Forma konstrukcyjna i główna klasyfikacja silnika piasty
Co to jest silnik piasty? Jak sama nazwa wskazuje, silnik jest wykonany wewnątrz koła i napędza koło bezpośrednio. Technologia silnika piasty koła, znana również jako technologia silnika na kołach, charakteryzuje się integracją urządzeń napędzających, przenoszących i hamujących w piaście, co znacznie upraszcza mechaniczną część pojazdu elektrycznego. Technologia silnika piasty koła nie jest nowa. Już w 1900 r. Wyprodukowano pojazdy elektryczne z silnikami na koła przednie. W latach 70. technologia ta została zastosowana w pojazdach transportujących miny i innych dziedzinach. W przypadku silników piast używanych w samochodach osobowych japońscy producenci przeprowadzili wcześniejsze badania i rozwój tej technologii i znajdują się obecnie w czołówce. W tę technologię zaangażowali się także międzynarodowi autorzy, w tym General Motors i Toyota.
Konstrukcja silnika piasty
Układ zasilania silnika piasty składa się zazwyczaj z silnika elektrycznego, mechanizmu redukcji prędkości, hamulca i układu rozpraszania ciepła. Układ napędowy silnika piasty dzieli się głównie na dwa typy w zależności od typu wirnika silnika: typ wirnika wewnętrznego i typ wirnika zewnętrznego. Rysunek pokazuje schematyczny diagram struktury dwóch typów silników piast. Ogólnie rzecz biorąc, typ zewnętrznego wirnika wykorzystuje zewnętrzny zewnętrzny silnik o niskiej prędkości. Maksymalna prędkość silnika wynosi około 1000-1500r / min. Nie ma urządzenia zwalniającego. Zewnętrzny wirnik silnika jest zamocowany lub zintegrowany z obręczą koła. Prędkość obrotowa koła jest taka sama, jak prędkości obrotowej silnika. Typ wirnika wewnętrznego wykorzystuje silnik wirnika wewnętrznego o dużej prędkości i jest wyposażony w stały reduktor biegów. Aby uzyskać wyższą gęstość mocy, prędkość silnika jest zwykle tak wysoka, jak 10 000 r / min. Konstrukcja opóźniająca zwykle przyjmuje planetarną przekładnię redukcyjną o przełożeniu około 10: 1, a prędkość obrotowa koła wynosi około 1000r / min.
Szybki silnik piasty wirnika wewnętrznego ma wysoką moc właściwą, lekkość, małą objętość, wysoką wydajność, niski poziom hałasu i niski koszt. Wadą jest to, że reduktor prędkości musi być stosowany w celu zmniejszenia wydajności, zwiększenia masy bez resorowania i maksymalnej prędkości silnika. Ograniczone przez takie czynniki, jak utrata cewki, utrata tarcia i zdolność mechanizmu zmiany biegów do wytrzymania. Silnik o niskiej prędkości wirnika zewnętrznego ma prostą konstrukcję, mały wymiar osiowy, wysoką moc właściwą, może kontrolować moment obrotowy w szerokim zakresie prędkości i ma dużą szybkość reakcji. Zewnętrzny wirnik jest bezpośrednio połączony z kołem i nie ma mechanizmu redukcji prędkości, więc wydajność jest wysoka; Aby uzyskać duży moment obrotowy, należy zwiększyć objętość i masę silnika, tak aby koszt był wysoki, wydajność była niska podczas przyspieszania, a hałas był duży. Rysunek pokazuje silnik piasty w dwóch konfiguracjach. Obie te konstrukcje są wykorzystywane w obecnych pojazdach elektrycznych, ale wraz z pojawieniem się zwartych mechanizmów zmiany biegów planetarnych, szybkie układy napędowe wewnętrznego wirnika są bardziej konkurencyjne pod względem gęstości mocy niż wirniki zewnętrzne o niskiej prędkości.
Układ zasilania silnika piasty zwykle wymaga dodatkowego mechanicznego układu hamulcowego, ponieważ silnik ma małą zdolność hamowania elektrycznego i nie może spełnić wymagań dotyczących skuteczności hamowania pojazdu. Hamulce w układzie silnika piasty mogą być hamulcami bębnowymi lub tarczowymi w zależności od konstrukcji. Z powodu istnienia elektrycznej zdolności hamowania silnika, zdolność projektowa hamulca może być odpowiednio zmniejszona. Większość układów silników piastowych wykorzystuje chłodzenie chłodzone powietrzem oraz chłodzone wodą i chłodzone olejem elementy rozpraszające ciepło, takie jak silniki i hamulce, ale konstrukcja jest bardziej skomplikowana.
Klasyfikacja typu silnika pola magnetycznego
Silnik napędowy układu silnika piasty jest podzielony na dwa typy: promieniowe pole magnetyczne i osiowe pole magnetyczne w zależności od rodzaju pola magnetycznego silnika. Porównanie jest następujące:
(1) Struktura strumienia osiowego silnika jest bardziej sprzyjająca rozpraszaniu ciepła, a jego stojan może nie wymagać rdzenia;
(2) Siła między stojanem a wirnikiem silnika strumienia promieniowego jest względnie zrównoważona, a arkusz blachy ze stali krzemowo-magnetycznej jest laminowany, a technologia jest prostsza i bardziej dojrzała.
Typ silnika piasty silnika dzieli się na magnes stały, indukcję i reluktancję przełączaną. Jego cechy są następujące:
(1) Silnik indukcyjny (asynchroniczny) jest prosty w budowie, trwały, niedrogi, niezawodny w działaniu, mały w tętnieniu momentu obrotowego, niski poziom hałasu, brak czujnika położenia, wysoki limit prędkości; wadami są skomplikowane obwody napędowe i wysoki koszt, względnie stały silnik magnetyczny pod względem asynchronicznej sprawności silnika i gęstości mocy;
(2) Bezszczotkowy silnik synchroniczny z magnesami stałymi może przyjmować cylindryczną promieniową strukturę pola magnetycznego lub strukturę pola magnetycznego osiowego dysku, o wysokiej gęstości mocy i wydajności oraz szerokim zakresie regulacji prędkości. Perspektywy rozwoju są bardzo szerokie i są szeroko stosowane w kraju i za granicą. Ma zastosowanie do pojazdów elektrycznych;
(3) Switched reluctance motor ma charakterystykę prostej konstrukcji, niskiego kosztu produkcji, dobrej charakterystyki prędkości / momentu obrotowego, itp. Jest odpowiedni do prowadzenia pojazdów elektrycznych; wadą jest to, że konstrukcja i sterowanie są bardzo trudne i drobne, a hałas z jazdy jest duży.
