电动三轮车爬坡挡是什么工作原理?你怎么看?
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所谓的电动三轮车爬坡器,就是低速档位。依靠纯机械减速达到爬坡的目的,并不是通过增加发动机功率来实现。电动车控制器都带有限流保护功能,限流可以保护电机不被烧毁、也可以保护电路不被烧坏、电瓶也不会过放电。但是如果通过提高限流功能来实现爬坡是不可行的,提高保护电流可以在极端的情况下提高电动机功率但是会缩短电动机寿命。因此电动三轮车的爬坡档位是通过机械降速来完成的。
上图是带减速的三轮车后桥内部图。可以看到这就是一个三轴的减速箱,一轴是高速轴,差速电机齿直接传动一轴大齿轮,一轴下端还有一个小齿轮,小齿轮与二轴大齿轮啮合,二轴上的两个齿轮与二轴是浮动的,与一轴上的固定齿轮完全不同。因为需要换档,所以二轴两个齿轮必须是浮动的,这样的结构最为简单,也是这类变速箱只有两个档位而没有更多档位的原因。
上图可以看得更清楚一些,小一点的就是一轴,齿轮是与轴是一体式。大一点的就是二轴,二轴上面
只有最小的齿轮是固定在轴上面的,其他两个齿轮就是高低档位切换用的。剩余的两个齿轮通过拨叉可以分别实现与二轴相连,拨叉上有连轴叉,可以选择大齿轮或者小齿轮与二轴啮合。
高低档杆控制一根拉线,拉线控制拨叉。因为拨叉没有定位装置,所以拉线需要额外定位。当档杆拨到低速档位时,二轴的大齿轮与一轴的小齿轮啮合,二轴的小齿轮传动差速器。此时二轴的中号齿轮在二轴上空转,转速超过大齿轮。这就是三轮车爬坡档位的构造原理。
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电动三轮爬坡档有两种,一种是按钮控制的,一种是机械控制的。两种结构的原理有巨大的差别。
按钮控制的:没有放大扭矩的作用
这种按钮式的档位在电动两轮、三轮车上都很常见,其原理其实很简单,就是分段限制电动机功率而已。
比如你选择爬坡档位,那么油门拧到底电动机也就输出60%的动力,选择经济档位,油门拧到底电动机能输出80%的动力。选择超车档位,油门拧到底电动机能输出100%的动力。
有些电动车上会用1、2、3档位来显示,虽然显示方式不同,但原理都是一样的,1档就相当于爬坡档位,2档就相当于经济档位,3档相当于超车档位。
看到这里估计有人会觉得奇怪了:爬坡时需要更多的动力,为什么挂入爬坡档位后电动机输出功率反而被限制了呢?其实这样做的目的有两个:一个是让起步更平稳,另一个是爬坡时保护电瓶。
因为电动机的扭矩很大,有些人在起步时把握不准油门的力度,容易拧多,这就会导致起步时电动车猛然往前窜,不仅不安全还影响舒适性。而用1档限制一下电机的动力就可以让起步更平稳。
另外在爬坡的时候电动车的阻力会成倍增加,电动机就需要更大的工作电流,这就导致电瓶要持续大电流放电,这会缩短电瓶的寿命而且使电量消耗速度增加。而使用爬坡档位后电动机的功率被限制了,就算你把油门拧到底电动机也不会用尽全力去爬坡,这样就强制降低了电瓶的放电电流,相当于牺牲了爬坡性能来换取电瓶的寿命和续航里程。
这种按钮式的档位在很多电动车上都能见到,属于最简单的结构。而且这种低速挡并不能提高动力,反而会降低动力。但是在起步、爬坡时使用的话可以延长电瓶寿命。这种档位在行驶中可以直接切换,不需要停车。
2、第二种:机械式爬坡档,可以提高扭矩
这种低速挡主要出现在带货斗的三轮车上,因为这种三轮车主要是载货用的,这就要考虑动力问题了。特别是拉了很多货爬坡的时候就要想办法提高动力,不然可能爬不动坡。
这种爬坡档相当于给电机装了一个变速箱,这个变速箱有两个档位,一个是正常档位,主要是空车或者平路上使用。另一个是低速档,挂入低速挡后里面的减速齿轮参与工作,可以放大电机扭矩提高车轮扭矩增加爬坡能力。
由于这种高低速是通过改变齿轮传动比实现的,所以在切换档位时应该停车,如果在行驶中直接切换的话可能会出现打齿的情况。
°ˇ电动三轮车爬坡挡是什么工作原理?你怎么看?
我骑的长途代步工具,就是一辆双排座带轿厢的电动三轮车。买新车的时候,就没有要车上的铅酸电池。自己从广东邮购了一组十七串150安时的宁德时代三元锂电池,配了一个五十安的保护板,给60V一千瓦的电机供电。平路空载行驶一百多公里,没有任何的问题。
每年春天,我都会骑着这辆电动三轮车,去省农科院经济作物研究所。找那里的专家和研究员们,拉谷子原种。以及拉谷子专用的除草剂、拌种剂、防治谷子钻心虫的药剂。还有省农科院姚建民研究员发明的渗水地膜。去的时候是空车,走的是下坡路和平路。回来的时候,越靠近目的地,坡就越陡峭。有个别路段,能达到十几度甚至是二十多度的坡。拉上三百多斤东西,一千瓦的电机就快走不动了。
这就得找个相对平缓的地方,踩住刹车。把档位换到低速档上。在把转把加到一定角度后,松开刹车(我为了爬陡坡不溜车,把刹车断电开关的线拆开了)。三轮车就缓缓起动了。通过加装的数字电流表显示,在重载爬陡坡时,一千瓦60V的三轮车电机,电流远比标称值十七安要大很多。最多能够达到二十九安以上。要是不换低档,堵转时的电流能达到三十多安。
我以前修过摩托车。知道三轮车这种高低档转换的工作原理。其实质就是降低了传动比,使得牵引力大为增加。从物理公式上看,就是N=FV。N就是电机的功率,F就是克服外界阻力的牵引力。V就是行驶的速度。
由公式可以看出,在功率不变的情况下(实际上,电机的功率是会变化的。后面补叙),行驶的速度V越慢,牵引力F就越大。具体到电动三轮车的低速档上,就是用传送动力的小齿轮,去带动负载大齿轮。用牺牲的速度,换取牵引力的增加。
如果在水平路面上,电动三轮车的高档位,就是用齿数较多、直径较大的动力传输齿轮,去带动负载齿轮。以较小的传动比,去提升速度。
这种爬坡档,是真正的低档。它和电动三轮车上那种通过控制转把霍尔的供电电压,而产生低速、中速、高速的三档变速,原理完全不同。最核心的区别,就是机械高低档,可以在高低档两种状态下,电机都能发挥最大的功率。而电子三档则不同。只有在高速档时,电机才能发挥最大的功率。其他的两个档位,是通过限制电机的工作电流,让它吃不饱,才降低了车速的。
在电动三轮车重载爬陡坡时,一千瓦的电机实际上输出的功率,要远大于标称值的。经过估算,能达到1700W左右的样子。通过控制器的实际电流,远大于标称值17A(以60V1000W电机为例)。换为低档后,电机的发热大为减轻,转速也比不换档之前硬爬坡要高的多。控制器发热也会下降。都有助于输出功率的提升。
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电动三轮车爬坡档的是一种加力驱动的,必须把它的变速拉杆按下后,它的齿轮咬合齿轮增强扭矩,强力驱动车辆前进。虽然速度减下来,但是比较有劲,为的就是爬坡,或者是坑洼不平的路段加力很轻松出去。但是这个操作必须是要停稳车辆,才能转换低速加力档,否则会容易把齿轮打坏,是有更换差速包里面的差速器才能正常使用。
爬坡档也就是加力低速档,工作原理很简单,为的就是通过一些特殊路段
三轮车的加力低速档,其实工作原理很简单。车辆在行驶的时候,一定要记住不要变化低速档,必须要等到车速降下来,停稳以后再转换低速档,这样操作才属正常,否则三轮车齿轮会容易被打坏。
那是在6月份,有一天因为菜市场的摊主推了一两次,三轮车算是在骑行中听讲咔咔几声,电动车只能肯动不能正常走,是什么原因?我经过询问你是不是在执行的路段,把低速挡快速拉下去。他说有这个操作动作,也不知道是什么原因。
这部分情况不用说,明显是差速包里面的齿轮被打坏。不能正常咬合带动棒轴后轮正常用管,驱动三轮车前进。
向下推一下低速挡,就会让拉绳把差速包里面的又卡条转换推动齿轮为低速动力档。电机的驱动会推动变换,大齿轮更有劲增强爬坡扭矩让车辆在低洼不平的路段有力前行。
行驶中变加力档,把小齿轮已经打坏
带负变速的电动三轮车怎样操作才能正常运行,少出现这种打坏的情况带负变速的三轮车,也就是最近几年推出的比较多,也是受到一些使用三轮车顾客的喜爱。在刚开始电动三轮车上市的时候都是不带负变速的,变档高速只是让车辆能够高低速行驶,没有加力负变速,增强爬坡力度的这个功能。
就这样的车辆在现在平坦的路面或者乡村使用,有一些人都不常使用这个负变速功能,有些人还不明白使用的一些操作规则。
就有一个顾客在城区菜市场,开蔬菜配送店,他店的车辆有四五个,就有两辆是带负变速的。停放在那有些人和小孩随意推拉把负变速档推下去就成了低速,在行驶中工作人员不懂得操作原理,在行驶中把高速档提起来一下就把差速包的车轮打坏不能行走。需要我更换掉以后,告诉他这个简易的操作方法,他们才正确使用。
在后来维修中,我发现他把那个拉杆拆卸掉,不再使用,为了在行驶中又故意拉推负变速把齿轮打掉。
总结电动三轮车的负变速爬坡档,只是起到一个增强齿轮驱动扭矩。在行驶中操作要正确,把车辆速度降下来,停稳以后再推爬坡档加力前进。一般在平坦的路段或者城区骑行,就一直挂着是高速档,不用随意去变化负变速的档位。
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电动三轮的工作原理跟两轮一样,只是在原有的基础上,加大了电压,传动
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