Traditsioonilised pidurid ja niinimetatud kadunud energia
Piduritehnoloogia ei ole viimase saja aasta jooksul muutunud suures osas, kuid regeneratiivpidurdus kujutab endast muutusi, mis meid pidurdavad. Edusammud on suuresti korduvad, mitte uuenduslikud, nagu trummelpiduri üleminek ketaspiduritele. Samuti on olnud märkimisväärseid edusamme piduriklotside füüsikalistes materjalides, mille tulemuseks on hõõrdematerjalid, mis kestavad kauem, tekitavad vähem tolmu ja müra vähem tõenäoliselt. Tehnoloogiad, nagu mitteblokeeruvad pidurid, on ka piduritehnoloogia turvalisemaks muutnud, kuid kineetilise energia soojuse konverteerimise aluseks olev põhimõte on jäänud muutumatuks.
Traditsioonilised pidurid töötavad hästi, kuid need on tohutult raiskavad. Iga kord, kui vajutate oma piduripedaali alla, liigute jõuliselt rataste alla, surudes hüdrosurve tuhandete naeltega. Täpne mehhanism hõlmab kettakujulisi metallrootoreid, mis asetsevad iga rehvi ja rattaümbermõõdu vahel, mis on pressitud orgaaniliste, metalliliste või keraamiliste piduriklotside vahele. Vanemate sõidukite asemel kasutatakse vähem efektiivseid trumme ja piduriklotsisid. Mõlemal juhul aeglustab sõiduk aeglustuse, padrunide ja ketaste ning kingade ja trumlite vahel tekitatud tohutu hõõrdumise tõttu. See hõõrdumine muudab kineetilise energia sisuliselt soojusenergiaks (ja mõnikord ka suureks müraks) ja teie auto aeglustab selle tulemusena.
Traditsiooniliste piduritega on probleemiks see, et teie mootor tuli kulutama palju kütust selle kineetilise energia ülesehitamiseks ja see on põhimõtteliselt raiskamine, kui teie pidurid muudavad selle soojuseks. Regeneratiivse pidurdamise peamine mõte seisneb selles, et mitmesugused tehnoloogiad võimaldavad selle kineetilise energia osa kogumist, elektrienergia ümberkujundamist ja seejärel taaskasutust.
Kuidas regeneratiivpidurid töötavad?
Kõige tavalisem regenereerivate piduritehnoloogiate kasutamine muudab generaatorina elektrimootori, mistõttu taastuvad pidurid leiavad sageli hübriid- ja elektrisõidukeid. Tavapärase töötamise ajal tõmbab elektrimootor aku välja ja kasutab seda sõiduki liigutamiseks. Kui piduripedaal on vajutatud, võib elektrimootor seda protsessi pöörata ja toita elektrit tagasi aku. See võib aidata hoida aku laetud ilma elektrilise sõiduki ühendamata või hübriid-generaatorit kasutades, mis suurendab tõhusust.
Kuna regeneratiivpidurid tõhusalt muudavad kineetilise energia elektrienergiaks, on neil võimalik aeglustada sõidukit. Regenereeriva pidurisüsteemi tõhusus on piiratud. Üks peamisi probleeme on see, et regeneratiivpidurid ei tööta ka väikeste kiirustega, nagu nad töötavad suurel kiirusel. Regeneratiivpidurduse sisuliste piirangute tõttu on enamikul sõidukitel täiendav traditsiooniline pidurisüsteem.
Regeneratiivpidurite piirangud
Lisaks sellele, et regeneratiivse pidurdusjõu efektiivsus väheneb, on tehnoloogial ka mitmeid teisi piiranguid. Mõned kõige tähelepanuväärsemad on:
- Regeneratiivpidurdus töötab ainult "veoratastel".
- Regeneratiivpidurid tavaliselt ei anna paanika peatamise tingimustes piisavalt pidurdusjõudu.
- Regeneratiivsüsteemi tõhusust piiravad sellised tegurid nagu energia salvestussüsteemi võimsus ja elektrimootori võimsus.
- Traditsioonilised regenereerivad süsteemid ei sobi kokku mitteelektriliste, mitte hübriidsõidukitega.
- Mõned regenereerivad süsteemid on sunnitud kasutama täiendavat "dünaamilist pidurdamist", mis ei salvesta taastatud kineetilist energiat.
Mahtuvuslikud pidurid ja traditsioonilised põlemismootorid
Kuna regenereerivad pidurisüsteemid kasutavad tavaliselt oma elektrimootoreid elektrienergia tootmiseks, ei ole need omavahel ühilduvad sõidukitega, mis kasutavad sisepõlemismootorit. Siiski on traditsiooniliste sisepõlemismootorite puhul kasutatavaid alternatiivseid regeneratiivseid tehnoloogiaid. Üks selline süsteem kasutab suuri kondensaate, et kiiresti hoida ja vabastada elekter, mis seejärel läbib astmelaualev trafo. 12-voldine väljund sisestatakse seejärel sõiduki elektrisüsteemisse, mis võtab mootorist teatud koormuse. Praegu on see tehnoloogia kütusekulu kümne protsendi võrra suurem, kuigi see on alles lapsekingades.
Mis autod kasutab regeneratiivseid pidureid?
Enamik hübriid- ja elektrisõidukeid kasutavad mõnda tüüpi regeneratiivpidurdussüsteemi. OEM-id, nagu Chevrolet, Honda, Nissa, Toyota ja Tesla, olid kõik koos hübriid- ja elektrisõidukitega varustatud regeneratiivpidurdustehnoloogiaga varakult. Mitte-hübriidsõidukid, mis kasutavad mõnda tüüpi regeneratiivpidurdust, on oluliselt vähem levinud, kuid mõned mudelid olid nii BMW kui ka Mazda mõlemad varakult kasutanud tehnoloogiat.