Електрическите двигатели и двигателите с вътрешно горене са в центъра на разговорите за бъдещето на мобилността и индустрията от години.. Докато електрическите превозни средства навлизат силно благодарение на своите характеристики и технологичен напредък, традиционните двигатели са основен транспорт повече от век.
В тази статия ще Открийте ясно и задълбочено как работи всеки тип двигател, какви са основните им структурни разлики, тяхното въздействие върху околната среда, ефективност, ключови компоненти и защо електрическите превозни средства набират популярност в глобалната мобилност. Ако някога сте се съмнявали какво ги прави различни или кой е най-добрият вариант за всяка нужда, ето информацията, от която се нуждаете.
Важно сравнение между електрически двигатели и двигатели с вътрешно горене…
Най-голямата разлика между електрически двигател и двигател с вътрешно горене е източникът и методът, по който те получават енергията, необходима за движение на превозното средство. Двигателите с вътрешно горене работят чрез изгаряне на изкопаеми горива – като бензин или дизел – в процес на контролирани експлозии вътре в цилиндрите. Тези експлозии задвижват бутала, които чрез механизми като коляновия вал и скоростната кутия предават мощност към колелата на превозното средство.
Обратно, Електродвигателят основава работата си на преобразуването на енергията, съхранявана в батерия (под формата на електричество), в механична енергия. Чрез контролирано разреждане, двигателят използва магнитни полета, за да предизвика въртеливо движение на вала, което се превръща в движение на колелата. По този начин предаването обикновено е по-директно и просто.
Компоненти и работа на електродвигател…
електродвигатели, особено тези, ориентирани към превозни средства, Те се открояват с по-малко сложна структура и много по-малко движещи се части от двигателите с вътрешно горене. Това не само намалява теглото, но и минимизира поддръжката и намалява вероятността от повреда.
- батерия: Това е акумулаторът на енергия, който съхранява необходимата електроенергия. Това е еквивалентно на резервоара за гориво на традиционен автомобил.
- инвертор: Той преобразува постоянния ток (DC) от батерията в променлив ток (AC), който е необходим за захранване на електродвигателя.
- Електрически мотор: Съставен главно от статор (неподвижна част, която генерира магнитно поле) и ротор (подвижна част, която се върти при получаване на магнитни импулси).
- Редуктор на скоростта: Това е еквивалентът на скоростната кутия. Обикновено има само едно фиксирано предавателно число, тъй като наличният въртящ момент му позволява да работи от нула до високи скорости, без да е необходимо да се използват множество предавки.
- Електронна система за контрол и управление: Той регулира потока на енергия от батерията към двигателя, определяйки скоростта, ускорението и дори регенеративното спиране.
- Регенеративно спиране: Това позволява на двигателя да обърне функцията си по време на спиране или спиране и да презареди батерията, като се възползва от инерцията на автомобила.
- Хладилна система: Въпреки че е по-малко взискателен от двигателите с вътрешно горене, той помага за поддържането на оптимална температура на двигателя, особено при интензивна употреба.
Процесът започва, когато водачът натисне педала на газта: Батерията освобождава електричество, което достига до инвертора, който трансформира тока и захранва двигателя; Статорът създава магнитно поле, което индуцира въртеливото движение на ротора, предавайки директно мощността на колелата.
Как работи двигател с вътрешно горене?
При двигателите с вътрешно горене цикълът започва с впръскване на гориво в камера, където сгъстен въздух и искра от свещ (в бензина) или налягане (в дизела) причиняват експлозия. Тази експлозия избутва буталата, които от своя страна движат коляновия вал и останалата част от трансмисионната система. Процесът се състои от различни фази:
- Допускане: Вход на горивно-въздушна смес в цилиндъра.
- Компресия: Буталото се повдига и компресира сместа.
- Избухвам: Възниква горене, сместа се запалва и разширява.
- бягство: Получените газове се изхвърлят през изпускателната тръба.
Тази механика включва голям брой движещи се компоненти: бутала, мотовилки, клапани, разпределителни валове, колянов вал, скоростна кутия, съединител, изпускателна система и много други, което увеличава нуждата от поддръжка и възможността за повреди.
Ключови елементи на електродвигателите…
Нека разгледаме по-подробно най-важните вътрешни компоненти на електродвигателя:
- Статор: Неподвижна част, съставена от намотки или постоянни магнити. Той е отговорен за създаването на необходимото магнитно поле.
- Ротор: Подвижна част, която се върти под въздействието на магнитното поле на статора. Може да носи постоянни магнити или бобини.
- Лагери: Те позволяват на ротора да се върти плавно и прецизно. Доброто му състояние е ключово за избягване на вибрации и шум.
- ос: Той предава генерираното движение към външната страна на двигателя, свързвайки се с трансмисията и накрая с колелата.
- Кутия за връзки: Сигурен корпус за електрически кабели и клеми, предпазващ системата от замърсители и осигуряващ стабилна връзка.
- жилища: Той обгръща и предпазва вътрешните компоненти от прах, влага и евентуални удари. Той също така допринася за разсейването на топлината.
- Вентилатор и капаци: Те помагат за отвеждане на генерираната топлина, за да се поддържа оптимална работна температура.
- Превключвател: При някои електрически двигатели той поддържа посоката на тока, за да гарантира, че въртящият момент остава постоянен.
- Идентификационна табела: Включва важна техническа информация, като например поддържано напрежение, обороти в минута, мощност и параметри за безопасност.
Най-често използваните видове електродвигатели в автомобилната индустрия…
- Синхронен двигател с постоянен магнит (PMSM): Той използва постоянни магнити в ротора, синхронизиращи се с магнитното поле на статора. Той се откроява с високата си ефективност, моментално ускорение и по-компактни размери.
- Асинхронен (или индукционен) двигател: Роторът няма магнити и създава собствено магнитно поле чрез индуцирани токове. По-икономичен и устойчив на високи температури, макар и с малко по-ниска ефективност.
- Превключващ реактивен двигател: Много здрав, предлага висок въртящ момент и е идеален за взискателни приложения, въпреки че обикновено е по-шумен.
- Безчетков двигател с постоянен магнит: Използван в хибридни превозни средства, той съчетава здравина с много дълъг експлоатационен живот поради липсата на износващи се части.
Разлики между екстериора и интериора между двата типа двигатели…
Електродвигателят се характеризира с Те не изискват изпускателна или всмукателна система и обикновено под капака се вижда много по-малко. отколкото в конвенционално превозно средство. Някои модели се възползват от допълнителното пространство за съхранение, а багажникът често губи част от капацитета си поради местоположението на батериите. Общото тегло на електрическото превозно средство обикновено се увеличава поради масата на батериите, въпреки че разпределението обикновено е по-хомогенно, което подобрява стабилността и динамичното поведение на пътя.
Енергийна ефективност и производителност…
Една от силните страни на електродвигателите е тяхната впечатляваща ефективност. Средно те преобразуват между 85 и 95% от електрическата енергия в полезна механична енергия. За разлика от това, двигателите с вътрешно горене рядко надвишават 40%, губейки голяма част под формата на топлина и механично триене.
Това се изразява в очевидни икономии на енергия, по-малко емисии и по-малко отпадна топлина. Освен това, въртящият момент се предава мигновено от електродвигателя, което позволява по-бързо ускорение и незабавна реакция на газта. Повече за вътрешната ефективност на двигателя.
Поддръжка и живот на електродвигателите спрямо двигателите с вътрешно горене
Поддръжката, необходима за електрически двигател, е значително по-ниска. Забравете за смяната на маслото, всички филтри, свещи или сложните проверки на скоростната кутия. Основните задачи са насочени към проверка на охладителната система, инвертора, батерията и лагерите на двигателя. По-малкото движещи се части намаляват вероятността от повреди и по-ниски дългосрочни разходи за собственост. Освен това, по-малкото части означава по-малък шанс за износване и по-голяма надеждност.
Въздействие върху околната среда и устойчивост…
Електродвигателите не генерират директни емисии на CO₂ или замърсяващи газове., което ги прави ключов вариант за смекчаване на замърсяването и борба с изменението на климата. Тази липса на емисии, съчетана с възможността за зареждане с възобновяеми енергийни източници, представлява значително намаляване на въглеродния отпечатък. В градовете електрическите автомобили също така помагат за намаляване на околния шум, осигурявайки по-тиха и по-здравословна градска среда.
Защо да изберете електрически мотор днес?
- Спестявания на енергия и разходи за поддръжка: Цената на електроенергията е по-ниска, а разходите за технически прегледи са драстично намалени.
- Разширяване на инфраструктурата за зареждане: Има все по-голям брой обществени и частни зарядни станции, което улеснява ежедневната употреба.
- Иновации и технологична еволюция: Батериите предлагат постоянно нарастващ пробег, а ефективността на електродвигателите продължава да се подобрява година след година.
- По-голям комфорт: Тишината, липсата на вибрации и плавното возене осигуряват ненадминато изживяване на борда.
- Принос към екологичната устойчивост: Вие помагате за намаляване на замърсяването и потреблението на изкопаеми ресурси.
Мониторинг на енергията и подобряване на ефективността…
Енергийната ефективност е от съществено значение в електротехническата промишленост и автомобилната индустрия. Мониторингът на параметри като ток, трифазно напрежение и фактор на мощността позволява оптимизиране на потреблението, предвиждане на повреди и постигане на по-устойчиви и печеливши процеси. Използването на IoT системи и интелигентни сензори помага за намаляване на непланираните престои, наблюдение на състоянието на лагерите и предотвратяване на прегряване или прекомерна консумация на енергия.
Електродвигателите предефинират начина, по който се движим и произвеждаме.. Неговата механична простота, ефективност, устойчивост и ниска поддръжка са убедителни аргументи в сравнение с традиционната технология с вътрешно горене. Изборът на електрически двигател означава по-ефективна, по-тиха и екологична мобилност, като същевременно предлага по-пъргаво и отличително изживяване при шофиране.