An elektros variklisyra prietaisas, kuris elektros energiją paverčia mechanine energija, ir nuo tada, kai Faradėjus išrado pirmąjį elektros variklį, mes visur galėjome gyventi be šio prietaiso.
Šiais laikais automobiliai sparčiai keičiasi iš daugiausia mechaninių prie elektrinių prietaisų, o variklių naudojimas juose tampa vis plačiau paplitęs. Daugelis žmonių gali nežinoti, kiek variklių sumontuota jų automobilyje, o toliau pateikta įžanga padės jums atrasti variklius jūsų automobilyje.
Variklių pritaikymas automobiliuose
Norint sužinoti, kur jūsų automobilyje yra variklis, ideali vieta jį rasti yra elektrinė sėdynė. Ekonomiškuose automobiliuose varikliai paprastai gali būti reguliuojami į priekį ir atgal bei pakreipti atlošą. Prabangesniuose automobiliuose...elektros varikliaigali valdyti aukščio reguliavimą, pavyzdžiui, sėdynės apatinės dalies atlošimą, juosmens atramą, galvos atramos reguliavimą ir pagalvėlės kietumą, be kitų funkcijų, kurias galima naudoti be elektros variklių. Kitos sėdynių funkcijos, kuriose naudojami elektriniai varikliai, yra elektra valdomas sėdynių sulankstymas ir galinių sėdynių elektra valdomas įkrovimas.
Priekinio stiklo valytuvai yra labiausiai paplitęs pavyzdyselektros variklispritaikymas šiuolaikiniuose automobiliuose. Paprastai kiekvienas automobilis turi bent vieną valytuvų variklį priekiniams valytuvams. Galinių langų valytuvai tampa vis populiaresni visureigiuose ir automobiliuose su „tvartinėmis durelėmis“, o tai reiškia, kad galiniai valytuvai ir atitinkami varikliai yra daugumoje automobilių. Kitas variklis pumpuoja plovimo skystį į priekinį stiklą, o kai kuriuose automobiliuose – į priekinius žibintus, kurie gali turėti savo mažą valytuvą.
Beveik kiekviename automobilyje yra pūstuvas, kuris cirkuliuoja orą šildymo ir vėsinimo sistemoje; daugelyje transporto priemonių salone yra du ar daugiau ventiliatorių. Aukštesnės klasės automobiliuose taip pat yra ventiliatoriai sėdynėse, skirti sėdynių pagalvėlių vėdinimui ir šilumos paskirstymui.
Anksčiau langai dažnai būdavo atidaromi ir uždaromi rankiniu būdu, tačiau dabar įprasti elektra valdomi langai. Kiekviename lange, įskaitant stoglangius ir galinius langus, yra įmontuoti paslėpti varikliai. Šiems langams naudojami pavaros gali būti tokios paprastos kaip relės, tačiau saugos reikalavimai (pvz., kliūčių aptikimas ar objektų prispaudimas) lemia išmanesnių pavarų su judesio stebėjimu ir pavaros jėgos ribojimu naudojimą.
Pereinant nuo rankinio prie elektrinio, automobilių užraktai tampa patogesni. Motorizuoto valdymo privalumai apima patogias funkcijas, tokias kaip nuotolinis valdymas, ir didesnį saugumą bei išmanumą, pavyzdžiui, automatinį atrakinimą po susidūrimo. Skirtingai nuo elektrinių langų, elektrinės durų spynos turi išlaikyti rankinio valdymo galimybę, todėl tai turi įtakos variklio konstrukcijai ir elektrinės durų spynos konstrukcijai.
Prietaisų skydelių ar prietaisų skydelių indikatoriai galėjo išsivystyti į šviesos diodus (LED) ar kitokio tipo ekranus, tačiau dabar kiekvienas ciferblatas ir matuoklis naudoja mažus elektros variklius. Kiti patogumo užtikrinimo kategorijos varikliai apima tokias įprastas funkcijas kaip šoninių veidrodėlių užlenkimas ir padėties reguliavimas, taip pat ir nuotaiką keliančias funkcijas, tokias kaip sulankstomi stogai, įtraukiami pedalai ir stiklinės pertvaros tarp vairuotojo ir keleivio.
Po variklio dangčiu elektros varikliai tampa vis labiau paplitę daugelyje kitų vietų. Daugeliu atvejų elektros varikliai pakeičia diržais varomus mechaninius komponentus. Pavyzdžiui, radiatorių ventiliatoriai, kuro siurbliai, vandens siurbliai ir kompresoriai. Šių funkcijų pakeitimas iš diržinės pavaros į elektrinę turi keletą privalumų. Vienas iš jų yra tas, kad pavaros variklių naudojimas šiuolaikinėje elektroninėje įrangoje yra efektyvesnis energijos vartojimo požiūriu nei diržų ir skriemulių naudojimas, todėl gaunama tokių privalumų kaip geresnis degalų naudojimo efektyvumas, mažesnis svoris ir mažesnės išmetamųjų teršalų emisijos. Kitas privalumas yra tas, kad elektros variklių, o ne diržų naudojimas suteikia daugiau laisvės mechaniniame projekte, nes siurblių ir ventiliatorių tvirtinimo vietos neturi būti ribojamos gyvatiniu diržu, kuris turi būti pritvirtintas prie kiekvieno skriemulio.
Transporto priemonių variklių technologijų tendencijos
Elektriniai varikliai yra būtini aukščiau esančioje diagramoje pažymėtose vietose, ir vėliau, automobiliui tampant vis elektroniškesniam ir tobulėjant autonominiam vairavimui bei intelektui, automobilyje bus vis dažniau naudojami elektriniai varikliai, taip pat keičiasi ir pavaros variklių tipas.
Nors anksčiau dauguma automobilių variklių naudojo standartines 12 V automobilių sistemas, dabar plačiai paplitusios tampa dvigubos įtampos 12 V ir 48 V sistemos, leidžiančios sumažinti kai kurias didesnes srovės apkrovas nuo 12 V akumuliatoriaus. 48 V maitinimo šaltinio privalumas yra keturis kartus mažesnė srovė esant tai pačiai galiai, taip pat sumažėja kabelių ir variklio apvijų svoris. Didelės srovės apkrovos, kurias galima atnaujinti iki 48 V, yra starteriai, turbokompresoriai, kuro siurbliai, vandens siurbliai ir aušinimo ventiliatoriai. Įrengus 48 V elektros sistemą šiems komponentams, galima sutaupyti maždaug 10 procentų degalų sąnaudų.
Variklių tipų supratimas
Skirtingoms reikmėms reikalingi skirtingi varikliai, o variklius galima skirstyti į įvairias kategorijas.
1. Klasifikacija pagal darbinį maitinimo šaltinį – Priklausomai nuo variklio darbinio maitinimo šaltinio, jį galima suskirstyti į nuolatinės srovės ir kintamosios srovės variklius. Kintamosios srovės varikliai taip pat skirstomi į vienfazius ir trifazius variklius.
2. Pagal veikimo principą – pagal skirtingą struktūrą ir veikimo principą varikliai gali būti skirstomi į nuolatinės srovės variklį, asinchroninį variklį ir sinchroninį variklį. Sinchroniniai varikliai taip pat gali būti skirstomi į nuolatinių magnetų sinchroninius variklius, reluktancinius sinchroninius variklius ir histerezės variklius. Asinchroniniai varikliai gali būti skirstomi į asinchroninius variklius ir kintamosios srovės kolektorinius variklius.
3. Klasifikacija pagal paleidimo ir veikimo režimą – variklį pagal paleidimo ir veikimo režimą galima suskirstyti į kondensatoriaus užvedamą vienfazį asinchroninį variklį, kondensatoriaus paleidžiamą vienfazį asinchroninį variklį, kondensatoriaus užvedamą vienfazį asinchroninį variklį ir padalintos fazės vienfazį asinchroninį variklį.
4. Klasifikacija pagal naudojimą – elektros varikliai pagal naudojimą gali būti skirstomi į pavaros variklius ir valdymo variklius. Pavaros varikliai skirstomi į elektrinius įrankius (įskaitant gręžimo, poliravimo, šlifavimo, drožimo, pjovimo, praplatinimo ir kitus įrankius) su elektros varikliais, buitinius prietaisus (įskaitant skalbimo mašinas, elektrinius ventiliatorius, šaldytuvus, oro kondicionierius, magnetofonus, vaizdo grotuvus, DVD grotuvus, dulkių siurblius, fotoaparatus, plaukų džiovintuvus, elektrinius skustuvus ir kt.) su elektros varikliais ir kitas bendrosios paskirties smulkias mašinas bei įrangą (įskaitant įvairias smulkias stakles, smulkią techniką, medicinos įrangą, elektroninius prietaisus ir kt.). Valdymo varikliai skirstomi į žingsninius variklius ir servo variklius.
5. Klasifikacija pagal rotoriaus struktūrą – variklį pagal rotoriaus struktūrą galima suskirstyti į narvelinius asinchroninius variklius (senasis standartas vadinamas voverės narveliniais asinchroniniais varikliais) ir vielinius rotoriinius asinchroninius variklius (senasis standartas vadinamas vieliniais asinchroniniais varikliais).
6. Klasifikacija pagal darbinį greitį – varikliai pagal darbinį greitį gali būti skirstomi į greitaeigius variklius, mažo greičio variklius, pastovaus greičio variklius ir greičio variklius.
Šiuo metu dauguma automobilių kėbulų variklių naudoja šepetėlinius nuolatinės srovės variklius – tai tradicinis sprendimas. Šiuos variklius paprasta valdyti ir jie yra gana nebrangūs dėl šepetėlių teikiamos komutacinės funkcijos. Kai kuriais atvejais bešepetėliniai nuolatinės srovės (BLDC) varikliai pasižymi dideliais galios tankio pranašumais, kurie sumažina svorį, užtikrina geresnes degalų ekonomijas ir mažesnį išmetamųjų teršalų kiekį, todėl gamintojai renkasi naudoti BLDC variklius priekinio stiklo valytuvuose, salono šildymo, vėdinimo ir oro kondicionavimo (HVAC) pūstuvuose ir siurbliuose. Šiose srityse varikliai paprastai veikia ilgą laiką, o ne laikinai, pavyzdžiui, elektra valdomuose languose ar elektra valdomose sėdynėse, kur šepetėlinių variklių paprastumas ir ekonomiškumas išlieka privalumais.
Elektriniai varikliai, tinkami elektrinėms transporto priemonėms
Perėjimas nuo ekonomiškų transporto priemonių prie grynai elektrinių transporto priemonių reikš, kad automobilio centre bus motoriniai varikliai.
Variklio pavaros sistema yra elektrinės transporto priemonės širdis, kurią sudaro variklis, galios keitiklis, įvairūs aptikimo jutikliai ir maitinimo šaltinis. Tinkantys elektrinių transporto priemonių varikliai yra šie: nuolatinės srovės varikliai, bešepetėliniai nuolatinės srovės varikliai, asinchroniniai varikliai, nuolatinių magnetų sinchroniniai varikliai ir reluktansiniai varikliai.
Nuolatinės srovės variklis yra variklis, kuris nuolatinę elektros energiją paverčia mechanine energija ir dėl gero greičio reguliavimo efektyvumo yra plačiai naudojamas elektros energijos tempimui. Jis taip pat pasižymi dideliu pradiniu sukimo momentu ir gana paprastu valdymu, todėl bet kokiai mašinai, kuri užsiveda esant didelei apkrovai arba kuriai reikalingas vienodas greičio reguliavimas, pavyzdžiui, dideliems grįžtamojo valdymo staklynams, gervėms, elektriniams lokomotyvams, tramvajams ir kt., tinka naudoti nuolatinės srovės variklius.
Bešepetis nuolatinės srovės variklis labai atitinka elektrinių transporto priemonių apkrovos charakteristikas, pasižymi mažo greičio ir didelio sukimo momento charakteristikomis, gali užtikrinti didelį pradinį sukimo momentą, kad atitiktų elektrinių transporto priemonių pagreičio reikalavimus, tuo pačiu metu jis gali veikti mažu, vidutiniu ir dideliu plačiu greičiu, taip pat pasižymi dideliu efektyvumu, esant mažos apkrovos sąlygoms, yra labai efektyvus. Trūkumas yra tas, kad pats variklis yra sudėtingesnis nei kintamosios srovės variklis, o valdiklis yra sudėtingesnis nei šepetėlinio nuolatinės srovės variklio.
Asinchroninis variklis, t. y. indukcinis variklis, yra įtaisas, kuriame rotorius dedamas į besisukantį magnetinį lauką, ir veikiant besisukančiam magnetiniam laukui, gaunamas sukimo momentas, todėl rotorius sukasi. Asinchroninio variklio konstrukcija yra paprasta, lengvai pagaminamas ir prižiūrimas, jis turi beveik pastovaus greičio apkrovos charakteristikas, gali atitikti daugumos pramonės ir žemės ūkio gamybos mašinų reikalavimus. Tačiau asinchroninio variklio greitis ir jo besisukančio magnetinio lauko sinchroninis greitis turi fiksuotą sukimosi greitį, todėl greičio reguliavimas yra prastas, ne toks ekonomiškas kaip nuolatinės srovės variklio ir lankstus. Be to, didelės galios, mažo greičio taikymuose asinchroniniai varikliai nėra tokie pat pagrįsti kaip sinchroniniai varikliai.
Nuolatinio magneto sinchroninis variklis yra sinchroninis variklis, kuris sužadina nuolatinius magnetus, kurie veikia kaip rotorius ir sukuria sukamąjį magnetinį lauką, o trifazės statoriaus apvijos, reagdamos per armatūrą, veikiamos besisukančio magnetinio lauko, sukeldamos trifazes simetriškas sroves. Nuolatinio magneto variklis yra mažo dydžio, lengvas, turi mažą sukimosi inerciją ir didelį galios tankį, todėl tinka elektrinėms transporto priemonėms su ribota erdve. Be to, jis turi didelį sukimo momento ir inercijos santykį, didelę perkrovos galią ir didelį išėjimo sukimo momentą, ypač esant mažiems sukimosi greičiams, todėl tinka kompiuterizuotų transporto priemonių paleidimo greitėjimui. Todėl nuolatinio magneto varikliai yra plačiai pripažinti vietinių ir užsienio elektromobilių sesijose ir naudojami daugelyje elektromobilių. Pavyzdžiui, dauguma elektromobilių Japonijoje yra varomi nuolatinio magneto varikliais, kurie naudojami „Toyota Prius“ hibridiniame automobilyje.
Įrašo laikas: 2024 m. sausio 31 d.