Staðreyndir! Það eru í raun svo margir mótorar í bílum!

An rafmótorer tæki sem breytir raforku í vélræna orku, og síðan Faraday fann upp fyrsta rafmótorinn höfum við getað lifað lífi okkar án þessa tækis alls staðar.

Nú til dags eru bílar að breytast hratt úr því að vera aðallega vélknúnir í rafknúna búnað og notkun mótora í bílum er að verða sífellt útbreiddari. Margir geta kannski ekki giskað á hversu margir mótora eru í bílnum þeirra og eftirfarandi kynning mun hjálpa þér að uppgötva mótorana í bílnum þínum.

Notkun mótora í bílum

Til að finna út hvar mótorinn er staðsettur í bílnum þínum er rafmagnssætið kjörinn staður til að finna hann. Í hagkvæmum bílum bjóða mótorarnir yfirleitt upp á fram- og afturstillingu og halla bakstuðningsins. Í lúxusbílum,rafmótorarHægt er að stjórna hæðarstillingu, til dæmis halla sætisbotns, stuðningi við mjóhrygg, stillingu höfuðpúða og stillingu á stífleika púða, ásamt öðrum aðgerðum sem hægt er að nota án rafmótora. Aðrir eiginleikar sætis sem nota rafmótora eru meðal annars rafknúinn niðurfelling sæta og rafknúinn álag á aftursætin.

Rúðuþurrkur eru algengasta dæmið umrafmótornotkun í nútímabílum. Venjulega er hver bíll með að minnsta kosti einn rúðuþurrkumótor fyrir framrúðuþurrkur. Afturrúðuþurrkur eru að verða sífellt vinsælli í jeppabílum og bílum með hlöðuhurð að aftan, sem þýðir að afturrúðuþurrkur og samsvarandi mótorar eru til staðar í flestum bílum. Annar mótor dælir rúðuvökva á framrúðuna og í sumum bílum á aðalljósin, sem geta haft sína eigin litla rúðuþurrku.
Næstum allir bílar eru með blásara sem dreifir lofti um hitunar- og kælikerfið; margir bílar eru með tvo eða fleiri viftur í farþegarýminu. Dýrari bílar eru einnig með viftur í sætunum til að loftræsta sætin og dreifa hita.

Áður fyrr voru gluggar oft opnaðir og lokaðir handvirkt, en nú eru rafdrifnir gluggar algengir. Faldir mótorar eru í hverjum glugga, þar á meðal sóllúgum og afturgluggum. Stýrivélarnar sem notaðar eru fyrir þessa glugga geta verið eins einfaldar og rafleiðarar, en öryggiskröfur (eins og að greina hindranir eða klemma hluti) leiða til notkunar snjallari stýrivéla með hreyfieftirliti og takmörkun á drifkrafti.

Með því að skipta úr handvirkum yfir í rafknúna bílalása er bílalásum að verða þægilegri. Kostir vélknúinna stýringa eru meðal annars þægilegir eiginleikar eins og fjarstýring og aukið öryggi og greindarvísir eins og sjálfvirk opnun eftir árekstur. Ólíkt rafknúnum rúðum verða rafknúnir hurðarlásar að hafa möguleika á handvirkri stjórnun, þannig að þetta hefur áhrif á hönnun mótorsins og uppbyggingu rafknúnu hurðarlásanna.

Vísir á mælaborðum eða mæliklösum kunna að hafa þróast í ljósdíóður (LED) eða aðrar gerðir skjáa, en nú nota allar mæliskífur og mælar litla rafmótora. Aðrir mótorar í þægindaflokknum eru meðal annars algengir eiginleikar eins og að fella saman og stilla hliðarspegla, sem og meira stemningsfullir eiginleikar eins og opnanlegir þakar, útdraganlegir pedalar og glerskilrúm milli ökumanns og farþega.

Undir vélarhlífinni eru rafmótorar að verða algengari á ýmsum öðrum stöðum. Í mörgum tilfellum eru rafmótorar að koma í stað beltisdrifinna vélrænna íhluta. Dæmi um þetta eru kæliviftur, eldsneytisdælur, vatnsdælur og þjöppur. Það eru nokkrir kostir við að breyta þessum aðgerðum úr beltisdrifinu í rafknúið drif. Einn er sá að notkun drifmótora í nútíma rafeindabúnaði er orkusparandi en notkun belta og trissna, sem leiðir til ávinnings eins og bættrar eldsneytisnýtingar, minni þyngdar og minni losunar. Annar kostur er að notkun rafmótora frekar en belta gefur meira frelsi í vélrænni hönnun, þar sem festingarstaðsetningar dæla og viftna þurfa ekki að vera takmarkaðar af slímkenndu beltinu sem verður að vera fest við hvert trissu.

Þróun í vélknúnum ökutækjum

Rafmótorar eru ómissandi á þeim stöðum sem merktir eru á myndinni hér að ofan og eftir því sem bíllinn verður rafrænni og framfarir í sjálfkeyrandi akstri og greindri akstri eiga sér stað, verða rafmótorar notaðir í auknum mæli í bílum og gerð mótora fyrir aksturinn er einnig að breytast.

Áður fyrr notuðu flestir bílavélar hefðbundin 12V kerfi, en tvíspennukerfi með 12V og 48V eru nú að verða almenn. Þetta tvíspennukerfi gerir kleift að fjarlægja meiri straum af 12V rafhlöðunni. Kosturinn við að nota 48V spennu er fjórföld lækkun straums fyrir sama afl og meðfylgjandi lækkun á þyngd kapla og mótorvafninga. Meðal notkunar með miklum straumi sem hægt er að uppfæra í 48V afl eru ræsivélar, túrbóhleðslutæki, eldsneytisdælur, vatnsdælur og kæliviftur. Að setja upp 48V rafkerfi fyrir þessa íhluti getur sparað um það bil 10 prósent í eldsneytisnotkun.

Að skilja gerðir mótora
Mismunandi notkun krefst mismunandi mótora og hægt er að flokka mótora á ýmsa vegu.

1. Flokkun byggð á rekstraraflgjafa - Eftir því hvaða rekstraraflgjafi er notaður má flokka mótorinn í jafnstraumsmótora og riðstraumsmótora. Riðstraumsmótorar eru einnig skipt í einfasa mótora og þriggja fasa mótora.

2. Samkvæmt virkni - samkvæmt mismunandi uppbyggingu og virkni má skipta mótorum í jafnstraumsmótor, ósamstillta mótor og samstillta mótor. Samstillta mótorum má einnig skipta í samstillta mótor með varanlegum seglum, samstillta mótor með reluctant og hysteresis mótor. Ósamstillta mótor má skipta í rafmótor og AC kommutator mótor.

3. Flokkun eftir ræsingar- og keyrsluham - Mótor eftir ræsingar- og keyrsluham má skipta í eins fasa ósamstillta mótor með rafsegulræsingu, eins fasa ósamstillta mótor með rafsegulræsingu, eins fasa ósamstillta mótor með rafsegulræsingu og eins fasa ósamstillta mótor með klofnum fasa.

4. Flokkun eftir notkun - Rafmótorar má skipta í drifmótora og stýrimótora eftir notkun. Drifmótorar eru flokkaðir í rafmagnsverkfæri (þar á meðal borun, fægingu, slípun, raufar, skurð, rúmun og önnur verkfæri) með rafmagnsmótorum, heimilistæki (þar á meðal þvottavélar, rafmagnsviftur, ísskápa, loftkælingar, segulbandstæki, myndbandstæki, DVD spilara, ryksugu, myndavélar, hárþurrkur, rafmagnsrakvélar o.s.frv.) með rafmagnsmótorum og aðrar almennar litlar vélar og búnað (þar á meðal ýmsar litlar vélar, litlar vélar, lækningatæki, rafeindatæki o.s.frv.). Stýrimótorar eru flokkaðir í skrefmótora og servómótora.

5. Flokkun eftir uppbyggingu snúningshlutans - Mótor eftir uppbyggingu snúningshlutans má skipta í búr- og rafmótor (gamli staðallinn kallast íkornabúr-ósamstilltur mótor) og vírvafinn snúningsmótor (gamli staðallinn kallast vírvafinn ósamstilltur mótor).

6. Flokkun eftir rekstrarhraða - Mótor eftir rekstrarhraða má skipta í háhraðamótora, lághraðamótora, stöðughraðamótora og hraðamótora.

Eins og er nota flestir mótorar í bílaiðnaði burstaða jafnstraumsmótora, sem er hefðbundin lausn. Þessir mótorar eru auðveldir í akstri og tiltölulega ódýrir vegna skiptingarvirkni burstanna. Í sumum tilfellum bjóða burstalausir jafnstraumsmótorar (BLDC) verulega kosti hvað varðar aflþéttleika, sem dregur úr þyngd og veitir betri eldsneytiseyðslu og minni losun, og framleiðendur kjósa að nota BLDC mótora í rúðuþurrkur, hitakerfi fyrir farþegarými, loftræstingu og loftkælingu (HVAC), blásara og dælur. Í þessum tilfellum hafa mótorar tilhneigingu til að ganga í langan tíma frekar en að nota tímabundið eins og rafdrifnar rúður eða sæti, þar sem einfaldleiki og hagkvæmni burstaðra mótora heldur áfram að vera kostur.

Rafmótorar sem henta fyrir rafknúin ökutæki
Breytingin frá sparneytnum ökutækjum yfir í eingöngu rafknúin ökutæki mun leiða til færslu yfir í vélknúin vélar sem hjarta bílsins.

Mótordrifskerfið er hjarta rafknúinna ökutækja og samanstendur af mótor, aflbreyti, ýmsum skynjara og aflgjafa. Hentugir mótorar fyrir rafknúin ökutæki eru meðal annars: jafnstraumsmótorar, burstalausir jafnstraumsmótorar, ósamstilltir mótorar, samstilltir mótorar með varanlegum seglum og rofmótorar.

Jafnstraumsmótor er mótor sem breytir jafnstraumsorku í vélræna orku og er mikið notaður í raforku vegna góðrar hraðastillingar. Hann hefur einnig eiginleika eins og stórt ræsivog og tiltölulega einfaldri stjórnun, þannig að allar vélar sem ræsast undir miklu álagi eða þurfa einsleita hraðastillingu, svo sem stórar afturkræfar valsvélar, spilur, rafmagnslokomotivur, sporvagnar og svo framvegis, eru hentugar til notkunar á jafnstraumsmótorum.

Burstalaus jafnstraumsmótor hentar mjög vel álagseiginleikum rafknúinna ökutækja. Með lágum hraða og stórum togeiginleikum getur hann veitt mikið ræsivog til að uppfylla hröðunarkröfur rafknúinna ökutækja. Á sama tíma getur hann gengið á lágum, meðalstórum og háum hraða og hefur einnig mikla skilvirkni. Hann hefur mikla skilvirkni við létt álag. Ókosturinn er að mótorinn sjálfur er flóknari en AC mótor og stjórntækið er flóknara en burstalaus jafnstraumsmótor.

Ósamstilltur mótor, þ.e. rafmótor, er tæki þar sem snúningsrotorinn er settur í snúningssegulsvið og undir áhrifum snúningssegulsviðsins fæst snúningsvægi og þannig snýst snúningsrotorinn. Uppbygging ósamstilltra mótorsins er einföld, auðveld í framleiðslu og viðhaldi, hefur næstum stöðugan hraða og getur uppfyllt kröfur flestra iðnaðar- og landbúnaðarvéla. Hins vegar er snúningshraði ósamstilltra mótorsins og samstilltur snúningssegulsviðs hans fastur og því er hraðastjórnunin léleg, ekki eins hagkvæm og jafnstraumsmótorar og sveigjanleg. Að auki eru ósamstilltir mótorar ekki eins sanngjarnir og samstilltir mótorar í aflmiklum og lághraða forritum.

Samstilltur mótor með varanlegum seglum er samstilltur mótor sem býr til samstillt snúningssegulsvið með örvun varanlegra segla, sem virka sem snúningsrotor til að mynda snúningssegulsvið, og þriggja fasa stator vafningarnir bregðast við í gegnum armature undir áhrifum snúningssegulsviðsins, sem veldur þriggja fasa samhverfum straumum. Varanlegi segulmótorinn er lítill að stærð, léttur að þyngd, með litla snúningstregðu og mikla aflþéttleika, sem hentar fyrir rafknúin ökutæki með takmarkað rými. Að auki hefur hann mikið tog-til-tregðuhlutfall, sterka ofhleðslugetu og mikið afköst tog, sérstaklega við lágan snúningshraða, sem hentar vel fyrir ræsingarhröðun tölvustýrðra ökutækja. Þess vegna hafa varanlegir segulmótorar almennt verið viðurkenndir af innlendum og erlendum rafknúnum ökutækjum og hafa verið notaðir í fjölda rafknúinna ökutækja. Til dæmis eru flestir rafknúin ökutæki í Japan knúin áfram af varanlegum segulmótorum, sem eru notaðir í Toyota Prius blendingabílum.