Владимир Кочергин
январь 2016.
6709

Почему в электромобилях только одна передача?

Ответить
Ответить
Комментировать
0
Подписаться
1
2 ответа
Поделиться

В предыдущем ответе есть небольшая ошибка. Характеристика электродвигателя (зависимость его крутящего момента от оборотов) имеет весьма сложную и нелинейную форму. Однако, в отличие от двигателя внутреннего сгорания традиционного автомобиля (у него момент и КПД тем ниже, чем ниже обороты, так как работу совершает расширяющийся газ, и она зависит от начального давления цикла, которое, в свою очередь, тем больше, чем выше обороты) даже при полной остановке ротора электродвигатель выдает на вал высокий момент, не равный максимальному, но в некоторых конструкциях близкий к нему. Таким образом, снимается проблема трогания с места (нужен высокий момент при нулевой начальной скорости) и регулирования оборотов в крейсерском режиме. Нужно просто поддерживать максимально высокий момент, возможный при данных оборотах согласно заранее определенной на испытаниях эталонного двигателя характеристике. Вся эта регулировка выполняется системой управления, которая изменяет частоту тока в обмотках и переключает машину в режим генератора при торможении. Коробка вместе со сцеплением становится ненужной, как не нужно в электромобиле и разъединение двигателя и силовой передачи.

В случае же традиционного автомобиля с ДВС разъединять двигатель и силовую передачу нужно практически при каждом изменении режима движения, так как рабочий цикл в цилиндрах рассчитывается на режим максимального КПД при средних оборотах и максимальной мощности на высоких - так машина становится "приемистой". Переходные режимы с разрывом (резким изменением параметров) цикла для ДВС нежелательны - возникает взрывное горение (детонация) в цилиндрах, перегружается газораспределительный тракт, от пламени несгоревшего топлива в выхлопе горят клапаны. Обороты же желательно держать в рабочем диапазоне, близком к режиму максимального КПД - для экономичности. Поэтому при изменении режима движения сцепление отсоединяет ДВС от силовой передачи, затем коробка передач переводит набор зубчаток в состояние, когда их угловые скорости соответствуют выбранному передаточному числу (за этот процесс отвечают синхронизаторы или гидротрансформатор). После выравнивания скоростей шестеренки подтормаживаются замками, кулачками или фрикционами (в секвентальных системах), и без удара входят в зацепление. Когда процесс переключения закончен, сцепление снова плавно нагружает двигатель моментом сопротивления от колес, переводя колебания и избыток энергии в тепло трением фрикционных дисков. Автоматических коробок касаться не буду - там совершенно другой принцип действия механики, но суть та же.

4
0
Прокомментировать

Давайте развернем вопрос наоборот. Зачем у ДВС (двигателя внутреннего сгорания)больше чем одна передача? Связано это с тем, что связь между "крутящим моментом", то есть с усилием, выдаваемым двигателем, и скоростью вращения его вала у ДВС - нелинейна. Иначе: максимальное усилие двигатель развивает в достаточно узком диапазоне оборотов, ни на самых минимальных, ни на самых максимальных его эксплуатировать невыгодно. Для того, чтобы машина могла ехать в более широком диапазоне скоростей, была придумана схема с "передачами", специальным переключаемым редуктором. При этом вы включаете двигатель, выводите его в диапазон наиболее эффективных оборотов, и далее переключаете редуктор ("передачи") и варьируете обороты внутри оптимального диапазона так, чтобы получить нужную вам скорость в оптимальном для двигателя режиме.

Однако электрический двигатель устроен иначе. У него вращающий момент линеен от оборотов. Иначе: на любой скорости вращения, от минимальной до максимальной, электродвигатель отдает одну и ту же мощность и "крутящий момент". То есть для электродвигателя вся эта конструкция с редуктором просто не нужна, так как решаемой редуктором проблемой он, в отличие от ДВС, не страдает.

2
-1
Прокомментировать
Ответить
Читайте также на Яндекс.Кью
Читайте также на Яндекс.Кью