Elektriniai ir vidaus degimo varikliai jau daugelį metų yra diskusijų apie mobilumo ir pramonės ateitį centre.. Nors elektrinės transporto priemonės sparčiai populiarėja dėl savo savybių ir technologinės pažangos, tradiciniai varikliai jau daugiau nei šimtmetį yra pagrindinė transporto priemonė.
Šiame straipsnyje jūs Aiškiai ir išsamiai sužinokite, kaip veikia kiekvienas variklio tipas, kokie jų pagrindiniai struktūriniai skirtumai, jų poveikis aplinkai, efektyvumas, pagrindiniai komponentai ir kodėl elektrinės transporto priemonės populiarėja pasauliniame mobilume. Jei kada nors abejojote, kuo jie skiriasi arba kuris variantas geriausias kiekvienam poreikiui, čia yra jums reikalinga informacija.
Esminis elektrinių ir vidaus degimo variklių palyginimas…
Didžiausias skirtumas tarp elektros variklio ir vidaus degimo variklio yra šaltinis ir būdas, kuriuo jie gauna energiją, reikalingą transporto priemonei judėti. Vidaus degimo varikliai veikia degindami iškastinį kurą, pavyzdžiui, benziną ar dyzeliną, kontroliuojamų sprogimų cilindrų viduje procese. Šie sprogimai judina stūmoklius, kurie per tokius mechanizmus kaip alkūninis velenas ir pavarų dėžė perduoda galią transporto priemonės ratams.
Priešingai, Elektros variklio veikimas pagrįstas akumuliatoriuje sukauptos energijos (elektros pavidalu) pavertimu mechanine energija. Valdomo iškrovimo metu variklis naudoja magnetinius laukus, kad sukeltų veleno sukamąjį judėjimą, kuris sukelia ratų judėjimą. Taigi, perdavimas paprastai yra tiesioginis ir paprastesnis.
Elektros variklio komponentai ir veikimas…
elektros varikliai, ypač tie, kurie orientuoti į transporto priemones, Jie išsiskiria tuo, kad turi paprastesnę struktūrą ir daug mažiau judančių dalių nei vidaus degimo varikliai. Tai ne tik sumažina svorį, bet ir reikalauja mažiau priežiūros bei sumažina gedimų tikimybę.
- Baterija: Tai energijos akumuliatorius, kuris kaupia reikiamą elektros energiją. Tai atitinka tradicinio automobilio degalų bako talpą.
- Investuotojas: Jis konvertuoja nuolatinę srovę (DC) iš akumuliatoriaus į kintamąją srovę (AC), kuri reikalinga elektros varikliui maitinti.
- Elektrinis variklis: Sudarytas daugiausia iš statorius (fiksuota dalis, kuri sukuria magnetinį lauką) ir rotorius (judanti dalis, kuri sukasi, kai gauna magnetinius impulsus).
- Greičio reduktorius: Tai yra pavarų dėžės atitikmuo. Paprastai jis turi tik vieną fiksuotą perdavimo skaičių, nes galimas sukimo momentas leidžia jam veikti nuo nulio iki didelio greičio, nereikalaujant kelių pavarų.
- Elektroninė valdymo ir valdymo sistema: Jis reguliuoja energijos srautą iš akumuliatoriaus į variklį, nustatydamas greitį, pagreitį ir net regeneracinį stabdymą.
- Regeneracinis stabdymas: Tai leidžia varikliui stabdant ar sustojus pakeisti savo funkciją ir įkrauti akumuliatorių, pasinaudojant transporto priemonės inercija.
- Šaldymo sistema: Nors jis yra mažiau reiklus nei vidaus degimo varikliai, jis padeda palaikyti optimalią variklio temperatūrą, ypač intensyvaus naudojimo metu.
Procesas prasideda, kai vairuotojas paspaudžia akceleratorių: Baterija išskiria elektros energiją, kuri pasiekia keitiklį, kuris transformuoja srovę ir maitina variklį; Statorius sukuria magnetinį lauką, kuris indukuoja rotoriaus sukamąjį judesį, tiesiogiai perduodamas galią ratams.
Kaip veikia vidaus degimo variklis?
Degimo varikliuose ciklas prasideda įpurškiant degalus į kamerą, kurioje suslėgtas oras ir uždegimo žvakės kibirkštis (benzine) arba slėgis (dyzeline) sukelia sprogimą. Šis sprogimas stumia stūmoklius, kurie savo ruožtu judina alkūninį veleną ir likusią transmisijos sistemos dalį. Procesas susideda iš skirtingų etapų:
- Įėjimas: Oro ir kuro mišinio įleidimas į cilindrą.
- Suspaudimas: Stūmoklis kyla aukštyn ir suspaudžia mišinį.
- Serija: Vyksta degimas, mišinys užsidega ir plečiasi.
- Escape: Susidariusios dujos išleidžiamos per išmetimo vamzdį.
Ši mechanika apima daug judančių komponentų: stūmokliai, švaistikliai, vožtuvai, paskirstymo velenai, alkūninis velenas, pavarų dėžė, sankaba, išmetimo sistema ir daug daugiau, o tai padidina priežiūros poreikį ir gedimų tikimybę.
Pagrindiniai elektros variklių elementai…
Pažvelkime atidžiau į svarbiausius elektros variklio vidinius komponentus:
- Statorius: Fiksuota dalis, sudaryta iš apvijų arba nuolatinių magnetų. Jis yra atsakingas už reikiamo magnetinio lauko sukūrimą.
- Rotorius: Judanti dalis, kuri sukasi veikiama statoriaus magnetinio lauko. Jis gali turėti nuolatinius magnetus arba rites.
- Guoliai: Jie leidžia rotoriui suktis sklandžiai ir tiksliai. Gera jo būklė yra labai svarbi siekiant išvengti vibracijos ir triukšmo.
- Ašis: Jis perduoda sukurtą judesį į variklio išorę, jungdamasis su transmisija ir galiausiai su ratais.
- Jungčių dėžutė: Saugus korpusas elektros laidams ir gnybtams, apsaugantis sistemą nuo teršalų ir užtikrinantis stabilų sujungimą.
- korpusas: Jis apgaubia ir apsaugo vidinius komponentus nuo dulkių, drėgmės ir galimų smūgių. Tai taip pat prisideda prie šilumos išsklaidymo.
- Ventiliatorius ir dangčiai: Jie padeda pašalinti susidariusią šilumą, kad būtų palaikoma optimali darbinė temperatūra.
- Perjungti: Kai kuriuose elektros varikliuose jis palaiko srovės kryptį, kad sukimo momentas išliktų pastovus.
- Identifikacinė plokštelė: Jame pateikiama esminė techninė informacija, pvz., palaikoma įtampa, apsisukimai per minutę, galia ir saugos parametrai.
Dažniausiai automobilių pramonėje naudojami elektros variklių tipai…
- Nuolatinio magneto sinchroninis variklis (PMSM): Rotoriuje naudojami nuolatiniai magnetai, sinchronizuojantys su statoriaus magnetiniu lauku. Jis išsiskiria dideliu efektyvumu, momentiniu pagreičiu ir kompaktiškesniais matmenimis.
- Asinchroninis (arba indukcinis) variklis: Rotoriui trūksta magnetų, todėl jis sukuria savo magnetinį lauką per indukuotas sroves. Ekonomiškesnis ir atsparesnis aukštai temperatūrai, nors ir šiek tiek mažesnis efektyvumas.
- Perjungiamas reluktansinis variklis: Labai tvirtas, pasižymi dideliu sukimo momentu ir puikiai tinka sudėtingoms reikmėms, nors paprastai yra triukšmingesnis.
- Nuolatinio magneto bešepetis variklis: Naudojamas hibridinėse transporto priemonėse, jis pasižymi tvirtumu ir labai ilgu tarnavimo laiku dėl susidėvinčių dalių nebuvimo.
Abiejų variklių tipų išoriniai ir vidiniai skirtumai…
Elektros varikliui būdinga tai, kad Jiems nereikia išmetimo ar įsiurbimo sistemos, o po variklio dangčiu paprastai matoma daug mažiau. nei įprastoje transporto priemonėje. Kai kurie modeliai pasinaudoja papildoma erdve papildomam daiktų laikymui, o bagažinė dažnai praranda dalį talpos dėl akumuliatorių vietos. Bendras elektromobilio svoris paprastai padidėja dėl akumuliatorių masės, nors pasiskirstymas paprastai yra homogeniškesnis, pagerina stabilumą ir dinaminį elgesį kelyje.
Energijos vartojimo efektyvumas ir našumas…
Vienas iš elektros variklių privalumų yra įspūdingas jų efektyvumas. Vidutiniškai jie paverčia nuo 85 iki 95 % elektros energijos naudinga mechanine energija. Tuo tarpu vidaus degimo varikliai retai viršija 40 %, todėl didelę dalį praranda dėl šilumos ir mechaninės trinties.
Tai reiškia akivaizdų energijos taupymą, mažesnį išmetamųjų teršalų kiekį ir mažesnį šilumos nuostolį. Be to, sukimo momentas iš elektros variklio perduodamas akimirksniu, todėl galima greičiau įsibėgėti ir akimirksniu reaguoti į akceleratoriaus paspaudimą. Daugiau apie vidinį variklio efektyvumą.
Elektros variklių ir vidaus degimo variklių priežiūra ir tarnavimo laikas
Elektros variklio priežiūra yra žymiai mažesnė. Pamirškite apie alyvos keitimą, visus filtrus, uždegimo žvakes ar sudėtingus pavarų dėžės patikrinimus. Pagrindinės užduotys yra aušinimo sistemos, keitiklio, akumuliatoriaus ir variklio guolių patikrinimas. Mažiau judančių dalių sumažina gedimų tikimybę ir ilgalaikes eksploatavimo išlaidas. Be to, mažiau dalių reiškia mažesnę susidėvėjimo tikimybę ir didesnį patikimumą.
Poveikis aplinkai ir tvarumas…
Elektros varikliai tiesiogiai neišskiria CO₂ ar kitų teršalų., todėl jos yra pagrindinė galimybė mažinti taršą ir kovoti su klimato kaita. Šis išmetamųjų teršalų trūkumas kartu su galimybe naudoti atsinaujinančius energijos šaltinius reiškia reikšmingą anglies pėdsako sumažėjimą. Miestuose elektromobiliai taip pat padeda sumažinti aplinkos triukšmą, užtikrindami tylesnę ir sveikesnę miesto aplinką.
Kodėl šiandien verta rinktis elektrinį variklį?
- Sutaupytos energijos ir priežiūros išlaidos: Elektros energijos kaina yra mažesnė, o techninių apžiūrų išlaidos smarkiai sumažėja.
- Įkrovimo infrastruktūros plėtra: Vis daugiau viešųjų ir privačių įkrovimo stotelių tampa lengvesnės ir patogesnės.
- Inovacijos ir technologinė evoliucija: Baterijos siūlo vis didesnį nuvažiuojamą atstumą, o elektros variklių efektyvumas metai iš metų gerėja.
- Didesnis komfortas: Tyla, vibracijos nebuvimas ir sklandus važiavimas sukuria neprilygstamą patirtį kelyje.
- Indėlis į aplinkos tvarumą: Jūs padedate sumažinti taršą ir iškastinių išteklių naudojimą.
Energijos vartojimo stebėjimas ir efektyvumo gerinimas…
Energijos vartojimo efektyvumas yra labai svarbus elektros pramonėje ir automobilių pramonėje. Stebint tokius parametrus kaip srovė, trifazė įtampa ir galios koeficientas, galima optimizuoti suvartojimą, numatyti gedimus ir pasiekti tvaresnius bei pelningesnius procesus. Daiktų interneto sistemų ir išmaniųjų jutiklių naudojimas padeda sumažinti neplanuotas prastovas, stebėti guolių būklę ir užkirsti kelią perkaitimui ar per dideliam energijos suvartojimui.
Elektros varikliai keičia mūsų judėjimo ir gamybos būdus.. Jo mechaninis paprastumas, efektyvumas, tvarumas ir nedidelės priežiūros išlaidos yra įtikinami argumentai, palyginti su tradicine vidaus degimo technologija. Pasirinkus elektrinį variklį, pasirenkamas efektyvesnis, tylesnis ir ekologiškesnis mobilumas, kartu užtikrinant vikresnę ir išskirtinesnę vairavimo patirtį.