Что такое модульный двигатель

Модульный двигатель. Устройство модульных двигателей

Пожалуй, сегодня всем ясно, чтомодульные двигатели обеспечивают высокий КПД. А сколько таких цилиндров — три, четыре, шесть — все равно…

Можно заказать кузов любого цвета, если он черный. Вот промышленный подход времен Ford Т. А сто лет спустя с той же меркой подходят к силовым агрегатам: двигатель может быть любым, но обязательно с удельным объемом 500 см3 на цилиндр. Для целых семейств новых моторов этот объем выбирают практически все ведущие автопроизводители, оправдываясь не только соображениями технического и производственного характера, но и стремлением к повышению эффективности производства и экономичности двигателей.

На модульные двигатели ставку делают Volvo, Jaguar -Land Rover, BMW. Инженеры Volvo продвинулись на этом пути дальше других: у бензиновых и дизельных двигателей нового семейства Drive-E (все они четырехцилиндровые, объемом 2 л) множество общих деталей, включая блок цилиндров. Одно семейство закрывает все потребности модельного ряда марки, оно заменило старые пяти-, шести- и восьмицилиндровые агрегаты.

Англичане так далеко пока не пошли, от V6 и V8 не отказались. Однако новые двухлитровые двигатели семейства Ingenium станут ставиться не только на Jaguar ХЕ, но и на другие модели.

Правда, двухлитровый четырехцилиндровый мотор не всегда идеальное решение. Когда гамма слишком широка, одним объемом, само собой, не обойтись, и не только потому, что это противопоказано с точки зрения эффективности. Но при этом от «идеального» удельного объема — поллитра на цилиндр — никто и не подумает отказываться.

Базовый модуль (те самые 500 см3) можно взять за основу и сделать на его базе три конструкции: трех-, четырех-и шестицилиндровую, рабочим объемом, соответственно, 1500, 2000 и 3000 см3. При этом бензиновую и дизельную версии независимо от системы питания и рабочего объема легко будет собирать на одной линии.

1. ВСЕ РАДИ СЕМЬИ!
2. Все ради кпд
3. Бензин и дизель
4. 2000 см3 дизель

ВСЕ РАДИ СЕМЬИ!

Постепенно придется отказаться от сегодняшнего разнообразия. В частности, сказать «прощай» бензиновым атмосферникам объемом 1100, 1400, 1600, 1800, 2000 и 2200 см3. Сегодняшний императив — упрощение производственной гаммы. Это подразумевает и сокращение числа вариантов рабочего объема, что, правда, ни в коей мере не ограничит выбор в части желаемых значений мощности.

Здесь заслуживает внимания подход Volvo: все двигатели четырехцилиндровые, двухлитровые, но за счет применения той или иной системы наддува модификаций по мощности вполне достаточно. Так, если ставится турбина, мощность доводится до 250 л.с, турбина в паре с нагнетателем обеспечивают уже больше 300 л.с, а две турбины плюс нагнетатель с электроприводом доводят мощность агрегата до Д50 «лошадок».

Такой подход в первую очередь интересен производителям со средними объемами. Колоссы же — GM, Toyota, Volkswagen — ежегодно производят десятки миллионов силовых агрегатов. Они обойдутся менее радикальными решениями.

Все ради кпд

Возможность сборки разных двигателей на одной производственной линии несет в себе множество преимуществ. В первую очередь, постоянные затраты сокращаются, а производство становится более гибким. Это, в свою очередь, позволяет подстраиваться к часто непредсказуемым колебаниям спроса. Какие автомобили продаются лучше -дизельные или бензиновые? Для завода, принявшего новую идеологию, ответ не будет иметь значения. Фактор важный, потому что при загрузке ниже 70% любое моторное производство приносит лишь убытки.

Цилиндры объемом Д50-500 см3 обеспечивают двигателю максимально высокий термодинамический КПД. Именно такие цилиндры позволяли в свое время выпускать атмосферные бензиновые моторы, обеспечивавшие наилучший баланс расхода и характеристик, вроде 1,8-литровых агрегатов Alfa Romeo 70-80-х годов прошлого века. Еще острее проблема встала с введением ограничений по С02: в будущем году средний выброс всех моделей одного производителя будет ограничен 130 г на километр, а в 2021 году — до 95 г/км.

Одна из причин, почему цилиндры объемом порядка 500 см3 считаются идеальными — удачное соотношение площади стенок камеры сгорания и ее объема. С увеличением этого соотношения страдает термодинамика, поскольку тепло, образующееся при сжигании такого дорогого сегодня бензина, бесполезно тратится на нагрев стенок камеры. Обычно это происходит в двигателях с цилиндрами меньшего объема, в том числе очень ярко проявляется в литровых трехцилиндровых моторах, где на каждый цилиндр приходится по 330 см3.

Другой пример: сегодня автопроизводители отказываются от шестицилиндровых моторов объемом 2,0 л, и снова по той же причине — низкий КПД. Однако переход от трех цилиндров к двум (900-1000 см3) ведет к тому, что двигатель начинает работать грубо и в конструкции приходится использовать 6а-лансирный вал и двойной маховик.

Ну а в плане механического КПД полулитровые цилиндры позволяют ограничить потери как на трение, так и насосные потери на впуске и выпуске.

2000 см3 бензин

Выбранные Volvo для бензиновых двигателей семейства Drive-E обозначения Т5 и T6 могут ввести в заблуждение: независимо от цифры цилиндров все равно четыре. Мощный алюминиевый блок достался им от дизелей того же семейства Drive-E. Такое решение позволяет, не думая о проблемах с прочностью, снять с двухлитрового мотора небывалую мощность: 450 «лошадок». Двигатели, уже запущенные в серию, развивают, соответственно, 2Д5 л.с. (модификация с турбиной) и 306 л.с. (турбина и нагнетатель).

Бензин и дизель

Группа Jaguar — Land Rover работает над новым семейством двигателей Ingenium. Переход на модульные двигатели будет осуществляться постепенно: в течение ближайших двух лет ежеквартально будут появляться новые модификации. С конвейера завода в Вест-Мидландз, где развертывается производство, новый двигатель будет сходить каждые 36 секунд. Бензиновые и дизельные версии, все объемом 2000 см3, имеют очень много общего, и в первую очередь алюминиевый блок с тонкостенными чугунными стаканами. Бензиновые моторы будут оснащаться системой непосредственного впрыска и двумя противовращающимися балансирными валами.

Модификаций будет две: одна — 200 л.с. и 280 Нм, другая — 240 л.с. и 340 Нм. Дизели оборудованы вариаторами фаз газораспределения (со стороны выпускного коллектора), задача которых — обеспечить быстрый прогрев катализатора SCR. Дизельных версий тоже будет две — 163 л.с. и 380 Нм или 180 л.с. и 430 Нм.

2000 см3 дизель

Семейство разработанных в Швеции двигателей Drive-E включает несколько четырехцилиндровых дизелей объемом 2,0 л. Они пришли на смену пятицилиндровым 2,4-литровым агрегатам. По характеристикам новые двигатели ближе к «шестерке», но их масса и габариты меньше, плюс они выбрасывают в атмосферу меньше С02. Сегодня дизель производится в двух модификациях: с одной турбиной изменяемой геометрии (180 л.с.) и с двумя турбинами (225 л.с).

Совместно со специалистами своего поставщика -компании Denso — инженеры Volvo разработали систему впрыска Common Rail i-Art: она обеспечивает давление 2500 бар, причем каждая форсунка оборудована датчиком, передающим информацию о фактическом давлении впрыска.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Наружный диаметр

Максимальная мощность, передаваемая валом гидрозащиты на 50Гц, кВт

Максимальный компенсируемый объем масла двигателя, л

Максимальная нагрузка на пяту, кгс

Максимальный бъем масла гидрозащиты, л

Максимальная длина, мм

Максимальная масса, кг

Новая модульная SUV платформа

Модельная SUV платформа, обновленная на 55%, позволила интегрировать в Новый DUSTER как новый современный двигатель ТСе 150, так и новый рулевой механизм с электроусилителем руля. Вместе с этим, был сохранен легендарный по своей надежности полный привод.

Электронные помощники на бездорожье

Владельцу Нового DUSTER не придется в одиночку преодолевать сложный участок дороги. Ему помогут в этом электронные помощники на базе системы ESP. Все эти системы доступны для всех версий с полным приводом.

Достоинства и недостатки

Для производителей внедрение модульной платформы обеспечивает немало выгоды:

• снижение затрат на разработку новых версий авто;
• быстрота наладки производства моделей;
• возможность оперативного переноса производства между заводами;
• унификация составных частей;
• уменьшение номенклатуры деталей.

Все это позволяет оптимизировать и удешевить производство автомобилей, но при этом на стоимости конечного продукта это практически не сказывается. Все потому, что разработка модульной платформы обходится очень дорого, и такие затраты могут себе позволить только крупнейшие концерны.

Недостатки в такой постройке авто также имеются:

• поскольку платформа используется для постройки различных классов авто, в нее изначально закладывается значительный запас прочности, что для некоторых моделей (малого и среднего класса) не особо нужно, а на стоимости это сказывается;
• невозможность использования технологий и наработок, появившихся после начала постройки авто;
• унифицирование узлов снижает индивидуальность автомобиля;
• из-за обнаружения технологической ошибки в конструкции платформы отзыву будут подлежать все авто, построенные на ней и успевшие выйти с конвейера.

В общем, для внедрения модульной платформы в производство авто, автоконцернам следует очень серьезно подходить к ее разработке, ведь она должна себя хорошо зарекомендовать как на маленьких городских авто, так и 7-местных кроссоверах. Любые ошибки для производителей будут выливаться в очень серьезные затраты.

BLDC (БК мотор) — что, как, почему.

• Версия для печати

BLDC (БК мотор) — что, как, почему.

Сообщение #1 Strock » 23 фев 2018, 16:09

Всем здравствуйте! Итак, предлагаю обсудить и разобраться в сути BLDC моторов (бесколлекорных электродвигателей с постоянными магнитами). Такими движками можно оборудовать различный транспорт от скейтборда и самоката, до полноценного авто на электротяге. да и не только электротранспорт. А потому было бы ооочень интересно узнать методы расчетов, формулы и пр., таких движков как для самостоятельной сборки оного с нуля, так и исходя из имеющегося железа. Например есть в наличии статор, то какие характеристики с него можно получить?! Как их получить?! И самое главное помимо расчетов железа, не помешало бы разобрать электронную составляющую — контролёры, инверторы и др. Т.к. эти двигатели и электроника управления ими тесно связаны.

Я в этом полный дуб, потому хотелось для себя разобраться, понять и научится строить БК моторы.

Тема создана в связи с наличием велика, статора, подходящего для создания БК мотора и желания установить последний на велосипед.

Надеюсь на ваше понимание и помощь! Вместе, думаю, разберемся, а выкладки по этой теме могут пригодится многим

Отправлено спустя 16 минут 51 секунду:
BLDC — двигатели бесколлекторные постоянного тока и ч постоянными магнитами. Имеют три выхода с обмоток и являются трезфазными двигателями. А потому для их работы необходима электронная система управленя.
Бывают двух видов:

Inranner — классический вид, статор снаружи и ротор с магнитами внутри. Обычно высокооборотных.

Outranner — когда статор внутри и ротор с магнитами с наружи.

BLDC (БК мотор) — что, как, почему.

Сообщение #2 T-Duke » 23 фев 2018, 16:27

Как тот, кто уже много лет занимается этой тематикой, хочу сказать, что нужно еще правильно классифицировать моторы.

Английская аббревиатура BLDC говорит, что это просто Двигатель постоянного тока без щеток. Иными словами это бесколлекторный двигатель в понимании механического коллектора. Но без коллектора много типов двигателей с постоянными магнитами.

Поэтому принято называть именно BLDC двигатели с трапецеидальной формой тока. А двигатели которые питаются синусоидальным током, относят к другим подклассам — например PMSM.

Так же и режимы работы разные. Исконные BLDC работают в так называемом режиме блочной коммутации. То есть на обмотки подается не синус, а просто два состояния — включена обмотка, или выключена. При работе такой двигатель создает характерный тракторный шум. Можно двигатель питать от синусоидального контроллера. Их еще называют векторными. Тогда двигатель вертится плавно, без рывков и тракторного шума.

Следует отметить, что как правило на рынке не BLDC двигатели, а PMSM двигатели. Разница у них в конструкции магнитной системы. Именно BLDC двигатели заточены под работу с блочной коммутацией. У них рывки при переходе полюсов меньше. Если же запустить в блочном режиме синусоидальный двигатель, то он дергает сильнее, чем исконный BLDC. То есть пульсация крутящего момента у него выше. На видео как раз двигатель типа PMSM работающий в режиме BLDC двигателя.

Китайцы делают в основном PMSM двигатели для транспорта. Их проще делать. Поэтому родной режим работы таких двигателей не BLDC, а синусоидальный. и правильный контроллер к ним — синусоидальный (векторный).

Но конечно двигатели работают в обеих режимах. Мне лично нравится синусоидальный плавный режим работы. Именно это направление я и развивал для себя.

Устройство и принцип работы контактора

Исходя из наименования, это группа контактов, предназначенная для соединения электрических линий. Основное применение — модульный контактор коммутирует силовые линии. Если в обычном включателе (пусть даже и автоматическом защитном), смыкание и размыкание происходит вручную, контакторы переменного тока управляются дистанционно.

Рассмотрим схему простого контактора, без блокировок и защитных модулей.

Для тех, кто мало-мальски знаком с электротехникой, понять принцип работы несложно. Основа силовой группы — это контакты, обозначенные на схеме литерами «L» и «T». В зависимости от конструкции, система может одновременно включать одну, две, или более пар контактов. Для того чтобы соединительная проводящая планка прижалась к неподвижным контактам, требуется усилие. В обычных включателях это механическое приспособление, приводимое в движение оператором. Наша схема срабатывает с помощью электромагнита. Когда на катушку A1-A2 подается управляющее напряжение, соленоид втягивается, и силовые (рабочие) контакты замыкаются.

Для обеспечения надежного и безопасного размыкания, предусматривается обратная пружина.

После снятия питания с управляющей обмотки, возвратная пружина мгновенно отводит контактную планку от силовых клемм.

Что внутри

Несмотря на кажущуюся сложность и громоздкость конструкции, элементная база простейшая:

• контактная группа, выполненная из медных (латунных) сплавов, рассчитанная на определенный ресурс;
• «Т» образная контактная планка, напрямую соединенная с соленоидом электромагнита;
• катушка электромагнита, выполненная под конкретную модель контактора;
• диэлектрический корпус, выполняющий не только защитные, но и несущие функции;
• дугогасительные элементы, которые устанавливаются в механизмах включения электроустановок с большим током потребления.

По сути, конструкция мало чем отличается от обычного реле. Так же точно существуют нормально замкнутые, нормально разомкнутые, и переключающие схемы (в которых присутствуют оба вида контактных групп). При этом, согласно технических требований ГОСТ, модульный контактор должен иметь только одно положение покоя (состояние контактной группы при отсутствии внешнего управляющего давления).

При механическом воздействии на токопроводящую планку (или группу линеек) происходит замыкание (размыкание) одной или нескольких контактных пар.

Таким образом, с помощью прямого или дистанционного воздействия можно управлять питанием электроустановок или магистралей электропередач.

Технические характеристики

Основные параметры и технические характеристики наносятся на корпус прибора, в том числе и контактора АВВ. Прежде всего, это величина номинального тока, тип и количество контактов. На каждой модели и модификации присутствуют собственные показатели.

Чаще всего коммутационные приборы, работающие с различным электрооборудованием, обладают следующими характеристиками:

• Величина номинального рабочего напряжения переменного тока, составляющая 230, 400 и 600 вольт.
• Значение номинального рабочего тока, с категорией использования АС-3 – 12 А.
• Показатели условного теплового тока с категорией использования АС-1 – 25 А.
• Номинальная мощность при коммутации для напряжения 230 В по категории АС-3 – 3 кВт.
• Номинальная мощность при коммутации для напряжения 400 В по категории АС-3 – 5,5 кВт.
• Номинальная мощность при коммутации для напряжения 660 В по категории АС-3 – 7,5 кВт.

Отдельно следует отметить характеристики управляющих цепей в самом контакторе:

• Величина номинального напряжения в управляющих катушках составляет 24, 36, 110, 230 и 400 вольт.
• При срабатывании катушка потребляет мощность в размере 60 ВА.
• В положении удержания катушка потребляет мощность, величиной 7 ВА.
• Контакты замыкаются в течение 12-22 миллисекунд.
• Размыкание контактов происходит в течение 4-16 мс.
• Катушка управления обладает мощностью рассеяния – 3 Вт.

Благодаря этим показателям данные приборы широко используются в электрике, промышленности и других областях.