Мотор колесо с редуктором крутящий момент

О крутящем моменте и взаимной зависимости тяги и скорости мотор колёса [ 2012-04-13 ]

Для того, чтобы регулировать сочетание тяги и скорости в широком диапазоне, все автомобили имеют коробку передач, причём, последние, дорогие модели – используют восьмиступенчатые трансмиссии! Что было бы, если бы машина не имела коробки передач, а только сцепление?мотор колесо с редуктором крутящий момент

В хорошо всем известной продукции АвтоВАЗа, например, четвёртая передача, является прямой, - то есть частота вращения колёс и обороты двигателя на четвёртой передаче совпадают. Но не стоит и пробовать тронуться с места на прямой передаче, без повышения крутящего момента, которое даёт «коробка» на пониженных передачах, - только испортите «сцепление».

Мощность двигателя автомобиля в рабочем диапазоне оборотов изменяется незначительно, а сам диапазон оборотов относительно невелик: примерно от 1500 до 4500 об./мин. (для бензиновых двигателей), - поэтому был придуман способ изменять тягу и скорость, не выходя за пределы этого небольшого диапазона оптимальных оборотов двигателя внутреннего сгорания.

мотор колесо с редуктором крутящий моментДля этого используется коробка передач. На низких передачах, кпп, уменьшая скорость вращения колёс и при этом увеличивая крутящий момент (тягу), позволяет машине тронуться с места, заехать на крутой подъём, буксировать прицеп, или другую машину. На повышенных передачах, скорость машины повышается, а тяга, или крутящий момент падает. На 5, или 6 передаче, машина не может преодолеть крутой затяжной подъём и для увеличения тяги, или крутящего момента, передача в КПП, - снова понижается.

У большинства современных велосипедов, - тоже есть «коробка передач». Это трансмиссия в составе 2-3 звёзд на каретке и кассеты на 5 – 10 звёзд на заднем колесе, снабжённых переключателями скоростей. Итого, велосипед может иметь до 30 скоростей! Изменяя положение цепи на передних звёздах и кассете, велосипедист, при одинаковых физических усилиях (мощности), в широких пределах изменяет крутящий момент и скорость велосипеда в соответствии с рельефом местности и желаемым режимом движения.

мотор колесо с редуктором крутящий моментУ мотор колёс . - коробки передач нет, во всяком случае – пока (редуктор, - не в счёт, он служит для фиксированного изменения крутящего момента). Отчасти это объясняется тем, что электродвигатели, в отличие от ДВС, выдают высокий крутящий момент в широком диапазоне оборотов и поэтому меньше нуждаются в КПП. С другой стороны, любая коробка перемены передач усложняет и удорожает конструкцию, делает её более громоздкой.

В электромобилях, - удельная мощность электродвигателя, на один килограмм перевозимой массы, в среднем составляет 40 – 60 ватт и поэтому, имея гораздо более высокий крутящий момент, по сравнению с ДВС аналогичной мощности, они справляются с троганием с места, не пользуясь понижающими передачами, а высокие обороты электродвигателя, - позволяют достигать больших скоростей движения, тоже без использования повышающих передач в КПП.мотор колесо с редуктором крутящий момент

У электровелосипеда . с мотор колесом, мощностью 350 – 1000 ватт, удельная мощность электродвигателя на один килограмм перевозимой массы, составляет всего 3 – 8 ватт и поэтому крутящего момента при таком соотношении мощности, недостаточно для уверенного движения в разных условиях с высокой скоростью.

Разработать и изготовить мотор колесо для электровелосипеда мощностью 500 – 1000 ватт, с высокой максимальной скоростью: 50 - 70 км в час, и даже больше, - несложно. Проблема заключается в том, что при небольшой мощности: 500 – 1000 ватт, - развить высокую максимальную скорость, такое мотор колесо, сможет только без нагрузки, - на прямой дороге, при отсутствии сильного встречного ветра, или, вообще, - при движении под уклон. Не зря, - все жокеи имеют щуплую комплекцию, да и пилоты «формулы 1», не отличаются богатырским телосложением, - именно для того, чтобы снизить нагрузку на транспорт (лошадь тоже к нему относится).

мотор колесо с редуктором крутящий моментОбратите внимание, что в мотор колёсах одной и той же мощности, если одно из них имеет более высокую максимальную скорость, - то она реализуется только за счёт уменьшения крутящего момента, или проще говоря, - тяги.

Такие мотор колёса будут немного быстрее ехать по прямой, но на подъёмах, - их скорость уменьшится, по сравнению с более тяговитыми и менее скоростными мотор колёсами, либо они вообще не смогут самостоятельно преодолеть затяжные подъёмы, которые под силу мотор колёсам со сбалансированными характеристиками.мотор колесо с редуктором крутящий момент

Все мотор колёса ТМ Volta bikes имеют оптимальное сочетание максимальной скорости и крутящего момента, применительно к мощности данного мотор колеса. Они разрабатываются по принципу: чем больше мощность, тем пропорционально выше и максимальная скорость и крутящий момент, без перекосов одной из характеристик.

Поэтому, если Вам требуется более высокая максимальная скорость, следует покупать более мощное мотор колесо, чтобы помимо высокой скорости, оно обеспечивало и достаточную тягу.

Если в характеристиках мотор колёс некоторых других компаний, с аналогичной мощностью, одновременно указана более высокая максимальная скорость, более высокий крутящий момент в аналогичных режимах работы и КПД выше 90%, знайте, - это обман!

Allyur

Облако тегов: мотор колесо в Украине Хмельницк, мотор колесо в Украине Черкассы

Электровеловипеды, моторколеса, электронаборы, контроллеры, аккумуляторы для электро велосипедов купить с доставкой по Украине

Преимущества и недостатки разных типов мотор-колёс для электровелосипедов.

Электродвигатели для велосипедов можно разделить на 2 основные группы:

1. Подвесные, или наружные двигатели.

Преимущества: Самый недорогой тип электропривода ТМ «Volta bikes» для электровелосипеда. В одном корпусе с коллекторным электродвигателем обычно размещается редуктор, понижающий обороты. За счёт этого, при небольшой потребляемой мощности электромотор развивает крутящий момент, сопоставимый с более мощными безредукторными мотор-колёсами, что удовлетворяет все разумные ожидания от вспомогательного двигателя для велосипеда.

2. Мотор колёса, или встроенные двигатели.

Что такое крутящий момент?

Среди автомобилистов немало разночтений по коренным вопросам: мощность двигателей и их крутящий момент, рабочий объем и степень сжатия. Чем 4-тактный д.в.с. отличается от 2-тактного, а двигатель Дизеля от Отто? Ради чего регулируют фазы газораспределения? Зачем применяется наддув и почему автомобильному д.в.с. нужна коробка передач? Что такое дифференциал — и т.п. Давайте поговорим – без спешки.

Какую мощность развивает конь в упряжке? Странно, но средняя лошадь выдает при длительной работе только 0,8 л.с.; во всяком случае, именно такой показатель закладывали (и закладывают) обычно в инженерные и экономические расчеты по гужевому транспорту и пр. Считается также, что мужчина средних лет и обычной физической подготовки развивает (опять же при длительной работе) около 0,1 л.с. Немного, но и человек, и лошадь способны напрячься и несколько секунд выдавать гораздо больше – в разы. Конь вытаскивает телегу, застрявшую в разбитой колее, а моторчик внутреннего сгорания мощностью в 2 (две!) л.с. просто глохнет. Крутящего момента не хватило…

Золотое правило механики

Так что же такое крутящий момент и как он связан с мощностью двигателя? Вспомните среднюю школу: мощность определяется произведением силы на скорость (с какими-то коэффициентами в зависимости от единиц измерения) – для поступательного движения. Допустим, тянете вы груз с усилием в 12 кг и со скоростью 1 м/сек. (3,6 км/ч); тогда ваша мощность – 12 кгм/сек. То есть, 0,16 л.с.[Европейская (парижская) лошадиная сила считается 75 кгм/сек. Англо-американская практика вся запутана футами и фунтами, так что британская лошадиная сила (bhp) равна 1,0139 л.с. по «континентальному» счету.]; неплохо. Космический ракетный двигатель развивает тягу в 100 т при скорости 12 км/сек. значит, его мощность – 16 млн л.с.

Или же мощность определяется произведением крутящего момента [В свою очередь крутящий момент (он имеет смысл при вращательном движении) равен произведению силы на плечо ее действия. Когда к рычагу плечом в 1 м прилагается усилие в 10 кг (перпендикулярно плечу!), то тем самым создается крутящий момент в 10 кгм. Или в 98 Нм – кому как нравится.] на частоту вращения вала – для вращательного движения. Вот и все, остальное – арифметика. Если на валу мотора при 6000 мин-1 (в просторечии оборотов в минуту) замерен крутящий момент в 10 килограммометров, то его мощность равна 83,775 л.с. Или 61,6 кВт – в других единицах измерения [Один кВт равен 1,36 «континентальной» л.с. – даже в Африке.]. Причем неважно, о каком именно двигателе идет речь – о паровой машине, газовой турбине, поршневом д.в.с. или электромоторе; арифметике без разницы.

мотор колесо с редуктором крутящий моментМомент силы F на плече R; крутящий момент равен F x R

И что же нашему брату, автомобилистам, нужно – мощность двигателя или его крутящий момент? Вот притча: вынесли вы на рынок картошку и хотите сбыть ее по 35 руб. за кг. Вроде как главное для вас – хорошая цена. Продали пару кило – по 35, а больше не берут; дорого. Тут-то и выясняется, что для вас важна не столько цена – за кг, – сколько общая выручка от продажи 2 центнеров картошки.

Так и с моторами: нередко автомобилисты заявляют, что для них главное – момент, тяга, а мощность – дело десятое. Ровно наоборот – как в старом анекдоте: дай нам, Господи, мощность, а крутящий момент мы уж как-нибудь сами…

Пусть микролитражный моторчик развивает 10 л.с. при 6 тыс. оборотов. То есть, крутящий момент на его маховике – 1,2 кгм (11,7 Нм). Вам нужно 100 Нм? Ради Бога: ставим понижающий редуктор (с передаточным числом 8,55), – и вот вам 100 Нм на выходном валу [Забудем пока о (неизбежных) потерях мощности в редукторе.]. Причем мощность – за вычетом потерь – остается, естественно, той же. Хотите 1000 Нм? Пожалуйста, возьмите редуктор с передаточным числом 85,5; вопрос подбора шестеренных пар…

Но! При моменте в 100 Нм на выходном валу редуктора его обороты уже не 6000 мин-1, а только 700 с небольшим. Золотое правило механики: выигрывая в крутящем моменте (в силе), проигрываем в частоте вращения (в скорости). А 1000 Нм вы получите и вовсе при 70 мин-1; слишком медленно. Так вы хотите и крутящий момент, и обороты! И рыбку съесть, и не поцарапаться. Вам нужно продать по 35 руб. не 2-3 кг картошки, а много. Так и скажите: для меня главное – выручка. Для меня главное – мощность двигателя.

Мощность!

Допустим, катите вы в легковушке по ровной дороге с усовершенствованным покрытием; скорость постоянная – 100 км/ч. Тяга от двигателя в пятнах контакта ведущих колес с ходовой поверхностью в сумме как раз покрывает силы сопротивления воздуха и качения покрышек; для вашего авто (с его аэродинамикой, весом, шинами и давлением в них): положим 54 кг. То есть, крутящий момент на оси (при радиусе качения колес, скажем, 265 мм) равен 140 Нм, обороты колес – около 1000 мин-1, а расходуемая мощность – 1500 кгм/сек. или 20 л.с. С учетом потерь в трансмиссии – от маховика до пятна контакта – от мотора требуется мощность около 22,5 л.с.; легко.

А чтобы ехать на две «сотни»? При удвоении скорости, силы сопротивления возрастают примерно вчетверо – по квадрату. Иначе говоря, потребная мощность увеличивается в 8 раз (4 х 2) – по кубу скорости! От двигателя нужны теперь 170-180 л.с. на маховике, поэтому далеко не каждый автомобиль способен набрать скорость в 200 км/ч.

Это – при равномерном движении; а если вы хотите еще и разгоняться (или идти на подъем), необходима свободная мощность. Скажем, те же 22,5 л.с. на скорости 100 км/ч – плюс еще 10 л.с. на ускорение физического тела; II закон Ньютона. Или 50 л.с. – тогда разгон энергичнее.

Как видите, и скорость автомобиля, и динамика его разгона зависят от мощности двигателя; как же ее поднять? Держать крутящий момент до высокой частоты вращения вала. Скажем, довести обороты того же микролитражного моторчика до 12 тыс. – при неизменном моменте в 11,7 Нм. Значит, его мощность увеличивается ровно вдвое – до 20 л.с. В общем, тут такое соотношение:

P = 1/716,2 M x n,

где P – мощность двигателя (л.с.) при n мин-1, M – его крутящий момент (кгм) при тех же оборотах. А 1/716,2 – просто коэффициент размерности.

К сожалению, повышать частоту вращения вала поршневого двигателя очень непросто: силы инерции, нагрузки, трение. Ведь если раскрутить мотор от 6000 до 12000 мин-1, то силы инерции, которые нагружают детали конструкции, возрастают вчетверо. Нелинейно – по квадрату оборотов. И когда 2,4-литровые «восьмерки» в Формуле 1 развивают максимальную мощность при 19500 мин-1, то силы инерции при такой частоте выше, чем при 6 тыс. оборотов, вовсе не в 3,25 раза. А в 3,25 х 3,25 = 10,5 раз! Внутреннее трение нарастает еще быстрее (от 6 до 19,5 тыс. раз в 35); к тому же ухудшается наполнение цилиндров топливовоздушной смесью – и крутящий момент неотвратимо падает. Поэтому у каждого двигателя есть точка перегиба на кривой мощности по частоте вращения вала. У каждого своя, но после точки перегиба мощность по оборотам уже не повышается, а наоборот – падает. Не говоря уже об опасности перекрутить мотор и разрушить его стремительно нарастающими силами инерции.

Есть и другой путь: увеличивать крутящий момент. Тут главный прием – наддув: прокачивайте через ваш моторчик вдвое больше воздуха (и соответственно горючего), и крутящий момент повысится, грубо говоря, в 2 раза – при тех же оборотах. И всего делов. Правда, нарастают тепловые нагрузки, возникают другие головные боли…

Теперь забудем про редукторы; вы нередко видите графики крутящего момента и мощности двигателей по оборотам – так называемая внешняя скоростная (внешняя – потому что при полном «газе», а скоростная – поскольку по скорости вращения вала) характеристика. Так вот, вам достаточно видеть одну из кривых – либо момента, либо мощности; все равно. Другая восстанавливается из первой – и наоборот. Их приводят обе просто для удобства, – чтобы вам не заниматься сложнейшими арифметическими расчетами.

мотор колесо с редуктором крутящий момент

Скоростная характеристика бензиновой «шестерки» GS450h: наибольший крутящий момент при 4800 мин-1, влево он уменьшается. А ниже 1000 оборотов лучше вообще не опускаться

То есть, связь между крутящим моментом, оборотами вала и мощностью двигателя однозначная – как между длиной основания треугольника, его высотой и площадью. Независимо от того, прямоугольный он, косоугольный и какого цвета.

мотор колесо с редуктором крутящий момент

Скоростная характеристика тягового э-мотора Lexus GS450h: наибольший крутящий момент при 0 оборотов!

И забавно, когда фирменный пресс-релиз прокалывается по простейшему правилу, – скажем, на web-сайте новоявленной калифорнийской компании DiMora Motorcar. По проекту ультра-люкс-седана Natalia, максимальная мощность 16-цилиндрового(!) мотора Volcano превышает 1200 л.с. Наибольший крутящий момент – 1220 Нм (900 футо-фунтов); однако тут не сходится. По сведениям от DiMora же, «отсечка» срабатывает на 6500 мин-1; значит, максимальная мощность достигается при 6000-6250. Но тогда наибольший момент ну никак не меньше 1400 Нм, а вернее все 1500. Арифметика: 2 х 2 = 4 и в солнечной Калифорнии.

Эластичность двигателя

Взгляните еще раз на кривую крутящего момента: она дает ключевую характеристику двигателя – его эластичность. Надо сказать, у автомобильных д.в.с. кривая неблагоприятная – то ли дело у газовой турбины, паровой машины, электромотора. Они выдают наибольший крутящий момент при низких оборотах – и даже при полной остановке вала. То есть, как лошадь: замедляют ход, напрягаются – и вытаскивают повозку. А попробуйте остановить вал ВАЗовской «четверки» или 12-цилиндрового двигателя Rolls-Royce – они попросту заглохнут.

График крутящего момента у обычного д.в.с. левее 1000 мин-1 обычно и не рисуют; он не способен работать на оборотах ниже «холостого хода». Тогда как у э–мотора кривая поднимается к 0 оборотов – примерно по гиперболе; исключительная эластичность. При увеличении нагрузки (крутой подъем и т.п.) э–мотор теряет обороты – и увеличивает крутящий момент; сопротивляется до упора! А д.в.с. при падении частоты вращения (ниже «пиковых» по крутящему моменту) сопротивляется все слабее – и в конце концов останавливается. Две большие разницы, как говорят в Одессе.

Отсюда, кстати, идея «гибридных» бензин-электрических силовых агрегатов: тяговый э–мотор принимает на себя нагрузку именно там, где д.в.с. беспомощен. На самых «низах»; а обычно автомобильный двигатель выдает наибольший крутящий момент где-то при промежуточных частотах вращения вала. Причем у «остро» настроенного мотора пик момента сдвинут к высоким оборотам, а при низких он тянет слабо. Тогда и говорят о выраженном «подхвате»; ничего тут хорошего нет.

Так что же все-таки важнее – крутящий момент или мощность? Ответ: разумеется, нужен крутящий момент – в широком диапазоне оборотов! В том числе и при самой высокой частоте вращения вала, – то есть, мощность.

Раздел 18. Редукторы и мотор-редукторы общего назначения

Редуктор – самостоятельная сборочная единица, соединяемая с электродвигателем и рабочей машиной муфтами или открытыми передачами.

Редуктор служит для уменьшения частоты вращения и увеличения крутящего момента. В корпусе размещены зубчатые или червячные передачи, неподвижно закрепленные на валы. Валы опираются на подшипники, размещенные в гнездах корпуса.

Тип редуктора определяется составом передач и положением осей вращения валов в пространстве. Для обозначения передач используют заглавные буквы русского алфавита по простому мнемоническому правилу: Ц – цилиндрическая, П – планетарная, К - коническая, Ч – червячная, Г – глобоидная, В – волновая. Количество одинаковых передач обозначается цифрой. Оси валов, расположенные в горизонтальной плоскости, не имеют обозначения. Если все валы расположены в одной вертикальной плоскости, то к обозначению типа добавляется индекс В. Если ось быстроходного вала вертикальна, то добавляется индекс Б, а к тихоходному соответственно – Т.

Мотор – редукторы обозначаются добавлением спереди буквы М. Например, МЦ2СВ означает мотор – редуктор с двухступенчатой соосной цилиндрической передачей, где горизонтальные оси вращения валов расположены в одной вертикальной плоскости, здесь В не индекс, поэтому пишется рядом с заглавной буквой.

Обозначение типоразмера редуктора складывается из его типа и главного параметра его тихоходной ступени. Для   цилиндрической, червячной глобоидной передачи главным параметром является межосевое расстояние; планетарной – радиус водила, конической – диаметр основания делительного конуса колеса, волновой – внутренний посадочный диаметр гибкого колеса в недеформированном состоянии.

Под исполнением принимают передаточное число редуктора, вариант сборки и формы концов валов.

Вариант сборки цилиндрических редукторов и формы концов валов по ГОСТ 20373-74; червячных редукторов – по ТУ 2.056.218-83, а коническо – цилиндрических редукторов – ГОСТ 20373-80.

Основная энергетическая характеристика редуктора – номинальный момент Т Н. представляющий собой допустимый крутящий момент на его тихоходном валу.

Новые редукторы имеют гладкие основания корпусов с утопленными лапами, а крышки имеют горизонтальные поверхности верхних частей, служащие технологическими базами (рис.1).

Корпуса редукторов новой конструкции имеют следующие преимущества:

1. Увеличен объем масла, что увеличивает срок его годности.

2. Возможность исключения фланцев, как основного источника неплоскостности.

3. Большая жесткость основания и податливая крышка корпуса, что улучшает виброакустические свойства.

4. Меньшее коробление при старении, что исключает течь масла;

5. Уменьшение отказов примерно на 30% из-за повышенной прочности утопленных лап.

6. Упрощение дренажирования накопленного масла от разбрызгивания из подшипниковых узлов.

7. Возможность повышения точности расположения осей валов.

8. Простота наружной обработки.

9. Отсутствие цековки под головки стяжных винтов корпуса с основанием.

10. Обеспечение требования технической эстетики.

Показатели качества редукторов, мотор – редукторов и вариаторов

Для многоступенчатых редукторов и мотор-редукторов показателями назначения являются межосевое расстояние и радиус расположения осей сателлитов и задают их по величине выходной ступени с обозначением   и R т .

Источники:
www.e-bike.com.ua, electrobike.com.ua, autokadabra.ru, www.prikladmeh.ru

Следующие статьи:


26 июня 2019 года

Комментариев пока нет!
Ваше имя *
Ваш Email *

Сумма цифр справа: код подтверждения

Популярное:

  • Не работает детский электромобиль причины (49)
  • Электромобили детские схемы электрические (35)
  • Схема детского электромобиля с двумя двигателями (26)
  • Не заряжается электромобиль детский причины (23)
  • Схема подключения детского электромобиля (22)
  • Какой аккумулятор можно поставить на детский электромобиль (20)

  • Надавно добавленные материалы:

    Bmw x5 детский электромобиль

    Лицензионный детский электромобиль M 2762 (MP4) EBR-1 BMW X5, белый - оборудован встроенным планшетом, также есть разъёмы для подключения внешних устройств, что делает

    Читать далее

    Детский электромобиль bmw z4

    Доставка в Мариуполь из другого городаДетский электромобиль BMW Z4 белый, Rastar (?81800/1) В этой детской версии элитного автомобиля все, как

    Читать далее

    Bmw x6 jj258 электромобиль

    Детский электромобиль JJ 258 R-1 джип BMW X6 белый - дизайн этого превосходного детского электромобиля сделан в стиле джипа компании

    Читать далее

    Детские электромобили bmw x6

    Детский электромобиль M 0569 BMW X6 кабриолет на радиоуправлении Детский электромобиль M 0569 BMW X6 кабриолет предназначен для детей от 2-до 8

    Читать далее

    Детский электромобиль bmw х6

    Также у нас вы можете приобрести запасной редуктор для электромобиля BMW x6 JJ 258 - редуктор

    Читать далее

    Детский аккумуляторный электромобиль bmw

    Каталог детских электромобилей BMW находится по адресу – http://hybroid.ru/kidselectriccars/bmwДетские электромобили с аккумуляторной батареей вряд ли можно назвать детской игрушкой. Это скорее

    Читать далее

    Детский электромобиль джип bmw

    Детский электромобиль JJ 258 R-4 джип BMW X6 синий - детский электромобиль имеет обтекаемый корпус с изящными изгибами, яркие

    Читать далее