22Фев

Капот машины это – Капот (автомобиль) — Википедия

Капот (автомобиль) — Википедия

У этого термина существуют и другие значения, см. Капот.

Типичное крепление капота.

Альтернативный вариант.

Капот автомобиля представляет собой кузовную деталь, защищающую двигатель и другие элементы моторного отсека автомобиля от негативного воздействия внешних факторов.

В узком смысле — это крышка двигательного отсека автомобиля. В широком — выступающая впереди машины часть кузова обычно с мотором[1].

В подавляющем большинстве случаев термин употребляется в узком смысле[2].

  • Поглощение шума двигателя
Капот, открывающийся против хода движения, откидыванием вверх-вперёд. Капот из двух подъёмных боковин. Раллийный автомобиля марки Lancia. В роли капота выступает откидывающаяся секция кузова. Двигатель расположен сзади перед осью задних колёс, так что капотом является именно задняя секция. Передняя откидная секция служит для доступа к передней подвеске и рулевому управлению. Открывающийся набок капот на «Бьюике» 1941 модельного года.

В большинстве случаев капот крепится к кузову на петлях и имеет замок с дистанционным приводом от рычажка или рукоятки, расположенных в салоне или, реже, на решётке радиатора. Фирма Ford применяла на некоторые своих автомобилях (Focus II, Mondeo III) привод замка капота от ключа, замочная скважина под который располагалась за откидной заводской эмблемой на решётке радиатора. Петли могут располагаться как спереди (капот открывается против хода движения, откидываясь вверх-вперёд), так и позади капота (открывается по ходу движения, откидываясь вверх-назад). Последнее более удобно, однако требует очень надёжно работающего замка, поскольку капот может быть распахнут на ходу набегающим потоком воздуха. На некоторых автомобилях капот открывался набок — например, на ГАЗ-12 ЗИМ его можно было открыть направо или налево (при этом замок противоположной стороны служил в качестве петли), или даже просто снять, для чего было необходимо открыть оба замка одновременно.

До середины 1930-х годов на большинстве автомобилей капот состоял из двух половин, соединённых рояльной петлёй, которые открывались набок независимо друг от друга. Ось петли закреплялась в моторном щите и на облицовке радиатора. Впоследствии получили распространение так называемые «аллигаторные» капоты, открывающиеся вверх-назад, которые со временем вытеснили капоты из двух половин. «Аллигаторные» капоты из-за слабых замков оказались склонны к открыванию потоком воздуха на ходу, поэтому во второй половине 1950-х годов начали применять так называемые «безопасные» капоты с передним расположением петель, которые при открывании откидывались вверх-вперёд. Однако неудобство доступа к двигателю привело к возврату капотов с задним расположением петель в 1970-х годах, теперь уже в сочетании с более надёжными замками, исключающими случайное открывание на ходу.

На бюджетных автомобилях капот как правило имеет простые петли и фиксируется в открытом положении откидной стойкой. На более дорогих моделях имеются подпружиненные петли, которые при открытом замке сами поднимают капот в верхнее положение и удерживают его в нём, либо выполняющие ту же самую функцию газовые упоры.

У грузовиков с кабиной над двигателем в роли капота может выступать сама кабина.

На гоночных машинах, а также имитирующих их тюнингованых, капот может не иметь петель, вместо чего он удерживается на месте при помощи длинных штырей, входящих в ответные углубления на щите моторного отсека, и наружных замков (так называемых «гоночных») — в этом случае его удобно снимать для обслуживания, ремонта или замены двигателя. В большинстве стран эксплуатация автомобилей с таким креплением капота на дорогах общего пользования запрещена. В некоторых случаях откидным выполняют весь передок автомобиля, включая крылья и бампер, который в этом случае выполняют обычно из стеклопластика или углепластика с целью облегчения.

У автомобилей вагонной компоновки капот может быть внутренним, доступным из салона. Например, у УАЗ-452 он представляет собой расположенный между сиденьями водителя и переднего пассажира съёмный металлический колпак. В другом случае (большинство грузовых тягачей) в роли капота выступает вся кабина, откидывающаяся на шарнирах для доступа к двигателю (что не исключает возможности наличия отдельного капота внутри кабины, используемого для регулировок и мелкого ремонта).

У заднемоторных автомобилей капот расположен в задней части кузова, а спереди имеется крышка багажника. У заднемоторных универсалов (например, Volkswagen Typ 4 Variant) капот обычно внутренний, доступный из багажного отсека при открытой задней двери. У некоторых среднемоторных автомобилей и мотоколясок доступ к двигателю осуществлялся из салона путём откидывания спинки заднего сиденья.

Выштамповка на капоте позволяет разместить под ним высокий двигатель, сохранив при этом низкий капот, обеспечивающий хорошую обзорность с места водителя.

Капот, как хорошо заметная деталь передка автомобиля, нередко используется для установки различных декоративных элементов — например, накапотной фигуры или орнамента в виде эмблемы фирмы-изготовителя. На его форму и конструкцию накладывает отпечаток компоновка моторного отсека и особенности конструкции силового агрегата. Например, на низких спортивных автомобилях, а также массовых моделях, имеющих двигатель очень большой габаритный высоты (например «Волга» ГАЗ-24), на капоте над двигателем приходится выполнять специальную выштамповку, которую иногда стилизуют под воздухозаборник. Благодаря этому получается совместить достаточное пространство для мотора по высоте с низким капотом, обеспечивающим хорошую обзорность с места водителя. Намного реже применяется настоящий функциональный накапотный воздухозаборник, служащий для подачи воздуха в двигатель под некоторым давлением (инерционный наддув).

На капотах современных автомобилей расположены распылители стеклоомывателей. Внутренняя сторона капота часто покрывается специальным шумопоглощающим материалом — полимерным (вспененный пластик) или натуральным (обычно войлок). Задняя часть капота выступает в качестве спойлера, отсекающего поток воздуха от углубления перед лобовым стеклом, в котором находятся стеклоочистители.

Для защиты лобового стекла и передней части автомобиля, устанавливают дефлектор капота. Он представляет собой пластиковый экран, который повторяет контуры капота автомобиля. Функциональное назначение дефлектора капота заключается в защите лакокрасочной поверхности передней части автомобиля и аэродинамической зоны тени экрана дефлектора. Попадая в верхний поток, мелкие частицы грязи, мухи, пыль огибают капот и лобовое стекло без соприкосновения с ними. Даже небольшой камень, попавший в дефлектор, отбрасывается выше машины.

Шумоизоляция капота.

Замки капота иногда защищаются элементами противоугонной системы, находящиеся под капотом, то есть в моторном отсеке. Главной задачей механических замков капота является противодействие несанкционированному доступу в подкапотное пространство. Конструкция замка капота, как правило состоит из двух частей. Управляющая часть — распознает управляющий сигнал от внешнего электронного устройства или поворот ключа в личинке замка, и перемещением троса внутри обшивки передает воздействие на замочную часть, осуществляя блокировку штатного замка или производя зацепление со специально установленной металлической «петлей».

В Японии и Европе в последние годы введены нормы, которые устанавливают ограничения на тяжесть повреждений головы пешехода при ударе об автомобиль. Это влечёт более продвинутые конструкции капота, такие как капот с внутренней панелью с небольшими конусными углублениями на Mazda RX-8 и других автомобилях. Иные разработки делают капот активной конструкцией, чтобы капот при столкновении с пешеходом выталкивал свою поверхность на несколько сантиметров от твёрдых деталей двигателя. Это достигается с помощью механических (пружина) или пиротехнических приспособлений. Также ведутся разработки безопасного капота, в котором применен механический алюминиевый поглотитель энергии.

ru.wikipedia.org

Капот (автомобиль) — это… Что такое Капот (автомобиль)?

У этого термина существуют и другие значения, см. Капот.

Типичное крепление капота.

Альтернативный вариант.

Капот автомобиля представляет собой кузовную деталь, защищающую двигатель и другие элементы моторного отсека автомобиля от негативного воздействия внешних факторов.

В узком смысле — это крышка двигательного отсека автомобиля. В широком — выступающая впереди машины часть кузова обычно с мотором[1].

В подавляющем большинстве случаев термин употребляется в узком смысле.[2]

Назначение

  • Поглощение шума двигателя

Материал

Устройство

Некоторым капотам может понадобиться технология «power bulge» чтобы соответсвовать потребностям двигателя и воздушного фильтра или чтобы усилить эстетический внешний вид.

Капот обычно сочленён с кузовом шарнирно. На легковых автомобилях капот удерживается скрытой защёлкой. На гоночных машинах или машинах, имеющих не оригинальный капот (без заводской системы запирания) он может удерживаться посредством шпилек. Капот может иметь значок производителя или символизирующую его фигурку, воздухозаборник, технологию «Power bulge» и/или распылители стеклоомывателей. Капот чаще всего покрывается с внутренней стороны специальным шумопоглощающим материалом — полимерным или натуральным.

Для защиты лобового стекла и передней части автомобиля, устанавливают дефлектор капота. Он представляет собой пластиковый экран, который повторяет контуры капота автомобиля. Функциональное назначение дефлектора капота заключается в защите лакокрасочной поверхности передней части автомобиля и аэродинамической зоны тени экрана дефлектора. Попадая в верхний поток, мелкие частицы грязи, мухи, пыль огибают капот и лобовое стекло без соприкосновения с ними. Даже небольшой камень, попавший в дефлектор, отбрасывается выше машины.

Многим автолюбителям знакомо неудобство, возникающее при открывании достаточно тяжелого капота — его приходится поднимать руками, попадая при этом хвостовиком стойки в небольшое посадочное место. Пневмогидравлический телескопический толкатель, дополняющий штатную стойку создан для устранения этого неудобства. Капот поднимается сам и будет надежно удержан в поднятом положении. При закрытии капота нет необходимости надавливать на облицовку, он защелкивается как обычно.

Шумоизоляция капота.

Замки капота защищают элементы противоугонной системы, находящиеся под капотом, то есть в моторном отсеке. Главной задачей механических замков капота является противодействие несанкционированному доступу в подкапотное пространство. Конструкция замка капота, как правило состоит из двух частей. Управляющая часть — распознает управляющий сигнал от внешнего электронного устройства или поворот ключа в личинке замка, и перемещением троса внутри обшивки передает воздействие на замочную часть, осуществляя блокировку штатного замка или производя зацепление со специально установленной металлической «петлей».

Безопасность

В Японии и Европе в последние годы введены нормы, которые устанавливают ограничения на тяжесть повреждений головы пешехода при ударе об автомобиль. Это влечёт более продвинутые конструкции капота, такие как капот с внутренней панелью с небольшими конусными углублениями на Mazda RX-8 и других автомобилях. Иные разработки делают капот активной конструкцией, чтобы капот при столкновении с пешеходом выталкивал свою поверхность на несколько сантиметров от твёрдых деталей двигателя. Это достигается с помощью механических (пружина) или пиротехнических приспособлений. Также ведутся разработки безопасного капота, в котором применен механический алюминиевый поглотитель энергии.

См. также

Примечания

dic.academic.ru

Капот машины — что это такое, для чего нужен активный капот с защитой для пешеходов

Капот машины – кузовной элемент, который защищает моторный отсек от попадания пыли, грязи, и негативного воздействия окружающей среды. От состояния этой детали, зависит и внешность автомобиля.

Назначение капота

Капот  автомобиля (в переводе на английский the hood of the car) – крышка, защищающая двигатель, и прочие детали, находящиеся в моторном отсеке от повреждений, пыли, грязи, влаги и попадания посторонних предметов.

Помимо защиты деталей, расположенных под капотом, кузовной элемент выполняет следующие функции:

  1. Эстетическая. На кузовной элемент наносят аэрографические рисунки, покрывают деталь специальной пленкой или изготавливают капот из внешне привлекательных материалов. Это благоприятно сказывается на внешнем виде автомобиля.
  2. Шумоподавляющая. Во время работы, автомобильный двигатель издает громкий звук. С внутренней стороны кузовной крышки, устанавливают шумоизоляционный слой, что позволяет снизить громкость звука работающего силового агрегата в салоне автомобиля.
  3. Аэродинамическая. Монтаж дополнительных воздухосборников, изменение формы кузовного элемента, уменьшают аэродинамическое сопротивление. Благодаря этому, при прежнем расходе топлива, увеличиваются скоростные характеристики транспортного средства.

При тюнинге машины, для увеличения аэродинамических свойств авто, устанавливают обвесы, спойлер и дополнительные воздухосборники на капот. Только комплексное изменение конструкции кузова машины, позволит достичь желаемого результата.

Виды

Капотная крышка изготавливается из:

Пластиковый капот популярен среди автолюбителей, благодаря небольшому весу, невосприимчивости к воздействию коррозии, привлекательному внешнему виду. В тоже время, он имеет и ряд недостатков, таких как слабая ремонтопригодность, восприимчивость к воздействию больших температур, и невысокую прочность.

Материал делится на сухой и мокрый карбон. Капот из углеродистого волокна обладает такими преимуществами как привлекательный дизайн, небольшой вес и высокая прочность. Благодаря этому, он является незаменимым элементом тюнинга автомобиля. Ключевым недостаткам карбонового кузовного элемента, является его стоимость.

Материал отличается прочностью и надежностью. Однако он подвержен воздействию коррозии, кроме того, из-за немалого веса, он утяжеляет автомобильный кузов.

  • Стекловолокна

Материал устойчив к воздействию высоких температур и сильных механических повреждений, к плюсам относят вес конструкции и невосприимчивость к коррозии. Недостаток заключается в стоимости, и высокой токсичности исходного сырья.

Оксидная пленка защищает капот из алюминия от коррозии, он имеет небольшой вес, и привлекательный внешний вид. К недостаткам относят относительно невысокую прочность, и дороговизну.

Устройство и характеристики

Традиционно, панель капота крепится на кузов, и держится на петлях, которые устанавливаются над радиаторной решеткой, или около лобового стекла автомобиля. В зависимости от их расположения, открывается крышка по ходу, или против движения. Чтобы открыть кузовной элемент, понадобится задействовать рычажок, расположенный в салоне автомобиля (некоторые автопроизводители помещали этот компонент на радиаторную решетку).

Петли и замок должны быть прочными, и слегка тугими. В противном случае, если крышка открывается по ходу, она может быть раскрытой во время движения автомобиля.

Как правило, кузовной элемент, имеет идентичные размеры с моторным отсеком подкапотного пространства. Устройство капота меняется, в зависимости от модели:

  • В качестве крышки, защищающей мотор, цилиндры и прочие запчасти подкапотного пространства, выступает кабина. Такое техническое решение присуще грузовикам, с не выступающей передней частью.
  • На старых автомобилях, капот мог открываться набок. Некоторые модели оснащались двустворчатым капотом.
  • Спорткары и раллийные авто имеют капотную крышку в виде съемных кузовных секций.
  • Машины вагонной компоновки, имеют капот внутри салона. В его качестве выступает металлический колпак, предназначенный для защиты силового агрегата от повреждений.
  • У заднемоторных авто, капот располагается сзади.

Ключевыми свойствами капотной крышки являются вес и размеры. Элемент кузова должен полностью закрывать моторный отсек транспортного средства, и при этом не быть чрезмерно тяжелым или легким. Кроме того, деталь не должна мешать хорошей обзорности – безопасность на дороге, превыше всего.

Новые технологии

Современные модели оснащаются  системой защиты пешеходов. Ее суть заключается в том, что при столкновении машины и человека, крышка моторного отсека слегка приподнимается, что позволяет уменьшить вероятность получения пешеходом серьезных травм. Человек не ударится о тупые предметы, расположенные ниже капотной крышки. Активным капотом защиты пешеходов, оснащаются каждый 9 из 800 машин автомобиль.

Крышка, защищающая моторный отсек транспортного средства, играет не только защитную, но и эстетическую роль. От ее состояния, зависит внешний вид транспортного средства.

infokuzov.ru

Капот (автомобиль) — Википедия. Что такое Капот (автомобиль)

Типичное крепление капота.

Альтернативный вариант.

Капот автомобиля представляет собой кузовную деталь, защищающую двигатель и другие элементы моторного отсека автомобиля от негативного воздействия внешних факторов.

В узком смысле — это крышка двигательного отсека автомобиля. В широком — выступающая впереди машины часть кузова обычно с мотором[1].

В подавляющем большинстве случаев термин употребляется в узком смысле[2].

Назначение

  • Поглощение шума двигателя

Материал

Устройство

Капот, открывающийся против хода движения, откидыванием вверх-вперёд. Капот из двух подъёмных боковин. Раллийный автомобиля марки Lancia. В роли капота выступает откидывающаяся секция кузова. Двигатель расположен сзади перед осью задних колёс, так что капотом является именно задняя секция. Передняя откидная секция служит для доступа к передней подвеске и рулевому управлению. Открывающийся набок капот на «Бьюике» 1941 модельного года.

В большинстве случаев капот крепится к кузову на петлях и имеет замок с дистанционным приводом от рычажка или рукоятки, расположенных в салоне или, реже, на решётке радиатора. Фирма Ford применяла на некоторые своих автомобилях (Focus II, Mondeo III) привод замка капота от ключа, замочная скважина под который располагалась за откидной заводской эмблемой на решётке радиатора. Петли могут располагаться как спереди (капот открывается против хода движения, откидываясь вверх-вперёд), так и позади капота (открывается по ходу движения, откидываясь вверх-назад). Последнее более удобно, однако требует очень надёжно работающего замка, поскольку капот может быть распахнут на ходу набегающим потоком воздуха. На некоторых автомобилях капот открывался набок — например, на ГАЗ-12 ЗИМ его можно было открыть направо или налево (при этом замок противоположной стороны служил в качестве петли), или даже просто снять, для чего было необходимо открыть оба замка одновременно.

До середины 1930-х годов на большинстве автомобилей капот состоял из двух половин, соединённых рояльной петлёй, которые открывались набок независимо друг от друга. Ось петли закреплялась в моторном щите и на облицовке радиатора. Впоследствии получили распространение так называемые «аллигаторные» капоты, открывающиеся вверх-назад, которые со временем вытеснили капоты из двух половин. «Аллигаторные» капоты из-за слабых замков оказались склонны к открыванию потоком воздуха на ходу, поэтому во второй половине 1950-х годов начали применять так называемые «безопасные» капоты с передним расположением петель, которые при открывании откидывались вверх-вперёд. Однако неудобство доступа к двигателю привело к возврату капотов с задним расположением петель в 1970-х годах, теперь уже в сочетании с более надёжными замками, исключающими случайное открывание на ходу.

На бюджетных автомобилях капот как правило имеет простые петли и фиксируется в открытом положении откидной стойкой. На более дорогих моделях имеются подпружиненные петли, которые при открытом замке сами поднимают капот в верхнее положение и удерживают его в нём, либо выполняющие ту же самую функцию газовые упоры.

У грузовиков с кабиной над двигателем в роли капота может выступать сама кабина.

На гоночных машинах, а также имитирующих их тюнингованых, капот может не иметь петель, вместо чего он удерживается на месте при помощи длинных штырей, входящих в ответные углубления на щите моторного отсека, и наружных замков (так называемых «гоночных») — в этом случае его удобно снимать для обслуживания, ремонта или замены двигателя. В большинстве стран эксплуатация автомобилей с таким креплением капота на дорогах общего пользования запрещена. В некоторых случаях откидным выполняют весь передок автомобиля, включая крылья и бампер, который в этом случае выполняют обычно из стеклопластика или углепластика с целью облегчения.

У автомобилей вагонной компоновки капот может быть внутренним, доступным из салона. Например, у УАЗ-452 он представляет собой расположенный между сиденьями водителя и переднего пассажира съёмный металлический колпак. В другом случае (большинство грузовых тягачей) в роли капота выступает вся кабина, откидывающаяся на шарнирах для доступа к двигателю (что не исключает возможности наличия отдельного капота внутри кабины, используемого для регулировок и мелкого ремонта).

У заднемоторных автомобилей капот расположен в задней части кузова, а спереди имеется крышка багажника. У заднемоторных универсалов (например, Volkswagen Typ 4 Variant) капот обычно внутренний, доступный из багажного отсека при открытой задней двери. У некоторых среднемоторных автомобилей и мотоколясок доступ к двигателю осуществлялся из салона путём откидывания спинки заднего сиденья.

Выштамповка на капоте позволяет разместить под ним высокий двигатель, сохранив при этом низкий капот, обеспечивающий хорошую обзорность с места водителя.

Капот, как хорошо заметная деталь передка автомобиля, нередко используется для установки различных декоративных элементов — например, накапотной фигуры или орнамента в виде эмблемы фирмы-изготовителя. На его форму и конструкцию накладывает отпечаток компоновка моторного отсека и особенности конструкции силового агрегата. Например, на низких спортивных автомобилях, а также массовых моделях, имеющих двигатель очень большой габаритный высоты (например «Волга» ГАЗ-24), на капоте над двигателем приходится выполнять специальную выштамповку, которую иногда стилизуют под воздухозаборник. Благодаря этому получается совместить достаточное пространство для мотора по высоте с низким капотом, обеспечивающим хорошую обзорность с места водителя. Намного реже применяется настоящий функциональный накапотный воздухозаборник, служащий для подачи воздуха в двигатель под некоторым давлением (инерционный наддув).

На капотах современных автомобилей расположены распылители стеклоомывателей. Внутренняя сторона капота часто покрывается специальным шумопоглощающим материалом — полимерным (вспененный пластик) или натуральным (обычно войлок). Задняя часть капота выступает в качестве спойлера, отсекающего поток воздуха от углубления перед лобовым стеклом, в котором находятся стеклоочистители.

Для защиты лобового стекла и передней части автомобиля, устанавливают дефлектор капота. Он представляет собой пластиковый экран, который повторяет контуры капота автомобиля. Функциональное назначение дефлектора капота заключается в защите лакокрасочной поверхности передней части автомобиля и аэродинамической зоны тени экрана дефлектора. Попадая в верхний поток, мелкие частицы грязи, мухи, пыль огибают капот и лобовое стекло без соприкосновения с ними. Даже небольшой камень, попавший в дефлектор, отбрасывается выше машины.

Шумоизоляция капота.

Замки капота иногда защищаются элементами противоугонной системы, находящиеся под капотом, то есть в моторном отсеке. Главной задачей механических замков капота является противодействие несанкционированному доступу в подкапотное пространство. Конструкция замка капота, как правило состоит из двух частей. Управляющая часть — распознает управляющий сигнал от внешнего электронного устройства или поворот ключа в личинке замка, и перемещением троса внутри обшивки передает воздействие на замочную часть, осуществляя блокировку штатного замка или производя зацепление со специально установленной металлической «петлей».

Безопасность

В Японии и Европе в последние годы введены нормы, которые устанавливают ограничения на тяжесть повреждений головы пешехода при ударе об автомобиль. Это влечёт более продвинутые конструкции капота, такие как капот с внутренней панелью с небольшими конусными углублениями на Mazda RX-8 и других автомобилях. Иные разработки делают капот активной конструкцией, чтобы капот при столкновении с пешеходом выталкивал свою поверхность на несколько сантиметров от твёрдых деталей двигателя. Это достигается с помощью механических (пружина) или пиротехнических приспособлений. Также ведутся разработки безопасного капота, в котором применен механический алюминиевый поглотитель энергии.

См. также

Примечания

wiki.sc

Капот (автомобиль) — Википедия

У этого термина существуют и другие значения, см. Капот.

Типичное крепление капота.

Альтернативный вариант.

Капот автомобиля представляет собой кузовную деталь, защищающую двигатель и другие элементы моторного отсека автомобиля от негативного воздействия внешних факторов.

В узком смысле — это крышка двигательного отсека автомобиля. В широком — выступающая впереди машины часть кузова обычно с мотором[1].

В подавляющем большинстве случаев термин употребляется в узком смысле[2].

Назначение

  • Поглощение шума двигателя

Видео по теме

Материал

Устройство

Капот, открывающийся против хода движения, откидыванием вверх-вперёд. Капот из двух подъёмных боковин. Раллийный автомобиля марки Lancia. В роли капота выступает откидывающаяся секция кузова. Двигатель расположен сзади перед осью задних колёс, так что капотом является именно задняя секция. Передняя откидная секция служит для доступа к передней подвеске и рулевому управлению. Открывающийся набок капот на «Бьюике» 1941 модельного года.

В большинстве случаев капот крепится к кузову на петлях и имеет замок с дистанционным приводом от рычажка или рукоятки, расположенных в салоне или, реже, на решётке радиатора. Фирма Ford применяла на некоторые своих автомобилях (Focus II, Mondeo III) привод замка капота от ключа, замочная скважина под который располагалась за откидной заводской эмблемой на решётке радиатора. Петли могут располагаться как спереди (капот открывается против хода движения, откидываясь вверх-вперёд), так и позади капота (открывается по ходу движения, откидываясь вверх-назад). Последнее более удобно, однако требует очень надёжно работающего замка, поскольку капот может быть распахнут на ходу набегающим потоком воздуха. На некоторых автомобилях капот открывался набок — например, на ГАЗ-12 ЗИМ его можно было открыть направо или налево (при этом замок противоположной стороны служил в качестве петли), или даже просто снять, для чего было необходимо открыть оба замка одновременно.

До середины 1930-х годов на большинстве автомобилей капот состоял из двух половин, соединённых рояльной петлёй, которые открывались набок независимо друг от друга. Ось петли закреплялась в моторном щите и на облицовке радиатора. Впоследствии получили распространение так называемые «аллигаторные» капоты, открывающиеся вверх-назад, которые со временем вытеснили капоты из двух половин. «Аллигаторные» капоты из-за слабых замков оказались склонны к открыванию потоком воздуха на ходу, поэтому во второй половине 1950-х годов начали применять так называемые «безопасные» капоты с передним расположением петель, которые при открывании откидывались вверх-вперёд. Однако неудобство доступа к двигателю привело к возврату капотов с задним расположением петель в 1970-х годах, теперь уже в сочетании с более надёжными замками, исключающими случайное открывание на ходу.

На бюджетных автомобилях капот как правило имеет простые петли и фиксируется в открытом положении откидной стойкой. На более дорогих моделях имеются подпружиненные петли, которые при открытом замке сами поднимают капот в верхнее положение и удерживают его в нём, либо выполняющие ту же самую функцию газовые упоры.

У грузовиков с кабиной над двигателем в роли капота может выступать сама кабина.

На гоночных машинах, а также имитирующих их тюнингованых, капот может не иметь петель, вместо чего он удерживается на месте при помощи длинных штырей, входящих в ответные углубления на щите моторного отсека, и наружных замков (так называемых «гоночных») — в этом случае его удобно снимать для обслуживания, ремонта или замены двигателя. В большинстве стран эксплуатация автомобилей с таким креплением капота на дорогах общего пользования запрещена. В некоторых случаях откидным выполняют весь передок автомобиля, включая крылья и бампер, который в этом случае выполняют обычно из стеклопластика или углепластика с целью облегчения.

У автомобилей вагонной компоновки капот может быть внутренним, доступным из салона. Например, у УАЗ-452 он представляет собой расположенный между сиденьями водителя и переднего пассажира съёмный металлический колпак. В другом случае (большинство грузовых тягачей) в роли капота выступает вся кабина, откидывающаяся на шарнирах для доступа к двигателю (что не исключает возможности наличия отдельного капота внутри кабины, используемого для регулировок и мелкого ремонта).

У заднемоторных автомобилей капот расположен в задней части кузова, а спереди имеется крышка багажника. У заднемоторных универсалов (например, Volkswagen Typ 4 Variant) капот обычно внутренний, доступный из багажного отсека при открытой задней двери. У некоторых среднемоторных автомобилей и мотоколясок доступ к двигателю осуществлялся из салона путём откидывания спинки заднего сиденья.

Выштамповка на капоте позволяет разместить под ним высокий двигатель, сохранив при этом низкий капот, обеспечивающий хорошую обзорность с места водителя.

Капот, как хорошо заметная деталь передка автомобиля, нередко используется для установки различных декоративных элементов — например, накапотной фигуры или орнамента в виде эмблемы фирмы-изготовителя. На его форму и конструкцию накладывает отпечаток компоновка моторного отсека и особенности конструкции силового агрегата. Например, на низких спортивных автомобилях, а также массовых моделях, имеющих двигатель очень большой габаритный высоты (например «Волга» ГАЗ-24), на капоте над двигателем приходится выполнять специальную выштамповку, которую иногда стилизуют под воздухозаборник. Благодаря этому получается совместить достаточное пространство для мотора по высоте с низким капотом, обеспечивающим хорошую обзорность с места водителя. Намного реже применяется настоящий функциональный накапотный воздухозаборник, служащий для подачи воздуха в двигатель под некоторым давлением (инерционный наддув).

На капотах современных автомобилей расположены распылители стеклоомывателей. Внутренняя сторона капота часто покрывается специальным шумопоглощающим материалом — полимерным (вспененный пластик) или натуральным (обычно войлок). Задняя часть капота выступает в качестве спойлера, отсекающего поток воздуха от углубления перед лобовым стеклом, в котором находятся стеклоочистители.

Для защиты лобового стекла и передней части автомобиля, устанавливают дефлектор капота. Он представляет собой пластиковый экран, который повторяет контуры капота автомобиля. Функциональное назначение дефлектора капота заключается в защите лакокрасочной поверхности передней части автомобиля и аэродинамической зоны тени экрана дефлектора. Попадая в верхний поток, мелкие частицы грязи, мухи, пыль огибают капот и лобовое стекло без соприкосновения с ними. Даже небольшой камень, попавший в дефлектор, отбрасывается выше машины.

Шумоизоляция капота.

Замки капота иногда защищаются элементами противоугонной системы, находящиеся под капотом, то есть в моторном отсеке. Главной задачей механических замков капота является противодействие несанкционированному доступу в подкапотное пространство. Конструкция замка капота, как правило состоит из двух частей. Управляющая часть — распознает управляющий сигнал от внешнего электронного устройства или поворот ключа в личинке замка, и перемещением троса внутри обшивки передает воздействие на замочную часть, осуществляя блокировку штатного замка или производя зацепление со специально установленной металлической «петлей».

Безопасность

В Японии и Европе в последние годы введены нормы, которые устанавливают ограничения на тяжесть повреждений головы пешехода при ударе об автомобиль. Это влечёт более продвинутые конструкции капота, такие как капот с внутренней панелью с небольшими конусными углублениями на Mazda RX-8 и других автомобилях. Иные разработки делают капот активной конструкцией, чтобы капот при столкновении с пешеходом выталкивал свою поверхность на несколько сантиметров от твёрдых деталей двигателя. Это достигается с помощью механических (пружина) или пиротехнических приспособлений. Также ведутся разработки безопасного капота, в котором применен механический алюминиевый поглотитель энергии.

См. также

Примечания

wiki2.red

Капот (автомобиль) Википедия

У этого термина существуют и другие значения, см. Капот.

Типичное крепление капота.

Альтернативный вариант.

Капот автомобиля представляет собой кузовную деталь, защищающую двигатель и другие элементы моторного отсека автомобиля от негативного воздействия внешних факторов.

В узком смысле — это крышка двигательного отсека автомобиля. В широком — выступающая впереди машины часть кузова обычно с мотором[1].

В подавляющем большинстве случаев термин употребляется в узком смысле[2].

Назначение[ | ]

  • Поглощение шума двигателя

Материал[ | ]

Устройство[ | ]

ru-wiki.ru

Что находится под капотом вашего автомобиля: Информация для начинающих водителей

Мат. часть для новичков, что находится под капотом автомобиля?

Для тех, кто хочет начать самостоятельно обслуживать свой автомобиль, а также для тех, кому просто интересно расширить свой кругозор, жизненно необходимо начать знакомство с внутренностями и технологиями автомобиля с изучения того, что находится у него под капотом. В сегодняшней лекции мы ознакомим вас с двумя типами двигателей иномарок. Первый мотор можно было часто встретить в автомобилях из США. Второй тип распространился по всему миру и в 90, 00-х годах стал достаточно популярным типом двигателя, который вполне возможно установлен на вашем автомобиле.

 

Сразу хотим отметить, что информация с которой вы здесь ознакомитесь носит общий характер, ведь каждый двигатель, даже одного объёма, типа и одинакового технологического уровня сугубо индивидуален и порой может значительно отличаться в технологическом плане от других силовых агрегатов.

 

Что такое масляный щуп двигателя и где он расположен, как можно проверит масло в коробке передач, что такое радиатор, как с ним обращаться и где его можно обнаружить в подкапотном пространстве. В общем, вся та информация, без знания которой любой автовладелец просто не может носить звание «автомобилист».

 

Поэтому, если вы в курсе, всех вышеперечисленных терминов, можете пропустить данную статью и перейти к чтению другого материала:

 

Безопасность при ремонте автомобиля

Руководство: Как открутить ржавый болт?

Как убрать царапины на машине

40 способов необычного использования WD-40

Как поменять изношенные резиновые втулки в подвеске автомобиля

Как убрать вмятину на бампере

Как обманывают при ремонте автомобиля в автосервисахКак правильно мыть машину

Как поменять масло в автомобиле?

Руководство по зимней эксплуатации автомобиля

 

Ну а если вы только погрузились в мир автомобилей, желаем вам приятного чтения и надеемся, что вы откроете для себя что-то новое.

 

Новые открытия под капотом

 

Меры предосторожности при работе в подкапотном пространстве. Вы, наверное, знаете, что автомобиль является средством повышенной опасности на дороге. Таковым он остается и в гараже или на стоянке. В машине сосредоточено огромное множество различных технических устройств, которые способны причинить человеку, залезшему внутрь, реальные физические травмы.

 

Обо всех опасностях и мерах предосторожности при работе в подкапотном пространстве мы подробно писали в статье: «Безопасность при ремонте автомобиля». Как избежать поражения электрическим током, как защититься от ядовитых технических жидкостей и не получить механических травм во время проведения технического обслуживания своего любимого авто, обо всем этом вы можете прочитать в этой увлекательной статье.

 

Описанные в ней меры предосторожности в основном подходят для глубокого ремонта машины. В нашем же случае визуального изучения подкапотного пространства м поверхностной ревизии состояния механических частей, стоит придерживаться нескольких простых инструкций.

 

1. Любые манипуляции под капотом, проверка уровня масла, тормозной жидкости, износа приводных ремней и так далее, ОБЯЗАТЕЛЬНО должны проводиться при ВЫКЛЮЧЕННОМ двигателе! Единственное исключение из правил, проверка уровня масла в коробке переключения передач. На некоторых моделях автомобиля производителем рекомендуется проводить проверку уровня на работающем двигателе. Об этом мы расскажем чуть ниже.

 

2. Избегайте контакта с высоковольтными проводами. Если это является обязательным условием проведения инспекции под капотом (проверка состояния изоляции проводов), сначала отсоедините отрицательный кабель от аккумуляторной батареи (обозначен знаком «-»).

 

3. Также при работе под капотом не одевайте свободную одежду. А женщинам с длинными волосами мы советуем собрать волосы в пучок, чтобы не испачкать их об элементы двигателя в автомобиле.

 

Какой тип двигателя находится под капотом вашего автомобиля?

 

Автомобильный двигатель- это устройство преобразующее энергию в механическую работу, которая приводит машину в движение. Несмотря на все многообразие видов топлива и типов моторов, основное распространение получили силовые агрегаты, работающие на бензине и дизельном топливе. На примере этих ДВС мы и покажем устройство моторов.

 

ДВС можно разделить на два типа. Одни двигатели располагаются продольно, то есть цилиндры расположены вдоль центральной оси автомобиля.


 

Другие моторы расположены поперечно, цилиндры в них идут вдоль полуосей колес, слева направо.

 

В свою очередь, типы двигателей чаще всего разделяются на рядные и V-образные. Количество цилиндров может варьироваться от 4- до 12 цилиндров. Схематически V-образный мотор выглядит следующим образом:

 

Приступим к визуальному изучению подкапотного пространства автомобиля с продольным расположением мотора.

 

V-образный 8-ми цилиндровый мотор, с двумя рядами цилиндров, разваленных по правую и левую сторону от центральной оси двигателя, по четыре цилиндра с каждой стороны. Отсюда обозначение «V». Поршни при помощи шатунов крепятся к коленчатому валу, на который уходит крутящий момент при рабочем ходе поршней. Американсий 454-й двигатель, котоырй мы взяли для примера,- это большой, объемный мотор, литраж которого составляет 7.4 литра. Такие гиганты сейчас практически не производят даже на родине в США. Тем не менее на этот мотор интересно посмотреть в образовательных целях.

 

Смотрите также: ДВС это прошлое или будущее?

 

От своих V-образных и рядных собратьев из Европы он отличается лишь наличием устаревшей карбюраторной системы, воздушным фильтром в верхней части силового агрегата, №5 в таблице (такие же «кастрюли» можно обнаружить под капотом «классики» Жигулей и старых автомобилей из Старого Света 80 и 90-х годов) и расточительным объемом. В остальном схематика, расположение навесного оборудования и системы мотора схожи с современными.

 

На фото ниже цифрами обозначены элементы и системы двигателя, эти цифры соответствуют описанию ниже.

 

Классический американский V8, 454-й мотор

 

1 Бачок радиатора (расширительный бачок системы охлаждения)

2 Бачок гидроусилителя рулевого управления (при необходимости жидкость ГУР заливается сюда. Читайте инструкцию эксплуатации автомобиля)

3 Бачок тормозной жидкости (проверка уровня и дозалив жидкости проводится через него. Следите за метками на бачке, если жидкость ушла ниже минимума, залейте до необходимого уровня. Уровень будет указан в инструкции по эксплуатации автомобиля)

4 Масляный щуп трансмиссии

5 Воздушный фильтр (металлическая «кастрюля» над карбюратором- это корпус воздушного фильтра. Старая схема. В современных инжекторных машинах фильтр вынесен отдельным блоком)

6 Один из двух блоков предохранителей (второй находится в салоне автомобиля)

7 Крышка радиатора (НЕ открывайте ее на горячем двигателе! Для проверки наличия давления перед откручиванием, сожмите рукой шланг радиатора. Если шланг упругий или твердый, в системе присутствует давление, открывать крышку НЕЛЬЗЯ!)
8 Крышка двигателя маслоналивной горловины (сюда заливается моторное масло)
9 Щуп проверки моторного масла (заглушите двигатель перед проверкой уровня масла и подождите 10-15 минут. Теперь можно начинать проверку. Держите мало в пределах риско min и max)
10 Компоненты системы кондиционирования (без знания лазить туда настоятельно НЕ рекомендуется. В компрессоре закачен фреон под давлением)
11 Аккумулятор
12 Информационные надписи (в этих метках можно узнать информацию о вашей модели автомобиля)
13 Защелка капота
14 Приводной ремень (приводит в движение шкивы двигателя)
15 Генератор (вырабатывает энергию, для работы двигателя и зарядки батареи)
16 Кожух вентилятора

 

*Примечание. Мы использовали фотографию классического двигателя V8 американского производства. В вашем конкретном случае, картина под капотом может разительно отличаться, особенно на современных автомобилях, где двигатель может быть полностью закрыт пластиковой крышкой.

 

Примеры двигателей продольного расположения:

 

BMW M3

 

Volkswagen Touareg


 

Range Rover Sport


 

 

Проверка уровня масла в коробке переключения передач

 

Вариант №1 Масляный щуп коробки передач. Обычно в переднеприводных автомобилях трансмиссионный щуп расположен слева по ходу движения, измеряет уровень масла в (А)КПП.

 

Для проверки уровня трансмиссионного масла поставьте автомобиль на ровную поверхность, переключите автоматическую КПП в режим «P» (Паркинг), заглушите двигатель. Проверьте уровень, вытянув щуп из гнезда.

Большинство эксплуатационных инструкций советуют проводить проверку на прогретом автомобиле. Некоторые автопроизводители даже настаивают на проверке уровня трансмиссионки при работающем двигателе. Уровень масла должен быть между отметками min и max*.

 

*Чтобы точнее определить уровень, специалисты советуют проводить проверку несколько раз в интервале нескольких дней. Два- три раза, в течение трех- четырех дней.

 

При недостаче масла, немедленно обратитесь к специаластам.

 

Вариант №2 Если щупа нет, то уровень масла в коробке можно проверить только через контрольную пробку. Начинающему механику эту процедуру делать не стоит. Доверьтесь профессионалам на станции технического обслуживания (СТО).

 

Теперь давайте взглянем под капот автомобиля с поперечным расположением мотора.

 

На примере представлен силовой агрегат 1996 года выпуска. Объем 2.5 литра, шесть цилиндров, рядное расположение, 24 клапана, это означает, что в двигателе используется два клапана на впуск и на выпуск на каждый из шести цилиндров. Приводные ремни расположены справой стороны по ходу движения.

 

2.5 л, 6 цилиндров, 24 клапана

 

1 Бачок радиатора

2 Бачок гидроусилителя рулевого управления

3 Бачок тормозной жидкости

4 Масляный щуп трансмиссии

5 Воздушный фильтр

6 Один из двух блоков предохранителей
7 Крышка радиатора (НЕ открывайте ее на горячем двигателе! Для проверки наличия давления перед откручиванием, сожмите рукой шланг радиатора. Если шланг упругий или твердый, в системе присутствует давление, открывать крышку НЕЛЬЗЯ!)
8 Крышка двигателя маслоналивной горловины
9 Щуп проверки моторного масла
10 Компоненты системы кондиционирования (Фреон. Опасность! Давление. Предоставьте обслуживание профессионалам)
11 Бачок омывающей жидкости лобового стекла
12 Информационные метки (информация о типах свечей зажигания, системы кондиционирования и др. систем вашей модели авто)
13 Защелка капота
14 Доступ к амортизаторам

 

Внимательные читатели возможно заметили, что в подкапотном пространстве отсутствует АКБ (аккумуляторная батарея) и это чистая правда, ее здесь нет. Она находится в салоне автомобиля. Относительно нераспространенная практика, но об этом стоит знать. Вдруг вам придется менять аккумулятор, а вы его найти не можете?

 

Самые распространенные места установки АКБ- багажник и под задним сидением автомобиля. На некоторых современных моделях автомобилей, аккумуляторных батарей может быть несколько, один аккумулятор располагается спереди под капотом, второй, небольшой вспомогательный, может находиться в багажнике. Интересно, что на одних и тех же моделях в разных комплектациях аккумуляторы также могут находиться в разных местах. К примеру, у Mercedes-Benz W124 с дизельным 2.5 литровым мотором, АКБ располагается под капотом, тогда как у этой же модели, но с другими двигателями, аккумулятор ставился в багажник.

 

Но на этом автопроизводители не останавливаются. На некоторых моделях Крайслер, АКБ можно обнаружить перед левым передним колесом (!) Для доступа к батарее нужно вывернуть колеса максимально влево, в колесной арке вы обнаружите съемную панель, за которой скрывается АКБ.

 

Эта информация вам пригодится

Дочитали до конца? Как прошло первое виртуальное знакомство с автомобилем? Думаете все очень сложно и непонятно? Не беспокойтесь, все с этого начинали. Изучение темы и практика дадут свои положительные плоды. Вы научитесь самостоятельно обслуживать свой автомобиль. Сначала это будет просто проверка уровня жидкостей, инспекция общего состояния двигателя и его агрегатов. Вы научитесь определять течи, состояние шлангов, простейшие технические поломки, к примеру незатянутые клеммы АКБ или ослабшие хомуты. Дальше больше и в итоге глазом не успеете моргнуть, как научитесь самостоятельно менять масло в двигателе, коробке и заменять тормозные колодки. Кто знает, может обслуживать автомобиль вам так понравится, что вы научитесь перебирать двигатель и подвеску? Все в ваших руках!

 

Смотрите также: Основные советы: Как эксплуатировать автомобильный аккумулятор

 

А до тех пор, если есть интерес, начинайте штудировать эксплуатационные инструкции, читайте форумы и попросите опытного товарища показать вам основы обслуживания на примере вашего автомобиля.

 

Помните, что необходимо регулярно проверять уровень технических жидкостей: моторное масло, гидроусилитель рулевого управления, при необходимости инспектировать уровень масла в КПП. Не забывайте посматривать и за температурой охлаждающей жидкости, двигатели крайне не любят перегрева. Следите за правильным давлением в шинах, сход развалом (желательно проверять схождение-развал раз в полгода) и зарядкой аккумулятора (в идеале меняйте аккумулятор на новый раз в три года).

 

Совет: При замене АКБ, сначала снимается отрицательная клемма, затем положительная. Ставятся клеммы аналогично, сначала плюс к плюсу, потом минус к минусу.

 

Заведите журнал, в который будут вноситься все проведенные работы по машине. Отмечайте при каком пробеге они были выполнены. Ведь только при регулярном правильном обслуживании ваш автомобиль прослужит дольше и будет приносить вам радость, а не разочарование от внезапных поломок.

 

Удачи на дорогах!

www.1gai.ru

22Фев

Двигателя для электромобилей – Что собой представляет двигатель для электромобиля, каким может быть и сколько стоит

как электрокары на нем работают

Тяговый электродвигатель для электромобиля Tesla Model S

Неотвратимым будущим автомобилестроения, хотим мы того или нет, являются электрические автомобили. Производители авто во всем мире вкладывают огромные средства в их разработку, желая снизить концентрацию вредных веществ выбрасываемых автомобилями традиционными, сделать поездки безопасными и комфортными, а также экономичными. Работа по их созданию проводится в двух направлениях – создание   новых моделей и  реконструкция серийных, которая более предпочтительна, поскольку  менее затратная. Электромобили, по сравнению с традиционными, более надежны, поскольку более просты по конструкции, т.е. отличаются минимумом движущихся частей.

Крупнейшими рынками электрических автомобилей являются сегодня:  США и Норвегия, Япония и Германия, Китай и Франция, Великобритания и др. Наша страна пока от производства и использования новых средств передвижения находится в стороне, исключая энтузиастов, разработавших Lada Ellada. Но, это случай пока единичный, поэтому он не в счет, тем более, что собрано авто на импортных комплектующих.

Понятие «электрический автомобиль» означает средство передвижения, приводимое в движение несколькими (или одним) электродвигателями. Теоретически питание мотора может быть от аккумулятора, топливных элементов или солнечных батарей. Тем не менее, большее распространение получил вариант первый.  Батарея, питающая двигатель требует зарядки, осуществлять которую можно при помощи внешних источников, рекуперации или генератора, установленного на борту автомобиля.  Электродвигатель, являющийся основным элементом электромобиля, питается, как правило, от литий — ионной батареи. Он же, в режиме рекуперации, играет роль генератора, заряжающего батарею.

Назначение тягового электродвигателя

Электродвигатель тяговый (ТЭД) предназначен для приведения в движение транспортного средства, т.е. он преобразует в механическую, энергию электрическую. Их классифицируют по способу питания, роду тока, конструктивному исполнению, типу привода колесных пар. В большинстве экологичных машин: гибридных авто, серийных электромобилях, авто на топливных элементах, которые в наши дни приобретают завидную популярность, они являются основной движущей силой.

В качестве двигателя используют в них моторы тяговые постоянного тока, которые работают в  двух режимах – двигательном и генераторном.

Видео: Как устроен двигатель электромобиля Tesla Model S

Принцип работы

Принцип работы электромобиля Golf blue-e-motion с тяговым электродвигателем

В основе их работы лежит принцип электромагнитной индукции, т.е. возникновение в замкнутом контуре электродвижущей силы при изменении магнитного потока. От традиционной машины электромеханической ТЭД отличается  большей мощностью, более компактными размерами, а кроме этого, у него более высокий КПД.

По способу питания моторы делятся на двигатели постоянного и переменного тока. По числу фаз – на однофазные (с одной обмоткой, подключаемой к сети однофазной переменного тока), двухфазные (две обмотки, расположенные под углом девяносто градусов), трехфазные (три обмотки с магнитными полями через 120 градусов).

По исполнению конструктивному двигатели могут быть: коллекторными, преимущественно работающие на постоянном токе (универсальные современные  могут также работать и на токе переменном), бесколлекторными, синхронными, асинхронными. Наконец, по способу возбуждения они делятся на: двигатели с последовательным, параллельным, последовательно-параллельным возбуждением и от постоянных магнитов.

Основные характеристики тягового электродвигателя электрического автомобиля

В современных авто электродвигатель может быть от переменного или постоянного тока. Основной его задачей является передача на движитель авто крутящего момента. Основными характеристиками ТЭД помимо максимального крутящего момента и мощности, являются: частота вращения, ток и напряжение.

В автомобилях чаще используют коллекторные двигатели (один из них благодаря способности вращаться в обратную сторону, может работать как генератор). Но, в отдельных моделях устанавливают электрические моторы и других типов – магнитоэлектрические моторы, подразделяющиеся на двигатели переменного и постоянного тока. Тяговые двигатели электрические, установленные в электромобилях, от других электромоторов не отличаются по конструкции.

Мотор-колесо

Если вначале использовали один тяговый электродвигатель для электромобиля, редуктор которого соединен с трансмиссией, то  сегодня все чаще обращаются к мотор-колесу. Суть концепции состоит в том, что компьютерная программа управляет при помощи  отдельных моторов каждым из колес. Главным преимуществом является  отсутствие трансмиссии, из-за которой силовая установка теряет значительную часть энергии. Помимо этого удается ликвидировать тормозную гидравлическую систему, функцию которой берут на себя электромоторы, а также отдельные механизмы ESP и ABS.

motocarrello.ru

главное для хорошего электромобиля – облегчённый мотор / Habr


Дизайн автора представляет новое слово в разработке электромоторов

В первое десятилетие XX века 38% всех машин в США работали на электричестве – и этот процент упал почти до нуля с ростом доминирования ДВС в 1920-х. Сегодняшнее стремление к сохранению энергии и уменьшению вредных выбросов вдохнуло в электромобили новую жизнь, но их высокая стоимость и ограниченный пробег сдерживают продажи.

Большая часть попыток решения этих проблем связана с улучшением батареек. Конечно же, улучшение систем хранения электроэнергии, будь то батарейки или топливные ячейки, должно оставаться частью любой стратегии улучшения электромобилей, но потенциал для улучшения есть и в другом фундаментальном компоненте машин: в моторе. Последние четыре года мы работали над новой концепцией тягового электродвигателя, используемого в электромобилях и грузовиках. Наша последняя разработка сильно улучшает эффективность по сравнению с обычными моделями – достаточно для того, чтобы сделать электромобили более практичными и доступными.

В прошлом году мы доказали работоспособность нашего мотора во всесторонних лабораторных тестах, и хотя до размещения его в автомобиле ещё далеко, у нас есть все основания полагать, что там он покажет себя так же хорошо. Наш мотор сможет увеличить пробег современных электромобилей, даже если мы не достигнем никакого прогресса в технологии батарей.

Чтобы понять сложность нашей задачи, необходимо вспомнить основы схемы электромотора (ЭМ). По сравнению с ДВС ЭМ проще, у них всего несколько критичных компонентов. Механика требует наличия корпуса. Он называется статором, поскольку не двигается. Необходим ротор, вращающий вал и создающий вращающий момент. Чтобы мотор работал, статор и ротор должны взаимодействовать при помощи магнетизма, превращая электрическую энергию в механическую.

Концепции моторов отличаются именно в области магнитных интерфейсов. В коллекторных моторах постоянного тока ток течёт через щётки, скользящие по коллекторному узлу. Ток идёт через коллектор и передаёт энергию намотке на роторе. Намотка отталкивается постоянными магнитами или электромагнитами статора. Щётки, скользя по коллектору, периодически меняют направление тока, и магниты ротора и статора отталкивают друг друга снова и снова, в результате чего ротор вращается. Иначе говоря, вращательное движение обеспечивается изменяющимся магнитным полем, производимым коллектором, соединяющим катушки с источником тока и циклически меняющим направление тока при поворотах ротора. Однако эта технология ограничивает вращающий момент и страдает от изнашивания; она уже не используется в тяговых ЭМ.

В современных электромобилях используется переменный ток от инвертера. Здесь динамическое вращающееся магнитное поле создаётся в статоре, а не в роторе. Это позволяет упростить схему ротора, который обычно более сложен, чем статор, что облегчает все задачи, связанные с разработкой ЭМ.

Моторов на переменном токе бывает два вида: асинхронные и синхронные. Мы сфокусируемся на синхронных, поскольку обычно они лучше и эффективнее работают.


Передовая система охлаждения проводит жидкость непосредственно через катушку (слева), а не через кожух мотора (справа)

Синхронные моторы тоже бывают двух видов. Более популярный – синхронная машина с постоянными магнитами [permanent-magnet synchronous machine, PMSM], использующая постоянные магниты, встроенные в ротор. Чтобы заставить его вращаться, в статоре организуется вращающееся магнитное поле. Это поле получается благодаря обмотке статора, соединённой с источником переменного тока. Во время работы полюса постоянных магнитов ротора захватываются вращающимся магнитным полем статора, что и заставляет ротор вращаться.

Такая схема, использующаяся в Chevrolet Volt и Bolt, в BMW i3, в Nissan Leaf и множестве других машин, может в пике достигать эффективности в 97%. Постоянные магниты обычно делают из редкоземельных элементов; яркие примеры – очень мощные неодимовые магниты, разработанные в 1982 году General Motors и Sumitomo.

Явнополюсные синхронные электродвигатели [Salient-pole synchronous machines, SPSM)] используют внутри ротора не постоянные, а электромагниты. Полюсы – это катушки в виде труб, направленные наружу, как спицы колеса. Эти электромагниты в роторе питаются источником постоянного тока, соединённым с ними через контактные кольца. Контактные кольца, в отличие от коллектора, не меняют направление тока. Северный и южный полюса ротора статичны, и щётки не изнашиваются так быстро. Как и в случае с PMSM, вращение ротора происходит из-за вращения магнитного поля статора.

Из-за необходимости питать электромагниты ротора через контактные кольца, у этих моторов обычно чуть ниже пиковая эффективность – в диапазоне от 94 до 96%. Преимущество над PMSM заключается в настраиваемости поля ротора, позволяющая ротору более эффективно вырабатывать крутящий момент на больших скоростях. Итоговая эффективность при использовании для разгона машины возрастает. Единственный производитель таких моторов в серийных авто – это Renault с его моделями Zoe, Fluence и Kangoo.

Электромобили необходимо строить с не только эффективными, но и лёгкими компонентами. Самый очевидный способ улучшить соотношение мощности к весу – уменьшить размер мотора. Однако такая машина выдаст меньший крутящий момент для одной и той же скорости вращения. Следовательно, чтобы получить больше энергии необходимо вращать мотор на более высоких скоростях. Сегодняшние электромобили работают на 12000 об/мин; в следующем поколении появятся моторы, работающие при 20000 об/мин; уже идут работы над моторами, работающие на скорости 30000 об/мин. Проблема в том, что чем выше скорость, тем сложнее получается редуктор – скорость вращения мотора слишком сильно превышает скорость вращения колёс. Из сложности редуктора следуют большие энергопотери.


Идеальный шторм: в авторском варианте (вверху) сила Лоренца и смещённая индуктивность (серый) суммируются в максимальное общее усилие (синее) равное 2. В обычном моторе (внизу) сумма двух сил – силы Лоренца и магнитное сопротивление (серый) дают общее усилие (синий), достигающее пика лишь в 1,76, при угле выбега ротора в 0,94 рад. Разница в этом примере составляет 14%

Второй подход к улучшению соотношения мощности к весу – увеличение силы магнитного поля, что увеличивает крутящий момент. В этом состоит смысл добавления железного сердечника к катушке – хотя это увеличивает вес, но одновременно усиливает плотность магнитного потока на два порядка. Следовательно, практически все современные ЭМ используют железные сердечники в статоре и роторе.

Однако, есть и минус. Когда сила поля увеличивается до определённого предела, железо теряет возможность усиления плотности потока. На это насыщение можно немного повлиять, добавляя присадки и изменяя процесс изготовления железа, но и самые эффективные материалы ограничены 1,5 В*с/м2 (вольт в секунду на квадратный метр, или тесла, Тл). Только очень дорогие и редкие вакуумные железно-кобальтовые материалы могут достигать плотностей магнитного потока 2 Тл или более.

И, наконец, третий стандартный путь увеличения крутящего момента – усиление поля через усиление тока, проходящего через катушки. Опять-таки, тут есть свои ограничения. Увеличьте ток, и увеличатся потери на сопротивление, уменьшится эффективность и появится тепло, способное повредить мотор. Для проводов можно использовать металл, лучше проводящий ток, чем медь. Серебряные провода также бывают, но их применение в таком устройстве было бы абсурдно затратным.

Единственный практический способ увеличить ток – контролировать тепло. Передовые охлаждающие решения проводят жидкость прямо рядом с катушками, а не дальше от них, снаружи статора.

Все эти шаги помогают улучшать соотношение веса к мощности. В гоночных электромобилях, где стоимость не имеет значения, моторы могут достигать 0,15 кг на киловатт, что сравнимо с лучшими ДВС из Формулы 1.

Мы со студентами разрабатывали и создавали такие высокопроизводительные электромоторы для автомобиля, участвовавшего в студенческой Формуле три года назад. Мы создавали моторы в нашей лаборатории в Электротехническом институте Технологического института Карлсруэ. Каждый год команда создавала новую машину с улучшенным мотором, редуктором и силовой электроникой. В машине четыре мотора, по одному на колесо. Каждый имеет всего 8 см в диаметре, 12 см в длину и 4,1 кг веса, и производит 30 кВт на постоянной основе и 50 кВт в пике. В 2016 году наша команда выиграла чемпионат мира.

Так что это и правда можно сделать, если стоимость вас не волнует. Главный вопрос – можно ли использовать такие улучшающие эффективность технологии в массовом производстве, в машине, которую могли бы купить вы? Мы создали такой мотор, так что ответ на вопрос – положительный.

Мы начали с простой идеи. Электромоторы хорошо работают как в роли моторов, так и в роли генераторов, хотя для электромобилей такая симметрия не особенно нужна. Для автомобиля нужен мотор, работающий лучше в роли мотора, чем в роли генератора – последняя используется только для заряда батарей при рекуперативном торможении.

Чтобы понять эту идею, рассмотрим работу мотора PMSM. В таком моторе движение создают две силы. Во-первых, сила, возникающая благодаря постоянным магнитам в роторе. Когда ток идёт через медные катушки статора, они создают магнитное поле. Со временем ток переходит из одной катушки в другую и заставляет магнитное поле вращаться. Вращающееся поле статора притягивает постоянные магниты ротора, и тот начинает двигаться. Этот принцип основан на силе Лоренца, влияющей на движение заряженной частицы в магнитном поле.

Но современные ЭМ получают часть энергии от магнитного сопротивления – силы, притягивающей блок железа к магниту. Вращающееся поле статора притягивает как постоянные магниты, так и железо ротора. Сила Лоренца и магнитное сопротивление работают бок о бок, и – в зависимости от схемы мотора – примерно равны друг другу. Обе силы примерно равны нулю, когда магнитные поля ротора и статора выравниваются. С увеличением угла между ними мотор вырабатывает механическую энергию.

В синхронном моторе поля статора и ротора работают совместно, без задержек, существующих в асинхронных машинах. Поле статора находится под определённым углом к полю ротора, который можно регулировать во время работы для достижения наибольшей эффективности. Оптимальный угол для создания вращательного момента при заданном токе можно вычислять заранее. Затем он подстраивается, по мере изменения тока, к силовой электронной системе, дающей переменный ток на намотку статора.

Но вот, в чём проблема: при движении поля статора по отношению к положению ротора сила Лоренца и магнитное сопротивление то увеличиваются, то уменьшаются. Сила Лоренца увеличивается по синусоиде, достигающей пика на 90 градусов от точки отсчёта (от точки, в которой поля статора и ротора выровнены). Сила манитного сопротивления циклично меняется в два раза быстрее, поэтому достигает пика на 45 градусах.

Поскольку силы достигают максимума в разных точках, максимальная сила мотора меньше, чем сумма его частей. Допустим, у какого-то определённого мотора в определённый момент работы оказывается, что оптимальным углом для максимума суммарной силы будет 54 градуса. В этом случае этот пик будет на 14% меньше, чем суммарные пики двух сил. Это наилучший из возможных компромиссов данной схемы.

Если бы мы могли переделать этот мотор так, чтобы две силы достигали максимума в одной точке цикла, мощность мотора возросла бы на 14% совершенно бесплатно. Вы бы потеряли только эффективность работы в роли генератора. Но мы, как будет показано далее, нашли способ восстановить и эту способность, чтобы мотор лучше восстанавливал энергию при торможении.

Разработка идеально выравнивающего поля мотора – дело непростое. Проблема состоит в комбинации PMSM и SPSM в новую гибридную схему. В результате получается гибридный синхронный мотор со смещённой осью магнитного сопротивления. По сути, этот мотор использует как провода, так и постоянные магниты, для создания магнитного поля в роторе.

Другие пытались работать в этом направлении, а затем отбросили эту идею – но они хотели использовать постоянные магниты только для усиления электромагнитного поля. Наша инновация состоит в использовании магнитов только для придания точной формы полю, чтобы оптимально выровнять две силы – силу Лоренца и силу магнитного сопротивления.

Основная проблема в разработке состояла в поиске такой конструкции ротора, которая могла бы менять форму поля, оставаясь при этом достаточно прочной для того, чтобы вращаться на высоких скоростях, не ломаясь при этом. В центре нашей схемы – многослойная структура ротора, несущего медную намотку на железном сердечнике. Мы приклеили постоянные магниты к полюсам сердечника; дополнительные шипы препятствуют их вылету. Чтобы всё удерживалось на месте, мы применили крепкие и лёгкие титановые штифты, пропущенные через электромагнитные полюса ротора, притянутые гайками к кольцам из нержавеющей стали.

Мы также нашли способ обойти недостаток первоначального мотора, уменьшение крутящего момента во время работы генератором. Теперь мы можем менять направление поля в роторе так, что генерация во время рекуперативного торможения работает так же эффективно, как режим мотора.

Этого мы добились, меняя направление тока в намотке ротора во время работы в режиме генератора. Работает это следующим образом. Представьте себе первоначальный вид ротора. Если идти по его периметру, вы обнаружите определённую последовательность северных и южных полюсов электромагнитных (Е) и постоянных магнитных (P) источников: NE, NP, SE, SP. Эта последовательность повторяется столько раз, сколько в моторе пар полюсов. Меняя направление тока в обмотке, мы меняем ориентацию электромагнитных полюсов, и только их, в результате последовательность превращается в SE, NP, NE, SP.

Изучив две этих последовательности, вы увидите, что вторая похожа на первую, идущую задом наперёд. Это значит, что ротор можно использовать в режиме мотора (первая последовательность) или в режиме генератора (вторая), когда ток в роторе меняет направление на противоположное. Таким образом наша машина работает более эффективно, чем обычные моторы, как в роли мотора, так и в роли генератора. На нашем прототипе изменение направления тока занимает не более 70 мс, что достаточно быстро для автомобилей.

В прошлом году мы построили прототип мотора на верстаке и подвергли его тщательным проверкам. Результаты ясны: при той же самой силовой электронике, параметрах статора и других ограничениях обычного мотора, машина способна выдавать почти на 6% больше крутящего момента и на 2% больше эффективности в пике. В цикле езды результаты ещё лучше: ей требуется на 4,4% меньше энергии. Это значит, что машина, проезжающая на одной зарядке 100 км, проехала бы с этим мотором 104,4 км. Дополнительные километры достаются нам почти задаром, поскольку в нашей схеме есть всего несколько дополнительных частей, заметно менее дорогих, чем дополнительные батарейки.

Мы связались с несколькими производителями оборудования, и они нашли нашу концепцию интересной, хотя пройдёт ещё много времени до того, как вы увидите один из таких асимметричных моторов в серийном автомобиле. Но появившись, в результате он станет новым стандартом, поскольку извлечение всей возможной пользы из имеющейся у вас энергии стоит в приоритете как для автопроизводителей, так и для всего нашего общества.

habr.com

Двигатели для электромобилей: производители, устройство

Исчерпание углеводородного топлива, ухудшение экологической обстановки и ряд других причин рано или поздно заставят производителей разработать модели электромобилей, которые станут доступны для широких слоев населения. А пока остается только ждать или собственноручно разрабатывать варианты экологически чистой техники.

Если же вы все-таки предпочитаете самостоятельно искать решения, а не дожидаться их со стороны, то вам понадобятся знания о том, какие двигатели для электромобиля уже изобрели, чем они отличаются и какой из них наиболее перспективный.

Тяговый двигатель

Если вы решите поставить обыкновенный электромотор под капот своего автомобиля, то, скорее всего, из этого ничего не выйдет. А все потому, что вам необходим тяговый электрический двигатель (ТЭД). От обычных электромоторов он отличается большей мощностью, способностью выдавать больший крутящий момент, небольшими габаритами и малой массой.

Для питания тягового электродвигателя используются батареи. Они могут подзаряжаться от внешних источников («от розетки»), от солнечных батарей, от генератора, установленного в авто, или в режиме рекуперации (самостоятельное восполнение заряда).

Двигатели для электромобилей чаще всего работают от литий-ионных батарей. ТЭД обычно функционирует в двух режимах – двигательном и генераторном. В последнем случае он восполняет потраченный запас электроэнергии при переходе на нейтральную скорость.

Принцип работы

Стандартный электродвигатель состоит из двух элементов – статора и ротора. Первый компонент является неподвижным, имеет несколько катушек, а второй совершает вращательные движения и передает усилие на вал. На катушки статора с определенной периодичностью подается переменный электрический ток, что вызывает появление магнитного поля, которое начинает вращать ротор.

Чем чаще катушки «включаются-выключаются», тем быстрее вращается вал. В двигатели для электромобилей могут устанавливать два вида ротора:
  • короткозамкнутый, на котором возникает магнитное поле, противоположное полю статора, за счет чего и происходит вращение;
  • фазный – используется для уменьшения тока запуска и контроля скорости вращения вала, является наиболее распространенным.

Кроме того, в зависимости от скорости вращения магнитного поля и ротора двигатели могут быть асинхронными и синхронными. Тот или иной тип необходимо выбирать из имеющихся средств и поставленных задач.

Синхронный двигатель

Синхронный двигатель – это ТЭД, у которого скорость вращения ротора совпадает со скоростью вращения магнитного поля. Такие двигатели для электромобилей целесообразно использовать только в тех случаях, когда имеется источник повышенной мощности – от 100 кВт.

Одной из разновидностей синхронных электромоторов является шаговый двигатель. Обмотка статора такой установки разбита на несколько секций. В определенный момент ток подается на определенную секцию, возникает магнитное поле, которое вращает ротор на определенный угол. Затем ток подается на следующую секцию, и процесс повторяется, вал начинает вращаться.

Асинхронный электромотор

В асинхронном двигателе скорость вращения магнитного поля не совпадает со скоростью вращения ротора. Плюсом таких устройств является ремонтопригодность – запчасти для электромобилей, оснащенных этими установками, найти очень просто. К другим преимуществам относятся:

  1. Простая конструкция.
  2. Простота обслуживания и эксплуатации.
  3. Низкая стоимость.
  4. Высокая надежность.

В зависимости от наличия щеточно-коллекторного узла двигатели могут быть коллекторными и безколлекторными. Коллектор – устройство, служащее для преобразования переменного тока в постоянный. Щетки служат для передачи электроэнергии на ротор.

Безколлекторные двигатели для электромобилей отличаются меньшей массой, компактными габаритами и более высоким КПД. Они реже перегреваются и потребляют меньше электричества. Единственный минус такого двигателя – высокая цена на электронный блок, который выполняет функции коллектора. Кроме того, найти запчасти для электромобилей, оснащенных безколлекторным двигателем, сложнее.

Производители электродвигателей

Большинство самодельных электромобилей сконструировано с применением коллекторного двигателя. Это объясняется доступностью, низкой ценой и простым обслуживанием.

Видным производителем линейки данных моторов является немецкая компания Perm-Motor. Ее продукция способна к рекуперативному торможению в генераторном режиме. Она активно используется для оснащения скутеров, моторных лодок, легковых автомобилей, электроподъёмных устройств. Если двигатели Perm-Motor устанавливали в каждый электромобиль, цена их была бы значительно ниже. Сейчас они стоят в пределах 5-7 тыс. евро.

Популярным производителем является компания Etek, которая занимается производством безщеточных и щеточных коллекторных двигателей. Как правило, это трехфазные моторы, работающие на постоянных магнитах. Основные преимущества установок:
  • точность управления;
  • легкость организации рекуперации;
  • высокая надежность за счет простой конструкции.

Завершает список производителей завод из США Advanced DC Motors, выпускающий коллекторные электромоторы. Некоторые модели обладают исключительной особенностью – они имеют второй шпиндель, что можно использовать для подключения на автомобиль-электромобиль дополнительного электрооборудования.

Какой двигатель выбрать

Чтобы покупка вас не разочаровала, надо сравнить характеристики приобретаемой модели с предъявляемыми требованиями к автомобилю. При выборе электродвигателя в первую очередь ориентируются на его тип:

  • Синхронные установки имеют сложное устройство и дорогостоящи, но обладают перегрузочной способностью, ими легче управлять, им не страшны перепады напряжения, используются при высоких нагрузках. Они устанавливаются на электромобиль Mercedes.
  • Асинхронные модели отличаются низкой стоимостью, простым устройством. Они просты в обслуживании и эксплуатации, однако выделяемая ими мощность намного меньше, чем тот же показатель синхронной установки.

На электромобиль цена будет значительно ниже, если электромотор будет работать в паре с двигателем внутреннего сгорания. На рынке такие комбинированные установки обладают большей популярностью, так как их стоимость составляет около 4-4,5 тыс. евро.

fb.ru

Двигатель электромобиля – разновидности и принцип работы

Экологичные автомобили, будь-то «чистые» электромобили или плагин-гибриды объединяет наличие электродвигателя, в качестве основной движущей силы. Работа современного электрического двигателя основана на принципе электромагнитной индукции, в базе которого лежит выработка электродвижущей силы в замкнутом контуре с изменением магнитного потока. Технология не нова, однако современные достижения науки и техники позволили развить ее до невероятных высот. Немалую роль в этом сыграла и возросшая в десятки раз мощность и емкость аккумуляторных батарей, которые выполняют роль топливного бака в современных электрических и гибридных автомобилях.

Электромобиль Nissan Leaf в «разрезе»: батарея с электродвигателем

Тем не менее, нельзя со 100% уверенностью утверждать, что все электродвигатели одинаковы. Многие ошибочно считают электродвигатель довольно простой установкой, однако стоит, к примеру, учитывать тот факт, что в отличии от ДВС, у электрического двигателя практически 90% КПД выделяемой энергии идет на создание крутящего момента. Согласитесь, что подобную мощность необходимо обуздать и уметь с ней обращаться, а для этого нужно знать некоторые нюансы о работе и разновидностях электрических двигателей.

Электродвигатели – особенности эксплуатации и принцип работы

К главным особенностям электрического двигателя относится несколько важных характеристик:

  1. Крутящий момент мотора достигает своего максимума сразу при включении, таким образом, электромобили не требуют наличия характерных для ДВС стартеров и сцеплений.
  2. Работа агрегата на обширном числе оборотов, позволяет электромобилю обходиться без коробки переключения передач. Для изменения стороны вращения двигателя (включение заднего хода) достаточно поменять полярности.

Электродвигатель Nissan Leaf

Однако все понимают, что стартовать на электромобиле со всего потенциала крутящего момента, который гораздо мощнее многих автомобилей с ДВС, никто не будет. По меньшей мере, это небезопасно, и что немаловажно это влечет неэффективный расход заряда батарей. Поэтому традиционно электродвигатели должны отвечать следующим требованиям:

  • иметь безопасное и удобное для эксплуатации строение;
  • обладать гарантией длительной эксплуатации;
  • иметь компактные габариты.

Как уже упоминалось, работа современного электродвигателя основана на давно известном принципе электромагнитной индукции. Традиционно агрегат состоит из недвижимого элемента – статора, и крутящегося – ротора. Статор имеет ряд обмоток на которые поступает электрический ток, что приводит к появлению магнитного поля, при котором ротор начинает свое движение. Скоростные показатели ротора определяются частотой, с которой происходит переключение тока с одной обмотки статора на другую.

Двигатели для электромобилей – разновидности и классификация

В современных автомобилях с электрической тягой серийного производства наиболее часто используют три типа электрических двигателей.

Асинхронные двигатели. Моторы непостоянного тока, в которых скорость вращения ротора различается с потенциалом напряжения магнитного поля, созданным источником питания. Различают одно, двух и трехфазные агрегаты асинхронного типа.

Асинхронный трехфазный электродвигатель переменного тока Tesla Model S

Синхронные двигатели. Электромотор, работающий на переменном токе, с движением ротора полностью симметричным электромагнитному полю. Подобные электродвигатели используют при повышенных мощностях. Различают шаговые и вентильные синхронные электродвигатели. Для первых характерно точное расположение ротора с подачей питания на конкретную обмотку, а чтобы изменить положение ротора, напряжение между обмотками необходимо перенаправить. Для второго типа агрегатов характерно питание от полупроводниковых составляющих.

Синхронный электродвигатель с постоянным магнитом Mitsubishi i-MiEV

Двигатель-колесо. Тип электромотора сила напряжения и крутящий момент которого рассчитан на конкретное колесо. Данный тип электропривода часто используется в плагин-гибридных автомобилях в рабочем тандеме с двигателем внутреннего сгорания. Агрегат может устанавливаться непосредственно в колесо, однако современные электромобили все больше отходят от такого расположения мотора, поскольку это увеличивает удельный вес шасси и снижает управляемость. Более рационально стало использовать двигатель в качестве полноценного привода для вращения колеса.

Двигатель-колесо

Что касается регулировок управления электродвигателя, то за преобразование постоянного тока от аккумуляторных батарей в трехфазный переменный – отвечает инвертор.Трансмиссия – выполняющая роль сцепления и коробки передач, зачастую представлена одноступенчатым зубчатым редуктором.Остальные параметры работы электродвигателя регулируют электронная система управления, которая индивидуальна для каждой марки электрокара или гибрида.

Видео как работает электродвигатель и другие механизмы электромобиля на примере Tesla Model S

Хотелось бы подчеркнуть, что представленная классификация и система работы электродвигателей далеко не финальная. Стремительное развитие отрасли эко автомобилей только входит в начальную стадию, поэтому кардинального изменения принципа работы, мощности, строения электромоторов можно ожидать уже в ближайшее время.

Какие электродвигатели используются в гибридных и плагин-гибридных автомобилях

Гибридные автомобили имеют собственную специфику использования электромоторов. Во многом электродвигатель гибрида выполняет роль вспомогательного элемента, повышающего мощность основного двигателя внутреннего сгорания и снижающего уровень потребления топлива.

Электродвигатели используемые в гибридах можно разделить на несколько разновидностей:

  • Встроенная помощь мотору. Электродвигатель который берет на себя часть усилий по созданию крутящего момента при движении.
  • Встроенный генератор стартера. Электродвигатель, который только приводит автомобиль в движение.
  • Старт/стоп двигатель. Электродвигательная система, которая отключает основной ДВС при остановке и мгновенно запускает его при начале движения.

Кроме указанных подвидов классифицируют три типа использования электродвигателя:

  • Параллельной работы. В данном типе электродвигатель питается от батарей, а ДВС от топливного бака. Обе категории двигателей создают крутящий момент для движения автомобиля.
  • Последовательной работы. Заведенный двигатель внутреннего сгорания включает генератор, который или заводит электродвигатель или подзаряжает аккумуляторный блок.
  • Параллельно-последовательной работы. Данный тип гибридного двигателя соединяет электромотор, генератор, ДВС и колеса редуктором.

По большей части в гибридах используется принцип параллельной работы электродвигателя и ДВС. Его применяют также в подключаемых гибридах (плагин-гибридах), в которых по мере истечения заряда аккумуляторных батарей подключается ДВС малой мощности, работа которого в направлена на восполнение заряда АКБ.

Видео работы новой гибридной системы плагин-гибрида Toyota Prius

Преимущества и недостатки использования электродвигателей

Как и любой двигатель, электромотор в электромобиле имеет собственные плюсы и минусы использования. Для понимания данных особенностей электромоторов приведем таблицу:

ПреимуществаНедостатки
  • Небольшие габариты и малый вес.
  • Максимальный крутящий момент доступен с момента включения (при нулевых оборотах) двигателя.
  • Высокая, фактически ничем не ограниченная производительность.
  • Возможность использования рекуперативной энергии.
  • Экологически чистая работа.
  • Минимум движущихся деталей требующих замены или ремонта.
  • Отсутствие необходимости в КПП.
  • Зависим от настроек программного обеспечения, питания и производительности аккумуляторных батарей.

Будущие перспективы электродвигателя в автомобилях

Говорить о перспективах, при активном использовании электродвигателей в автомобилях, уже не разумно. Сейчас можно говорить только о происходящих и грядущих улучшениях электромоторов.

Сам электродвигатель, это достаточно совершенное устройство, апгрейд которого происходит исключительно в зависимости от потенциала использования. Ближайшие тенденции по улучшению электродвигателя направлены в сторону уменьшения размеров и массы, с сохранением и увеличением производительности.

Гораздо больше работы проводится по улучшению источников энергии для электродвигателя, а точнее аккумуляторных батарей. Их также стараются сделать меньше и легче, увеличивая объем, отдачу энергии, но при этом снижая время на подзарядку. Работа над АКБ устанавливаемых на электромобили, сейчас наиболее приоритетная в отрасли производства электромобилей, гибридных и плагин-гибридных авто.

Автор: hevcars.com.ua

Еще интересное пишут по теме

HEVCARS 🔌 Автор

Читайте самые интересные новости и статьи о электрокарах в Telegram и Facebook!

hevcars.com.ua

В настоящее время широкой популярностью пользуются двигатели, работающие от электроэнергии

Об электродвигателе

Двигатели для электромобилей подразделяются на:

  • синхронные;
  • асинхронные.

Практически сила авто – несложная установка, которая в процессе функционирования оправдывает себя. При работе на нейтрале аккумулятор заряжается. КПД составляет почти 90%. Это значит, что объем выделяемой энергии полностью направлен на создание движения. Получается преобразование электрической энергии в механическую с излучением тепла.

Принцип работы

Имеется несколько особенностей двигателя:

  1. Перед непосредственным запуском крутящий момент максимальный. На основании этого показателя не следует производить зацепление за стартер либо за сцепление.
  2. Работа происходит в большом спектре оборотов. Поэтому установка коробки для переключения передач необязательна. Чтобы изменить направление вращения, следует переставить местами полярности, вследствие этого на задней передаче можно получить выигрыш.

О достоинствах конструкции:

  • удобство и безопасность;
  • гарантийные обязательства прочностных характеристик;
  • компактность;
  • простота в управлении;
  • современность конструкции;
  • доступность.

Для работы разных типов электродвигателей в основе лежит магнитная индукция. Как правило, такие конструкции состоят из ротора и статора. Элементарные познания электротехники указывают, что ротор – это крутящийся элемент, а статор – неподвижный. На катушки, размещенные на статоре, периодически поступает постоянный ток, а такое явление обеспечивает создание магнитного поля. В конструкции двигателя стоит элемент, необходимый для управления. Он производит отключение тока с одной катушки на другую. На основании этого процесса происходит вращение ротора. Его скоростной режим определяется частотой переключения создаваемых оборотов напряжения с первой катушки на вторую. Роторы для двигателя подразделяются на следующие виды:

  • накоротко замкнутый;
  • фазный, используемый при вращении для снижения скорости тока при запуске и для контроля крутящих скоростей. Подобные двигатели применяются в крановых системах, а забор энергии происходит от природы.

Для маломощных конструкций используется магнитный индуктор. Якорь – это элемент, обеспечивающий вращение двигателя. Такой тип имеет активацию обмотки и индуктора. Различие определяется лишь по качеству обмотки. На постоянном токе отсутствует сопротивление.

Виды двигателей

Электродвигатели, зависящие от природной энергии, делятся на группы, согласно заданным критериям. По моменту вращения:

  1. Гистерезисные. При этом постоянное вращение достигается при изменениях магнитного поля ротора. Такая группа не применяется в производственных процессах.
  2. Магнитоэлектрические. Их применение довольно актуально в производстве и потребительской сфере. К такой группе относятся конструкции переменного и постоянного показателей токов.

Электродвигатель для электромобиля постоянного тока представляет собой мотор, работающий на постоянном токе, а двигатель, функционирующий на переменном токе, называется двигателем непостоянного тока. Лишь только в скорости включения гармоники можно найти их отличия. В первом случае такая скорость приравнивается к количеству частоты оборотов. Во втором – эти скоростные характеристики имеют отличительные черты.

Электродвигатель на электромобиль неизменного тока состоит:

 

  • из якоря;
  • на нем устанавливается сердечник для полюса;
  • на полюсе производится обмотка;
  • из статора;
  • вентиляционной установки;
  • установленных щеток;
  • коллектора для накапливания электрических зарядов.

Двигатели постоянного тока подразделяются на:

  1. Электродвигатель на электромобиль синхронного типа.Он напоминает мотор, функционирующий на переменном токе. Обеспечивает движение в такт с напряжением магнита. Такой тип больше подходит на электромобили с характеристиками мощности 100 и выше кВт. Одним из видов этих движков являются шаговые моторы, характеризующиеся угловым движением ротора. Питание подается на специально предназначенную обмотку. Для того чтобы обеспечить изменение положения ротора из одного места в иное, достаточно произвести перенаправление между линиями напряжений установленных обмоток.Вентильный двигатель – это одна из разновидностей синхронных. Его питание осуществляется через полупроводники.
  2. Асинхронный двигатель на электромобиле.Это мотор непостоянного тока, и скорость вращения ротора отличается от показателя магнитной индукции, которая, в свою очередь, создается напряжением. Именно эти движки обладают повышенным спросом.

Согласно узлу коллектора, различают:

  • бесколлекторные;
  • коллекторные.

В зависимости от вида активации:

  • моторы, работающие от электрических или постоянных магнитов;
  • самовозбуждающиеся от природных условий подвижные механизмы.

Разновидность двигателей также различается, от какой фазы он работает. Как правило, они бывают одно-, двух-, трех- и многофазными.

Новые разработки подобных механизмов можно приобрести в розничной продаже, а можно сконструировать самим.

Выбор двигателя

Новейшая технология производства позволяет выбрать нужный механизм для задания движения транспорту.

Критерии выбора:

  • длительность рабочего цикла;
  • мощность;
  • потребление энергии;
  • режимы работы;
  • стоимость.

При непосредственном выборе двигателя немаловажно обратить внимание на ресурс работы и обслуживание, в том числе профилактические мероприятия. Сегодня они имеются как отечественного, так и зарубежного производства. Для выбора наиболее подходящей модели стоит получить консультацию специалиста.

‘; blockSettingArray[0][«setting_type»] = 6; blockSettingArray[0][«elementPlace»] = 2; blockSettingArray[1] = []; blockSettingArray[1][«minSymbols»] = 0; blockSettingArray[1][«minHeaders»] = 0; blockSettingArray[1][«text»] = ‘

‘; blockSettingArray[1][«setting_type»] = 6; blockSettingArray[1][«elementPlace»] = 0; blockSettingArray[3] = []; blockSettingArray[3][«minSymbols»] = 1000; blockSettingArray[3][«minHeaders»] = 0; blockSettingArray[3][«text»] = ‘

ekoenergia.ru

Двигатель электрический для электромобиля, прошлое, настоящее и будущее

Где применяется электрический автомобильный двигатель

Содержание статьи

Электродвигатель для автомобиля, в качестве тягового устройства применялся на автомобилях (вернее на их прототипах), еще раньше, чем двигатель внутреннего сгорания. Однако на сегодняшний день автомобильные электрические машины (именно так они правильно называются), применяются на электромобилях, работающих исключительно на аккумуляторах или других накопителях электрической энергии, а также на гибридных автомобилях.

Гибридные автомобили называются так, потому, что в них есть и двигатель внутреннего сгорания (ДВС), и аккумуляторная батарея.

История создания

Первая, можно сказать лабораторная, модель-прототип электромобиля была создана почти 200 лет назад. Известно, что в 1828 году венгерский изобретатель Джедлик продемонстрировал тележку, которая двигалась за счет электрической энергии. Но этот образец только показал принцип электрической тяги. Ведь настоящий электродвигатель постоянного тока, способный работать достаточно долго, был изобретен в 1833 году физиком из Великобритании Уильямом Стёрдженом. В 1835 году в Голландии Кристофер Беккер и  Стратин Гронинген построили первый электромобиль. Конечно, он был несовершенен и в серийное производство не пошел.

Первый патент на электрический двигатель был получен в 1837 году Томасом Дэвенпортом, именно с этого времени можно сказать, что началось строительство электромобилей. Проблема электромобилей того времени была в очень небольшом заряде тогдашних аккумуляторов. Эту проблему пытались решить американец Томас Давенпорт и голландец Роберт Андерсон, которые создали автомобиль, двигающийся за счет электричества от одноразовых гальванических элементов в 1842 году.

Больших успехов в использовании электрической энергии для тяги достигли в 19-том веке железнодорожники. Уже в 1847 году в Питсбурге (США) работал локомотив (можно назвать его первым электровозом), который получал электричество по рельсам. Аккумуляторы были очень ненадежные и с очень небольшим ресурсом, да и энергии они запасали мало. И только улучшение рабочих характеристик аккумуляторных батарей решило проблему использования электромобилей. Нужно отметить, что первый рекорд скорости превышающей 100 км/час был зафиксирован именно электромобилем.

Так в 1899 году бельгиец Камиль Женатци на электромобиле «La Jamais Contente» разогнался до 105,882 км/ч. Как видно на рисунке (слева) этот электромобиль на резиновом ходу (на пневматических шинах), это тоже было новшеством на тот момент.

Немногим раньше в Лондоне было запущено движение электрических омнибусов (тогдашних автобусов) благодаря Ральфу Уорду. В это же время в Нью-Йорке начали работать такси на электротяге, стали выпускаться электровелосипеды и многие другие подвижные единицы на электричестве. В России они (электромобили, точнее омнибусы) появились в 1901 году (фото справа) разработки инженера Романова. Уже в 1902 году заводом «Дукс» в Москве выпускался электромобиль для частного использования (фото слева).

 

 

Напомним, что только в 1878 году Николаусом Отто был запущен в серию четырехтактный двигатель внутреннего сгорания, который можно было устанавливать на автомобиль. Он с некоторыми доработками служит «верой и правдой» автомобилистам и по сей день.

Да, двигатель Отто и резкое падение цен на нефть, из которой получают бензин, вытеснило электромобили почти на 100 лет с рынка, но они вновь завоевывают себе «место под солнцем», тесня классические ДВС. Все это благодаря тому, что электромобили практически бесшумны, экологически безвредны и экономически выгодны в эксплуатации. Нужно напомнить, что КПД электродвигателя высокий и составляет (85…95 %), да и электричество дешевеет. Если его (электричество) получать при помощи солнечных батарей или ветрогенераторов, то эксплуатация электромобиля получается почти бесплатной.

На сегодняшний день доля электромобилей среди всего автопарка составляет около 1%, но это пока. За последние 2 года количество продаж электрокаров увеличилось на 45%. Осталось только подождать, когда бензиновые и дизельные автомобили потихоньку сойдут с рынка.

Принцип работы электромобиля

Классическая схема электромобиля представлена на рисунке справа. Аккумуляторы расположенные здесь вдоль кузова отдают свою энергию через устройство управления (УУ) электродвигателю (ЭД), а он вращает колеса. Но эта компоновка далека от совершенства. Дело в том, что электропривод имеет очень важное преимущество перед любыми другими типами приводов – рекуперация. Рекуперация, это преобразование энергии движения в электрическую. Все мы с вами знаем, что энергия никуда не исчезает, она может только преобразовываться из одного вида в другой. Так вот, энергия движения (кинетическая энергия) при торможении автомобиля преобразуется в тепловую. Мы с вами просто нагреваем тормозные колодки, и это тепло отдаем атмосфере. То есть, по сути дела выбрасываем эту энергию. В электромобилях и в гибридах мы можем большую часть кинетики преобразовать в электричество и опять накопить его в аккумуляторе.

Гибридные автомобили всегда имеют кроме аккумулятора и двигатель внутреннего сгорания. Зачем? Для того чтобы удлинить расстояние езды на электромобиле. Дело в том, что даже современные аккумуляторы могут накопить энергии на 100, ну максимум на 200 километров пробега. Согласитесь, что это совсем немного. При использовании ДВС, в качестве дополнительного источника энергии можно удлинить путь до 800, а иногда и до 1000 километров без подзарядки аккумулятора и без дозаправки бензином или дизельным топливом.

Как правило, на авто такого типа (гибридных автомобилях) нет прямого воздействия двигателя на ведущие колеса. ДВС вращает генератор, который вырабатывает электрическую энергию, и уже эта энергия подается на электродвигатели либо на накопители энергии, если автомобиль едет по инерции или стоит (на светофоре, например). Накопителями энергии могут быть не только аккумуляторы, в последнее время все большей популярностью пользуются суперконденсаторы.

Двигатель  на гибридных автомобилях может быть подключен к генератору, который вырабатывает электричество. Электричество это можно использовать для разгона (его обычно не хватает, аккумулятор плохо отдает электроэнергию на старте), или для зарядки аккумулятора, если авто на выбеге или стоянке. Крайне редко ДВС не подключен к генератору. При такой схеме ДВС помогает электродвигателю разгонять автомобиль.Где же экономия? Все дело в том, что при любой схеме подключения ДВС и электродвигателя, двигатель внутреннего сгорания всегда работает в номинальном режиме. В котором достигается максимальная экономия. КПД у ДВС всегда указывается для номинального режима и он колеблется от 36 до 42. Для малых оборотов этот КПД не превышает 7…10%.

Существует и более сложные системы. Вот, например, как взаимодействуют  детали в современном гибридном автомобиле «Тойота Приус». Здесь ДВС может работать на генератор, а может и помогать вращать ведущие колеса через планетарный механизм. При торможении, мотор/генератор (MG2) преобразует кинетическую энергию в электрическую, заряжая аккумулятор. В результате чего достигается неплохая экономия. Да это сложно, но это того стоит. Расход у Тойоты-Приус около 3-х литров бензина на 100 километров.

Устройство тягового электродвигателя автомобиля

Устройство электродвигателя автомобиля зависит, от многих факторов.  Электродвигатели для электромобилей могут быть как постоянного, так и переменного тока. В последнее время на машину такого типа ставят только двигатель переменного тока (синхронный или асинхронный).  Первые электромоторы для автомобилей были, конечно, постоянного тока. Это и логично, потому как аккумулятор выдает постоянный ток, и двигатель электрический также постоянного тока. Их применяют и сейчас, но уже гораздо реже. Однако, все не так просто, как кажется на первый взгляд. Электродвигатели переменного тока гораздо экономичнее и надежнее. Выглядеть они могут точно так же как и электродвигатели постоянного тока. Разные типы электродвигателей имеют различную маркировку. AC – говорит о том, что этот двигатель переменного тока, DC – постоянного.

Принцип работы любого электродвигателя состоит во взаимодействии магнитных полей. Еще Фарадей на заре электричества заметил, что если проводник, по которому течет ток, поместить в постоянное магнитное поле, то этот проводник стремится вырваться из этого поля отклоняясь в ту или иную сторону в зависимости от направления движения тока. Если этих проводников много, и магнитное поле сильное, то и работа такого двигателя постоянного тока  будет соответствующей.

В каждом электродвигателе есть ротор (его иногда называют якорь) и статор (его еще называют индуктором). Ротором является вращающееся часть, статором – не вращающееся (стационарная). И ротор и статор имеют обмотки состоящие из отдельных проводников. Для подачи электрического тока на вращающуюся часть двигателя существует коллектор (набор медных пластин собранных в цилиндр). От статора на коллектор ток передается при помощи специальных щеток. Взаимодействие магнитных полей заставляет ротор совершать вращение.

Электродвигатели переменного тока работают несколько по-другому. Статор создает магнитное поле, которое само вращается. Оно (поле) может увлекать за собой стальные предметы, то есть заставлять вращаться ротор. По этой причине на роторе обмотка не нужна. Но в этом случае скорость вращения ротора будет отставать от скорости вращения магнитного поля статора. Такие электродвигатели нарываются асинхронными.

Для того, чтобы точно знать с какой частотой вращается ротор и регулировать эту частоту, необходимо на роторе разместить электрическую обмотку.  Такие электродвигатели называются синхронными. Но вновь появляется слабое звено электродвигателя – коллектор. Щетки изнашиваются и их нужно менять. Асинхронные двигатели в обслуживании не нуждаются.

На рисунке представлено два вида синхронных двигателей (с явными и неявными полюсами). Повторимся, что асинхронный двигатель отличается лишь тем, что на якоре нет обмотки.

При работе каждый электродвигатель нагревается. По этой причине тема охлаждения электрических машин очень важна. Система охлаждения может быть автономная и принудительная. На электродвигателях большегрузных автомобилей, например БелАЗ, охлаждение принудительное (воздух для охлаждения подается специальным вентилятором). У машин малого класса и легковых, на самом двигателе есть крыльчатка, которая продувает воздух через двигатель, тем самым охлаждая его.

Характеристики электродвигателей автомобильных

Характеристика электродвигателя, это соотношение его параметров к его цене. Лучше всего это представить в табличной форме. В таблице представлены популярные электродвигатели как постоянного DC, так и переменного AC тока. Напряжение у некоторых двигателей имеет несколько значений, это значит, что они способны работать на всех указанных напряжениях. Мощность N указана номинальная. Вращающий момент M, тоже при номинальном режиме работы. Частота вращения указана как максимально допустимая.

Характеристики электрического двигателя автомобиля невозможно сравнивать спонтанно. Для каждого конкретного случая, для определенного автомобиля, может быть разработан свой, оригинальный электродвигатель. Но электродвигатель переменного тока, а он здесь представлен один, явно отличается в лучшую сторону, от электродвигателей постоянного тока той же мощности, хотя бы по соотношению цены и вырабатываемой мощности (AC – 10.7 $/кВт, DC – 450 $/кВт).

Перспективы развития

Внедрение синхронных и асинхронных двигателей на автомобилях тормозилось медленным развитием электроники способной контролировать процессы в этих самых двигателя. Теперь эти барьеры снимаются, электроника становится надежной и относительно дешевой. По этой причине в скором времени электродвигатели переменного тока на электромобилях скорее всего будут внедряться практически повсеместно.

Изобретение новых конструкционных материалов позволяет повышать надежность и долговечность электродвигателей.

Что касается электромобилей в целом, то за ними большое будущее.

znayauto.ru

Электродвигатели

Электродвигатели для электромобилей, электромоторы

Какой мощности выбрать электродвигатель для электромобиля?

Мощность электродвигателя зависит от массы будущего электромобиля и необходимых динамических характеристик.

Таблица выбора мощности электродвигатель для электромобиля,

Электродвигатель Масса электромобиля Динамические характеристики Запас хода
Motor D&D Motor Systems, Inc. ES-31B DC Series Wound DC 18 квт 1281 кг 100 км/ч 50 км
ADC FB1- 4001 600 кг 90 км/ч 100 км
ADC 9 Inch 21 КВт 1640 кг 130 км/ч 123 км

по данным существующих электромобилей.

Электромоторы для электромобилей, таблица

Модель Ном. мощн. (КВт)  Ном. крут. момент (Н*м) Макс. мощн (КВт)  Макс. крут. момент (Н*м) Скорость вращения шпинделя (об/мин) Вес (кг) 
Электродвигатель Perm-Motor PMG-132  7.2  20.5  14.5  38.5  3480  11
 LEMCO LEM-200  4.3  14.2  17.2  57  2880  11
Электродвигатель Brushless Etek 36V  3.6  13.6  10.8  40.9  2520  10.2
Perm-Motor PMS-156  21.3  33.9  46  73.2  6000  25.4
Электродвигатель ADC #203-06-4001A 8\’\’ 72-144VDC 17.5HP Double Shaft  16.3  23.95  28.0  45.3  6500  48
Электродвигатель ADC #FB1-4001 9.1\’\’ 72-144VDC 19.5HP Single Shaft  21.5  34.2  36.8  81.9  6000  66.5
Solectria (Azure Dynamics) AC42  21  42  78  150  4000  66.3
Solectria (Azure Dynamics) AC55  34    78  250  2000  105

.

Модель Ном. мощн. (КВт) Ном. крут. момент (Н*м) Макс. мощн. (КВт) Макс. крут. момент (Н*м) Скорость вращения шпинделя (об/мин) Вес (кг)
SIEMENS
ACW-80-4
synchro-nous
 21         20              38              60           12500       22 
SIEMENS
1PV5105 WS12
induction
 18  69  78.4  125  10000            49 
SIEMENS
1PV5133-4WS18
induction 
 30  85  78.4  175  9700  68

Каталог двигателей для электромобилей

Электродвигатель ADC #203-06-4001A 8\’\’ 72-144VDC 17.5HP Double S

Электродвигатель ADC #FB1-4001 9.1\’\’ 72-144VDC 19.5HP Single Shaft

Электродвигатель Azure Dynamics AC24

Электродвигатель Brushless Etek 36V

Электродвигатель Differential Gear Bridge

Электродвигатель Golden Motor 90BLDC-001

Электродвигатель Golden Motor HPM5000B-48V

Электродвигатель Golden Motor HPM5000B-72V

Электродвигатель LEMCO LEM-200

Электродвигатель Perm-Motor PMG-132

Электродвигатель Perm-Motor PMS-156

Электродвигатель SIEMENS 1PV5105 WS12 induction

Электродвигатель SIEMENS 1PV5133-4WS18 induction

Электродвигатель SIEMENS ACW-80-4 synchro-nous

Электродвигатель Solectria (Azure Dynamics) AC42

Электродвигатель Solectria (Azure Dynamics) AC55

Электродвигатель ДПТ-45

electro-mobiles.ru