汽車用小型電機磁性元器件的應(yīng)用狀況
城市的汽車不斷增長，電動機的技術(shù)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(gòu)、新設(shè)備
●汽車部件動力化、自動化
●一些新系統(tǒng)設(shè)計改用電動機驅(qū)動。
小型電機在汽車上的電機驅(qū)動主要分布于汽車的發(fā)動機、底盤、車身三大磁性元器件,磁性元器件的應(yīng)用部位及附件中。一是汽車發(fā)動機部件上的應(yīng)用：主要是在汽車起動機、電噴控制系統(tǒng)、散熱器及發(fā)電機中的應(yīng)用。這些部件中須應(yīng)用多臺直流電動機和步進電機。二是汽車底盤車架上的應(yīng)用：主要是在汽車電子懸架控制系統(tǒng)、電動助力轉(zhuǎn)向裝置、汽車穩(wěn)定性控制系統(tǒng)、汽車巡航控制系統(tǒng)、防抱制動系統(tǒng)及驅(qū)動力控制系統(tǒng)的應(yīng)用。其中廣泛應(yīng)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磁性元器件,磁性元器件的應(yīng)用的應(yīng)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(yīng)用。其中普遍應(yīng)用永磁式直流電動機和永磁式步進電動機。
隨著電子技術(shù)廣泛應(yīng)用于汽車，小型電機在汽車磁性元器件,磁性元器件的應(yīng)用上的應(yīng)用會更加寬廣，如信息系統(tǒng)、導航系統(tǒng)、汽車音響、電視娛樂系統(tǒng)、車載通信系統(tǒng)，電機的應(yīng)用數(shù)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(tǒng)均需要使用電動機。
小型電動機的典型應(yīng)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(gòu)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(jù)雨量情況，控制間歇時間，現(xiàn)正在向自動化方向發(fā)展。
刮水器電動機應(yīng)具備穩(wěn)定性好，小型、輕量，耗電少，電磁噪聲小，磁性元器件,磁性元器件的應(yīng)用可靠性高，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(fā)展動向是提高轉(zhuǎn)矩。
為適應(yīng)汽車高性能化的要求及電氣技術(shù)的發(fā)展，磁性元器件,磁性元器件的應(yīng)用汽車刮水器用電動機技術(shù)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(gòu)。該機構(gòu)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(chǎn)生作用力，導致不必要的能量損失。而現(xiàn)在是在電樞軸上設(shè)置旋轉(zhuǎn)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(gòu)。由此，可使齒輪的機械效率提高 25％；同時實現(xiàn)機構(gòu)的小型化，質(zhì)量比減少 20％，而轉(zhuǎn)矩增加 25％。
●調(diào)壓式刮水器臂用電機
為適應(yīng)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�。x開前窗玻璃），應(yīng)調(diào)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(jù)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(diào)節(jié)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(fā)展，同時，電動機與各種控制回路組成的系統(tǒng)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(gòu)內(nèi)，以便減少干擾產(chǎn)生的噪聲。為防止汽車的電器配線龐大、復(fù)雜，采用多重通信方式，使結(jié)構(gòu)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(gòu)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(nèi)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(jù)脈沖信號驅(qū)動累計計數(shù)器，從而顯示出車速。
●座椅自動調(diào)節(jié)用電動機
為了將駕駛員的操作姿勢調(diào)整到最佳位置和狀態(tài)，可用電動機前后、左右、上下方向調(diào)整駕駛員座位。而電動座椅靠背的后仰，頂部托架的調(diào)節(jié)也需要采用電動機驅(qū)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(zhuǎn)矩和低噪聲的特點。為使電動機免被燒損，在電動機內(nèi)設(shè)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(tǒng)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(tài)隨路面而不斷變化，前照燈發(fā)出的強光影響對方車輛駕駛?cè)藛T的視野。因此，在前照燈上設(shè)置上下光軸調(diào)整部件，用小型磁鐵電動機及傳動機構(gòu)驅(qū)動，使駕駛員視線更好，確保夜間安全行車。
●轉(zhuǎn)向聯(lián)動霧燈用電動機
轉(zhuǎn)向聯(lián)動霧燈是一種可連續(xù)地改變霧燈照射角的裝置。該裝置由電動機驅(qū)動，根據(jù)轉(zhuǎn)向傳感器產(chǎn)生的電信號，利用調(diào)節(jié)器將電信號變換為脈沖信號，再通過齒輪連桿裝置轉(zhuǎn)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(fā)動機進氣總管內(nèi)，電機可順轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，使閥芯作軸向移動，改變閥芯與閥座之間的間隙，可調(diào)節(jié)氣門旁通空氣道的空氣量。
●空氣懸架系統(tǒng)用步進電機
在主動式空氣懸架系統(tǒng)，步進電機裝在各個空氣懸架氣動缸的上部。通過齒輪驅(qū)動減振器回轉(zhuǎn)閥控制桿和空氣閥控制桿，改變阻尼孔開閉的數(shù)量和空氣閥芯的角度，從而調(diào)節(jié)減振器阻尼和懸架的剛度。
●巡航控制系統(tǒng)用電機
電機式的巡航控制執(zhí)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(qū)動節(jié)氣門，達到車輛動態(tài)恒速的目的，調(diào)速伺服電機還用于加速和減速的調(diào)整。
●油泵用電機
電控發(fā)動機燃油泵、ABS 用油泵、驅(qū)動防滑（ASR）系統(tǒng)油泵、電動動力轉(zhuǎn)向油泵等都要用電機驅(qū)動。
●空調(diào)控制
空調(diào)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(qū)動。
汽車用小型電動機的發(fā)展動向
汽車用小型電動機研究的主要技術(shù)問題是降低成本、節(jié)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(fā)輕薄短小的精密電機；采用微機控制等。
國內(nèi)外廠家通過采用新的設(shè)計技術(shù)、精密加工技術(shù)、電子技術(shù)、引進新材料和新工藝，相繼開發(fā)汽車用小型、精密電動機，其技術(shù)新動向主要有以下幾方面：
●采用優(yōu)化設(shè)計
為加快小型電動機的更新?lián)Q代，縮短小型電動機從設(shè)計到生產(chǎn)的時間，使試制和實驗合理化，國內(nèi)外積極采用了計算機輔助設(shè)計。采用優(yōu)質(zhì)硅鋼片，經(jīng)過優(yōu)化設(shè)計，使電動機取得了節(jié)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(shè)計激磁繞組的鐵芯疊片與通風系統(tǒng)，使電動機功率提高 35％ ；通過電動機的優(yōu)化設(shè)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(jié)電 20％，比利時一廠家利用有限元法，并通過計算機輔助設(shè)計，使電動機內(nèi)部冷卻得到優(yōu)化，降低了轉(zhuǎn)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(fā)高性能磁鋼
大力開發(fā)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(zhuǎn)矩提高 30％~40％，轉(zhuǎn)矩 /慣性之比提高 30％~35％。
●改進電動機結(jié)構(gòu)
改進小型電動機的結(jié)構(gòu)，謀求減少零部件的數(shù)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(fā)的一種電動機采用外轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，將定子裝配在空心的外轉(zhuǎn)子內(nèi)，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(chǎn)品結(jié)構(gòu)緊湊，具有復(fù)合功能，適用于用作轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的電子控置裝置的驅(qū)動電機。
