浅谈电机在汽车中的应用

浅谈电机在汽车中的应用一．概述汽车是由众多零部件构成的，其中十分重要的一个零部件就是电机，电机在汽车中有着广泛的应用，主要有直流电机和交流电机两种:直流电机又可以分为无刷直流电动机和有刷直流电动机；交流电机有可以分为同步电动机和异步电动机等。汽车零部件用电机主要位于汽车的发动机、底盘和车身三大部位。据统计，一般的普通汽车通常有15到28部电机。下面会介绍一些相关的应用。二．电机在发动机中的应用2.1在启动系统中的应用汽车发动机启动需要起动电机。汽车发动机从静止到进入运动的状态，曲轴需要外力的帮助才能转动起来并到达需要的最低转速，汽车发动机才能启动。汽车马达起动机的作用是启动发动机,启动机上的齿轮工作时和发动机曲轴相连的飞轮咬合,驱动飞轮,带动发动机。传统的汽车起动电机采用的是电磁式直流串励电机，随着钕铁硼稀土永磁材料的应用，便产生了高性能的稀土磁式直流电动机。它有着结构简单，效率高，起动转矩大，起动平稳等优点。2.2在电控燃油喷射控制系统中的应用早期的发动机采用化油器和分电器的形式，有污染严重和燃油经济性差的两大缺点。现代汽车发动机电子控制燃油喷射系统EFI（ElectronicFuelInjection）简称电控燃油喷射系统，它的主要功能是控制汽油喷射、电子点火、怠速、排放、进气增压、发电机负荷、巡航、警告指示、自我诊断与报警、安全保险、备用功能。在供油系统中，电机和泵设计成为一体，即燃油泵为供油系统提供动力。在怠速控制器中，旋转式四相永磁步进电机用于调整节气阀的位置。2.3汽车中发电机的应用发电机是汽车的主要电源，其功用是在发动机正常运转时，向所有用电设备供电，同时给蓄电池充电。以前的汽车发电机是直流发电机，用换向器整流，从20世纪70年代起已经逐步淘汰，现在的汽车发电机大都是交流发电机，用半导体整流。它具有体积小，功率大，寿命长，故障少和低速充电性能好的优点。由于发电机输出电压会随发动机转速增高而升高，故要用电压调节器进行调节，使之符合使用需要。现代轿车的发电机都是比较紧凑的，将集成电路调节器放进发电机内装成一体，并且采用多管形式。例如夏利轿车的发电机就有8只半导体管，其中6只整流用，另2只用于三相中性点的电压整流输出，藉以提高发电机的功率。三．电机在底盘中的应用3.1电机在助力转向系统中的应用汽车电动助力转向系统是一个一直依靠电力提供辅力矩的动力转向系统，他用电动机提供转向助力，助力大小由电控电控单元（ECU）控制。该系统不使用发动机的动力，而是依靠汽车上蓄电池作为其电源。也不需要复杂的控制执行机构，只需要控制电动机输出转矩的大小和方向，就能实现转向系统的自动控制。其结构如图3.1所示。图3.1汽车电动助力转向系统图3.2电机在ABS制动系统中的应用汽车制动防抱死系统（ABS）是在制动过程中防止车轮被制动抱死，提高汽车制动的方向稳定性和转向操控能力，缩短制动距离的一种主动安全装置。在常见的ABS系统中，每个车轮上各安装一个转速传感器，将有关各车轮转速的信号输入电子控制装置。电子控制装置根据各车轮转速传感器输入的信号对各个车轮的运动状态进行监测和判定，并形成相应的控制指令。制动压力调节装置主要由调压电磁阀组成，电动泵（永磁式直流电动机）组成和储液器等组成一个独立的整体，通过制动管路与制动主缸和各制动轮缸相连。制动压力调节装置受电子控制装置的控制，对各制动轮缸的制动压力进行调节。四．电机在汽车车身上零部件的应用4.1中央闭锁装置中央门锁控制系统具有钥匙联动锁门和开门功能，当驾驶员用钥匙操作左右前门锁时，全车车门（包括行李箱门）可以同时锁止或打开。其中的电动机式门锁由可逆式电机、传动装置及锁体总成构成。其工作原理为：由电动机带动齿轮齿条副或螺杆螺母副进而驱动锁体总成，驱动车门的锁闭或开启。如图4.1为相关结构。图4.1电动机式门锁的结构4.2电动后视镜电动后视镜主要是让驾驶员观察汽车左右两侧的行人、车辆以及其他障碍物的情况，确保行车或倒车安全。其结构主要以枢轴为中心，由使后视镜能够进行上下和左右方向灵活变换位置的连个独立的微电机（永磁式直流电机）、永久磁铁及霍尔IC等组成。后视镜由一个开关控制，能多方向运动，可使一个微电机或两个同时工作。4.3电动雨刷器电动雨刮器主要由刮水器主机（电机）、连动杆和雨刷组成。原动机是电动机，传动部分首先是蜗杆蜗轮传动。接下来是蜗轮带动连杆摆动，连杆带着雨刷左右摆动，完成刷雨过程。结构如图片4.3所示。1、5—刮片架；2、4、6—摆杆；3、7、8—连杆；9—蜗轮；10—蜗杆；11—电动机；12—支架图4.3电动雨刷器4.4电动玻璃升降器现在许多轿车门窗玻璃的升降(关闭和开启)已经抛弃了摇把式的手动升降方式，一般都改用按钮式的电动升降方式，即使用电动玻璃升降器来控制，也就是常说的“电动门窗”。电动玻璃升降器结构的关键是电动机和减速器，这两者是组装成一体的，其中电动机采用可逆性永磁直流电动机，电动机内有两组绕向不同的磁场线圈，通过开关的控制可做正转和反转，也就是说可以控制门窗玻璃的上升或下降。五．总结除了上面说到是电机的应用，汽车中还有许多零部件是使用到电机或者电机是主要的组成部分。例如：在汽车的悬架减震控制系统中；在汽车巡航控制系统中；电动天窗，自动前灯，电动汽车座椅调整器等。随着汽车电子控制技术和电动汽车技术的发展，电机将更加广泛应用于汽车的自动化中。参考文献[1]周涌电机应用第一讲电机在汽车零部件上的应用2001.01.17[2]王庆合浅谈步进电机在汽车上的应用2010.06[3]高尚勇三相交流异步电机在汽车电动助力转向系统中的应用研究重庆重庆大学2009.05[4]莫丽红双转子电机及其在混合电动汽车中的应用武汉大学学报201245（4）511-515