Stabdžių technologija per pastaruosius šimtą metų iš esmės nepasikeitė, tačiau regeneracinis stabdymas iš tikrųjų reiškia esminį mūsų mąstymo apie stabdymą pokytį. Užuot naudojusi brutalią jėgą transporto priemonėms sustabdyti fiziškai prispaudžiant arba išstumiant kaip komponentą, pvz., stabdžių diską ar būgnelį, ši technologija sumaniai išnaudoja hibridinių ir visiškai elektrinių automobilių veikimo būdą, kad iš tikrųjų atgautų šiek tiek energijos kiekvieną kartą, kai transporto priemonė sulėtėja..
Kaip veikia stabdžiai automobiliuose ir sunkvežimiuose?
Bėgant metams stabdžių technologijų pažanga buvo daugiausia kartotinė, o ne naujoviška, pavyzdžiui, perėjimas nuo būgninių stabdžių prie diskinių stabdžių. Taip pat buvo padaryta didelė pažanga naudojant fizines medžiagas, iš kurių gaminamos stabdžių trinkelės, todėl frikcinės medžiagos tarnauja ilgiau, sukuria mažiau dulkių ir mažiau triukšmo. Technologijos, pvz., stabdžių antiblokavimas, taip pat padarė stabdžių technologijas saugesnes, tačiau pagrindinis kinetinės energijos pavertimo šiluma principas nepasikeitė.
Tradiciniai stabdžiai veikia puikiai, tačiau dėl savo prigimties jie yra labai švaistomi. Kiekvieną kartą nuspaudę stabdžių pedalą, tūkstančius svarų hidraulinio slėgio jėga veiksmingai prispaudžiate ratus. Tikslus mechanizmas apima disko formos metalinius rotorius, kurie yra tarp kiekvienos padangos ir rato stebulės, suspaudžiami tarp organinių, metalinių arba keraminių stabdžių trinkelių.
Senesnėse transporto priemonėse ir kai kurių lengvųjų sunkvežimių galiniuose stabdžiuose naudojami mažiau efektyvūs būgnai ir stabdžių trinkelės. Bet kuriuo atveju transporto priemonė sulėtėja dėl didžiulės trinties, kuri susidaro tarp trinkelių ir diskų arba batų ir būgnų. Ši trintis iš esmės paverčia kinetinę energiją šilumos energija (o kartais ir dideliu triukšmu), todėl jūsų automobilis sulėtėja.
Tradicinių stabdžių problema yra ta, kad variklis turėjo išleisti daug degalų, kad sukauptų tą kinetinę energiją, ir ji iš esmės švaistoma, kai stabdžiai ją paverčia šiluma.
Pagrindinė regeneracinio stabdymo idėja yra ta, kad įvairios technologijos leidžia atgauti dalį tos kinetinės energijos, paversti ją elektra ir pakartotinai panaudoti.
Kaip veikia regeneraciniai stabdžiai?
Daugiausia regeneracinių stabdžių technologijos forma pakeičia elektros variklį kaip generatorių, todėl hibridinėse ir elektrinėse transporto priemonėse dažnai naudojami regeneraciniai stabdžiai.
Įprasto veikimo metu elektros variklis gauna energiją iš akumuliatoriaus ir naudoja jį transporto priemonei judėti. Nuspaudus stabdžių pedalą, elektros variklis gali pakeisti šį procesą, tapti generatoriumi, maitinamu besisukančių ratų, ir tiekti elektrą atgal į akumuliatorių.
Kadangi regeneraciniai stabdžiai efektyviai įkrauna akumuliatorių neprijungdami prie įkroviklio, elektrinės transporto priemonės atveju arba hibridinėje transporto priemonėje naudojant generatorių, bendras transporto priemonės efektyvumas padidėja. Tai reiškia, kad tarp įkrovimų ar degalų papildymo nuvažiuosite daugiau kilometrų.
Kadangi regeneraciniai stabdžiai efektyviai paverčia kinetinę energiją į elektrą, jie gali sulėtinti transporto priemonę ir ne tik įkrauti akumuliatorių. Tačiau yra regeneracinės stabdžių sistemos efektyvumo apribojimų. Viena iš pagrindinių problemų yra ta, kad regeneraciniai stabdžiai važiuojant mažu greičiu neveikia taip gerai, kaip važiuojant dideliu greičiu. Dėl šio būdingo regeneracinio stabdymo apribojimo daugumoje transporto priemonių taip pat yra įrengta papildoma tradicinė stabdžių sistema.
Panašiai kaip tradiciniai vairavimo, stabdymo ir pagreičio valdikliai dažnai naudojami kaip „drive-by-wire“sistemų atsarginė priemonė, tradiciniai stabdžiai gali būti naudojami kaip atsarginis regeneracinio stabdymo mechanizmas. Tradicinės sistemos gali įsijungti tik tada, kai sugenda įranga, arba jos gali būti nuolat naudojamos kartu su regeneraciniu stabdymu.
Regeneracinių stabdžių apribojimai
Be natūralaus regeneracinio stabdymo efektyvumo mažėjimo važiuojant mažu greičiu, technologija taip pat turi daugybę kitų apribojimų. Kai kurie iš žymiausių:
- Regeneracinis stabdymas veikia tik varomiesiems ratams: jei elektromobilis nėra varomas visais ratais, su varikliu kiekvienam ratui, tada ratai, kuriuose nėra rotorių, nėra varomi. gali turėti naudos iš regeneracinio stabdymo.
- Panikinio sustojimo problemos: Regeneraciniai stabdžiai paprastai nesuteikia pakankamai stabdymo jėgos paniško stabdymo sąlygomis. Tai viena sritis, kurioje tradiciniai stabdžiai vis dar veikia daug geriau.
- Baterijos ir variklio apribojimai: regeneracinės sistemos efektyvumą riboja tokie veiksniai kaip energijos kaupimo sistemos talpa ir elektros variklio galia.
- Dirbkite tik su elektrinėmis ir hibridinėmis transporto priemonėmis: tradicinės regeneracinės sistemos nesuderinamos su neelektrinėmis, ne hibridinėmis transporto priemonėmis. Kadangi šiose transporto priemonėse nėra elektros variklių, regeneracinio stabdymo įgyvendinimas yra brangus ir sudėtingas.
- Dinaminiai stabdymo apribojimai: kai kurios regeneracinės sistemos yra priverstos naudoti papildomą „dinaminį stabdymą“, kuris nekaupia regeneruotos kinetinės energijos.
Talpiniai stabdžiai ir tradiciniai vidaus degimo varikliai
Kadangi regeneracinės stabdžių sistemos paprastai naudojasi savo elektros varikliais, kad generuotų elektrą, jos iš esmės nesuderinamos su transporto priemonėmis, kuriose naudojami vidaus degimo varikliai. Tačiau yra keletas alternatyvių regeneracinių technologijų, kurias galima pritaikyti tradiciniams vidaus degimo varikliams.
Vienoje iš tokių sistemų naudojami dideli kondensatoriai, kad būtų galima greitai kaupti ir išleisti elektrą, kuri vėliau perduodama per sumažintą transformatorių. Tada 12 voltų išvestis tiekiama į transporto priemonės elektros sistemą, kuri nuima tam tikrą variklio apkrovą. Ši technologija šiuo metu gali padidinti degalų naudojimo efektyvumą iki 10 proc., nors ji vis dar tik prasideda.
Kokiuose automobiliuose naudojami regeneraciniai stabdžiai?
Dauguma hibridinių ir elektrinių transporto priemonių naudoja tam tikros rūšies regeneracinę stabdžių sistemą. Originalios įrangos gamintojai, tokie kaip „Chevrolet“, „Honda“, „Nissa“, „Toyota“ir „Tesla“, anksti pradėjo naudoti regeneracinio stabdymo technologijas savo hibridinėse ir elektrinėse transporto priemonėse. Nehibridinės transporto priemonės, kuriose naudojamas tam tikro tipo regeneracinis stabdymas, yra daug rečiau paplitusios, tačiau BMW ir Mazda kai kuriuose modeliuose šią technologiją pradėjo naudoti anksčiau.
