Snabba fakta! Det finns faktiskt så många motorer i bilar!

An elmotorär en apparat som omvandlar elektrisk energi till mekanisk energi, och sedan Faradays uppfinning av den första elmotorn har vi kunnat leva våra liv utan den här apparaten överallt.

Numera går bilar snabbt från att vara huvudsakligen mekaniska till eldrivna enheter, och användningen av motorer i bilar blir alltmer utbredd. Många kanske inte kan gissa hur många motorer som finns i deras bil, och följande introduktion hjälper dig att upptäcka motorerna i din bil.

Tillämpningar av motorer i bilar

För att ta reda på var motorn sitter i din bil är det elmanövrerade sätet den perfekta platsen att hitta den. I ekonomibilar har motorerna vanligtvis justering framåt och bakåt samt ryggstödslutning. I premiumbilar,elmotorerkan styra höjdjustering, till exempel sätesdynans lutning, svankstöd, justering av nackstöd och dynans fasthet, bland andra funktioner som kan användas utan elmotorer. Andra sätesfunktioner som använder elmotorer inkluderar elektrisk fällning av sätena och elektrisk belastning av baksätena.

Vindrutetorkare är det vanligaste exemplet påelmotortillämpningar i moderna bilar. Vanligtvis har varje bil minst en vindrutetorkare för framrutetorkarna. Bakrutetorkare blir alltmer populära bland stadsjeepar och bilar med bakdörrar, vilket innebär att bakrutetorkare och motsvarande motorer finns i de flesta bilar. En annan motor pumpar spolarvätska till vindrutan, och i vissa bilar till strålkastarna, som kan ha en egen liten vindrutetorkare.
Nästan varje bil har en fläkt som cirkulerar luft genom värme- och kylsystemet; många fordon har två eller flera fläktar i kupén. Bilar i högre prisklassen har också fläktar i sätena för ventilation och värmefördelning.

Förr i tiden öppnades och stängdes fönstren ofta manuellt, men nu är elfönsterhissar vanliga. Dolda motorer är placerade i varje fönster, inklusive soltak och bakrutor. Ställdonen som används för dessa fönster kan vara så enkla som reläer, men säkerhetskrav (som att upptäcka hinder eller fastklämma föremål) leder till användningen av smartare ställdon med rörelseövervakning och drivkraftsbegränsning.

Billås blir allt bekvämare genom att byta från manuella till elektriska. Fördelarna med motoriserad styrning inkluderar praktiska funktioner som fjärrstyrning och förbättrad säkerhet och intelligens, såsom automatisk upplåsning efter en kollision. Till skillnad från elfönsterhissar måste eldörrlås bibehålla möjligheten till manuell manövrering, vilket påverkar motorns design och strukturen hos eldörrlåset.

Blinkers på instrumentbrädor eller instrumentpaneler kan ha utvecklats till lysdioder (LED) eller andra typer av displayer, men nu använder varje mätare och instrument små elmotorer. Andra motorer i den bekvämlighetsgivande kategorin inkluderar vanliga funktioner som infällning och positionsjustering av backspeglarna, samt mer stämningsfulla tillämpningar som suffletttak, infällbara pedaler och glasavskiljare mellan förare och passagerare.

Under huven blir elmotorer allt vanligare på ett antal andra platser. I många fall ersätter elmotorer remdrivna mekaniska komponenter. Exempel inkluderar kylfläktar, bränslepumpar, vattenpumpar och kompressorer. Det finns flera fördelar med att ändra dessa funktioner från remdrift till eldrift. En är att användningen av drivmotorer i modern elektronisk utrustning är mer energieffektiv än att använda remmar och remskivor, vilket resulterar i fördelar som förbättrad bränsleeffektivitet, minskad vikt och lägre utsläpp. En annan fördel är att användningen av elmotorer snarare än remmar ger större frihet i mekanisk design, eftersom monteringsplatserna för pumpar och fläktar inte behöver begränsas av den serpentinrem som måste fästas vid varje remskiva.

Trender inom motorteknik i fordon

Elmotorer är oumbärliga på de platser som markerats i diagrammet ovan, och i takt med att bilen blir mer elektronisk och utvecklingen av autonom körning och intelligens görs, kommer elmotorer att användas mer och mer i bilen, och typen av motorer för drivningen förändras också.

Medan de flesta bilmotorer tidigare använde vanliga 12V-system för bilar, håller nu dubbelspänningssystem på att bli vanliga. Det dubbla spänningssystemet gör att en del av de högre strömbelastningarna kan tas bort från 12V-batteriet. Fördelen med att använda en 48V-matning är en fyrfaldig minskning av strömmen för samma effekt, och den åtföljande minskningen av vikten på kablar och motorlindningar. Tillämpningar med höga strömbelastningar som kan uppgraderas till 48V-effekt inkluderar startmotorer, turboaggregat, bränslepumpar, vattenpumpar och kylfläktar. Att installera ett 48V-elsystem för dessa komponenter kan spara cirka 10 procent i bränsleförbrukning.

Förstå motortyper
Olika tillämpningar kräver olika motorer, och motorer kan kategoriseras på en mängd olika sätt.

1. Klassificering baserad på driftkälla - Beroende på motorns driftkälla kan den klassificeras i likströmsmotorer och växelströmsmotorer. Bland dessa delas växelströmsmotorer också in i enfasmotorer och trefasmotorer.

2. Enligt arbetsprincipen - enligt den olika strukturen och arbetsprincipen kan motorn delas in i likströmsmotor, asynkronmotor och synkronmotor. Synkronmotorer kan också delas in i permanentmagnetsynkronmotorer, reluktanssynkronmotorer och hysteresmotorer. Asynkronmotorer kan delas in i induktionsmotorer och växelströmskommutatormotorer.

3. Klassificering enligt start- och körläge - motorn enligt start- och körläge kan delas in i kondensatorstartad enfas asynkronmotor, kondensatordriven enfas asynkronmotor, kondensatorstartad enfas asynkronmotor och delad enfas asynkronmotor.

4. Klassificering efter användning - Elmotorer kan delas in i drivmotorer och styrmotorer enligt användning. Drivmotorer är indelade i elverktyg (inklusive borrning, polering, slipning, spårfräsning, skärning, brotschning och andra verktyg) med elmotorer, hushållsapparater (inklusive tvättmaskiner, elektriska fläktar, kylskåp, luftkonditioneringsapparater, bandspelare, videobandspelare, DVD-spelare, dammsugare, kameror, hårtorkar, elektriska rakapparater etc.) med elmotorer och andra allmänna små maskiner och utrustning (inklusive en mängd olika små maskinverktyg, små maskiner, medicinsk utrustning, elektroniska instrument etc.). Styrmotorer är indelade i stegmotorer och servomotorer.

5. Klassificering enligt rotorns struktur - motorn enligt rotorns struktur kan delas in i burinduktionsmotor (den gamla standarden kallas kortslutningsmotor med asynkron motor) och trådlindad rotorinduktionsmotor (den gamla standarden kallas trådlindad asynkronmotor).

6. Klassificering enligt driftshastighet - motorn kan delas in i höghastighetsmotorer, låghastighetsmotorer, konstanthastighetsmotorer och hastighetsmotorer enligt driftshastighet.

För närvarande använder de flesta motorer i bilkarosseriapplikationer borstade likströmsmotorer, vilket är en traditionell lösning. Dessa motorer är enkla att driva och relativt billiga tack vare den kommuteringsfunktion som borstarna tillhandahåller. I vissa tillämpningar erbjuder borstlösa likströmsmotorer (BLDC) betydande fördelar när det gäller effekttäthet, vilket minskar vikten och ger bättre bränsleekonomi och lägre utsläpp, och tillverkare väljer att använda BLDC-motorer i vindrutetorkare, kupévärme, ventilation och luftkonditionering (HVAC) fläktar och pumpar. I dessa tillämpningar tenderar motorer att gå under långa perioder snarare än transient drift som elfönsterhissar eller elfönsterhissar, där enkelheten och kostnadseffektiviteten hos borstade motorer fortsätter att vara fördelaktig.

Elmotorer lämpliga för elfordon
Övergången från bränslesnåla fordon till helt elektriska fordon kommer att innebära en förskjutning till motordrivna motorer i bilens hjärta.

Motordrivsystemet är hjärtat i ett elfordon och består av en motor, en effektomvandlare, olika detektionssensorer och en strömförsörjning. Lämpliga motorer för elfordon inkluderar: likströmsmotorer, borstlösa likströmsmotorer, asynkronmotorer, permanentmagnetsynkronmotorer och reluktansmotorer.

En likströmsmotor är en motor som omvandlar likströmsenergi till mekanisk energi och används ofta inom elkraftsdrift tack vare sin goda hastighetsregleringsprestanda. Den har också egenskaper som stort startmoment och relativt enkel styrning, därför är alla maskiner som startar under tung belastning eller kräver enhetlig hastighetsreglering, såsom stora reversibla valsverk, vinschar, ellok, spårvagnar och så vidare, lämpliga för användning av likströmsmotorer.

Borstlösa likströmsmotorer är mycket väl i linje med belastningsegenskaperna hos elfordon. Med höga vridmomentegenskaper vid låg hastighet kan de ge ett stort startmoment för att möta accelerationskraven hos elfordon. Samtidigt kan de köras i låga, medelhöga och höga hastigheter med ett brett hastighetsområde. De har också hög verkningsgrad och hög verkningsgrad under lätta belastningsförhållanden. Nackdelen är att själva motorn är mer komplex än en växelströmsmotor och att styrenheten är mer komplex än en borstlös likströmsmotor.

En asynkronmotor, dvs. induktionsmotor, är en anordning där rotorn placeras i ett roterande magnetfält, och under inverkan av det roterande magnetfältet erhålls ett roterande vridmoment, vilket gör att rotorn roterar. En asynkronmotors struktur är enkel, lätt att tillverka och underhålla, har nästan konstanta hastighetsbelastningsegenskaper och kan uppfylla kraven för de flesta industriella och jordbruksmaskiners bromskraft. Asynkronmotorns hastighet och dess roterande magnetfälts synkrona hastighet har dock en fast rotationshastighet, vilket gör att hastighetsregleringen är dålig, inte lika ekonomisk som för likströmsmotorer och flexibel. Dessutom är asynkronmotorer inte lika rimliga som synkronmotorer i högeffekts- och låghastighetsapplikationer.

En permanentmagnetsynkronmotor är en synkronmotor som genererar ett synkront roterande magnetfält genom excitation av permanentmagneter, vilka fungerar som en rotor för att generera ett roterande magnetfält. Trefasstatorlindningarna reagerar genom ankaret under inverkan av det roterande magnetfältet och inducerar trefas symmetriska strömmar. Permanentmagnetmotorn är liten i storlek, lätt i vikt, med liten rotationströghet och hög effekttäthet, vilket är lämpligt för elfordon med begränsat utrymme. Dessutom har den ett stort vridmoment-tröghetsförhållande, stark överbelastningskapacitet och ett stort utgångsmoment, särskilt vid låga rotationshastigheter, vilket är lämpligt för startacceleration av datoriserade fordon. Därför har permanentmagnetmotorer blivit allmänt erkända av inhemska och utländska elfordonsföreställningar och har använts i ett antal elfordon. Till exempel drivs de flesta elfordon i Japan av permanentmagnetmotorer, som används i Toyota Prius hybrid.