Turbine électrique automobile

Le moyen le plus efficace d'augmenter la puissance moteur d'une voiture est une turbine. Cependant, il présente un certain nombre d'inconvénients importants tels que: la présence d'un turbo-trou, un fonctionnement optimal dans une petite plage de régime moteur, des ressources faibles et la difficulté de l'installer dans un moteur non préparé à cela.

Beaucoup de ces problèmes peuvent être résolus par une turbine électrique. Avec une turbine électrique, la pression de suralimentation nécessaire peut être créée à tout moment et vous pouvez ralentir sans craindre que la pression baisse. Dans la turbine électrique, il n'y a pas de partie chaude chauffée à mille degrés. Cela a un effet positif sur ses ressources, son prix et sa facilité d'installation.

Cet article sera consacré à notre évolution dans ce sens.



Fonctionnalités de développement et de conception

À l'heure actuelle, en Chine, vous pouvez acheter de nombreuses turbines électriques, qui sont placées directement à l'entrée en face du filtre à air. Cependant, ils sont 100% inutiles. Pour assurer la pression nécessaire et un grand volume d'air fourni, la puissance du moteur électrique doit être d'environ 4 kW. Les turbines chinoises ont plusieurs centaines de watts de puissance.

Pour cette tâche, nous avons spécialement développé un moteur électrique sans balais capable de fournir jusqu'à 5 kW de puissance et qui peut faire tourner une turbine jusqu'à 50000 tr / min. Le moteur a été spécialement conçu pour qu'à pleine puissance, il donne son efficacité maximale de 93%, puis il produira 350 W de chaleur, ce qui est assez réaliste à éliminer et en théorie, notre moteur peut produire un boost complet en permanence. Plus de détails sur les caractéristiques de notre moteur peuvent être trouvés ici .





Pour alimenter ce moteur, nous avons décidé d'utiliser deux batteries de voiture. Cela simplifiera considérablement le processus de fonctionnement et le coût d'installation. Une batterie est utilisée en standard, la seconde y est connectée en série. Pour recharger la deuxième batterie, il se reconnecte au premier via des contacteurs relais de haute précision. Les batteries au lithium coûteraient un ordre de grandeur plus cher, alors qu'elles nécessiteraient une charge spéciale et un fonctionnement très prudent dans le respect des conditions de température correctes.

Cependant, cette solution a un inconvénient. Pour alimenter le moteur à pleine puissance, un courant d'environ 250A est nécessaire, les batteries au plomb sont capables de produire cela, mais pas pendant longtemps (10-30 secondes). Ensuite, les batteries auront besoin d'un peu de «repos». Cependant, il nous semble que cela suffit, le moteur a rarement besoin de pleine puissance pendant une période plus longue.

Nous avons utilisé cette turbine comme turbine elle-même (ses caractéristiques sont également disponibles ici ).

Nous en avons retiré tout ce qui était superflu et l'avons dilapidé sous le support moteur. Tous les roulements sont situés directement dans le moteur et la roue est placée sur son arbre, ce qui donne automatiquement l'alignement de l'arbre du moteur et de la roue. Étant donné que la turbine tournera à des vitesses très élevées, nous avons ramassé des roulements à grande vitesse SKF de fabrication italienne dans le moteur.


Pour que le moteur sans balai fonctionne, vous avez besoin d'un contrôleur et pour un courant aussi élevé, il est assez cher. Cependant, nous avons spécialement sélectionné les courants et les tensions afin que le contrôleur bon marché le plus puissant avec un coût de 1 500 r soit venu pour cette tâche. Ce contrôleur est à la limite de la pleine puissance et doit fournir un très bon refroidissement. Les contrôleurs plus puissants sont déjà plus chers que 10000r.

Résultat



Des mesures de notre moteur pour une puissance jusqu'à 1000 W ont montré que les caractéristiques de notre moteur (consommation, vitesse, Kv) sont assez proches de celles calculées lors de la simulation. Un grand volume de stator et de fil de cuivre a pu fournir un rendement élevé et un faible chauffage. Avec une puissance appropriée, la turbine avec elle accélère à la vitesse souhaitée. Mais malheureusement, nous n'avons pas encore pu effectuer des tests à part entière à pleine puissance. Lorsqu'il est alimenté par deux batteries, 2 secondes après avoir atteint sa vitesse maximale, le contrôleur a grillé en raison du manque de refroidissement approprié. Nous avons commandé un nouveau contrôleur et prévoyons de le mettre dans un réservoir avec de l'huile de transformateur, ce qui devrait assurer son meilleur refroidissement.


Conclusion

En conséquence, nous avons réussi à créer une turbine électrique fonctionnelle, qui est peu coûteuse et assez simple à installer. Le prochain sera déjà testé sur une vraie voiture.

Le coût approximatif des composants nécessaires:

• Moteur -17000r
• Turbine -20000r
• Batterie -3000r
• 4 relais -3000r
• Électronique supplémentaire, tuyaux, conduits d'air -5000r

Le coût total du kit de turbine sera de l'ordre de 50000r.

PS
L'auteur de cette idée est Frimen3 (frimen3@gmail.com). Il travaille sur ce problème depuis longtemps geektimes.ru/post/252076 et il vient de nous ordonner de développer un moteur pour cette tâche.