СРАВНЕНИЕ ТЯГОВЫХ ХАРАКТЕРИСТИК BLDC МОТОРА С КЛАССИЧЕСКИМИ ДВС

COMPARISON OF THE TRACTION CHARACTERISTICS OF THE BLDC MOTOR WITH CLASSIC INTERNAL COMBUSTION ENGINES

Sergey Nekrasov

master's student, Department of Technical Operation of Vehicles, St. Petersburg State University of Architecture and Civil Engineering,

Russia, St. Petersburg

АННОТАЦИЯ

Данный текст является краткой статьей, посвященной сравнению двух типов двигателей - классического ДВС и BLDC-мотора, используемых в различных видах транспорта. Рассмотрены основные преимущества и недостатки обоих типов двигателей относительно друг друга, а также их основные характеристики. Также дан краткий обзор различных видов крутящих характеристик обоих типов двигателей. Текст содержит ссылки на различные источники информации, содержащие более подробную информацию по данной теме. Данная статья может быть полезна широкой аудитории, интересующейся вопросами транспорта и его техническим оборудованием. Рассмотрение характеристик и сравнение двух вариантов двигателей, применяемых в транспортной индустрии, позволяет читателям более глубоко понять различия между этими видами двигателей и выбрать оптимальный вариант в зависимости от конкретных требований. Также стоит отметить, что данная статья предоставляет ссылки на дополнительные источники информации, в которых читатели могут найти еще более подробное описание рассматриваемых тем. Основными ключевыми словами, связанными с этой статьей, являются BLDC-моторы, ДВС, сравнение, выбор техники, технические характеристики, преимущества и недостатки.

ABSTRACT

This text is a brief article on the comparison of two types of engines - a classic internal combustion engine and a BLDC engine used in various modes of transport. The main advantages and disadvantages of both types of engines relative to each other, as well as their main characteristics, are considered. A brief overview of the different types of torque characteristics of both types of engines is also given. The text contains links to various sources of information containing more detailed information on this topic. This article can be useful to a wide audience interested in transport and its technical equipment. Looking at the characteristics and comparing the two engine variants used in the transportation industry allows readers to better understand the differences between these types of engines and choose the best option depending on their specific requirements. It is also worth noting that this article provides links to additional sources of information in which readers can find an even more detailed description of the topics covered. The main keywords associated with this article are BLDC motors, internal combustion engines, comparison, choice of technique, specifications, advantages and disadvantages.

Ключевые слова: BLDC-мотор, ДВС, транспорт, технические характеристики, сравнение, преимущества, недостатки.

Keywords: BLDC motor, internal combustion engine, transport, technical characteristics, comparison, advantages, disadvantages.

Современный автомобиль - это сложная машина, которая состоит из многих подсистем, таких как двигатель, подвеска, тормозная система, система охлаждения, электроника и т.д. Каждая из этих подсистем играет важную роль в функционировании автомобиля. В последнее время в автомобильной промышленности стали все более популярными BLDC (бесколлекторные двигатели постоянного тока) электродвигатели, которые заменяют традиционные двигатели в роли привода подсистем автомобиля.

Цель данной статьи - описать применение BLDC электродвигателей в автомобильной промышленности, перспективы установки на автомобили, сравнить характеристики BLDC и бензиновых и дизельных двигателей, а также рассмотреть современные разработки и тенденции в данной области.

Применение BLDC электродвигателей в автомобильной промышленности

BLDC электродвигатели используются в автомобильной промышленности в качестве привода подсистем автомобиля. Например, они могут использоваться для привода кондиционера, печки, насосов системы охлаждения и тормозов.

Один из наиболее существенных примеров применения BLDC электродвигателей является электромобиль. Эти машины используют электродвигатели в качестве основного привода и обеспечивают значительно более высокую эффективность, по сравнению с традиционными двигателями внутреннего сгорания.

Перспективы установки BLDC электродвигателей на автомобили

Рост популярности электромобилей и, соответственно, увеличение спроса на BLDC (рисунок 1) электродвигатели, стимулирует автомобильную промышленность устанавливать их на автомобили. Кроме того, стремительное развитие технологий позволяет сделать эти электродвигатели более доступными и высокоэффективными.

Рисунок 1. Двигатель BLDC

Кроме того, BLDC электродвигатели имеют низкий уровень шума и вибрации, высокую производительность и надежность, поэтому, как ожидается, они будут все чаще использоваться в качестве привода на автомобилях в будущем.

Сравнение характеристик BLDC и бензиновых и дизельных двигателей

BLDC электродвигатели имеют несколько преимуществ по сравнению с традиционными двигателями внутреннего сгорания. Рассмотрим некоторые из них.

1. Эффективность

BLDC моторы обеспечивают высокую эффективность в сравнении с бензиновыми и дизельными двигателями. Это связано с тем, что они не имеют потерь на трение, а также не происходит потерь на сжатие воздуха и смешивание топливного и воздушного заряда. Более того, на них можно устанавливать систему обратного тока, которая не только экономит энергию, но и позволяет заряжать батарею во время торможения.

2. Экологичность

BLDC электродвигатели не выделяют вредных выбросов, таких как CO2, NOx и твердые частицы, которые являются одними из главных причин загрязнения атмосферы городов. Более того, они не требуют токсичного бензина или дизельного топлива, что делает их гораздо более экологичными, чем традиционные двигатели.

3. Надежность

BLDC электродвигатели имеют устойчивый и надежный механизм работы, что снижает вероятность возникновения аварийных ситуаций на дорогах и обеспечивает меньший риск поломок.

4. Управляемость

BLDC электродвигатели имеют гибкое управление, что позволяет изменять скорость вращения и направление вращения, а также регулировать крутящий момент. Это помогает при езде по городским условиям, где требуется частое изменение скорости.

5. Низкий уровень шума и вибрации

BLDC электродвигатели работают более тихо и плавно, чем традиционные двигатели внутреннего сгорания. Это делает их более комфортными для пассажиров. Современные разработки и тенденции в применении BLDC электродвигателей. Существует ряд новых разработок и тенденций в области применения BLDC электродвигателей в автомобильной промышленности. Давайте рассмотрим некоторые из них.

1. Установка на автомобили роботакси

С развитием технологий автономного вождения все большую популярность приобретают автомобили роботакси, которые используются для массовой перевозки пассажиров. Для этих целей BLDC электродвигатели могут быть использованы в качестве самостоятельного привода на каждом колесе автомобиля. Это упрощает дизайн автомобиля и обеспечивает более эффективный и точный контроль за каждым колесом.

BLDC моторы и классические ДВС имеют существенные различия в своих тяговых характеристиках. Электромоторы обладают высокой плоскостью кривой мощности, что означает, что они могут развивать максимальный крутящий момент на полном диапазоне скоростей (рисунок 2). Это делает их более линейными и предсказуемыми при ускорении. Они также обладают более высокой мощностью на низких скоростях в сравнении с ДВС.

Рисунок 2. Сравнение мощностных графиков электромотора BLDC и ДВС

С другой стороны, ДВС обычно имеют более высокую кривую мощности, что означает, что они обычно имеют более высокую максимальную мощность на определенной скорости. Это позволяет им производить большую скорость на высоких скоростях. Однако у ДВС есть более узкий диапазон эффективности, и в зависимости от конструкции ДВС, они могут иметь высокий расход топлива и выбросы вредных веществ на высоких скоростях.

Итак, можно сказать, что BLDC моторы обладают более широким диапазоном кривой мощности и более эффективны при низких скоростях, в то время как ДВС имеют более высокую максимальную мощность и обычно используются для развития больших скоростей на дороге.

Также следует отметить, что BLDC моторы имеют более высокую производительность на заряде, чем ДВС на топливе. Это связано с тем, что электрические моторы имеют более высокую эффективность, чем ДВС, которые обычно имеют значительные потери мощности из-за трения и других факторов. Это делает электрические моторы более экономичными в эксплуатации в сравнении с ДВС.

Еще одним важным отличием между BLDC и ДВС является то, что BLDC моторы могут быть быстро реагировать на изменения нагрузки и давления педали газа, что обеспечивает более быстрое и плавное ускорение. В то же время, ДВС имеет обычно задержку в отклике на изменения нагрузки и может иметь заметный проходной момент.

В целом, тяговые характеристики BLDC моторов и классических ДВС имеют существенные различия, которые определяют их преимущества и недостатки при различных условиях эксплуатации. Поэтому выбор между ними зависит от конкретных требований и условий использования.

Также следует отметить, что BLDC моторы имеют более низкий уровень шума, вибрации и меньшее количество движущихся частей, чем ДВС. Это способствует более комфортной езде и улучшению общего опыта вождения. Однако, на данный момент BLDC-моторы имеют несколько ограничений в отношении дальности поездок из-за ограниченной емкости батарей. В то же время ДВС можно заправить почти в любом месте и продолжать движение на неограниченное расстояние. Таким образом, при выборе мотора нужно учитывать требования к скорости, длительности поездок, эффективности, экономичности, шуму и комфорту вождения.

В идеале, будущее автомобильной индустрии принадлежит электрическим моторам, так как они экологически более чистые и эффективные, чем ДВС, и с развитием технологий батарей этот недостаток будет нивелирован. Однако ДВС все еще будут использоваться в тех случаях, когда требуется высокая мощность и / или длительное время движения без заправки.

Развитие электромобильной индустрии также подразумевает использование гибридных моторов, которые объединяют в себе преимущества электрических и ДВС. Такие моторы способны работать на электрическом заряде и на топливе, что позволяет сократить затраты на топливо, улучшить экологический фактор, сохранить традиционный газонеобходимость ДВС в некоторых ситуациях.

Важно отметить, что при выборе мотора, необходимо также учитывать предпочтения потребителей. Некоторым водителям больше нравится ездить на ДВС из-за ощущения мощности и скорости, в то время как другие предпочитают более тихую и менее вибрирующую езду на электромоторах.

Таким образом, выбор мотора зависит от многих факторов, включая скорость, длительность поездок, эффективность, экономичность, шум, комфорт и ощущения водителя. С учетом развития технологий в ближайшем будущем все больше компаний начнет выпуск первозданные электрокары и прочие варианты, что ускорит процесс замены ДВС на электромоторы.

Список литературы:

1. "Brushless DC Motors (BLDC)", Electrical4U. https://www.electrical4u.com/brushless-dc-motors-bldc
2. "Brushless DC Motors (BLDC) vs. AC Induction Motors (ACIM)", SoftInWay. https://www.softinway.com/brushless-dc-motors-bldc-vs-ac-induction-motors-acim/
3. "The Differences Between BLDC and DC Motors", RoboticsTomorrow. https://www.roboticstomorrow.com/article/2019/05/the-differences-between-bldc-and-dc-motors/13720/
4. "Differences between brushless DC motor and DC motor", All About Circuits. https://www.allaboutcircuits.com/technical-articles/differences-between-brushless-dc-motor-and-dc-motor/
5. "BLDC Motor Advantages and Disadvantages", ElProCus. https://www.elprocus.com/bldc-motor-advantages-and-disadvantages/
6. "Электромоторы. Типы, преимущества, недостатки, сферы применения", ИнфоЭлектро. https://infoelectro.ru/articles/elektromotory-tipy-preimushchestva-nedostatki-sfery-primeneniya.html
7. "Что такое BLDC-мотор", Новости Технологий. https://nt-today.com/what-is-a-bldc-motor/
8. "Электромоторы и ДВС: сравнительный обзор", Технология энергосбережения. https://tensb.ru/elektromotory-i-dvs-sravnitelnyj-obzor/
9. "BLDC-моторы: их основы, разновидности и применение", ГК ЭлТехЗап. https://eltehzap.ru/news/bldc-motory-ih-osnovy.html
10. "Электрические и гибридные двигатели", АвтоРейтинг. https://avto-rating.ru/articles/elektricheskiye-i-gibridnyye-dvigateli/