Как електрическите автомобили осигуряват незабавен въртящ момент
Електрическите коли са известни със способността си да осигуряват незабавен въртящ момент, който води до добро ускорение на права отсечка. Но как става всичко това? Как тези автомобили получават незабавен въртящ момент и защо двигателите с вътрешно горене не могат да им съперничат?
В последните години именно въртящият момент стана от първостепенно значение за перформанс моделите. Хората искат максимално висок въртящ момент и то възможно най-бързо. Това накара производителите да погледнат към различни начини за подобряване на технологията при двигателите с вътрешно горене.
Възходът на електрическите автомобили постави дори традиционни модели с висок въртящ момент като IC под заплаха. Компании като Tesla представиха страховити автомобили, а дори BMW i3 победи предишния лидер М3. Ясно е, че сме свидетели на нова ера в автомобилостроенето – новите модели имат огромно предимство по отношение на въртящия момент и ето защо всички ние трябва да уважаваме возилата с електрически мотори.
Въртящ момент при ДВГ
Всички познавате добре работата на традиционните двигатели. Те бавно набират мощност а кривата на въртящия момент при тях е симетрична и плавна. За да разберете по-добре кривите, нека да обясним как тези двигатели създават въртящ момент.
Въртящият момент в своята чиста форма е силата на завъртане. Изчислява се като се умножи силата (F) по дистанцията (x). В случая на двигателите с бутала, F е силата натискаща буталото вертикално и въртяща коляновия вал след запалване. Х е хоризонталната дистанция между щифта на коляновия вал и коляновия вал завъртян на 270 градуса при цикъла на двигателя. Вижте диаграмата по-долу:
Това означава, че при нарастване на силата притискаща буталата се увеличава произведения от двигателя въртящ момент. Въпреки че изглежда логично при високи скорости на двигателя въртящия момент да е по-голям, това не е точно така. Нещата не са толкова прости.
Една от главните променливи водеща до намалението на кривата на въртящия момент след нейния пик е трудния достъп на въздух в двигателя. Максималният въртящ момент идва при точка, в която комбинацията от въздух, гориво и искра осигурява най-голяма вертикална сила. Тъй като скоростта на двигателя нараства, той изпитва трудност да поддържа оптимален приток на въздух в горивната смес. ЕКУ-то на автомобила е програмиран на определени нива на въртящ момент, зададени от производителя като идеята е кривата на въртящия момент да е максимално плавна при различните обороти на двигателя.
Най-големият недостатък на двигателите е лагът при достигането на максимален въртящ момент. Двигателят започва да работи при ниски обороти и постепенно увеличава въртящия момент до достигане на прага. При повечето двигатели с натурална аспирация въртящият момент се достига при доста високи обороти. Производителите отчаяно се опитват да намалят тази разлика с помощта на турбодвигатели и векторизиране на въртящия момент.
Въртящ момент при електрическите автомобили
При електрическите мотори максималният въртящ момент е наличен от самото начало. Токът протича през електромотора и заряда кара двигателя да се върти. Тези ротации в рамките на вътрешното магнитно поле причиняват обратно ЕМF (електродвижеща сила) противоположна на захранващото напрежение. Представете си например обратното ЕМF да е еквивалента на естествената спирачна сила, подобно на IC двигателите.
Нетната обща сила приложена към колелата представлява разликата между захранващото напрежение и EMF. Обратното EMF е пропорционално на скоростта, следователно колкото по-висока е скоростта, толкова по-малка е нетната обща сила. Това обяснява защо кривата на въртящия момент започва да спада когато колата достига лимита.
Накратко, ако скоростта е много ниска (близка до нулата), обратното EMF е почти незначително, следователно захранващото напрежение се преобразува почти изцяло във въртящ момент. Ако човек настъпи педала, максималния волтаж и максималния въртящ момент са налични без забавяне.
В момента се срещат доста перформанс модели, които съчетават умело най-доброто от двете технологии, така че дните на старите двигатели не са свършили. Съчетаването на електрически и двигател с вътрешно горене позволява извличането на максималното от коли като Porsche 918. При тях електродвигателя осигурява незабавен висок въртящ момент при старт, а традиционния двигател се грижи за последващото ускорение.
Наличието на максимален въртящ момент по всяко време е доста примамливо и със сигурност това е и бъдещето на перформанс автомобилите. В момента подобни модели могат да ускорят до 100 км/ч за под 2 секунди, а това не може да се случи ако кола има само бензинов двигател. Изглежда че старата технология наистина е надмината.
Източник: Car Throttle
Моите обяви
Оферирани