Tradicionālās bremzes un tā dēvēto zaudēto enerģiju
Pēdējo simts gadu laikā bremžu tehnoloģija nav mainījusies, bet reģeneratīvā bremzēšana atspoguļo jūras izmaiņas tā, kā mēs domājam par bremzēšanu. Avansi pārsvarā ir iteratīvi, nevis inovatīvi, piemēram, pāreja no trumuļa bremzēm uz disku bremzēm. Ir arī ievērojams progress fizisko materiālu, no kuriem bremžu kluči ir izgatavoti, kas ir radījis berzes materiāliem, kas ilgst ilgāk, rada mazāk putekļu, un ir mazāk iespējams, ka rada troksni. Tehnoloģijas, piemēram, pretbloķēšanas bremzes , arī ir padarījušas bremžu tehnoloģiju drošāku, bet pamatprincips kinētiskās enerģijas pārveidošanai par siltumu nav mainījies.
Tradicionālās bremzes strādā tikai labi, taču tās ir ārkārtīgi izšķērdīgas. Katru reizi, kad nospiežat bremžu pedāli, jūs efektīvi saspiežat riteņus ar tūkstošiem svaru hidrauliskā spiediena spēka. Precīzs mehānisms ietver diska formas metāla rotorus, kas ir nostiepti starp katru riepu un riteņu rumbu, saspiežot starp organisko, metāla vai keramikas bremžu klučiem. Gados vecākiem transportlīdzekļiem tā vietā tiek izmantotas mazāk efektīvas bungas un bremžu kurpes. Jebkurā gadījumā transportlīdzeklis palēninās, ņemot vērā milzīgo berzi, kas rodas starp spilventiņiem un diskiem vai kurpēm un trumuļiem. Šī berze būtiski pārvērš kinētisko enerģiju siltuma enerģijā (un dažkārt arī lielu troksni), kā rezultātā jūsu auto palēnina.
Problēma ar tradicionālajām bremzēm ir tāda, ka jūsu dzinējam bija jāiztērē daudz degvielas, lai izveidotu šo kinētisko enerģiju, un tas būtībā izšķiesta, kad jūsu bremzes pārvērš siltumu. Reģeneratīvās bremzēšanas pamatdoma ir tāda, ka dažādas tehnoloģijas ļauj atgūt daļu šīs kinētiskās enerģijas, pārvērst to elektroenerģijā un pēc tam atkal to izmantot.
Kā darbojas reģeneratīvās bremzes?
Visbūtiskākais reģeneratīvās bremžu tehnoloģijas veids pārveido elektromotoru kā ģeneratoru, tādēļ reģeneratīvās bremzes bieži atrodamas hibrīda un elektriskajos transportlīdzekļos. Parastās darbības laikā elektromotors no akumulatora saņem elektroenerģiju un to izmanto, lai pārvietotu transportlīdzekli. Kad bremžu pedālis ir nospiests, elektromotors spēj mainīt šo procesu un barot elektrību atpakaļ akumulatorā. Tas var palīdzēt saglabāt akumulatora uzlādes līmeni, nenokļūstot elektriskā transportlīdzeklī vai izmantojot hibrīda ģeneratora ģeneratoru, tādējādi palielinot efektivitāti.
Tā kā reģeneratīvās bremzes efektīvi pārvērš kinētisko enerģiju elektroenerģijā, tās spēj palēnināt transportlīdzekļa darbību. Tomēr reģeneratīvās bremžu sistēmas efektivitāte ir ierobežota. Viens no galvenajiem jautājumiem ir tāds, ka reģeneratīvās bremzes nedarbojas arī ar nelielu ātrumu, kā tas notiek lielā ātrumā. Sakarā ar to, ka reģeneratīvā bremzēšanā raksturīgi ierobežojumi, lielākajai daļai transportlīdzekļu ir arī papildu tradicionālās bremžu sistēmas.
Reģenerējošo bremžu ierobežojumi
Papildus dabiskās bremzēšanas efektivitātes samazinājumam pie neliela ātruma, tehnoloģija arī cieš no vairākiem citiem ierobežojumiem. Daži no visievērojamākajiem ir:
- Reģenerējošā bremzēšana darbojas tikai uz "piedziņas riteņiem".
- Reģeneratīvās bremzes parasti nesniedz pietiekami daudz bremzēšanas spēku panikas apturēšanas apstākļos.
- Reģeneratīvās sistēmas efektivitāti ierobežo tādi faktori kā enerģijas glabāšanas sistēmas jauda un elektromotora izlaide.
- Tradicionālās reģenerācijas sistēmas nav saderīgas ar neelektriskiem transportlīdzekļiem, kas nav hibrīdi.
- Dažas reģeneratīvās sistēmas ir spiestas izmantot papildu "dinamisko bremzēšanu", kas neuzglabā reģenerēto kinētisko enerģiju.
Kapacitatīvās bremzes un tradicionālās iekšdedzes dzinēji
Tā kā reģeneratīvās bremžu sistēmas parasti izmanto savus elektromotorus elektroenerģijas ražošanai, tās pēc būtības nav saderīgas ar transportlīdzekļiem, kuros izmanto iekšdedzes dzinējus. Tomēr ir dažas alternatīvas atjaunojošas tehnoloģijas, kuras var izmantot tradicionālajiem iekšdedzes dzinējiem. Viena no šādām sistēmām izmanto lielus kondensatorus, lai ātri uzglabātu un atbrīvotu elektroenerģiju, kas pēc tam tiek nodota pa pakāpenisku transformatoru. 12 voltu izeja tiek ievadīta transportlīdzekļa elektriskajā sistēmā, kas no motora aizņem kādu slodzi. Šobrīd šī tehnoloģija var palielināt degvielas patēriņa efektivitāti līdz pat 10 procentiem, lai gan tā joprojām ir sākumstadijā.
Kādas automašīnas izmanto reģeneratīvās bremzes?
Lielākā daļa hibrīda un elektrisko transportlīdzekļu izmanto kādu reģeneratīvās bremžu sistēmas veidu. OEM, piemēram, Chevrolet, Honda, Nissa, Toyota un Tesla, visi bija aprīkoti ar hibrīda un elektriskajiem transportlīdzekļiem agrāk, izmantojot regeneratīvās bremzēšanas tehnoloģijas. Nehibridējošie transportlīdzekļi, kas izmanto dažus reģeneratīvās bremzēšanas veidus, ir ievērojami mazāk izplatīti, taču atsevišķos modeļos gan BMW, gan Mazda bija agrīnās tehnoloģijas izmantotāji.