電動(dòng)車(chē)維修技巧第六章輪轂

1、第六章 輪轂第一節(jié)電動(dòng)自行車(chē)電動(dòng)機(jī)一、電動(dòng)自行車(chē)電動(dòng)機(jī)功率：電動(dòng)自行車(chē)電動(dòng)機(jī)根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)騎行狀態(tài)，參考一些外界環(huán)境因素而 確定其功率。一般在以20KM/h的速度恒速在平坦道路情況下，標(biāo)準(zhǔn) 載重75Kg，無(wú)風(fēng)的條件下，電動(dòng)機(jī)額定輸出功率在 110W左右，考 慮有弱風(fēng)，一定的坡度等環(huán)境因素，使用中給電動(dòng)機(jī)一定的功率余量， 電動(dòng)自行車(chē)電動(dòng)機(jī)的功率一般選定在150W180W，最高不得超過(guò)240W。、電動(dòng)自行車(chē)常用電動(dòng)機(jī)比較電動(dòng)機(jī)種類(lèi)7項(xiàng)目無(wú)刷電動(dòng)機(jī)1 咼速有刷電動(dòng) 機(jī)低速有刷電動(dòng) 機(jī)性 能效率高低中:功率密度中高低換向火花無(wú)大小壽命長(zhǎng)短中:振動(dòng)中中小噪聲小大中:電磁干擾無(wú)大中啟動(dòng)加速良優(yōu)差過(guò)載能力中大小:

2、溫升（繞組）中高低磁體溫度（退磁可能 性）低高高:可靠性高低中經(jīng) 濟(jì) 性:結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單復(fù)雜復(fù)雜工藝簡(jiǎn)單復(fù)雜復(fù)雜材料消耗中：中多成本10.75+0.51.3運(yùn)行費(fèi)用11.51.2維 護(hù)維護(hù)不需要定期定期（間隔長(zhǎng)一 些）維 修 性維修性易難中維修技術(shù)簡(jiǎn)單復(fù)雜中維修費(fèi)用低高中環(huán)境適用性強(qiáng)有選擇有選擇體積重量10.80.91.11.3三、控制器比較無(wú)刷咼速有刷低速有刷復(fù)雜性較復(fù)雜簡(jiǎn)單簡(jiǎn)單可靠性中高高維修性較復(fù)雜簡(jiǎn)單:簡(jiǎn)單直接成本6070 元2030元2030元表中采用相對(duì)定性比較，而不是定量比較，相互比較的前提是:功率、轉(zhuǎn)速相同，使用同等材料。第二節(jié)有刷高速電動(dòng)機(jī)電動(dòng)自行車(chē)由車(chē)體部件和電氣部件構(gòu)成， 電氣

3、部件主要包括蓄電 池，電動(dòng)機(jī)控制器和充電器四大部件， 電動(dòng)機(jī)和控制器是電氣部件中 最重要的配件。電動(dòng)自行車(chē)所使用的電動(dòng)機(jī)絕大多數(shù)是直流稀土永磁 電動(dòng)機(jī)。直流電動(dòng)機(jī)根據(jù)結(jié)構(gòu)分為有刷直流電動(dòng)機(jī)和無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī) 兩大類(lèi)。有刷直流電動(dòng)機(jī)基本原理與傳統(tǒng)直流電動(dòng)機(jī)相同，主要包括由鐵芯和線(xiàn)圈繞組及整流子換向器構(gòu)成的電樞、 由稀土永磁磁鋼構(gòu)成的定 子組成，基本結(jié)構(gòu)如圖61。采用直流有刷電動(dòng)機(jī)所構(gòu)成的輪轂，根 據(jù)使用的電動(dòng)機(jī)又分為直流有刷高速電動(dòng)機(jī)和齒輪減速機(jī)構(gòu)組成的 有刷有齒輪轂和有刷低速直接驅(qū)動(dòng)的有刷無(wú)齒輪轂。有刷有齒輪轂根據(jù)所使用高速電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)不同，又分為印制電動(dòng)機(jī)和盤(pán)式電動(dòng)機(jī)。一、印制電動(dòng)機(jī)輪轂上世紀(jì)九

4、十年代，電動(dòng)自行車(chē)市場(chǎng)逐漸發(fā)展壯大，在發(fā)展初期， 電動(dòng)自行車(chē)研究開(kāi)發(fā)時(shí)采用已經(jīng)比較成熟的技術(shù)， 印制電動(dòng)機(jī)就是其 中之一。印制電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子體積薄，無(wú)鐵芯，質(zhì)量輕，慣性小，是為工 業(yè)領(lǐng)域中伺服機(jī)構(gòu)而設(shè)計(jì)的， 其設(shè)計(jì)技術(shù)和電動(dòng)機(jī)制造設(shè)備多為成套 引進(jìn)的。印制電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)如圖 611，由扇形磁鋼、印刷線(xiàn)圈等構(gòu)成。轉(zhuǎn) 子由線(xiàn)圈和環(huán)氧樹(shù)酯壓制而成圓片， 不含轉(zhuǎn)子鐵芯， 徑向分布的由樹(shù) 脂固定的線(xiàn)圈絕大多數(shù)是有效邊； 扇形磁鋼也與傳統(tǒng)直流電動(dòng)機(jī)放置 不同，沿徑向水平均布在電動(dòng)機(jī)一側(cè)導(dǎo)磁軟鐵側(cè)壁上， 與另一側(cè)由導(dǎo) 磁軟鐵構(gòu)成的側(cè)壁形成軸向磁場(chǎng)，而不是傳統(tǒng)直流電動(dòng)機(jī)的徑向磁 場(chǎng)，壓制成形非常薄的轉(zhuǎn)子圓片安置于軸向

5、磁場(chǎng)中。印制電動(dòng)機(jī)是電動(dòng)自行車(chē)發(fā)展初期， 從國(guó)外引進(jìn)的技術(shù)和設(shè)備制 造的，具有技術(shù)成熟，體積小，重量輕等優(yōu)點(diǎn)。由于印制電動(dòng)機(jī)不是 專(zhuān)為電動(dòng)自行車(chē)設(shè)計(jì)的， 而是作為伺服電動(dòng)機(jī)作其它用途， 電動(dòng)自行 車(chē)是借用其已經(jīng)成熟的技術(shù)而引入到電動(dòng)自行車(chē)領(lǐng)域中， 因此還有不 足之處，其結(jié)構(gòu)緊湊，制造工藝復(fù)雜，裝配要求精度高，維修技術(shù)要 求高等，后被盤(pán)式電動(dòng)機(jī)取代。 。二、盤(pán)式電動(dòng)機(jī)輪轂盤(pán)式電動(dòng)機(jī)為傳統(tǒng)電動(dòng)機(jī)在電動(dòng)自行車(chē)上最直接應(yīng)用， 只是因電 動(dòng)自行車(chē)結(jié)構(gòu)使其外形和安裝尺寸受到限制， 變成扁平狀， 為適應(yīng)車(chē) 架尺寸要求電樞軸向縮短。 這樣線(xiàn)圈繞組有效邊長(zhǎng)減少， 為使電動(dòng)機(jī) 功率不減，增加線(xiàn)圈匝數(shù)； 換向器由傳

6、統(tǒng)電動(dòng)機(jī)軸向安裝改為徑向安裝。定子外殼內(nèi)壁粘貼稀土永磁磁鋼，形成定子勵(lì)磁磁場(chǎng)。盤(pán)式電動(dòng)機(jī)是專(zhuān)為電動(dòng)自行車(chē)車(chē)身設(shè)計(jì)制造的， 它是從電動(dòng)自行 車(chē)應(yīng)用角度出發(fā)而設(shè)計(jì)的一種驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)， 與印制電動(dòng)機(jī)相比較， 具 有設(shè)計(jì)安裝方便， 制造工藝簡(jiǎn)單， 同時(shí)延長(zhǎng)了換向器和碳刷的使用壽 命，提高了電動(dòng)機(jī)效率，維修技術(shù)要求低等優(yōu)點(diǎn)。由于轉(zhuǎn)子電樞中有 鐵芯，線(xiàn)圈繞組匝數(shù)多，使得電動(dòng)機(jī)體積增大，重量增加。一般高速電動(dòng)機(jī)采用兩級(jí)減速機(jī)構(gòu)， 其中行星齒輪減速機(jī)構(gòu)最合 理，齒輪受力均勻，傳動(dòng)穩(wěn)定，故障率低。第三節(jié) 低速有刷無(wú)齒電動(dòng)機(jī)有刷無(wú)齒電動(dòng)輪轂采用低速電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)， 電動(dòng)機(jī)由內(nèi)定子磁 鋼和電樞外轉(zhuǎn)子構(gòu)成。在電動(dòng)機(jī)中間

7、導(dǎo)磁鋼圈固定在軸上， 導(dǎo)磁鋼圈外壁粘貼有稀土磁 鋼，構(gòu)成定子；外轉(zhuǎn)子由鐵芯、線(xiàn)圈及換向器等構(gòu)成。有刷無(wú)齒輪轂 電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)，轉(zhuǎn)速低（610mm輪轉(zhuǎn)速為175r/min）,必須使用多 極電動(dòng)機(jī)以降低轉(zhuǎn)速，這使得電動(dòng)機(jī)體積加大，才能安排下 4856 槽，為提高電動(dòng)機(jī)效率，應(yīng)用較多稀土永磁體、硅鋼片和鋼材。低速有刷電動(dòng)機(jī)定子一般采用 10 片以上永磁體粘貼在導(dǎo)磁鋼圈 上，中間為碳刷架，安裝固定碳刷，使碳碳與換向器接觸并保持一定 壓力。低速電動(dòng)機(jī)由與輪轂電動(dòng)機(jī)外殼固定一體的外轉(zhuǎn)子鐵芯、 電樞線(xiàn) 圈和換向等器構(gòu)成。電動(dòng)機(jī)外殼外緣有輔條孔，安裝輔條用，機(jī)殼加 不得用于商業(yè)用途熱膨脹后裝入轉(zhuǎn)子鐵芯， 機(jī)殼

8、與鐵芯緊配合構(gòu)成一體， 轉(zhuǎn)子鐵芯內(nèi)壁 沖槽，槽內(nèi)下有轉(zhuǎn)子線(xiàn)圈。 每組轉(zhuǎn)子線(xiàn)圈頭尾接在換向器上，通過(guò)換 向器，保證定子磁場(chǎng)和電樞繞組通電后產(chǎn)生的反應(yīng)磁場(chǎng)在電動(dòng)機(jī)運(yùn)行 中始終保持垂直，轉(zhuǎn)子獲得最大轉(zhuǎn)矩而不停地運(yùn)轉(zhuǎn)下去。與有刷高速電動(dòng)機(jī)構(gòu)成輪轂相比， 電動(dòng)自行車(chē)采用低速有刷直流 電動(dòng)機(jī)省去了齒輪減速器，降低了輪轂振動(dòng)和噪聲，起動(dòng)加速平穩(wěn)； 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速低，換向器和碳刷磨損減小，電動(dòng)機(jī)維修保養(yǎng)周期延長(zhǎng)； 沒(méi)有齒輪減速器，機(jī)械齒輪磨損等故障沒(méi)有了，使輪轂結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化；但 是低速有刷直流電動(dòng)機(jī)效率較低， 為提高效率， 應(yīng)用了較多稀土永久 磁鋼、硅鋼片和銅材， ，制造成本增加，相應(yīng)電動(dòng)機(jī)的體積變大，重 量變重。第

9、四節(jié) 無(wú) 刷 電 機(jī) 輪 轂由無(wú)刷電動(dòng)機(jī)構(gòu)成的輪轂與有刷電動(dòng)機(jī)相比， 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)結(jié)， 工作可 靠，除軸承需更換外，基本達(dá)到免維護(hù)目的。電動(dòng)自行車(chē)無(wú)刷電動(dòng)機(jī) 輪轂由外轉(zhuǎn)子磁鋼，和由三相線(xiàn)圈、繞組和鐵芯、三只三相位置傳感 器等構(gòu)成內(nèi)定子，外殼，端蓋等構(gòu)成。1、 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子輪轂由端蓋、 軸承、外殼等構(gòu)成，是無(wú)刷電動(dòng)機(jī)輪轂可轉(zhuǎn)動(dòng) 部件，外殼內(nèi)裝導(dǎo)磁鋼圈， 鋼圈子內(nèi)壁粘貼稀土永久磁鋼組成轉(zhuǎn)子磁 場(chǎng)。見(jiàn)圖 6-4-1。2、 定子無(wú)刷電動(dòng)機(jī)定子由電動(dòng)機(jī)軸，鑄鋁支架、定子鐵芯、定子線(xiàn)圈、 霍爾元件、傳感器等構(gòu)成，結(jié)構(gòu)圖見(jiàn)圖 6-4-2。無(wú)刷電動(dòng)機(jī)軸由圓鋼車(chē)制， 一端在軸中心鉆有深孔， 電動(dòng)機(jī)引線(xiàn) 從中引到輪轂外，

10、電動(dòng)機(jī)軸固在車(chē)架上支撐整個(gè)電動(dòng)輪轂， 軸兩端有 鑲嵌軸承的臺(tái)階， 通過(guò)軸承支持輪轂端蓋和外殼， 保證可動(dòng)部件轉(zhuǎn)動(dòng) 靈活。電動(dòng)機(jī)軸中間是鑄鋁支架，它既支撐定子鐵芯，又能減輕，定子 重量，減少電動(dòng)輪轂質(zhì)量。定子鐵芯由硅鋼片沖壓成形， 多片疊加組成。 采用多層硅鋼片組 成鐵芯，降低電動(dòng)機(jī)鐵損，損高電動(dòng)機(jī)效率，鐵芯外緣開(kāi)槽，槽內(nèi)嵌 有三相線(xiàn)圈。一般在三相線(xiàn)圈起始端槽口， 粘貼有霍爾元件， 構(gòu)成位置傳感器。 有的無(wú)刷電動(dòng)機(jī)位置傳感器安裝在一絕緣座上， 與之對(duì)應(yīng)在電動(dòng)機(jī)端 蓋有專(zhuān)用的與轉(zhuǎn)子磁鋼對(duì)應(yīng)的。 一排發(fā)信小磁鋼， 間接反應(yīng)轉(zhuǎn)子磁鋼 位置。由低速無(wú)刷電動(dòng)機(jī)構(gòu)成的電動(dòng)輪轂與有刷電動(dòng)機(jī)輪轂相比， 輪轂 內(nèi)

11、沒(méi)有機(jī)械換向機(jī)構(gòu)， 所以電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單壽命長(zhǎng)， 除軸承磨損后更 換外，基本達(dá)到免維護(hù)的目的，簡(jiǎn)單的輪轂結(jié)構(gòu)，增加了電動(dòng)機(jī)可靠 性。電動(dòng)自行車(chē)無(wú)刷電動(dòng)機(jī)輪轂由鋁合金外殼、端蓋、軸承、導(dǎo)磁鋼 圈，內(nèi)壁粘貼稀土永磁磁鋼等構(gòu)成輪轂的可動(dòng)的外轉(zhuǎn)子及支撐端蓋。 內(nèi)部由定子鐵芯， 三相線(xiàn)圈繞組， 三只霍爾元件相隔一定角度 （槽數(shù)） 粘接固定構(gòu)成三相位置傳感器。無(wú)刷電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子由導(dǎo)磁鋼圈和稀土永磁磁鋼等構(gòu)成電動(dòng)機(jī)外轉(zhuǎn) 子磁路，在電動(dòng)機(jī)的氣隙中產(chǎn)生足夠強(qiáng)磁通， 與定婦繞組中電流產(chǎn)生 的反應(yīng)磁場(chǎng)相互作用，產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。無(wú)刷電動(dòng)機(jī)定子由電動(dòng)機(jī)軸、定子支架鐵芯，線(xiàn)圈、位置傳感器 等構(gòu)成。電動(dòng)機(jī)軸在輪轂中心。外端固定在車(chē)架上

12、，中間固定定子， 定子兩邊軸上有臺(tái)階，固定軸承來(lái)支撐整個(gè)輪轂轉(zhuǎn)子。軸中心有孔， 有三根相線(xiàn)較粗，有五根細(xì)線(xiàn)是兩根是位置傳感器電源線(xiàn)， 三根三相 輸出線(xiàn)。在鐵芯中間，是鑄鋁支架。鐵芯沖去無(wú)效用的中間部分，而用鑄 鋁支架，減輕輪轂重量，鑄鋁支架中間固定電動(dòng)機(jī)軸。鐵芯采用硅鋼 片沖壓開(kāi)槽，多片疊加構(gòu)成，槽內(nèi)下有定子線(xiàn)圈構(gòu)成三還定子繞組， 產(chǎn)生三相勵(lì)磁磁場(chǎng)，驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子磁鋼產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。在定子鐵芯三相繞組起始槽口，嵌有三塊霍爾元件，構(gòu)成轉(zhuǎn)子位 置傳感器，產(chǎn)生三相位置信號(hào)，送到控制器中，控制場(chǎng)效應(yīng)晶體管導(dǎo) 通、截止，完成無(wú)刷電動(dòng)機(jī)三相繞組電流換相。除因進(jìn)水等自然因素和維修中損傷等人為因素， 無(wú)刷電動(dòng)機(jī)故障 率 很低。僅供個(gè)人用于學(xué)習(xí)、研究；不得用于商業(yè)用途For personal use only in study and research; not for commercial use.Nur f u r den pers?nlichen f u r Studien, Forschung, zu kommerziellen Zwecken verweidet werden.Pour