• 當前位置： 首頁 - 行業新聞 > 汽車用小型電機的應用狀況

  隨著電子技術廣泛應用于汽車，小型電機在汽車上的應用會更加寬廣，電機的應用數量也隨之增加。作為汽車電器設備的小型電動機及執行元件，使用量每年增長較快，汽車已成為小型電動機的一大應用領域。 汽車用小型電動機概況 隨著汽車用小型電動機需求量的不斷增長，電動機的技術也在不斷進步。汽車用于小型電動機需求量迅速增長的原因有如下幾方面： ●大量采用新機構、新設備 ●汽車部件動力化、自動化 ●一些新系統設計改用電動機驅動。 小型電機在汽車上的電機驅動主要分布于汽車的發動機、底盤、車身三大部位及附件中。一是汽車發動機部件上的應用：主要是在汽車起動機、電噴控制系統、散熱器及發電機中的應用。這些部件中須應用多臺直流電動機和步進電機。二是汽車底盤車架上的應用：主要是在汽車電子懸架控制系統、電動助力轉向裝置、汽車穩定性控制系統、汽車巡航控制系統、防抱制動系統及驅動力控制系統的應用。其中廣泛應用的是永磁式直流電動機或永磁式步進電動機。三是汽車車身部件上的應用：主要是在中央門鎖裝置、電動后視鏡、自動升降天線、電動天窗、自動前照燈、電動座椅等的應用。其中普遍應用永磁式直流電動機和永磁式步進電動機。 隨著電子技術廣泛應用于汽車，小型電機在汽車上的應用會更加寬廣，如信息系統、導航系統、汽車音響、電視娛樂系統、車載通信系統，電機的應用數量也隨之增加。 另外，對于電動汽車混合動力汽車，其動力系統均需要使用電動機。 小型電動機的典型應用實例 ●刮水器用電動機 汽車車窗刮水器電動機是在直流勵磁電動機上安裝減速齒輪機構而制成的，屬于一種高效的齒輪電動機。普通刮水器電動機具有以下功能： a.高低速的速度控制功能； b.在任意位置上電源切斷時刮水器的回位功能； c.間歇功能，并可根據雨量情況，控制間歇時間，現正在向自動化方向發展。 刮水器電動機應具備穩定性好，小型、輕量，耗電少，電磁噪聲小，可靠性高，壽命長及成本低廉的特點。 隨著汽車風窗玻璃趨向大型化，刮水器刮水片的擦拭面積加大。因此，刮水器用電動機的另一顯著的發展動向是提高轉矩。 為適應汽車高性能化的要求及電氣技術的發展，汽車刮水器用電動機技術有了進一步的完善。例如，刮水器電動機的減速齒輪部分，以往采用一個蝸桿和滾動齒輪嚙合的蝸桿一級減速機構。該機構由于齒輪壓力角等因素，對電樞軸端部及軸承的滑動部分分別產生作用力，導致不必要的能量損失。而現在是在電樞軸上設置旋轉方向不同的兩個蝸桿，分別和滾動齒輪嚙合，組成二級減速機構。由此，可使齒輪的機械效率提高 25％；同時實現機構的小型化，質量比減少 20％，而轉矩增加 25％。 ●調壓式刮水器臂用電機 為適應汽車運行帶度的提高，防止高速行車時刮水器的刮水片（弧刷）上浮（離開前窗玻璃），應調高刮水器臂的壓力；另外，為防止刮水片故障，確保其工作可靠性及壽命，刮水臂壓力不宜太高。因此，日本部分新車上安裝了根據車速控制刮水臂壓力的裝置。該裝置在刮水器臂中安裝一微型齒輪傳動電機，并有進給絲杠、螺桿、彈簧等裝置，通過改變彈簧力作用方向調節刮水器臂壓，即在車速高時，適當加臂壓；車速低時，降低臂壓。 ●起動電動機 起動電動機也在向小型化、輕量化方向發展，同時，電動機與各種控制回路組成的系統日益增多，要求電動機控制電路進一步簡化、改進。例如可把電路安裝在電動機構內，以便減少干擾產生的噪聲。為防止汽車的電器配線龐大、復雜，采用多重通信方式，使結構進一步緊湊、小型化。為了提高起動電動機性能，改進了行星齒輪機構的起動電動機的電磁回路。例如使電樞雙繞組化；電樞半封閉化及采用永久磁鐵等。 ●電動速度表用電動機 電動速度表可以減少駕駛室內的噪聲。電動速度表采用步進電動機，由變速器輸出與車速成正比的脈沖，根據脈沖信號驅動累計計數器，從而顯示出車速。 ●座椅自動調節用電動機 為了將駕駛員的操作姿勢調整到最佳位置和狀態，可用電動機前后、左右、上下方向調整駕駛員座位。而電動座椅靠背的后仰，頂部托架的調節也需要采用電動機驅動，并由微處理器按指令進行控制。 為在座椅與地板之間安裝電動機，可采用輕薄、短小的 Dc 電動機。該電動機具有低速、高轉矩和低噪聲的特點。為使電動機免被燒損，在電動機內設置電流斷路器；在輸出軸采用電纜接頭形式，以便與減速系統連接。 ●前照燈矯正裝置用電動機 在夜間行車時，由于行駛中的車輛姿態隨路面而不斷變化，前照燈發出的強光影響對方車輛駕駛人員的視野。因此，在前照燈上設置上下光軸調整部件，用小型磁鐵電動機及傳動機構驅動，使駕駛員視線更好，確保夜間安全行車。 ●轉向聯動霧燈用電動機 轉向聯動霧燈是一種可連續地改變霧燈照射角的裝置。該裝置由電動機驅動，根據轉向傳感器產生的電信號，利用調節器將電信號變換為脈沖信號，再通過齒輪連桿裝置轉動燈的副反射鏡來控制副光軸。 ●怠速控制用步進電機 步進電機與怠速控制閥制成一體，裝進發動機進氣總管內，電機可順轉或反轉，使閥芯作軸向移動，改變閥芯與閥座之間的間隙，可調節氣門旁通空氣道的空氣量。 ●空氣懸架系統用步進電機 在主動式空氣懸架系統，步進電機裝在各個空氣懸架氣動缸的上部。通過齒輪驅動減振器回轉閥控制桿和空氣閥控制桿，改變阻尼孔開閉的數量和空氣閥芯的角度，從而調節減振器阻尼和懸架的剛度。 ●巡航控制系統用電機 電機式的巡航控制執行器中一般使用永磁可逆式伺服電動機，在巡航控制 ECU 的指令下，隨時驅動節氣門，達到車輛動態恒速的目的，調速伺服電機還用于加速和減速的調整。 ●油泵用電機 電控發動機燃油泵、ABS 用油泵、驅動防滑（ASR）系統油泵、電動動力轉向油泵等都要用電機驅動。 ●空調控制 空調的散熱風扇電機、鼓風機和各風門控制等都需要多臺電機驅動。 汽車用小型電動機的發展動向 汽車用小型電動機研究的主要技術問題是降低成本、節省電力、提高性能；進一步降低噪聲等級，尤其要減少電磁噪聲；電動機小型化、無刷化；開發輕薄短小的精密電機；采用微機控制等。 國內外廠家通過采用新的設計技術、精密加工技術、電子技術、引進新材料和新工藝，相繼開發汽車用小型、精密電動機，其技術新動向主要有以下幾方面： ●采用優化設計 為加快小型電動機的更新換代，縮短小型電動機從設計到生產的時間，使試制和實驗合理化，國內外積極采用了計算機輔助設計。采用優質硅鋼片，經過優化設計，使電動機取得了節電效果。美國布萊克-德克爾公司推出的 M-73 電動機，采用計算機輔助設計激磁繞組的鐵芯疊片與通風系統，使電動機功率提高 35％ ；通過電動機的優化設計，改進了對電動機磁路和鐵芯沖片，使電動機外徑尺寸減小 23％，節電 20％，比利時一廠家利用有限元法，并通過計算機輔助設計，使電動機內部冷卻得到優化，降低了轉子溫升，并使其繞組得到好的絕緣和浸漬，從而使電動機噪聲降低 8 dB，效率達到 97.7％。 ●開發高性能磁鋼 大力開發高性能稀土類磁鋼，是進一步提高汽車用小型電動機性能指標的重要途徑。一些物美價廉的鐵氧體磁鋼也為小型電動機提供了良好的永磁材料。 目前用釹鐵硼起動機、釹鐵硼磁鋼的步進電動機，可使其同步轉矩提高 30％~40％，轉矩 / 慣性之比提高 30％~35％。 ●改進電動機結構 改進小型電動機的結構，謀求減少零部件的數量及電動機外形尺寸，也是各廠家深入探索的課題。如日本東芝公司就曾率先將逆變器與電動機合為一體，其措施如下：減少控制回路的元件使之高度集成化；采用冷卻風扇縮小散熱片等。從而，使逆變器體積縮小 50％，變得更緊湊；由于逆變器與電動機整體化，安裝方便，且噪聲低。 國外開發的一種電動機采用外轉子結構，將定子裝配在空心的外轉子內，日本神鋼電機公司將離合器、制動器以及減速器與電動機組合成一體。該電機產品結構緊湊，具有復合功能，適用于用作轉向系統的電子控置裝置的驅動電機。 ●無刷化 直流電動機效率高，而且控制性能優異，多用來控制速度和位置。但是由于電刷與整流子之間有滑動接觸，從而產生磨損及電磁噪聲。各國相繼開發用電子換向代替換向器與電刷電動機，質量輕，體積小，可靠性高，壽命高達1萬小時以上。同時，它又可以和集成化的控制回路構成一體，具有高效率、高精度的優點。 ●采用微機控制 小型電動機的發展依賴于電子技術相結合的緊密程度。引進微機控制可減少電動機控制電路的體積并進一步提高其性能，節省安裝費用。隨著汽車機電一體化技術和汽車電子技術的發展，這類電動機將在汽車上發揮更大作用。 可以預期，新一代汽車用小型電動機通過引進新工藝、新材料，并與微電子技術相結合，也大幅度提高汽車電氣裝備及整車的各項性能指標。