Unitatea electrică este automobilă. Sistem de control al tracțiunii vehiculului

Pe o mașină modernă, sunt instalate un număr mare de unități care necesită energie mecanică pentru a conduce costurile. Ei obțin această energie în majoritatea cazurilor de la motoarele electrice.

Un motor electric cu un mecanism mecanic de transmisie a energiei și un circuit de control al motorului electric formează un sistem de acționare electrică a automobilului. Pentru a transmite energie într-o unitate electrică auto, angrenaje și angrenaje cu vierme, se folosesc mecanisme cu manivelă. Adesea, un motor electric și un mecanism de transmitere a energiei mecanice sunt combinate într-un motor angrenat sau motorul electric este combinat cu un actuator.

Unitățile electrice ale mașinii sunt antrenate de ventilatoare și sisteme de răcire a motorului, geamuri electrice, dispozitive de extensie a antenei, ștergătoare de parbriz, pompe de șaibă, curățători de faruri, încălzitoare, pompe de combustibil etc. Luați în considerare cerințele pentru motoarele electrice și tipurile de motoare electrice utilizate în sistemele de acționare electrică a unităților de automobile.

Motoare electrice pentru unitățile de acționare ale unei mașini

Cerințele pentru motoarele electrice sunt foarte diverse. Motoare electrice pentru încălzitoare și ventilatoare auto  au un mod de operare lung și un mic moment de pornire; motoare cu geamuri cu putere  au un cuplu de pornire mare, dar lucrați pentru o perioadă scurtă de timp; motoare stergatoare  percepe sarcini variabile și, prin urmare, trebuie să aibă o caracteristică de ieșire rigidă, viteza arborelui nu trebuie să se schimbe semnificativ cu o modificare a sarcinii; motoarele electrice preîncălzitoare trebuie să funcționeze normal la temperaturi ambientale foarte scăzute.

Numai motoarele electrice cu curent continuu sunt utilizate în acționările unităților de automobile. Puterea nominală a acestora trebuie să corespundă unei serii de 6, 10, 16, 25, 40, 60, 90, 120, 150, 180, 250, 370 W, iar viteza nominală a arborelui unei serii de 2000, 3000, 4000, 5000, 6000, 8000, 9000 și 10.000 rpm.

Motoarele electrice cu excitație electromagnetică în sistemul de acționare electrică a unităților auto au excitație secvențială, paralelă sau mixtă. Motoarele electrice reversibile sunt echipate cu două înfășurări de câmp. Cu toate acestea, utilizarea motoarelor electrice cu excitație electromagnetică este în prezent redusă. Motoarele cu magnet permanent sunt mai frecvente.

Modelele motoarelor electrice sunt extrem de diverse.

Fig. 2. Motor de încălzire

În fig. 2 prezintă un dispozitiv cu motor de încălzire. Magneții permanenți 2 sunt fixați pe carcasa motorului 12 prin arcuri 10. Arborele 11 de armătură este montat în lagărele 1 și 5 cermet situate în carcasă și în capac 8. Capacul este atașat la carcasă cu șuruburi înșurubate în plăci 9. Curentul colectorului 6 este furnizat prin perii 4, plasat în suportul periei 3. O traversă 7 din material izolant, care combină toate suporturile periei într-o singură unitate, este atașată la capac 8.

La motoarele electrice cu putere de până la 100 W, este obișnuit să se utilizeze rulmenți glisanti cu garnituri cermet, suporturi de perii de tip cutie și colectoare ștanțate din bandă de cupru cu modelare din plastic. Aplicate și colectoare din conducte cu caneluri longitudinale pe suprafața interioară.

Capacele și corpul sunt confecționate perfect din tablă de oțel. În motoarele electrice de spălat, capacele și caroseria sunt din plastic. Statorul motoarelor electrice de excitație electromagnetică este extras din plăci; în plus, atât stâlpii cât și jugurile sunt ștanțate ca o singură unitate de tablă de oțel.

Magneții permanenți de tipul 1 și 2 (vezi tabelul de mai jos) sunt instalați în miezul magnetic, care este umplut într-o carcasă din plastic. Magneții de tipurile 3, 4 și 5 sunt atașați la carcasă cu arcuri plate de oțel sau lipite. Un magnet de tip 6 este instalat și lipit în circuitul magnetic, care se află în capacul motorului. O ancoră este extrasă din plăci de oțel electric cu grosimea de 1-1,5 mm.

Date tehnice ale principalelor tipuri de motoare cu motor permanent

tabelul 1. Principalele tipuri de motoare electrice din motoarele electrice ale autovehiculelor casnice.

Date tehnice ale principalelor tipuri de motoare electrice cu excitație electromagnetică

tabelul 2. Principalele tipuri de motoare electrice în motoarele electrice ale autoturismelor casnice.

Motoare electrice cu putere de peste 100 W  apropiat în design generatoare de curent continuu. Au o carcasă din bandă de oțel ușor sau dintr-o țeavă pe care sunt fixați poli cu o înfășurare de excitație. Capacele sunt trase împreună de șuruburi. În copertine există rulmenți cu bile. Suporturile reactive pentru perii asigură o funcționare stabilă a periei pe colector.

Motoarele cu două viteze cu excitație electromagnetică au concluziile fiecărei bobine de excitație, motoarele electrice cu magneți permanenți sunt echipate cu o a treia perie suplimentară, când se aplică putere la care viteza arborelui crește.

Datele tehnice ale principalelor tipuri de motoare electrice cu motor permanent sunt prezentate în tabel. 1 și cu excitație electromagnetică în tabel. 2.

Echipamente electrice auxiliare  ei numesc un grup de dispozitive și aparate auxiliare care asigură încălzirea și ventilația cabinei și corpului, curățarea geamului cabinei și a farurilor, alarmă sonoră, recepție radio și alte funcții auxiliare.

Tendințele de dezvoltare ale diferitelor sisteme auto asociate cu eficiență crescută, fiabilitate, confort și siguranță în trafic, conduc la faptul că rolul echipamentelor electrice, în special al acționării electrice a sistemelor auxiliare, este în continuă creștere. Dacă acum 25 ... 30 de ani nu existau practic mecanisme cu acționări electrice pe mașinile de producție, acum cel puțin 3 ... 4 motoare electrice sunt instalate chiar și pe camioane, și pe mașini - 5 ... 8 sau mai multe, în funcție de clasă.

Unitate electrică  numit sistem electromecanic format dintr-un motor electric (sau mai multe motoare electrice), un mecanism de transmisie către o mașină de lucru și toate echipamentele pentru controlul motorului electric. Principalele dispozitive ale mașinii, în care se află aplicația de acționare electrică, sunt încălzitoarele și ventilatoarele interioare, încălzitoarele de preîncărcare, curățătorii de sticlă și faruri, mecanisme pentru ridicarea sticlei, antene, scaune mobile, etc.

Durata muncii și natura sa determină modul de funcționare al unității. Pentru o unitate electrică, se obișnuiește să se facă distincția între trei moduri principale de operare: lung, pe termen scurt și intermitent.

Mod continuu caracterizată printr-o astfel de durată în care, în timpul funcționării motorului electric, temperatura acestuia atinge o valoare de echilibru. Ca un exemplu de mecanisme cu un regim de funcționare lung, putem numi încălzitoarele și ventilatoarele habitaclului.

Mod de scurtă durată  are o perioadă de lucru relativ scurtă, iar temperatura motorului nu are timp pentru a atinge o valoare de echilibru. O pauză în funcționarea actuatorului este suficientă pentru ca motorul să aibă timp să se răcească până la temperatura ambiantă. Acest mod de funcționare este caracteristic unei largi varietăți de dispozitive pe termen scurt: ridicarea ferestrelor, conducerea antenelor, deplasarea scaunelor etc.

Modul intermitent  caracterizată printr-o perioadă de lucru care alternează cu pauze (oprire sau ralanti), în plus, în niciuna dintre perioadele de funcționare temperatura motorului nu atinge o valoare de echilibru, iar în timpul descărcării, motorul nu are timp să se răcească până la temperatura ambiantă. Un exemplu de dispozitive ale unei mașini care funcționează în acest mod pot fi ștergătoarele (în modurile corespunzătoare), șaibele de parbriz etc.

O caracteristică caracteristică a modului intermitent este raportul dintre partea de lucru a perioadei T "  la întreaga perioadă T. Acest indicator se numește durata relativă a lucrului OL  sau durata relativă a includerii PT,măsurată în procente.

Cerințele pentru motoarele electrice instalate pe unul sau alt nod al mașinii sunt deosebit de specifice și se datorează condițiilor de funcționare ale acestui nod. Atunci când alegeți un tip de motor, este necesar să comparați condițiile de funcționare ale acționării cu caracteristicile mecanice ale diferitelor tipuri de motoare electrice. Se obișnuiește să se facă distincția între caracteristicile mecanice naturale și cele artificiale ale motorului. Primul corespunde condițiilor nominale pentru includerea sa, diagrama de cablare normală și absența oricăror elemente suplimentare în circuitele motorului. Caracteristicile artificiale sunt obținute prin schimbarea tensiunii pe motor, pornirea elementelor suplimentare din circuitul motorului și conectarea acestor circuite conform schemelor speciale.

Una dintre cele mai promițătoare direcții de dezvoltare a acționării electrice a sistemelor auxiliare ale mașinii este crearea de motoare electrice cu putere de până la 100 W cu excitație de la magneți permanenți.

Utilizarea magneților permanenți poate crește semnificativ indicatorii tehnici și economici ai motoarelor electrice: reducerea greutății, dimensiunile generale, creșterea eficienței. Avantajele includ absența înfășurărilor de câmp, care simplifică conexiunile interne și crește fiabilitatea motoarelor electrice. În plus, datorită excitației independente, toate motoarele cu magnet permanent pot fi reversibile.

În figura 7.1 este prezentat un design tipic al unui motor cu magnet permanent utilizat în încălzitoare. .

Magneții permanenți 4 sunt fixați în carcasa 3 folosind două arcuri plane din oțel 6 atașat de corp. ancoră 7   motorul electric se rotește în două rulmenți simpli auto-aliniați 5 . Perii de grafit 2   apăsat de arcuri către colector 1, fabricat dintr-o fâșie de cupru și măcinat în lamele individuale.

Principiul de funcționare a mașinilor electrice cu magneți permanenți este similar cu principiul bine-cunoscut al funcționării mașinilor cu excitație electromagnetică - într-un motor electric, interacțiunea câmpurilor de armatură și stator creează un cuplu. Sursa fluxului magnetic în astfel de motoare electrice este un magnet permanent. O caracteristică a unui magnet este curba de demagnetizare (o parte a buclei de histereză situată în al doilea cadran), prezentată în Fig. 7.2. Proprietățile materialului sunt determinate de inducția reziduală În r  și forța coercitivă H  a. Fluxul util dat de magnet către circuitul extern nu este constant, ci depinde de efectul total al factorilor de demagnetizare externi.

După cum se poate observa din fig. 7.2, punctul de funcționare al magnetului în afara sistemului motor Npunct de asamblare cu carcasă M  și punctul de lucru al magnetului din ansamblul motorului K  sunt diferite. Mai mult, pentru majoritatea materialelor magnetice, demagnetizarea magnetului este ireversibilă, deoarece întoarcerea de la punctul cu inducție mai mică la punctul cu mai multă inducție (de exemplu, atunci când se demontează și se asamblează motorul electric) are loc în funcție de curbele de întoarcere care nu coincid cu curba de demagnetizare.

În legătură cu aceasta, un avantaj important al magneților de oxid de bariu folosiți în industria auto este nu numai ieftinitatea lor relativă, ci și coincidența în anumite limite (până la punctul de inflexiune) a curbelor de întoarcere și demagnetizare. Dacă influența factorilor de demagnetizare externi este astfel încât punctul de lucru al magnetului se deplasează dincolo de genunchi, atunci reveniți la punctul K  este deja imposibil, iar punctul de lucru din sistemul asamblat va fi deja un punct K 1 cu inducție mai mică. Prin urmare, atunci când se calculează motoare cu magnet permanent, alegerea corectă a volumului magnetului este foarte importantă, oferind nu numai modul de funcționare al motorului electric, ci și stabilitatea punctului de funcționare atunci când este expus la factorii maximi de demagnetizare.

Motoare electrice pentru încălzitori de reîncărcare.Încălzitoarele de pornire sunt utilizate pentru a asigura pornirea fiabilă a ICE la temperaturi scăzute. Scopul acestui tip de motoare electrice este de a furniza aer pentru a menține combustia în încălzitoarele pe benzină, pentru a furniza aer, combustibil și pentru a asigura circulația fluidelor în motoarele diesel.

O caracteristică a modului de funcționare este că la astfel de temperaturi este necesar să se dezvolte un cuplu de pornire mare și să funcționeze pentru o perioadă scurtă de timp. Pentru a îndeplini aceste cerințe, motoarele electrice ale încălzitoarelor de preîncărcare sunt realizate cu înfășurare secvențială și funcționează în moduri de scurtă durată și intermitent. În funcție de condițiile de temperatură, motoarele electrice au timpi de comutare diferite: -5 ...- 10 0 С nu mai mult de 20 min; -10 ...- 25 0 С nu mai mult de 30 min; -25 ...- 50 0 С nu mai mult de 50 min.

Motoarele electrice ME252 (24V) și 32.3730 (12V), care au găsit o aplicație largă în încălzitoarele de pornire, au o putere nominală de 180 W și o viteză de rotație de 6500 min -1.

Motoare electrice pentru conducerea sistemelor de ventilație și încălzire.  Sistemele de ventilație și încălzire sunt proiectate pentru încălzirea și ventilația autoturismelor, autobuzelor, camioanelor și tractoarelor. Acțiunea lor se bazează pe utilizarea căldurii dintr-un motor cu ardere internă, iar performanța depinde în mare măsură de caracteristicile acționării electrice. Toate motoarele electrice în acest scop sunt motoare cu funcționare pe termen lung, operate la o temperatură ambientală de -40 ... + 70 ° С. În funcție de dispunerea unității de încălzire și ventilație pe vehicul, motoarele electrice au direcții de rotație diferite. Aceste motoare electrice au o singură sau dublă viteză, în principal cu excitație permanentă a magnetului. Motoarele electrice cu două trepte oferă două moduri de funcționare a sistemului de încălzire. Funcționarea parțială (viteză mică și, prin urmare, performanțe mai mici) este asigurată de o înfășurare suplimentară pe câmp.

În fig. 7.3 prezintă un dispozitiv al unui motor electric cu excitație de la magneți permanenți pentru încălzitoare. Este format din: 1 și 5 - un rulment simplu; 2 - magnet permanent; 3 - suport pentru perie; 4 - perie; 6 - colecționar; 7 - travers; 8 - capac; 9 - o placă de fixare; 10 - primăvară; 11 - ancora; 12 - caz. Magneți permanenți 2   fixat pe carcasă 12   arcuri 10.   capac 8   atașat la carcasă cu șuruburi care sunt înșurubate în plăcile de montare 9,   situat în canelurile carcasei. Rulmenții sunt instalați în carcasă și capac 7   și 5   în care arborele armăturii se rotește 11.   Toate suporturile pentru perii 3   sunt pe travers 7   din material izolant.

Travers montat pe capac 8.   perie 4,   prin care curentul este furnizat colectorului 6,   așezat în suporturi pentru perii 3   tip cutie. Colectoarele, precum și motoarele electrice cu excitație electromagnetică sunt ștanțate din bandă de cupru urmate de sertizare cu plastic sau de la o conductă cu caneluri longitudinale pe suprafața interioară.

Capacele și carcasa sunt din tablă de oțel. Pentru motoarele electrice de spălat, capacul și carcasa pot fi din plastic.

Pe lângă sistemele de încălzire care utilizează căldura motoarelor cu ardere internă, sunt folosite unități de încălzire cu acțiune independentă. În aceste instalații, un motor electric cu două ieșiri de arbore conduce două ventilatoare, unul direcționează aerul rece către schimbătorul de căldură, iar apoi spre camera încălzită, celălalt furnizează aer către camera de ardere.

Motoarele electrice ale încălzitoarelor utilizate pe mai multe modele de mașini și camioane au o putere nominală de 25 ... 35 W și o viteză nominală de 2500 ... 3000 min -1.

Motoare electrice pentru conducerea sistemelor de ștergătoare.  Motoarele electrice utilizate pentru a conduce ștergătoarele sunt supuse cerințelor de a oferi o caracteristică mecanică rigidă, capacitatea de a controla viteza la diferite sarcini și un cuplu de pornire crescut. Acest lucru se datorează specificului ștergătoarelor - curățare fiabilă și de înaltă calitate a suprafeței parbrizului în diferite condiții climatice.

Pentru a asigura rigiditatea necesară a caracteristicii mecanice, se utilizează motoare cu excitație permanentă a magnetului, cu excitație paralelă și mixtă, iar o cutie de viteze specială este utilizată pentru a crește cuplul și a reduce viteza. În unele motoare electrice, cutia de viteze este fabricată ca parte a motorului electric. În acest caz, motorul electric se numește motor de angrenare. Modificarea vitezei motoarelor electrice cu excitație electromagnetică se realizează prin schimbarea curentului de excitație într-o înfășurare paralelă. În motoarele electrice cu excitație de la magneții permanenți, se realizează o modificare a frecvenței de rotație a armăturii prin instalarea unei perii suplimentare și organizarea unei funcții intermitente.

În fig. 7.4 este o diagramă schematică a ștergătorului de acționare electrică SL136 cu un motor cu magnet permanent. Funcționarea ștergătorului intermitent prin pornirea întrerupătorului 1 in  poziție III. În acest caz, lanțul de ancoră 4   motorul pornește releul 7. Releul are o bobină de încălzire 8,   care încălzește placa bimetală 9.   Pe măsură ce placa bimetală se îndoaie, contactele se îndoaie 10   deschide, deconectând puterea releului 11,   date de contact 12 care este întreruptă de puterea circuitului de ancorare al motorului electric. După farfurie 9   contactele se vor răci și se vor închide 10,   releu 11 va funcționa și motorul va fi alimentat din nou. Ciclul ștergătorului se repetă de 7-19 ori pe minut.

Modul de viteză scăzută prin pornirea comutatorului 1 in  poziție II. În același timp, mâncarea este ancorată 4   motorul electric este alimentat printr-o perie suplimentară 3, montată în unghi față de periile principale. În acest mod, curentul trece doar de-a lungul unei părți a înfășurării armăturii 4, ceea ce este motivul scăderii frecvenței de rotație a armăturii și a momentului. Modul de viteză mare a ștergătorului apare atunci când este instalat comutatorul 1 in  poziție eu. În acest caz, motorul electric este alimentat prin periile principale și fluxurile de curent prin întreaga înfășurare a armăturii. La setarea comutatorului 1 în poziție IV  puterea este furnizată ancorelor 4 și 2 motorul ștergătorului și șaiba parbrizului și funcționarea lor simultană. După oprirea ștergătorului (poziția 0), motorul rămâne sub tensiune până când camera b se apropie de contactul mobil 5. În acest moment, came va deschide circuitul și motorul se va opri. Oprirea motorului electric într-un moment strict definit este necesară pentru așezarea lamelor ștergătoarelor în poziția inițială. Siguranța termobimetală este inclusă în circuitul 4 de armătură a motorului 13,   care este conceput pentru a limita puterea curentă în circuit în timpul supraîncărcării.

Funcționarea ștergătorului în timpul ploii ploioase sau a zăpezii ușoare este complicată de faptul că umiditatea este mică pe parbriz. Din acest motiv, frecarea și uzura periilor cresc, precum și consumul de energie pentru curățarea sticlei, ceea ce poate determina supraîncălzirea motorului de antrenare. Frecvența de pornire pentru unul sau două cicluri și oprirea manuală a șoferului este incomodă și, de asemenea, nesigură, întrucât atenția șoferului este distrasă de la conducere.

Pentru organizarea incluziunii pe termen scurt a ștergătorului, sistemul de control al motorului electric poate fi completat cu un regulator de ciclu electronic, care oprește automat motorul ștergătorului pentru unul sau două cicluri la anumite intervale. Intervalul dintre oprițele ștergătorului poate varia în termen de 2 ... 30 s. Majoritatea modelelor de motoare ștergătoare au o putere nominală de 12 ... 15 W și o viteză nominală de 2000 ... 3000 min -1.

În mașinile moderne, sunt utilizate pe scară largă șaibele de parbriz ale sticlei față și ștergătorul electric. Motoarele electrice ale șaibelor și farurilor funcționează în modul intermitent și sunt încântate de magneții permanenți, au o putere nominală mică (2,5 ... 10 W).

În plus față de scopurile de mai sus, motoarele electrice sunt utilizate pentru a conduce diferite mecanisme: ridicarea geamului ușilor și despărțirilor, deplasarea scaunelor, a antenelor de conducere etc. Pentru a oferi un cuplu de pornire mare, aceste motoare electrice au excitație secvențială, sunt utilizate în moduri de funcționare pe termen scurt și intermitent.

În proces, motoarele electrice trebuie să asigure o schimbare a direcției de rotație, adică să fie reversibile. Pentru a face acest lucru, acestea au două înfășurări de câmp, a căror includere alternativă oferă direcții de rotație diferite. Din punct de vedere structural, motoarele electrice în acest scop sunt realizate într-o singură bază geometrică și sunt unificate în funcție de sistemul magnetic cu motoare electrice cu încălzitoare de 25 W.

Unitatea electrică este din ce în ce mai folosită pe mașini în fiecare an. Cerințele pentru motoarele electrice sunt în continuă creștere și acest lucru se datorează creșterii calității diferitelor sisteme auto, siguranței în trafic, scăderii nivelului de zgomot radio, toxicității și creșterii fabricabilității. Îndeplinirea acestor cerințe a dus la trecerea de la motoare electrice cu excitație electromagnetică la motoare electrice cu excitație de la magneți permanenți. În același timp, masa motoarelor electrice a scăzut, iar eficiența a crescut de aproximativ 1,5 ori. Durata de viață a acestora atinge 250 ... 300 de mii de kilometri de rulare.

Motoarele electrice de încălzire, ventilație și dispozitive de curățare a sticlei sunt dezvoltate pe baza a patru dimensiuni standard ale magneților anizotropi. Acest lucru vă permite să reduceți numărul de tipuri de motoare electrice fabricate și să le unificați.

Un alt domeniu este utilizarea filtrelor de interferență radio eficiente în proiectarea motoarelor electrice. Pentru motoarele electrice cu putere de până la 100 W, filtrele vor fi unificate în raport cu fiecare bază a motorului electric și vor fi încorporate. Pentru motoare electrice promițătoare cu o putere de 100 ... 300 W, filtrele sunt dezvoltate cu ajutorul condensatoarelor - de trecere sau de blocare a capacităților mari. Dacă nu este posibil să îndepliniți cerințele privind nivelul de zgomot radio datorită filtrelor încorporate, este prevăzută utilizarea filtrelor la distanță și ecranarea motoarelor electrice.

Pe termen mai lung, se propune utilizarea motoarelor DC fără contact. Aceste motoare sunt echipate cu comutatoare statice cu semiconductor, care înlocuiesc comutatorul mecanic al comutatorului și senzori de poziție a rotorului încorporat. Lipsa unei unități de colectare a periilor vă permite să creșteți durata de viață a motorului electric la 5 mii sau mai mult, să creșteți în mod semnificativ fiabilitatea acestuia și să reduceți nivelul de zgomot radio.

Se lucrează la crearea de motoare electrice cu dimensiuni axiale limitate, ceea ce este necesar, de exemplu, pentru a conduce ventilatorul de răcire al motorului. În această direcție, căutarea este efectuată pe calea creării de motoare cu un colector de capăt, care sunt amplasate împreună cu perii în interiorul unei armături goale sau cu ancore de disc realizate cu o înfășurare stampilată sau imprimată.

Acestea au continuat să dezvolte motoare electrice speciale, în special motoare electrice sigilate pentru încălzirea de pornire, care este necesară pentru a crește fiabilitatea și utilizarea vehiculelor speciale.

Tendințele de dezvoltare a diferitelor sisteme de vehicule asociate cu eficiență sporită, fiabilitate, confort și siguranță, conduc la faptul că rolul echipamentelor electrice, în special al acționării electrice a sistemelor auxiliare, este în continuă creștere. În prezent, cel puțin 3-4 motoare electrice sunt instalate chiar și pe camioane, și pe mașini - 5 sau mai multe, în funcție de clasă.

Unitate electricănumit sistem electromecanic format dintr-un motor electric (sau mai multe motoare electrice), un mecanism de transmisie către o mașină de lucru și toate echipamentele pentru controlul motorului electric. Principalele dispozitive ale mașinii, în care se află aplicația de acționare electrică, sunt încălzitoarele și ventilatoarele interioare, încălzitoarele de preîncărcare, curățătorii de sticlă și faruri, mecanisme de ridicare a geamurilor, antene, scaune mobile etc.

Cerințele pentru motoarele electrice instalate într-un anumit nod al mașinii se datorează modurilor de funcționare ale acestui nod. Atunci când alegeți un tip de motor, este necesar să comparați condițiile de funcționare ale acționării cu caracteristicile mecanice ale diferitelor tipuri de motoare electrice. Se obișnuiește să se facă distincția între caracteristicile mecanice naturale și cele artificiale ale motorului. Primul corespunde condițiilor nominale pentru includerea sa, diagrama de cablare normală și absența oricăror elemente suplimentare în circuitele motorului. Caracteristicile artificiale sunt obținute prin schimbarea tensiunii pe motor, pornirea elementelor suplimentare din circuitul motorului și conectarea acestor circuite conform schemelor speciale.

Schema bloc a unui sistem electronic de control al suspensiei

Una dintre cele mai promițătoare direcții de dezvoltare a acționării electrice a sistemelor auxiliare ale mașinii este crearea de motoare electrice cu putere de până la 100W cu excitație de la
magneți permanenți. Utilizarea magneților permanenți poate crește semnificativ indicatorii tehnici și economici ai motoarelor electrice: reduce greutatea, dimensiunile generale cresc eficiența. Avantajele includ absența unei înfășurări de câmp, care simplifică conexiunile interne și crește fiabilitatea motoarelor electrice. În plus, datorită excitației independente, toate motoarele cu magnet permanent pot fi reversibile.

Principiul de funcționare al mașinilor electrice cu magneți permanenți este similar cu binecunoscutul principiu de funcționare a mașinilor cu excitație electromagnetică - într-un motor electric, interacțiunea dintre câmpurile de armatură și stator creează un cuplu. Sursa fluxului magnetic în astfel de motoare electrice este un magnet permanent. Fluxul util dat de magnet către circuitul extern nu este constant, ci depinde de efectul total al factorilor de demagnetizare externi. Fluxurile magnetice ale magnetului în afara sistemului motor și în ansamblul motorului sunt diferite. Mai mult, pentru majoritatea materialelor magnetice, demagnetizarea magnetului este ireversibilă, deoarece întoarcerea de la punctul cu inducție mai mică la punctul cu inducție mai mare (de exemplu, atunci când se demontează și se asamblează motorul electric) are loc în funcție de curbele de întoarcere care nu coincid cu curba de demagnetizare (fenomenul de histerezis). Prin urmare, la asamblarea motorului electric, fluxul magnetic al magnetului devine mai mic decât a fost înainte de demontarea motorului electric.

În legătură cu aceasta, un avantaj important al magneților de oxid de bariu folosiți în industria auto este nu numai ieftinitatea lor relativă, ci și coincidența în anumite limite ale curbelor de întoarcere și demagnetizare. Dar chiar și în ele, cu un puternic efect de demagnetizare, fluxul magnetic al magnetului devine mai mic după îndepărtarea efectelor de demagnetizare. Prin urmare, atunci când se calculează motoare cu magnet permanent, alegerea corectă a volumului magnetului este foarte importantă, oferind nu numai modul de funcționare al motorului, ci și stabilitatea punctului de funcționare atunci când este expus la factorii maximi de demagnetizare.

Motoare electrice pentru încălzitori de reîncărcare.Încălzitoarele prestarting sunt utilizate pentru a asigura pornirea fiabilă a ICE la temperaturi scăzute. Scopul acestui tip de motoare electrice este de a furniza aer pentru a menține combustia în încălzitoarele pe benzină, pentru a furniza aer, combustibil și „pentru a asigura circulația fluidelor în motoarele diesel.

O caracteristică a modului de funcționare este că la astfel de temperaturi este necesar să se dezvolte un cuplu de pornire mare și să funcționeze pentru o perioadă scurtă de timp. Pentru a îndeplini aceste cerințe, motoarele electrice ale încălzitoarelor de preîncărcare sunt realizate cu înfășurare secvențială și funcționează în moduri de scurtă durată și intermitent. În funcție de condițiile de temperatură, motoarele electrice au timpi de pornire diferite: la minus 5 ... minus 10 "C nu mai mult de 20 min; la minus 10 ... minus 2,5 ° C nu mai mult de 30 min; la minus 25 ... minus 50 ° Cu cel mult 50 de minute

Puterea nominală a majorității motoarelor electrice din preîncălzitor este de 180 de wați, frecvența de rotație a acestora fiind de 6500 min "1.

Motoare electrice pentru conducerea sistemelor de ventilație și încălzire.Sistemele de ventilație și încălzire sunt proiectate pentru încălzirea și ventilația autoturismelor, autobuzelor, camioanelor și tractoarelor. Acțiunea lor se bazează pe utilizarea căldurii dintr-un motor cu ardere internă, iar performanța depinde în mare măsură de caracteristicile acționării electrice. Toate motoarele electrice în acest scop sunt motoare cu funcționare pe termen lung, operate la temperatura mediului minus 40 ... + 70 ° С. În funcție de dispunerea sistemelor de încălzire și ventilație pe vehicul, motoarele electrice au direcții de rotație diferite. Aceste motoare electrice au o singură sau dublă viteză în principal cu excitație permanentă a magnetului. Motoarele electrice cu două trepte oferă două moduri de funcționare a sistemului de încălzire. Funcționarea parțială (viteză mică și, prin urmare, performanțe mai mici) este asigurată de o înfășurare suplimentară pe câmp.

Pe lângă sistemele de încălzire care utilizează căldura motoarelor cu ardere internă, sunt folosite unități de încălzire cu acțiune independentă. În aceste instalații, un motor electric cu doi arbori de ieșire conduce două ventilatoare, unul direcționează aerul rece către schimbătorul de căldură, iar apoi spre camera încălzită, celălalt furnizează aer către camera de ardere.

Utilizate pe mai multe modele de mașini și camioane, motoarele electrice ale încălzitoarelor au o putere nominală de 25-35 W și o viteză nominală de 2500-3000 min 1.

Motoare electrice pentru conducerea sistemelor de ștergătoare.Motoarele electrice utilizate la conducerea ștergătoarelor sunt supuse cerințelor de a oferi o caracteristică mecanică rigidă, capacitatea de a controla viteza la diferite sarcini și un cuplu de pornire crescut. Acest lucru se datorează specificului ștergătoarelor - curățare fiabilă și de înaltă calitate a suprafeței parbrizului în diferite condiții climatice.

Pentru a asigura rigiditatea necesară a caracteristicii mecanice, se utilizează motoare cu excitație permanentă a magnetului, motoare cu excitație paralelă și mixtă, iar o cutie de viteze specială este utilizată pentru a crește cuplul și a reduce viteza. În unele motoare electrice, cutia de viteze este fabricată ca parte a motorului electric. În acest caz, motorul electric se numește motor de angrenare. Modificarea vitezei motoarelor electrice cu excitație electromagnetică se realizează prin schimbarea curentului de excitație într-o înfășurare paralelă. La motoarele cu excitație de la magneți permanenți, se realizează o modificare a frecvenței de rotație a armăturii prin instalarea unei perii suplimentare.

În fig. 8.2 este o diagramă schematică a unui ștergător de acționare electrică SL136 cu un motor cu magnet permanent. Funcționarea ștergătorului intermitent prin pornirea întrerupătorului 5Apentru poziția III. În acest caz, circuitul de armătură al motorului ștergătorului 3 este următorul: „+” al bateriei GV -convertor termobimetal 6 - comutator SA(cont. 5, 6) - contacte K1: 1 - SA(cont. 1, 2) - ancoră - „masă”. Paralel cu ancora prin contacte K1: 1la baterie este conectat un element sensibil (bobina de încălzire) al unui releu electrotermic KK1.După un anumit timp, încălzirea elementului sensibil duce la deschiderea contactelor releului electrotermic KK1: 1.Acest lucru face ca bobina releului să se deschidă. K1.Acest releu este deconectat. Contactele sale K1: 1deschide și contactele K1: 2devin închis. Datorită contactelor cu releu K1: 2și limitați contactele întrerupătorului 80 motorul electric rămâne conectat la baterie până când lamele ștergătorului sunt în poziția inițială. În momentul punerii periilor, came 4 deschide contactele 80, determinând oprirea motorului electric. Următoarea pornire a motorului electric va avea loc atunci când elementul sensibil al releului electrotermic KK1se răcește și acest releu se oprește din nou. Ciclul ștergătorului se repetă de 7-19 ori pe minut. Modul de viteză mică este asigurat prin pornirea comutatorului în poziția I. În acest caz, puterea armăturii motorului 3 este asigurată printr-o perie suplimentară 2, care este instalată în unghi față de periile principale. În acest mod, curentul trece doar de-a lungul unei părți a înfășurării armăturii 3. care este motivul scăderii vitezei de rotație a armăturii. Modul de viteză mare a ștergătorului apare la instalarea comutatorului PENTRUîn poziția I. În acest caz, motorul electric este alimentat prin periile principale și curge curentul prin întreaga înfășurare a armăturii. La setarea comutatorului PENTRUîn poziția IV, tensiunea este aplicată ancorelor 3 și 1 ale motoarelor ștergătoarelor și a șaibului de parbriz și are loc funcționarea lor simultană.

Fig. 8.2. Schema motorului ștergătorului:

1 - mașină de spălat cu motor electric; 2 - perie suplimentară;

3 - ancora motorului ștergătorului; 4 - camă;

5 - releu de timp; b - siguranță termobimetală

După oprirea ștergătorului (poziția de comutare) „Oh” -)datorită comutatorului limită 50 motorul electric rămâne aprins până când periile sunt plasate în poziția inițială. În acest moment, cama 4 va deschide circuitul și motorul se va opri. Un circuit termo-bimetalic 6 este inclus în circuitul 3 de armătură a motorului, care este conceput pentru a limita puterea curentă în circuit în timpul supraîncărcării.

Funcționarea ștergătorului în timpul ploii ploioase sau a zăpezii ușoare este complicată de faptul că umiditatea este mică pe parbriz. Din acest motiv, frecarea și uzura periilor cresc, precum și consumul de energie pentru curățarea sticlei, ceea ce poate determina supraîncălzirea motorului de antrenare. Frecvența de pornire a unu-două cicluri de ceas și dezactivare manuală de către șofer este incomodă și nesigură, întrucât atenția șoferului este distrasă scurt de către conducerea mașinii. Prin urmare, pentru organizarea unei includeri pe termen scurt a unui ștergător, sistemul de control al motorului electric este completat cu un regulator electronic de ciclu, care oprește automat motorul ștergătorului timp de unu-două cicluri la anumite intervale. Intervalul dintre oprițele ștergătorului poate varia între 2-30 de secunde. Cele mai multe modele de motoare ștergătoare au o putere nominală de 12-15 W și o viteză nominală de 2000-3000 min "1.

În mașinile moderne, sunt utilizate pe scară largă șaibele de parbriz ale sticlei din față și ștergătorul electric. Motoarele electrice ale șaibelor și aparatelor de curățat faruri funcționează în regim intermitent și sunt încântate de magneții permanenți, au o putere nominală mică (2,5-10 W).

În plus față de scopurile de mai sus, motoarele electrice sunt utilizate pentru a conduce diferite mecanisme: ridicarea geamului ușilor și despărțirilor, mișcarea scaunelor, a antenelor de conducere etc. Pentru a asigura un cuplu de pornire mare, aceste motoare electrice

Invenția se referă la domeniul ingineriei electrice și poate fi utilizată pentru a crea mașini hibride și vehicule electrice. Dispozitivul conține o sursă de alimentare conectată la un condensator de stocare. Motorul de acționare în curent alternativ este format dintr-un rotor cu magneți permanenți și un stator cu înfășurări trifazate. În serie cu fiecare dintre înfășurările statorului, este conectată o înfășurare suplimentară, iar punctele de conectare ale acestor înfășurări sunt conectate, respectiv, la bornele redresorului, care împreună cu invertorul fac parte din convertorul controlat. Când sursa de alimentare este pornită, comutatoarele de alimentare ale invertorului încep să comute în conformitate cu semnalele de ieșire ale unității de control. Mașina efectuează mișcare de translație cu o viteză reglabilă setată de unitatea de control a invertorului. Atunci când este emisă o comandă „frânare”, regulatorul furnizează semnale de control redresorului. Un condensator de recuperare este furnizat condensatorului de stocare. Când curentul curge prin înfășurări, se dezvoltă un moment de frânare, iar energia de frânare este transmisă condensatorului de stocare, care este încărcat la o tensiune mai mare decât tensiunea sursei de alimentare. La sfârșitul frânării, energia stocată a condensatorului este utilizată pentru mișcarea translațională a mașinii. Rezultatul tehnic constă în creșterea eficienței energetice a unui vehicul electric și asigurarea proiectării sale simple și tehnologice cu dimensiuni generale optime. 1 bolnav.

Invenția se referă la domeniul ingineriei electrice și poate fi utilizată la proiectarea mașinilor hibride și a vehiculelor electrice.

Sunt cunoscute autovehiculele cu pile cu combustibil hibrid care cuprind o baterie conectată printr-un convertor controlat la un motor cu acțiune pe roți (1). Dispozitivul prevede organizarea circuitelor care utilizează energia roților de frânare. Cu toate acestea, instalația are o eficiență energetică scăzută. Acest lucru se datorează faptului că, în timpul frânării regenerative, tensiunea generată scade și încărcarea acumulată în baterie crește, ca urmare, pe măsură ce potențialele bateriei și ale generatorului se egalizează, rata de încărcare a bateriei încetinește și apoi se oprește complet.

Cel mai apropiat de invenție, dispozitivul este o roată electrică a unei mașini (2), care conține o baterie, care este conectată la motorul de antrenare printr-un convertor de tensiune controlat. Pentru a crește eficiența centralei și a îmbunătăți caracteristicile energetice ale acestuia, convertorul controlat este capabil să transmită electricitate motorului de acționare cu un coeficient de conversie de tensiune în scădere și recuperarea energiei electrice din motorul de acționare atunci când îl frânează cu un coeficient de conversie de tensiune în creștere. În dispozitivul cunoscut, rolul elementului de stocare, „primind” energia de recuperare, îndeplinește bateria, dar funcția acestuia poate fi îndeplinită și de o altă unitate de stocare a energiei, de exemplu, un bloc de condensatoare moleculare. În schema cunoscută, poate fi utilizat atât un curent continuu, cât și un motor cu curent alternativ. Când folosiți o mașină electrică ca motor motor, este necesară introducerea unui convertor de curent continuu la curent alternativ în circuitul cunoscut (2) (urmând metoda tradițională de conversie a semnalului). Cu toate acestea, acest lucru duce la o complicație a proiectării unității convertoare și, în consecință, la o complicație a proiectării întregului dispozitiv, o creștere a costului și a dimensiunilor sale.

Rezultatul tehnic care poate fi obținut prin utilizarea invenției este de a simplifica proiectarea, de a reduce costurile și de a îmbunătăți dimensiunile generale.

Rezultatul tehnic se obține datorită faptului că în acționarea electrică a roților unui automobil care conține o sursă de putere, un motor AC trifazat, cu rotor cu magnet permanent și un convertor controlat, care reglează funcționarea motorului electric (2), convertorul controlat constă dintr-un invertor trifazat și un redresor, ieșiri CC al cărui curent este conectat la un condensator de stocare conectat la o sursă de energie și ieșirile de fază ale înfășurărilor statorice ale motorului electric curentul alternativ este conectat la bornele de intrare ale curentului alternativ al invertorului, conform acestuia, o înfășurare suplimentară este conectată în serie cu fiecare dintre înfășurările statorului, iar punctele de conectare ale acestor înfășurări sunt conectate, respectiv, la bornele alternatorului redresorului, polaritatea terminalelor DC fiind opusă polarității conectate la ele alimentare, în timp ce intrările de control ale invertorului și ale unităților de control ale redresorului sunt conectate, respectiv, la ieșirile controlerului controlat și efectuate în timpul ofertei de a furniza comanda sa de intrare de control „vitezei“ sau „inhibare“ primire a permis semnalelor de control la invertor sau redresor cu blocarea simultană impulsuri de control sosite la redresor sau, respectiv invertorului.

Desenul prezintă o diagramă structurală a dispozitivului.

Dispozitivul conține o sursă de energie electrică 1, de exemplu, o baterie, care este conectată la un condensator de stocare 2, conectat la bornele de alimentare ale unui convertor de tensiune controlat care reglează funcționarea motorului de acționare ca 3. În circuitul de acționare electrică, este posibil să transferați electricitate la motorul de antrenare 3 cu tensiune redusă și recuperare electricitate de la motorul de acționare 3 când se frânează cu înaltă tensiune. Motorul de acționare în curent alternativ 3 este format dintr-un rotor 4 cu magneți permanenți și un stator cu înfășurări trifazate 5. Potrivit acestuia, o înfășurare suplimentară W 2 este conectată în serie cu fiecare dintre înfășurările statorice trifazice W 1, iar punctele de conectare ale acestor înfășurări sunt conectate, respectiv, la bornele AC ale redresorului 6, care împreună cu invertorul 7 face parte dintr-un convertor controlat. Intrările de control ale invertorului 7 și ale redresorului 6 sunt conectate, respectiv, la ieșirile unităților de comandă 8 și 9, ale căror intrări de control sunt conectate la ieșirile controlerului controlat 10, care este conceput pentru a permite primirea semnalelor de control la invertorul sau circuitul redresor, în timp ce se blochează recepția impulsurilor de control la redresor sau circuitul invertorului atunci când dând comanda „viteză”, respectiv „frânare”.

Aparatul funcționează după cum urmează.

Când porniți sursa de alimentare și dați comanda „Viteză”, controlerul 10 generează un semnal de ieșire care permite semnalele de control de la unitatea de control 8 la invertorul 7 și, în același timp, blochează funcționarea unității de control 9, în urma căreia comutatoarele de alimentare ale invertorului 7 încep să comute în conformitate cu semnalele de ieșire unitate de control 8. Datorită fluxului de curenți în înfășurările W 1 ale statorului 5 al motorului electric, apare un câmp magnetic rotativ, sub acțiunea căruia rotorul 4 începe să se rotească cu magneți permanenți. Unitatea de control 8 oferă o modulare de înaltă frecvență a armonicii fundamentale și ajustează magnitudinea tensiunii și a frecvenței acesteia, utilizând, de exemplu, controlul de către vectorul de câmp. Rotirea rotorului 4 este transmisă direct la roți sau prin cutia de viteze. Mașina execută mișcare de translație cu o viteză reglabilă setată de unitatea de control 8, în timp ce există un transfer direct de energie către motorul de antrenare.

La sosirea semnalului „Frânare”, regulatorul 10 blochează funcționarea unității de comandă 8 și pornește unitatea 9. Când frânarea se face sub acțiunea forțelor de inerție, roțile își continuă mișcarea rotind rotorul 4 al mașinii electrice 3, care trece în modul de generare a energiei. Tensiunea de intrare a redresorului 6 primește tensiunea totală a înfășurărilor statorului W 1, W 2, iar curentul de recuperare este furnizat condensatorului de stocare 2. Tensiunea de-a lungul condensatorului 2 se ridică la mărimea tensiunii totale reduse pe înfășurările W 1, W 2. Când curentul curge prin înfășurările W 1, W 2, se dezvoltă un moment de frânare, iar energia de frânare este transferată forțat condensatorului de stocare 2, care este încărcat la o tensiune mai mare decât tensiunea sursei de alimentare 1. În acest caz, fracția de energie recuperată crește semnificativ, deoarece cantitatea de energie stocată în condensatorul 2 se află într-o dependență quadratică de tensiunea sa.

La sfârșitul frânării, energia stocată a condensatorului 2 este utilizată pentru mișcarea translațională a mașinii.

Astfel, convertorul controlat împreună cu înfășurările trifazate W 1, W 1 asigură transmiterea energiei electrice la motorul de antrenare 3 cu tensiune redusă și recuperarea electricității din motorul de acționare 3 atunci când este frânat cu înaltă tensiune. Dispozitivul are o eficiență ridicată vă permite să recuperați cel puțin 70% din energia de frânare.

Performanța energetică ridicată a dispozitivului se realizează în același timp simplificând proiectarea, reducând costurile și îmbunătățind dimensiunile generale.

Eficiența ridicată, simplitatea designului și dimensiunile generale bune ale acestui dispozitiv îi permit să fie cel mai preferat atunci când proiectați mașini hibride și vehicule electrice.

Surse de informații luate în considerare

1. J. "AutoWorld" nr. 1, 2007, p.9.

2. J. „AutoWorld” nr. 48, 2007, p.8.

O roată electrică a unei mașini, care cuprinde o sursă de putere, un motor trifazat de curent alternativ cu rotor cu magnet permanent și un convertor controlat care controlează funcționarea motorului electric, caracterizat prin aceea că convertorul controlat constă dintr-un invertor de punte trifazat și un redresor, ale căror terminale CC sunt conectate la un condensator de stocare conectat. la sursa de alimentare, și ieșirile de fază ale înfășurărilor statorice ale motorului ca sunt conectate la intrare m terminale ale curentului alternativ al invertorului, în timp ce sunt în serie cu fiecare dintre înfășurările statorului, este conectată o înfășurare suplimentară, iar punctele de conectare ale acestor înfășurări sunt conectate, respectiv, la bornele AC ale redresorului, polaritatea terminalelor cu curent continuu fiind opusă polarității sursei de alimentare conectate la acestea, aceste intrări de control ale unităților de control ale invertorului și ale redresorului sunt conectate, respectiv, la ieșirile controlerului controlabil, realizate când odache la comanda sa de intrare de control „vitezei“ sau „inhibare“ primire a permis semnalelor de control la invertor sau redresor cu blocare impulsuri de control de intrare simultane la redresor sau, respectiv invertorului.

Sistem de control al tracțiunii vehiculului

introducere

senzor electric de tracțiune auto

Urgența dezvoltării unei acțiuni electrice de tracțiune a unei mașini hibride constă într-o utilizare mai corectă a energiei, în îmbunătățirea ecologiei mașinii și în întreținerea mai economică a mașinii, datorită reducerii consumului de combustibil. Oferă puterea, tracțiunea, viteza necesară a vehiculului în diferite condiții de conducere.

Noutatea științifică.

Noutatea științifică constă în absența necesității instalării motorului pe baza sarcinilor de funcționare de vârf. În momentul în care este necesară o creștere accentuată a sarcinii de tracțiune, atât un motor electric, cât și un motor convențional (și în unele modele un motor electric suplimentar) sunt incluse în lucrare. Acest lucru vă permite să economisiți la instalarea unui motor cu combustie internă mai puțin puternică, care funcționează de cele mai multe ori în modul cel mai favorabil pentru sine. O astfel de redistribuire și acumulare uniformă a puterii, urmată de o utilizare rapidă, permite utilizarea sistemelor hibride în mașini sport și SUV-uri.

Relevanță practică.

Semnificația practică este că economisește combustibil mineral (resursă neregenerabilă), reduce poluarea mediului, economisește o resursă foarte valoroasă pentru o persoană, cum ar fi timpul (eliminând jumătate din călătoriile la benzinării).

1. Date inițiale și declarație de probleme

Obiectivul principal al sistemului de control al centralei electrice a unei mașini hibride este de a oferi cel mai economic și mai ecologic mod de funcționare al motorului cu ardere internă, datorită redistribuirii încărcăturii între motorul cu ardere internă, motorul auxiliar și circuitul de recuperare a energiei.

Sarcinile suplimentare ale sistemului sunt:

) Asigurarea recuperării energiei de frânare a vehiculului.

) Asigurarea dinamicii de accelerație necesare a mașinii prin utilizarea centralei auxiliare și a stocării de energie.

) Asigurarea unui mod de pornire cu oprire cu o perioadă minimă de ralanti a motorului în cazul unei opriri scurte a mașinii.

Date sursă.

Volkswagen Touareg luat

Figurile de mai jos (Fig. 1 și Fig. 2) prezintă caracteristicile sale tehnice, care vor fi datele inițiale pentru lucrarea mea și aspectul acesteia.

Fig. 1 Date sursă

Fig. 2 Aspect Volkswagen Touareg

1.1 Clasificarea sistemelor existente

Pentru a studia tracțiunea electrică a tracțiunii unei mașini hibride, trebuie să decideți care dintre cele trei scheme existente să alegeți. Aceasta este o clasificare în funcție de metoda de interacțiune între motorul cu ardere internă și motorul electric.

Circuitul secvențial.

Aceasta este cea mai simplă configurație hibridă. ICE este utilizat doar pentru a conduce generatorul, iar energia electrică generată de acesta din urmă încărcă bateria și alimentează motorul electric, care roteste roțile de antrenare.

Acest lucru elimină nevoia de cutie de viteze și ambreiaj. Frânarea regenerativă este de asemenea folosită pentru a reîncărca bateria. Circuitul și-a primit numele, deoarece fluxul de putere intră în roțile de antrenare, trecând o serie de transformări succesive. De la energia mecanică generată de motoarele cu ardere internă la energia electrică generată de un generator și din nou în energia mecanică. În acest caz, o parte din energie este pierdută inevitabil. Hibridul serial permite utilizarea ICE cu putere redusă și funcționează constant în gama de eficiență maximă sau poate fi complet dezactivat. Când motorul este oprit, motorul electric și bateria sunt capabile să ofere puterea necesară pentru deplasare. Prin urmare, ei, spre deosebire de ICE, ar trebui să fie mai puternici, ceea ce înseamnă că au un cost mai mare. Cel mai eficient circuit secvențial atunci când conduceți în modul de oprire frecventă, frânare și accelerație, conducând la viteză mică, adică în oraș. Prin urmare, îl folosesc în autobuzele urbane și în alte tipuri de transport urban. Camioanele mari de gunoi miniere funcționează, de asemenea, pe acest principiu, unde este necesar să transferați cuplul mare la roți, iar viteza mare nu este necesară.

Circuit paralel

Aici, roțile de antrenare sunt acționate atât de motorul cu ardere internă, cât și de motorul electric (care trebuie să fie reversibil, adică poate funcționa ca generator). Pentru munca paralelă coordonată, se utilizează controlul computerului. În același timp, rămâne nevoia unei transmisii convenționale, iar motorul trebuie să funcționeze în condiții tranzitorii ineficiente.

Momentul care vine din două surse este distribuit în funcție de condițiile de conducere: în moduri tranzitorii (pornire, accelerare), un motor electric este conectat pentru a ajuta ICE, iar în modurile stabilite și când frânarea funcționează ca un generator, încărcând bateria. Astfel, în hibrizi paraleli, de cele mai multe ori ICE funcționează, iar motorul electric este folosit pentru a-l ajuta. Prin urmare, hibrizii paraleli pot folosi o baterie mai mică decât cea secvențială. Deoarece motorul cu ardere internă este conectat direct la roți, pierderea de putere este mult mai mică decât la un hibrid în serie. Acest design este destul de simplu, dar dezavantajul său este că o mașină reversibilă a unui hibrid paralel nu poate pune simultan roți în mișcare și să încarce bateria. Hibrizii paraleli sunt eficienți pe autostradă, dar ineficienți în oraș. În ciuda simplității punerii în aplicare a acestei scheme, aceasta nu îmbunătățește semnificativ atât parametrii de mediu, cât și eficiența utilizării ICE.

Aderenta unei astfel de scheme hibride este Honda. Sistemul lor hibrid se numește asistență motor integrată. Acesta asigură, în primul rând, crearea unui motor pe benzină cu eficiență crescută Și numai atunci când motorul devine dificil, un motor electric ar trebui să-i ajute. În acest caz, sistemul nu necesită o unitate de control a puterii complexe și costisitoare și, prin urmare, costul unei astfel de mașini este mai mic. Sistemul IMA constă dintr-un motor pe benzină (care furnizează principala resursă de energie), un motor electric, care oferă o putere suplimentară și o baterie suplimentară pentru motorul electric. Când o mașină cu un motor convențional pe benzină încetinește, energia sa cinetică este stinsă prin rezistența motorului (frânarea motorului) sau disipată sub formă de căldură atunci când discurile și tambururile de frână sunt încălzite. O mașină cu sistem IMA începe să frâneze cu un motor electric. Astfel, motorul electric funcționează ca un generator, generând energie electrică. Energia stocată în timpul frânării este stocată în baterie. Și când mașina începe să accelereze din nou, bateria va oferi toată energia stocată pentru promovarea motorului electric, care se va transfera din nou în funcțiile sale de tracțiune. Iar consumul de benzină va scădea exact la fel ca energia a fost stocată în timpul frânării anterioare. În general, Honda consideră că sistemul hibrid ar trebui să fie cât mai simplu, motorul electric îndeplinește o singură funcție - ajută motorul cu ardere internă să economisească cât mai mult combustibil. Honda produce două modele hibride: Insight și Civic.

Serie - circuit paralel

Compania „Toyota”, cu crearea hibrizilor, a mers pe propria cale. Hybrid Synergy Drive (HSD), dezvoltat de ingineri japonezi, combină caracteristicile celor două tipuri anterioare. În circuitul paralel hibrid se adaugă un generator separat și un împărțitor de putere (angrenaj planetar). Drept urmare, hibridul capătă caracteristicile unui hibrid secvențial: mașina pornește și se deplasează la viteze mici doar pe tracțiune electrică. La viteze mari și când conduceți cu o viteză constantă, motorul cu ardere internă este conectat. La sarcini mari (accelerare, mișcare în sus, etc.), motorul electric este alimentat suplimentar de o baterie - adică. hibridul funcționează în paralel.

Datorită prezenței unui generator separat care încarcă bateria, motorul electric este utilizat numai pentru tracțiunea roților și frânarea regenerativă. Mecanismul planetar transferă o parte din puterea motorului cu ardere internă la roți, iar restul la generator, care alimentează motorul electric sau încarcă bateria. Sistemul informatic ajustează constant sursa de alimentare din ambele surse de energie pentru o funcționare optimă în toate condițiile de conducere. În acest tip de hibrid, motorul electric funcționează de cele mai multe ori, iar motorul cu ardere internă este utilizat doar în cele mai eficiente moduri. Prin urmare, puterea sa poate fi mai mică decât într-un hibrid paralel.

O caracteristică importantă a motorului cu ardere internă este faptul că funcționează pe ciclul Atkinson și nu pe ciclul Otto, ca motoare convenționale. Dacă motorul este organizat conform ciclului Otto, atunci la cursa de admisie, pistonul, care se deplasează în jos, creează un vid în cilindru, datorită căruia este aspirat aer și combustibil. În acest caz, în modul cu viteză mică, când accelerația este aproape închisă, așa-numita. pomparea pierderilor. (Pentru o mai bună înțelegere a ceea ce este, încercați, de exemplu, să atragați aerul prin nări ciupite). În plus, umplerea cilindrilor cu o încărcare nouă se deteriorează și, în consecință, consumul de combustibil și emisiile de substanțe nocive în atmosferă cresc. Când pistonul ajunge la centrul mort de jos (BDC), supapa de admisie se închide. În timpul cursei de evacuare, când se deschide supapa de evacuare, gazele de evacuare sunt încă sub presiune, iar energia lor este pierdută iremediabil - aceasta este așa-numita. pierderea eliberării.

În motorul Atkinson, la cursa de admisie, supapa de admisie se închide nu în apropierea BDC, ci mult mai târziu. Aceasta oferă o serie de avantaje. În primul rând, pierderile de pompare sunt reduse ca o parte a amestecului, când pistonul a trecut de BDC și a început să se deplaseze în sus, este împins înapoi la galeria de admisie (și apoi utilizat într-un alt cilindru), ceea ce reduce vidul din el. Amestecul combustibil împins afară din cilindru, de asemenea, îndepărtează o parte din căldură din pereții săi. Deoarece durata cursei de compresie în raport cu cursa scade, motorul funcționează conform așa-numitelor. un ciclu cu un grad crescut de expansiune, în care energia gazelor de eșapament este utilizată mai mult timp, adică cu o scădere a pierderilor de evacuare. Astfel, obținem cei mai buni indicatori de mediu, eficiență și eficiență mai mare, dar mai puțină putere. Cert este că motorul hibrid Toyota funcționează în moduri ușor încărcate, în care acest dezavantaj al ciclului Atkinson nu joacă un rol important.

Dezavantajele unui hibrid paralel în serie includ un cost mai mare, deoarece are nevoie de un generator separat, un pachet de baterii mai mare și un sistem de control al calculatorului mai productiv și mai complex.

Sistemul HSD este instalat pe hatchback Toyota Prius, sedan de afaceri Camry, vehicule pe tot terenul Lexus RX400h, Toyota Highlander Hybrid, Harrier Hybrid, sedan sport Lexus GS 450h și mașină de lux Lexus LS 600h. Competența Toyota a fost cumpărată de Ford și Nissan și a fost creată pentru Ford Escape Hybrid și Nissan Altima Hybrid. Toyota Prius este liderul vânzărilor în rândul tuturor hibrizilor. Consumul de benzină în oraș este de 4 litri la 100 de kilometri. Aceasta este prima mașină care are un consum mai mic de combustibil atunci când conduceți în oraș decât pe autostradă. Hibridul plug-in Prius din 2008 a fost prezentat.

1.2 Scheme ale unui sistem de control al tracțiunii electrice a unei mașini

Legendă a semnalelor de intrare / ieșire / dezactivare. motor electric; semnal de deprimare pedală de frână; semnal electronic de accelerare pedală accelerator; turație motor; temperatura motorului;

ICE / generator de motor generator de motor generator de viteză generator de temperatură motor de viteză motor de viteză de viteză automată de recunoaștere a angrenajului sistem hidraulic automat de temperatura de ambreiaj

în sistemul hidraulic; cutie de viteze automată; schimbare de viteze; temperatura modulului electronic; monitorizare cabluri de înaltă tensiune; baterie de înaltă tensiune; control tensiune

sisteme, presiune frână, înregistrare viteză roată, recunoaștere fixare centură de siguranță

Legendă pentru componente electrice Baterie de înaltă tensiune Unitate de control a motorului Unitate de control AKPS Modul de putere și unitate de comandă a unității electrice Unitate de comutare (EBox) Unitate de control ABS Unitate de control a grupului de instrumente Interfață de bus de date Unitate de control airbag

Sistem de navigație radio RNS 850

Descrierea postului:

Începutul mișcării. Conducerea cu sarcină ușoară, viteză mică sau sub o pantă ușoară. Deoarece motorul cu ardere internă are o eficiență scăzută la încărcături reduse, mișcarea este asigurată de motorul auxiliar, în cazul în care alimentarea cu energie este suficientă. În caz contrar, mișcarea se efectuează cu ajutorul motorului cu ardere internă.

Mutați uniform. Sistemul oferă cel mai eficient mod de funcționare a motorului cu ardere internă. Dacă cuplul motorului cu ardere internă este mai mic decât momentul de rezistență, puterea lipsă este asigurată prin conectarea unui motor auxiliar. Dacă cuplul optim este mai mare decât momentul de rezistență, excesul de putere este descărcat de circuitul de recuperare a energiei.

Accelerarea. Dinamica de accelerație necesară este asigurată în principal datorită motorului auxiliar, menținând totodată cel mai economic mod al ICE-ului principal. Dacă nu există energie suficientă în acționare sau o putere insuficientă a motorului auxiliar, o putere suplimentară este asigurată de ICE-ul principal.

Frânarea. Energia cinetică în exces a vehiculului este utilizată în circuitul de recuperare. În cazul frânării regenerative insuficiente, este conectat un sistem de frânare hidraulică.

Când opriți și prezența energiei în acționare, suficientă pentru pornire, motorul cu ardere internă este oprit. Dacă energia stocată nu este suficientă. ICE continuă să funcționeze până când este reîncărcat.Baterie de înaltă tensiune Modul de alimentare și unitate de control

unitate de control a bateriei de înaltă tensiune Unitate de comutare (EBox) Dispozitiv de siguranță 1 Conector de serviciu pentru sistem de înaltă tensiune Ventilator 1 unitate hibrid de baterie Ventilator 2 unitate hibrid

Generator de motoare electrice.

Un element cheie al unei acționări hibride este un generator electric de motoare.

Într-un sistem de acționare hibrid, el își asumă trei sarcini critice:

Starter pentru motor cu ardere internă,

Generator pentru încărcarea bateriei de înaltă tensiune,

Motor de tracțiune pentru mișcarea mașinii.

Rotorul se rotește în interiorul statorului fără contact. În modul generator, puterea motorului generatorului este de 38 kW. În modul motor de tracțiune, generatorul electric de motor dezvoltă o putere de 34 kW. Diferența constă în pierderea de putere, care este inerentă structural în fiecare mașină electrică. Conducerea numai cu tracțiune electrică pe o suprafață plană pentru un Touareg cu un motor hibrid este posibilă până la o viteză de aproximativ 50 km / h. Viteza maximă depinde de rezistența la mișcare și de gradul și încărcarea bateriei de înaltă tensiune. Ambreiajul special K0 este localizat în corpul generatorului de motor.

Un motor electric generator este situat între motorul cu ardere internă și transmisia automată.

Este un motor sincron trifazat. Folosind un modul electronic de putere, tensiunea de 288 V CC este transformată într-o tensiune alternativă trifazată. Trei faze de tensiune creează un câmp electromagnetic trifazat în generatorul motor electric.

În documentația de service, generatorul de motor electric este desemnat „motor electric de tracțiune pentru acționarea electrică V141”.

1.3 Senzori incluși în sistem

Senzor de poziție rotor.

Deoarece motorul cu ardere internă, cu senzorii de viteză, în modul de acționare electrică este deconectat mecanic de la generatorul motor electric, acesta din urmă necesită senzori proprii pentru a determina poziția și frecvența de rotație a rotorului. În aceste scopuri, trei senzori de viteză sunt integrați în generatorul electric de motoare.

Acestea includ:

senzor de poziție a rotorului de tracțiune 1

motor G713

senzor de poziție a rotorului de tracțiune 2

motor G714

senzor de poziție a rotorului de tracțiune 3

Senzorul de poziție al rotorului (DPR) este o parte a motorului electric.

În motoarele de colecție, senzorul de poziție a rotorului este o unitate de colectare a periilor, este de asemenea un comutator de curent.

La motoarele fără perii, senzorul de poziție al rotorului poate fi de diferite tipuri:

Magneto-inducție (de exemplu, bobine de putere reale sunt utilizate ca senzor, dar uneori sunt înfășurări suplimentare)

Magnetoelectric (senzori de efect Hall)

Optoelectric (pe diverse optocuplere: LED-fotodiode, LED-fototransistor, LED-fototristor).

Senzor de temperatură al motorului de tracțiune G712

Acest senzor este integrat în carcasa motorului generatorului și este umplut cu polimer.

Senzorul înregistrează temperatura motorului generatorului. Circuitele de răcire fac parte din sistemul inovator de control al temperaturii. Semnalul senzorului de temperatură al motorului de tracțiune este utilizat pentru a controla performanța de răcire a circuitului de răcire la temperatură înaltă. Folosind pompa electrică a sistemului de răcire și pompa controlată a sistemului de răcire a motorului cu ardere internă, este posibil să controlați toate modurile de funcționare ale sistemului de răcire, pornind de la modul de absență a circulației lichidului de răcire în circuitele de răcire și terminând cu modul de performanță maximă a sistemului de răcire.

În funcție de materialele utilizate pentru producerea de senzori termoresistivi, există:

1.Detectoare de temperatură rezistive (RTD). Acești senzori sunt din metal, cel mai adesea platină. În principiu, orice meta își schimbă rezistența atunci când este expusă la temperatură, dar platina este utilizată deoarece are stabilitate, rezistență și reproductibilitate pe termen lung. Pentru măsurători de temperaturi peste 600 ° C, tungstenul poate fi de asemenea utilizat. Dezavantajul acestor senzori este costul ridicat și neliniaritatea caracteristicilor.

2.Senzori cu rezistență flint. Avantajele acestor senzori sunt liniarită bună și stabilitate ridicată pe termen lung. De asemenea, acești senzori pot fi integrați direct în microstructuri.

.Termistoare. Acești senzori sunt realizați din compuși de oxid de metal. Senzorii măsoară doar temperatura absolută. Un dezavantaj semnificativ al termistorilor este necesitatea calibrării lor și a neliniarității ridicate, precum și a îmbătrânirii, cu toate acestea, atunci când se fac toate setările necesare, acestea pot fi utilizate pentru măsurători de precizie.

2. Diagnostice

.1 Tester de diagnosticare

DASH CAN 5.17 a costat 16500 de ruble.

Funcționalitate:

Calibrați și reglați contorul;

Adăugarea cheilor la mașină, chiar dacă nu aveți toate cheile existente

Efectuează adaptarea cheilor

Citiți codurile de conectare / secrete (SKC)

Înregistrarea numerelor de identificare și imobilizare

Încărcă și salvează blocul de imobilizare decriptat

Salvează (clone) panoul de instrumente scriind un bloc de imobilizare dintr-un fișier

Citește și șterge codurile de eroare CAN-ECU

Utilizare:

Butoane: / SEAT / SKODA - apăsați acest buton pentru a citi VDO de ultimă generație. (De exemplu, este potrivit pentru GOLF V din 2003 până la 06.2006. Unele versiuni ale vehiculelor SEAT și Skoda sunt echipate cu combinații de acest tip pe modele până în 2009) - apăsați acest buton pentru a citi Passat B6. (În aceste mașini nu puteți obține informații de imobilizare din tabloul de instrumente, deoarece unitatea de imobilizare face parte din modul) A3 - apăsați acest buton pentru a citi combinația AUDI A3 VDO. A4 - apăsați acest buton pentru a citi AUDI A4 BOSCHRB4./TOUAREG - apăsați acest buton pentru a citi Phaeton și Touareg BOSCHRB4.EDC15 - mașini diesel din 1999. Suportă majoritatea autoturismelor grupului VAG și SKODA - echipate mașinile lor ECU.EDC16 - folosite pe mașinile cu motorină din 2002. Folosit pe vehicule de ultimă generație. * /MED9.5 - Motor tip BOSCHME7. * Folosit pe vehicule precum GolfI V sau Audi TT. Puteți citi următoarele motoare: ME7.5, ME7.1, ME7.5.1, ME7.1.1..1.1 Golf nu este încă acceptat CANALE - Făcând clic pe acest buton, adaptați unitatea de comandă a motorului EEprom BOSCHME7.BOXES - Făcând clic pe acest buton puteți citi codul de înregistrare de la imobilizator. Potrivit pentru Audi A4 cu conector 12 pini și cutie LT. Puteți citi și casetele din 1994 până în 1998, dar numai atunci când cheia adaptată este introdusă în contact.

2.2 Informații de diagnostic

Autodiagnosticul sistemului.

Dacă apare o defecțiune în sistemul de înaltă tensiune, lampa de avertizare se aprinde. Simbolul lămpii indicatoare poate fi portocaliu, roșu sau negru. În funcție de tipul de defecțiune, în sistemul de înaltă tensiune este afișat un simbol al culorii corespunzătoare și un mesaj de avertizare.

concluzie

În munca mea, este considerat un sistem de control pentru acționarea electrică a tracțiunii unei mașini hibride. De asemenea, sunt revizuite toate sistemele existente, toate soluțiile de circuit, au examinat senzorii incluși în sistem. Se consideră autodiagnosticul sistemului și diagnosticul cu ajutorul unui dispozitiv extern (tester). Lucrarea a fost finalizată integral.

Referințe

1. Yutt V.E. Echipamente electrice ale mașinilor: manual pentru studenți. - M.: Transport, 1995 .-- 304 p.

Scurt ghid auto. - M.: Transconsulting, NIIAT, 1994 - 779 p. 25 de exemplare

Akimov S.V., Chizhkov Yu.P. Echipamente electrice pentru automobile - M .: ZAO KZhI „În spatele roții”, 2001. - 384 p. 25 de exemplare

Akimov S.V., Borovskikh Yu.I., Chizhkov Yu.P. Echipamente electrice și electronice de automobile - M.: Inginerie mecanică, 1988. - 280 p.

Reznik A. M., Orlov V.M. Echipamente electrice ale mașinilor. - M.: Transport, 1983.- 248 p.

Programul de auto-studiu 450 Touareg Hybrid Powertrain Self-Study.