Obsah článku:
- Co je to rekuperační mechanismus
- přístroj
- Princip činnosti
- Typy mechanismů
- Výhody a nevýhody
Regenerační brzdový systém, nebo jak se obecněji říká regenerační brzdění, je latinsky přijímán nebo vracen. Pokud nedojde ke zhoršení, jedná se o typ elektrického brzdění, které generuje elektřinu z motorů generátorů v době brzdění nebo libovolného pohybu vozidla. Tento mechanismus nemusí být instalován na automobily, lze jej nalézt na elektrických koloběžkách nebo na kolech.
Co je to regenerativní brzdový systém
S trochou předchozího popisu je zřejmé, že regenerativní brzdový systém patří do kategorie elektrické části a je v mnoha ohledech spojen s kinetickou energií. Jednoduše řečeno, v okamžiku brzdění vozidla nebo pohybu bez zatížení motoru dochází k plýtvání energií, která dosud nebyla nikde použita. Obvykle je tato kinetická energie přeměněna na tepelnou energii a následně rozptýlena.
Základem regenerativního brzdového systému je elektromotor, který je zabudován v převodovce vozidla. V okamžiku brzdění pracuje elektromotor v režimu generátoru, čímž začíná vyrábět elektřinu. Zjednodušeně řečeno, regenerativní brzdový systém je speciální mechanismus, který dokáže generovat elektřinu v době brzdění nebo doběhu. Přijatá energie se dále akumuluje v bateriích nebo ji nabíjí a je uložena do požadovaného okamžiku.
Nejčastěji může být tento okamžik okamžikem, kdy auto startuje na semaforu. V takové situaci systém automaticky zapne elektromotor, čímž sníží zatížení hlavního spalovacího motoru. V okamžiku startu pohánějí nápravu vozu elektromotory. Je to také záložní zdroj automobilu pro jízdu na krátké vzdálenosti a při nízké rychlosti. Podle různých zdrojů vydrží nabíjecí rezerva takové baterie 30-50 km.
Regenerační brzdění se obvykle instaluje na hybridní vozidla nebo moderní elektrická vozidla. Ukazuje se tedy, že energie získaná v důsledku regenerativního brzdění v elektromobilech se používá k nabíjení baterie, v neelektrických (hybridních) je taková energie určena ke snížení síly v okamžiku startu vozidla.
Regenerační brzdové zařízení
Nemá smysl mluvit o určitém smíchu regenerativního brzdového zařízení, protože každý výrobce má své vlastní. Navíc to závisí na značce a zařízení samotného vozu. Tento mechanismus je nejsnadněji implementován na hybridních automobilech, proto je vezmeme jako příklad zařízení a v budoucnosti principu fungování.
Hlavní seznam dílů regenerativního brzdového systému pro hybridní vozidlo obsahuje:
- generátor elektrického motoru;
- přenosové mechanismy;
- spalovací motor;
- měnič;
- akumulátorová baterie;
- spojka;
- elektronická řídicí jednotka.
V závislosti na modelu a úpravách inženýrů může seznam obsahovat také další mechanismy, snímače měření rychlosti atd., Což přispívá ke stabilnímu a vysoce kvalitnímu provozu systému.
Elektromotor, známý také jako generátor, pracuje obousměrně. V jednom případě může mechanismus generovat elektřinu zpracováním kinetické energie, ve druhém případě může použít akumulovanou energii z baterie pro režim zrychlení. Samotná struktura takového elektrického motoru se může výrazně lišit, stejným způsobem jako výkon. Převodový mechanismus instalovaný na různých jednotkách také hraje velmi důležitou roli. Je to kvůli tomu, že síla je přenášena mezi různými součástmi regenerativního brzdového systému.
Pokud jde o spalovací motor, nemá žádné zvláštní rozdíly. Jedná se zejména o synchronizovaný provoz s elektromotorem a také o konstrukční prvky pro každého výrobce. Podobně nebudou žádné zvláštní rozdíly v baterii, charakteristiky jsou důležité pro kapacitu, rychlost nabíjení a proud. Minimální rozdíl bude ve střídači, jeho hlavním úkolem je převádět jeden druh elektřiny na jiný (nejčastěji variabilní na konstantní nebo z 12V na 45V).
Spojka je považována za nedílnou součást regenerativního brzdového systému, díky ní může řídicí jednotka připojit nebo vypnout generátor elektromotoru a také nastavit směr mechanismu (generovat elektřinu nebo spotřebovávat z baterie).
Posledním a jedním z nejdůležitějších prvků je elektronická řídicí jednotka. Je to on, kdo vykonává hlavní roli řízení všech prvků mechanismu a také rozhoduje, kdy a jakým směrem zapnout generátor regeneračního systému. Kromě hlavních funkcí pro ovládání systému rekuperace brzd elektronická řídicí jednotka monitoruje:
- rychlost kola;
- udržování provozu elektrického motoru;
- podpora točivého momentu spalovacího motoru;
- rozložení brzdné síly.
Jak vidíte, zařízení takového mechanismu není složité, každý z prvků plní zadaný úkol a má význam v řetězci systému. To nejen snižuje zatížení hlavního motoru, ale také zvyšuje spotřebu paliva.
Jak funguje regenerativní brzdění
Po zvážení návrhu regenerativního brzdového systému a toho, za co je určitá část zodpovědná, můžete zvážit princip fungování celého mechanismu. Jak již bylo zmíněno, princip fungování mechanismu je obousměrný, to znamená, že může jak vyrábět elektřinu, tak spotřebovávat. Veškerá práce mechanismu regenerativního brzdění začíná od osy automobilu, zpravidla jde o zadní náprava. Elektromotor nebo generátor může být součástí přenosu nebo může být k převodovce připojen pomocí přenosových mechanismů. V okamžiku brzdění nebo doběhu přejde elektromotor do režimu generátoru, čímž generuje elektřinu a přeměňuje kinetickou energii automobilu. Výsledná elektřina je přiváděna do střídače, který zase přeměňuje (v tomto případě může snižovat nebo zvyšovat) elektřinu a dodává ji do akumulátoru pro skladování.
Je možné, že do tohoto řetězce mohou být nainstalovány různé ovladače, přídavné převodníky a další pomocné mechanismy, které přispívají k provozu rekuperačního brzdění. Je třeba si uvědomit, že v okamžiku, kdy je generátor v provozu (generuje elektřinu), je spalovací motor odpojen od převodovky; v některých modelech automobilů jej systém může automaticky zcela vypnout, čímž šetří palivo.
Pokud vezmeme v úvahu opačný proces práce, dodávku elektřiny do elektromotoru, pak existují malé rozdíly. V tomto případě sepne spojka, která přemění generátor na elektromotor a tím spojí pomocný spalovací motor. Dodaná energie z baterie prochází střídačem a je přenášena na elektromotor, což usnadňuje startování auta z místa. Stejný princip fungování mechanismu, když se auto pohybuje extrémně nízkou rychlostí a pouze na elektrickou trakci.
Jaké jsou typy regenerativního brzdění
Navzdory skutečnosti, že regenerativní brzdový systém je nejčastěji instalován na hybridních vozidlech, odborníci identifikují několik dalších typů rekuperace kinetické energie. Výše uvedená metoda rekuperace kinetické energie je elektrická metoda, ale existují také pneumatické, mechanické a hydraulické metody, které poskytují podobné výsledky.
Z posledních tří metod obnovy je mechanická možnost považována za nejběžnější. Různí výrobci automobilů mají mechanismus zvaný KERS (Kinetic Energy Recovery Systems). Základem pro tento typ je setrvačník, který rotující v okamžiku brzdění zpracovává energii. V takovém mechanismu je setrvačník umístěn na převodovce a zpravidla může zrychlit na 60 000 ot / min. Díky těmto vlastnostem je výkon přenesen na dalších 80 koní. (60 kW). Taková akumulovaná elektřina se často používá pro krátké zrychlení z klidu nebo vysokorychlostní trhnutí v okamžiku předjíždění.
Za příklad využití lze považovat vozy Formule 1 od roku 2009. Pokud mluvíme o sériových produkčních vozech, pak je tato možnost pouze plánována. Jak ukazují statistiky, tato technologie bude u vozů Volvo implementována nejrychleji. Výrobce již tuto technologii testuje v městském cyklu na prototypech. Podle společnosti Volvo použití některého z jejich typů regenerativního brzdění pomáhá ušetřit asi 20% paliva z hlavní spotřeby.
Pozitivní a negativní stránky rekuperačního systému
Na pozitivní straně takového systému lze rozlišit několik detailů, zejména se jedná o zvýšení výkonové rezervy a snížení zatížení spalovacího motoru v době startu. Také v moderních automobilech začali inženýři zavádět pomocné systémy Start / Stop a adaptivní tempomat s možností úplného zastavení a jízdy v dopravní zácpě.
Pokud jde o negativní aspekty regenerativního brzdového systému, nebyly bez nich. Pokud je mechanismus účinný při nízké rychlosti a dává z něj smysl, pak při vysoké rychlosti se regenerativní brzdění stává zbytečným, protože brzdná síla je mizivá, prakticky se nenabíjí baterie. Také je na druhé straně malá rezerva nabíjení, což znamená, že hybridní vůz nebude schopen ujet dlouhou vzdálenost.
Další významnou nevýhodou regenerativního brzdového systému jsou náklady. V průměru může být rozdíl v ceně automobilu mezi přítomností a nepřítomností tohoto mechanismu asi 5 000 dolarů. Zkušení majitelé automobilu s podobným mechanismem říkají, že časté spouštění a vypínání motoru vede k neočekávaným poruchám, kromě toho údržba takového systému také stojí peníze. Výsledkem je, že názor majitelů automobilů je často rozdělen na dva názory, někdo má k takovému systému kladný vztah, zatímco jiní jsou negativní a snaží se jej i přes zvýšení spotřeby paliva nepoužívat. Dnes tuto technologii nelze nalézt na všech moderních automobilech; z velké části je systém instalován na Tesla, hydridy od společností Toyota, Honda a Porsche.
