Παραδοσιακά φρένα και η λεγόμενη Απώλεια Ενέργειας
Η τεχνολογία των φρένων δεν έχει αλλάξει πάρα πολλά τα τελευταία εκατό χρόνια, αλλά η αναδρομική πέδηση αντιπροσωπεύει μια θαλάσσια αλλαγή στον τρόπο που σκεφτόμαστε το φρενάρισμα. Οι προσδοκίες είναι σε μεγάλο βαθμό επαναληπτικές και όχι καινοτόμες, όπως η μετάβαση από τα φρένα των τυμπάνων σε δισκόφρενα. Υπήρξαν επίσης σημαντικές εξελίξεις στα υλικά υλικά που κατασκευάζονται τα τακάκια των φρένων, τα οποία έχουν ως αποτέλεσμα τα υλικά τριβής που διαρκούν περισσότερο, δημιουργούν λιγότερη σκόνη και είναι λιγότερο πιθανό να δημιουργήσουν θόρυβο. Οι τεχνολογίες όπως τα αντιμπλοκαρίσματα έχουν επίσης καταστήσει ασφαλέστερη την τεχνολογία των φρένων, αλλά η βασική αρχή της μετατροπής της κινητικής ενέργειας στη θερμότητα παρέμεινε αμετάβλητη.
Τα παραδοσιακά φρένα λειτουργούν καλά, αλλά είναι εξαιρετικά σπάταλα. Κάθε φορά που πιέζετε το πεντάλ φρένου σας, σφίγγετε αποτελεσματικά τους τροχούς σας με τη δύναμη χιλιάδων κιλών υδραυλικής πίεσης. Ο ακριβής μηχανισμός περιλαμβάνει δισκοειδείς μεταλλικούς δρομείς, οι οποίοι είναι τοποθετημένοι σε σάντουιτς μεταξύ κάθε ελαστικού και πλήμνης τροχού, που συμπιέζονται μεταξύ των οργανικών, μεταλλικών ή κεραμικών φρένων. Σε παλαιότερα οχήματα χρησιμοποιούνται λιγότερο αντίξοα τύμπανα και παπούτσια φρένων. Και στις δύο περιπτώσεις, το όχημα επιβραδύνεται λόγω της τεράστιας τριβής που δημιουργείται μεταξύ των μαξιλαριών και των δίσκων ή παπουτσιών και τύμπανων. Αυτή η τριβή ουσιαστικά μετατρέπει την κινητική ενέργεια σε θερμική ενέργεια (και μερικές φορές πολύ θόρυβο), και το αυτοκίνητό σας επιβραδύνεται ως αποτέλεσμα.
Το πρόβλημα με τα παραδοσιακά φρένα είναι ότι ο κινητήρας σας έπρεπε να δαπανήσει πολλά καύσιμα για να δημιουργήσει αυτή την κινητική ενέργεια και ουσιαστικά σπαταλάται όταν τα φρένα σας μετατρέπουν σε θερμότητα. Η βασική ιδέα πίσω από την αναδρομική πέδηση είναι ότι μια ποικιλία τεχνολογιών καθιστά δυνατή την ανάκτηση μέρους της κινητικής ενέργειας, τη μετατροπή της σε ηλεκτρική ενέργεια και στη συνέχεια την επαναχρησιμοποίηση.
Πώς λειτουργούν τα αναγεννητικά φρένα;
Η πιο κοινή μορφή τεχνολογίας αναγεννητικής πέδης επανατοποθετεί έναν ηλεκτροκινητήρα ως γεννήτρια, γι 'αυτό και τα αναγεννητικά φρένα συχνά βρίσκονται σε υβριδικά και ηλεκτρικά οχήματα. Κατά την κανονική λειτουργία, ο ηλεκτρικός κινητήρας αντλεί ενέργεια από την μπαταρία και τον χρησιμοποιεί για να μετακινήσει το όχημα. Όταν πιέζεται το πεντάλ φρένου, ο ηλεκτροκινητήρας είναι σε θέση να αντιστρέψει αυτή τη διαδικασία και να τροφοδοτήσει την ηλεκτρική ενέργεια πίσω στη μπαταρία. Αυτό μπορεί να βοηθήσει να κρατήσετε μια μπαταρία φορτισμένη χωρίς να συνδέσετε ένα ηλεκτρικό όχημα ή χρησιμοποιώντας τον εναλλάκτη σε ένα υβριδικό, πράγμα που οδηγεί σε αυξημένη απόδοση.
Δεδομένου ότι τα φρένα αναγέννησης μετατρέπουν αποτελεσματικά την κινητική ενέργεια σε ηλεκτρική ενέργεια, είναι σε θέση να επιβραδύνουν ένα όχημα προς τα κάτω. Ωστόσο, υπάρχουν περιορισμοί στην αποτελεσματικότητα ενός συστήματος πέδησης με ανάκτηση ενέργειας. Ένα από τα βασικά ζητήματα είναι ότι τα αναγεννητικά φρένα δεν λειτουργούν τόσο καλά σε χαμηλές ταχύτητες όσο και σε υψηλές ταχύτητες. Λόγω αυτού του εγγενούς περιορισμού στην αναδρομική πέδηση, τα περισσότερα οχήματα είναι επίσης εξοπλισμένα με ένα συμπληρωματικό παραδοσιακό σύστημα πέδησης.
Περιορισμοί των αναγεννητικών φρένων
Εκτός από τη φυσική μείωση της απόδοσης πέδησης με χαμηλές ταχύτητες, η τεχνολογία πλήττεται από ορισμένους άλλους περιορισμούς. Μερικά από τα πιο αξιοσημείωτα περιλαμβάνουν:
- Η αναγεννητική πέδηση λειτουργεί μόνο σε "κινητήριους τροχούς".
- Οι αναγεννητικές πέδες συνήθως δεν παρέχουν αρκετή δύναμη πέδησης κάτω από τις συνθήκες ακινητοποίησης πανικού.
- Η αποτελεσματικότητα ενός συστήματος αναγέννησης περιορίζεται από παράγοντες όπως η χωρητικότητα του συστήματος αποθήκευσης ενέργειας και η έξοδος του ηλεκτροκινητήρα.
- Τα παραδοσιακά συστήματα αναγέννησης είναι ασυμβίβαστα με μη ηλεκτρικά, μη υβριδικά οχήματα.
- Ορισμένα συστήματα αναγέννησης αναγκάζονται να χρησιμοποιούν συμπληρωματικό "δυναμικό φρενάρισμα" που δεν αποθηκεύει την ανανεωμένη κινητική ενέργεια.
Χωρητικά φρένα και παραδοσιακές μηχανές καύσης
Δεδομένου ότι τα συστήματα αναζωογόνησης συνήθως βασίζονται στους ηλεκτρικούς κινητήρες τους για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας, είναι εγγενώς ασυμβίβαστα με τα οχήματα που χρησιμοποιούν κινητήρες εσωτερικής καύσης. Ωστόσο, υπάρχουν ορισμένες εναλλακτικές τεχνολογίες αναγέννησης που μπορούν να εφαρμοστούν σε παραδοσιακούς κινητήρες εσωτερικής καύσης. Ένα τέτοιο σύστημα χρησιμοποιεί μεγάλους πυκνωτές για την ταχεία αποθήκευση και απελευθέρωση ηλεκτρικού ρεύματος, το οποίο στη συνέχεια διέρχεται μέσω ενός μετασχηματιστή βηματισμού. Στη συνέχεια, η έξοδος 12 volt τροφοδοτείται στο ηλεκτρικό σύστημα του οχήματος, το οποίο παίρνει κάποιο φορτίο από τον κινητήρα. Αυτή η τεχνολογία είναι αυτή τη στιγμή σε θέση να αυξήσει την απόδοση καυσίμου έως και 10 τοις εκατό, αν και είναι ακόμη στα σπάργανα.
Τι αυτοκίνητα χρησιμοποιούν αναγεννητικά φρένα;
Τα περισσότερα υβριδικά και ηλεκτρικά οχήματα χρησιμοποιούν κάποιο τύπο συστήματος αναζωογόνησης. OEM, όπως η Chevrolet, η Honda, η Nissa, η Toyota και η Tesla, βγήκαν νωρίς στην τεχνολογία ανανεωτικής πέδησης στα υβριδικά και ηλεκτρικά οχήματα. Τα μη υβριδικά οχήματα που χρησιμοποιούν κάποιο είδος αναγεννητικής πέδησης είναι σημαντικά λιγότερο συνηθισμένα, αλλά η BMW και η Mazda ήταν και οι πρώτοι που υιοθέτησαν την τεχνολογία σε ορισμένα μοντέλα.