Motor

Im lauf der Zeit gab es drei Motorvarianten beim mini el / city el:

Serie 1 | Thrige Titan | Scheibenläufer

Motor Pacific Scientific (Serie 1, bis Seriennummer 2000)

Motortyp

Motor Serie 1 Fahrzeuge Der Motor in den Serie 1 Fahrzeugen war ein permanenterregter Gleichstrommotor mit hohem Wirkungsgrad, aber für europäische Verhältnisse zu wenig Leistung. Mit diesem Motor konnte man mit den 90Ah Batterie 70km weit fahren. Leider war die Leistung von 1kW nicht ausreichend. Die Motoren hatten eine Temperaturüberwachung, leider kam ich in Stuttgart die wenigsten Berge am Stück hinauf. Trotz Temperaturüberwachung hat mein Motor nach 10Tkm mit Wicklungsschluß aufgegeben. Ein weiteres Probleme war der relativ hohe Kohlenabrieb.

Eine Umrüstung eines alten Fahrzeuges auf den Motor ist in Kombination mit der neuen Motorsteuerung möglich.

Trotz der Schwierigkeiten wünscht man sich heute wieder einen Motor für das el mit diesem guten Wirkungsgrad.

Motor Thrige Titan Typ TTL 140B ab Seriennummer 2000

Motortyp

Motor mit SpannrolleDer Motor ist ein sogenannter Compoundmotor, also eine Mischung zwischen Reihen- und Nebenschlußmotor, auch Doppelschlußmotor genannt.

Motoren von Thrige Titan sind recht robuste Gesellen wenn auch dieser Motortyp nicht gerade mit sehr guten Wirkungsgraden glänzen kann. Den Motor findet man auch in anderen Elektrofahrzeugen und in etlichen Gabelstaplertypen etc.

Motorleistung

Das Thema Leistung im E-Mobil scheint noch etwas Grauzone zu sein, da fast noch niemand durchblickt. Im Fahrzeugschein des el steht 2,5 kW dies ist die Nennabgabeleistung des Motors. Laut Typenschild 2,5kW in der Betriebsart S2 60Minuten lang. Der Motor braucht nach 60 Minuten mit voller Leistung eine Abkühlphase - theoretisch. Praktisch liefert die Batterien nicht genügend Leistung über diese Zeit, so daß sich der Motor nicht überhitzen kann.

Auf dem Typenschild des Motors steht weiter 90A und 36Volt, dies multipliziert gibt 3,24kW, dies ist die Nennaufnahmeleistung. Die Strombegrenzung des el gibt aber nominal schon 130A frei x 36V=4,68kW. Bei offener Batteriestrombegrenzung sind dies schon 200A x 36V=7,2kW Aufnahmeleistung. Also hat die kurzeitig verfügbare Leistung wenig mit dem Typenschild zu tun.

Anders als beim Verbrennerfahrzeug wird beim el die maximale Motorleistung nicht bei der Höchstgeschwindigkeit gefordert, sondern nur beim Anfahren und Bergfahren. Der Compoundmotor des el zieht den höchsten Strom im Stillstand und verringert dann bei steigender Drehzahl, durch steigende Ankerspannung seine Leistungsaufnahme. Das Stillstandsmoment des Motors sind maximal 70Nm (!).

Die im Fzgschein eingetragene Leistung in D zeigt die Leistung die die Batterie eine Stunde lang abgeben kann. Bei den meisten Elektrofahrzeugen steht deshalb dort eine Leistung die kleiner ist als die Motornennleistung. Beim Tesla Roadster stehen z.B. 54 kW, obwohl der Motor 185 kW Leistung hat. Die Batterie des Roadsters hatte nur eine Kapaztät von 54 kWh, also theoretisch 54 kW über eine Stunde.

 

Beschaltung / Anschlüsse

Die Motoranschlüsse sind am Motor bezeichnet.

Bezeichnung Erklärung
A1 Anfang Ankeranschlusswicklung
A2 Ende Ankeranschlusswicklung
D1/E1 Anfang Reihen + Compoundwicklung
D2 Ende Reihenschlusswicklung
E2 Ende Compoundwicklung

Für die Insider gibt´s hier ein Kennlinienblatt des Motors (162kB) Das Kennlinienblatt ist allerdings nicht ganz leicht zu lesen..:-)

40 und 50 km/h Version beim TTL 140B

SpeedwiderstandBei der 50km/h Version wird in die Nebenschluß/Compoundwicklung Anschluß E2 ein "Speedwiderstand" (22Ohm/50W) geschaltet.

Für die Techniker: Durch Reihen- und Nebenschlußwicklung wird ein magnetisches Feld erzeugt, das auf den Anker wirkt. Für die Ankerspannung gilt Ua=I * n * . D. h. die Ankerspannung ist abhängig von dem Strom der durch den Anker fließt, der Motordrehzahl und dem Feld daß auf den Anker wirkt. Wird nun durch Abschalten der Compoundwicklung die Feldleistung verringert, so verringert sich auch die im Anker induzierte Spannung und damit der Widerstand des Motors. Der Motor zieht mehr Strom und erhöht seine Drehzahl. Je niedriger die Feldleistung, umso höher wird die Drehzahl, umso niedriger wird aber auch das Anfahrdrehmoment! Im Extremfall geht der Anker in die Sättigung, d.h. er kann den erhöhten Stromfluß nicht mehr umsetzen und erwärmt sich nur noch. Die Compoundwicklung sorgt auch dafür, daß der Motor im Leerlauf (Riemenriß) nicht durchgeht.

Umrüstung von 40 auf 50 km/h

Eine offizielle Umrüstung eines Fahrzeuges von 40 oder niedriger nach 50 km/h ist möglich, muss aber TÜV eingetragen werden.

Diese Änderung wird durch das in Reihe schalten eines Hochlastwiderstandes mit 22 und 50 Watt in die Compoundwicklung bewirkt. Der Widerstand muß auf einem Kühlblech montiert werden. In der Praxis wird er auf bzw. in dem Alu-Motorhalter montiert. Es sind bereits Bohrungen zur Befestigung vorhanden.

Wer sich sein volles Anfahrdrehmoment erhalten will, kann den Widerstand über einen Schalter überbrücken. Ein Feinabgleich der Geschwindigkeit kann am Geschwindigkeitspoti der Strombegrenzungsplatine vorgenommen werden.

Sie werden bemerken, daß der Widerstand nur ein paar Mark kostet während die 50km/h Version bei Neukauf gleich einige 100 DM teurer ist. Das kommt daher, daß so eine Änderung eintragungspflichtig ist und vom TÜV abgenommen wird. Es kommt nun darauf an, wieviel Erfahrung die Leute beim TÜV haben. Das Fahrzeug muß wahrscheinlich vorgeführt werden. Ist die Änderung mit dem Widerstand bekannt, geht es ohne Probefahrt ab, sonst nicht. Weiter gibt es noch Fahrzeuge bei denen die Gabel der Vorderradaufhängung ausgetauscht werden muß, wenn dort auf dem Kopf keine 50 eingeschlagen ist. Sie können das kontrollieren in dem Sie auf dem Dom der Vorderradaufhängung die Gummikappe abnehmen, dort muß die "50" sichtbar sein".

25km/h oder niedriger

Elektrofahrzeuge lassen sich relativ einfach in der Geschwindigkeit drosseln. Es fahren etliche Fahrzeuge als Krankenfahrstuhl mit 25km/h gedrosselt. Theoretisch ist eine Drosselung als 6 oder 3 km/h auch denkbar, aber wer schon einmal ein 6 km/h Fahrzeug gefahren hat möchte immer gerne austeigen und laufen....

Beschaltung des Motoranschlusses E2

Batteriespannung Compoundanschluß E2
[V] Angeklemmt 22Ohm Widerstand Abgeklemmt
36 40 km/h 50 km/h* 63 km/h
42 45 km/h 56 km/h 68 km/h
48 50 km/h 60 km/h 70 km/h

* 50km/h Version muß eingetragen sein

Alle Geschwindigkeiten über 50km/h werden nicht mehr eingetragen.

Manipulationen führen zum Verlust von Betriebserlaubnis und Versicherungsschutz. Seien Sie sich über die Konsequenzen bei einem Unfall im klaren!!

Kamm Solarfahrzeuge hat eine Zulassungen mit 66km/h durchbekommen. Die Fahrzeuge waren dann mit 48Volt und einer bestimmten älteren Reifensorte bestückt. Vom Werk ist Stand 11/1999 ebenfalls eine schnelle Serienversion geplant.

Ab Februar 2001 soll das Speedy el mit 70 km/h verfügbar sein. Vermutlich wird hier mit Gegencompoundierung gearbeitet, d.h. es wird an die Compoundwicklung eine Negativspannung angelegt um die Feldleistung zu verringern.

Wartung

Die Wartung des Motors beschränkt sich auf Kontrolle und Wechsel der Kohlen. Nach 30 Tkm konnte ich bei meinem Fahrzeug noch keinen nennenswerten Kohlenabrieb feststellen. - Soviel zum Thema wartungsintensive Gleichstrommotoren -

Lagerschild mit KohlenKohlen

Zum Wechseln der Kohlen folgende Arbeitsschritte:

Kohlen

Die Kohlen haben ein kurzes Kupferband mit einem Anschluß, der den Strom tragen soll. Zur Führung steckt die Kohle in einem Metallfassung und wird von einer Spiralfeder mit dem notwendigen Vortrieb auf den Kommutator versehen.

Bei meinem getunten el hatte ich schon Probleme daß der Strom nicht mehr über das Kupferband geleitet wurde, da das Band innerhalb der Kohle den Kontakt verloren hatte. Der Strom floß daraufhin vermutlich über die Feder, und die Metallfassung. Durch Übergangswiderstände erwärmte sich die ganze Stelle so daß die Feder ausglühte und an mechanischer Spannung verlor. Welcher Fehler zuerst auftrat konnte ich leider nicht mehr nachvollziehen.

Beim Einbau von neuen Kohlen muß man darauf achten, daß die Kohle in der Führung / Fassung gut läuft. Wenn der Anpressdruck auf den Kommutator zu gering ist, weil die Kohle klemmt, gibts Übergangswiderstände.... Mit dem Finger berührt sollten alle Kohlen sich ca. gleich leicht bewegen lassen.

Kollektor

Der Kollektor nimmt den Strom der Kohlen auf und überträgt sie an die Wicklungen. Richtig eingefahrene oder abgelaufene Kollektoren habe ich noch nicht gesehen. Wenn die Kohlen sehr heiß sind kann sich ein leichter Film auf dem Kollektor bilden. Wer anfägt an einem Kollektor rumzuschleifen oder feilen muß auch peinlichst genau die Späne zwischen den Lamellen und im Motor entfernen.

Motorausbau

Der Motor wird mit zwei Schrauben SW13 am Motorhalter fixiert.

Falls der Motor doch mal raus muß gibt es zwei Möglichkeiten:

  1. Ausbau der kompletten Hinterachse
  2. Ausbau des Motors mittels eines Spezialwerkzeuges:

Dieses "Spezialwerkzeug" ist ein gekröpfter Ringschlüssel SW 13, welcher in der Mitte durchgesägt ist.

Vorgehensweise:

Bei Montage des Motors darauf achten, daß er exakt parallel zur Hinterachse sitzt. Beide Schrauben des Motors müssen abwechselnd angezogen werden. Messen sie den Abstand vom Zentrum der Motorwelle zur Hinterachse, der muß auf beiden Seiten gleich sein. Falls nicht haben Sie ewig Probleme mit dem Riementrieb.

Motorlebensdauer

Die Motorlebensdauer kann man gut mit 500 Tkm annehmen - unsere arme Autoindustrie -

Probleme

Probleme mit dem TTL 140 B gibt es fast keine. Es gab Anfangs eine Serie mit Motoren, bei denen eine Bohrung in der Ankerwelle zu tief saß, worauf die Ankerwellen abgebrochen sind. Typischerweise war der Bruch genau an der Stelle, an der die Welle aus dem Motor kommt. Dieser Schaden ließ sich jedoch bedingt reparieren. Bei neueren Serien tritt dieser Fehler nicht mehr auf.

Der Scheibenläufer

Ab 2002 gibt es optional einen Scheibenläufermotor im city el. Der Scheibenläufer ist deutlich sparsamer als der Thrige Titan Motor, etwas weniger Drehmoment.

Der Motor ist ganz links im Motorraum montiert und überträgt seine Kraft über eine Kette auf die Hinterachse.

Wie man die Kette nachspannt wird hier beschrieben: Kette nachspannen