX, çok karmaşık bir 3.5 V6 çift turboşarjlı motor ve ayrıca üç motorlu hibrit dört tekerlekten çekiş sistemi kullanıyor. Arka aks bir motor + tek motordur ve ön aks çift motorlu bir çözümdür. Viraj alırken ön akstaki iki motor, viraj alma hızını artırmaya yardımcı olmak için mevcut viraj alma hızına ve ivmeye göre her iki taraftaki motorların çıkış torkunu ayarlayabilir.
Merkezde çok diskli kavrama ve fren enerjisi geri kazanım sistemi bulunan NSX'in ön aks çift motorları
Dahası, elbette endüstri, motor ve redüktör kombinasyonunu doğrudan janta takan ve hatta amortisörün içine yerleştirilebildiği bir tekerlek içi motor şeması ortaya koydu. Sonuç olarak, dört tekerleğin tamamı bağımsız motorlar tarafından tahrik edilir ve bu çok akıllı bir dört tekerlekten çekiş sistemine dönüşebilir. Sadece karmaşık geleneksel çok diferansiyel mekanik dört tekerlekten çekiş sisteminden vazgeçmekle kalmaz, aynı zamanda dört tekerleğin torkunu tamamen bağımsız olarak dağıtabilir.Süspansiyonun benzersiz tasarımı ile, geleneksel yakıtlı araçların hayal edemeyeceği bir U dönüşü bile gerçekleştirebilir. "Çok zor hareketler." Bununla birlikte, bu çözüm açıkça, taşıma ve titreşim filtreleme performansını bir dereceye kadar etkileyecek olan tekerleklerin yaysız kütlesini ve atalet momentini artıracak ve motorun ısı yayma tasarımı da daha karmaşık hale gelecektir.
Yaygın olarak kullanılan araba motorları nelerdir?
Motorun prensibi, sanırım lisede fizik eğitimi almış herkesin, bobin içindeki akımın oluşturduğu manyetik alan değişikliklerini kontrol ederek, motordaki stator ve rotoru birbirine göre döndürmek için akımın manyetik etkisini kullanmaktır. Günümüzde elektrik motorları günlük hayatımızın her köşesine çoktan girmiş durumda ve elektrikli arabalar da yeni bir şey değil. 1881 gibi erken bir tarihte doğmuşlar. Ancak son on yılda dünyada enerji tasarrufu ve emisyon azaltımının sesi yükseldikçe büyük ölçekli bir elektrikli araç devrimi başlamış ve araç tahrik motorları geniş ölçekte uygulanmaya başlanmıştır.
Şu anda, en yaygın otomobil tahrik motorları iki tür fırçasız motordur, biri asenkron asenkron motorlar, diğeri ise sabit mıknatıslı senkron motorlardır.
Asenkron asenkron motorlar, DC asenkron motorlar, sincap kafesli motorlar gibi birçok isme de sahiptir. Statoru ve rotoru her ikisi de iletkendir Genel olarak konuşursak, stator enerjili bir sargı bobini iken, rotor aslında birden fazla bobinden oluşan sincap kafes benzeri bir iletkendir, bu nedenle "sincap kafesli motor" olarak adlandırılır. Dönebilen bir manyetik alan oluşturmak için stator bobininin akımı değiştirildiği sürece rotordaki iletken manyetik indüksiyon hatlarını kesecektir.İletken elektromanyetik indüksiyon nedeniyle akım üretir ve akım iletkeni statorun manyetik alanı tarafından "çekilir". Bu yüzden buna "asenkron" motor denir. Düşük maliyetli, basit süreç, güvenilir ve dayanıklı çalışma, uygun bakım ve büyük çalışma sıcaklığı değişikliklerine dayanabilir.
Tesla'nın en eski seri üretim arabaları olan birinci nesil Roadster, MODEL S ve en son Weilai ES8 bu tür bir motor kullanıyordu.Bunlardan MODEL S'de kullanılan asenkron motor, yaklaşık 20.000 rpm maksimum hıza ulaşabiliyor. Ancak MODEL 3'e geldiğinde, Tesla onu aşağıdaki tipte bir motorla değiştirdi - sabit mıknatıslı senkron motor.
Sabit mıknatıslı senkron motor ile asenkron asenkron motor arasındaki en büyük fark, rotorun iletken "sincap kafesi" nin doğrudan kalıcı bir mıknatısla değiştirilmesidir. Kalıcı mıknatıs rotoru, asenkron motorda "çekilen" iletken rotordan farklıdır.Rotorun hızı ile stator manyetik alanın hızının tamamen senkronize olduğunu fark edebilir. En önemlisi yüksek güç yoğunluğu ve kontrol hassasiyeti, daha hafif, daha küçük boyut ve düşük gürültü olmak üzere bu tip motorun birçok avantajı vardır. Bununla birlikte, bu tür motorlarda kullanılan kalıcı mıknatıslar, imalat işlemi sırasında pahalı ağır nadir toprak elementleri gerektirir, bu da motorun genel maliyetini doğrudan artırır ve ayrıca yüksek sıcaklık, titreşim ve aşırı akım koşullarına eğilimlidir. Demanyetizasyon meydana geldi. Şu anda çoğu otomobil üreticisinin elektrikli araç geliştirmesi için ilk tercihtir ve Tesla şu anda bu yönde geçiş yapmaktadır.
Bu ikisinin üzerinde, daha umut verici bir anahtarlamalı isteksizlik motoru vardır. Yapısı bir sincap kafesli motordan daha basittir.Rotor artık bir sargı veya sincap kafesli bir iletkendir, ancak sıradan silikon çelik saclardan yapılmıştır.Yapısı basittir, ısı yayma koşulları iyidir, hacim hafiftir, ağırlığı küçüktür ve güvenilirliği yüksektir. Hız ayarlaması kolaydır, güç yoğunluğu ve verimi sabit mıknatıslı senkron motora çok yakın olup, zorlu ortam, sık start-stop ve ileri ve geri dönüş için uygundur.Elektrikli araçların tahrik motoru olarak kullanıma çok uygundur. Birkaç dezavantaj, kontrolün daha karmaşık olması, tork dalgalanmasının büyük olması ve gürültünün çok büyük olmasıdır. Gelecekte otomotiv motorları için yeni bir popülerleşme yönü olması bekleniyor.
Sürüş resmi özeti:
Mevcut elektrik motoru teknolojisinin arabalara geleneksel yakıt motorlarının çok ötesinde bir performans sağlamak için yeterli olduğu ve elektrik motorunun kendisinin yüksek güç yoğunluğu, daha iyi dış özellikler ve daha kolay yerleşim özelliklerine sahip olduğu açıkça görülebilmektedir, bu da araç sürüş teknolojisini daha büyük hale getirir Genişletme kapasitesi. Bu nedenle, pil teknolojisinin prangaları ve şarj senaryolarının yaygınlaşması daha fazla atılım yapabildiği sürece, geleneksel benzinli araçları geride bırakan elektrikli araçların olasılığı hala çok yüksektir.
