320
Системи відновлення в сучасних машинах
Будь-яка гальмівна система з стандартною гальмівною системою витрачається на опалення повітря. І кількість цих «закінчення» добре відома всім водіям міста. Відмінність споживання палива при русі по місту і уздовж заміської дороги без зупинки є середнім від півтора, або ще більше. Вони намагалися запобігти зайвих втрат протягом тривалого часу, але головна проблема - незворотність ICE - запобігає цьому в кожному можливим способом.
Немає необхідності довести необхідність регенеративного гальмування, тобто один, в якому енергія машини знову накопичується для прискорення. Ефективність схеми з 60-х років було протестовано на залізниці. Але є електролокомотиви, а енергія відразу повертається в сітку. Цей метод не дуже підходить для машин через відсутність електродвигунів на більшості з них.
І так як автомобілі не приводять на рейки, місця гальмування і прискорення також не дуже передбачувані. Таким чином, метод, який використовується на деяких станціях метро - розташування точок зупинки на висотах, що дозволяє прискорити за рахунок резерву потенційної енергії і уповільнення через підйом - також не затребуваний. Припустимо, що зупинка автобуса традиційно намагаються розмістити на ковзанах. . й
Літак в вакууміІсторично система відновлення для двигунів згоряння стала системою з механічним зберіганням енергії в обертовому режимі. Такі системи використовуються в основному в будівельному обладнанні, де використовуються великі обертові частини, в якості зберігання енергії, а електропередачі використовуються гідравлічні або електричні системи.
Але сфера цієї технології залишалася вузьким, в першу чергу великі екскаватори і крани, часто портові. Щоб зробити систему більш компактною і встановленою на машині просто не виникло нікому, будь-який спосіб реалізації спокоювається за низькою вартістю енергії і високою ціною пристрою.
З ціною нафти менше $ 4 за бочка, ніхто не думав про введення щось схоже на транспорті, і навіть після перших масляних криз, запас для модернізації двигуна внутрішнього згоряння більше, ніж перевищила потребу в економії палива. Volvo навіть протестував систему на 260 у 1980 році, але потужність близько 10 кВт з сталевим флаком не відповідала очікуванням, а програма була замкнена.
Леп технології в 80-х роках дозволило створити більш ефективні системи зберігання енергії на плівці, усунути основну задачу - ймовірність вибухонебезпечного руйнування флагма. Ми вирішили проблему просто: ми зробили муфту з ниток, які при знищенні, просто сповільнили її вниз. І розміщення його в вакуумному контейнері і за допомогою газових підшипників дозволяє зберігати енергію протягом дуже гідного періоду, до декількох днів, хоча більшість цих систем призначені для короткого циклу роботи, від отримання енергії до флакону до його споживання займає кілька хвилин або навіть секунд.
Як працює система KERS в Formula 1. На прикладі, Porsche і Ferrari є практичні приклади його реалізації на звичайних серійних автомобілях. Але на практиці, швидше за все, така система не буде поширена. Разом з такими перевагами, як дуже висока ємність і висока потужність зберігання, гіроскопічний ефект і досить високі втрати як привід, так і підвіска люків залишаться серед недоліків. В результаті поля застосування цієї технології залишалася дуже специфічною, а в той час як немає перспектив зміни ситуації, розвиток чисто електричних методів зберігання енергії все ще краще, а видатна специфічна потужність фллес-сторажів ще не прийшла в руки.
Можлива перевага в надійності системи також малоймовірно повинна бути затребуваною, надійністю і простотою в даний час виходять на користь. Єдиний дуже перспективний і масовий напрямок для цієї технології є автобусами. Наприклад, Optare Solo з приводом або вантажними автомобілями та сміттєвозами, що дозволяє зупинитися кожні кількасот метрів. Система FlyBus або FlyBrid у версії «за всі» була виготовлена інженерною компанією Rikardo у співпраці з Torotrak, розробником високопотужних варіаторів. Шведська компанія на горизонті. У версії, яка була використана на Volvo S60 у 2011 році, потужність системи складала 80 кВт, вага - 60 кілограмів, а швидкість флагцикла - близько 60 тис. оборотів за хвилину. Судячи за цими показниками, можна збільшити потужність системи до «спортивних» значень, адже обертання ротора може бути ще більшою ніж 100 тис. в хвилину, але знову, судячи відсутністю гібрида в модельному діапазоні компанії, експерименти з легковими автомобілями вважаються невдалими.
Рідина тиску і газБільш перспективна система виглядає пневмогідравлічним відновленням, найвідомішим як Peugeot Hybrid Air. Це добре розвинена схема, хоча реальні машини з нею не так широко відомі. Перш за все, це сміття.
Дозени машин Bosch і Eaton використовують в U.S. протягом більш ніж десяти років, а їх гібридний привід доведено, щоб бути надійним і вигідним. Суть цієї установки полягає в можливості гідравлічного мотора, який, коли гальмування, перекачує робочу рідину в велику гідроакумулятор - трубу з стисненим газом. При напрузі машини газ замінює рідину, рідина виходить таким же гідравлічним двигуном і допомагає зберегти паливо. В системі немає дорогих батарей, а його ресурс дуже великий. Потужність гідравлічних двигунів також висока, а вартість, навпаки, дуже низька. Один лов: гідроакумулятор має великі розміри і вагу, і дійсно його енергія досить для одного або двох циклів прискорення і гальмування, пробіг без включення ICE є лише пара кілометрів на пасажирський автомобіль і сотні метрів для вантажівки. При використанні на автобусах або сміттєвозах така система дозволяє повністю відмовитися від використання традиційних гальмівних механізмів, гідравлічний двигун може уповільнювати автомобіль до повного зупинки. При цьому пневмогідравлічний рекуператор навіть перевершує електричні системи, ті з низькою швидкістю обертання коліс не ефективні.
Додатковою перевагою є можливість зберігати енергію протягом тривалого часу, протягом годин і днів. На відміну від плівок, які після десяти хвилин втрачають значну частину збереженої потужності. На жаль, амбітні плани Peugeot були зустрінуті з новим рецепцією від китайських компаній Dongfeng, а також партнерів з розвитку системи від Ford. Але слухаючись новинами, це китайські вантажні автомобілі Dongfeng, які можуть бути наступні масові носії цієї технології.
Електричне гальмування з відновленнямГоловний конкурент цих, напевно, цікавий, але з багатьма схемами обмеження вже є класичним електричним контуром з електродвигуном, акумуляторами або суперконденсаторами.
Звичайна електрична гальмівна і відновлення хороша, тому що вони використовуються на залізницях близько 60 років і працювали в найменшій деталі. Всі схеми дизайну з синхронними, асинхронними і колекторними двигунами давно відомі і розраховані. Енергетика передається назад в електромережу, зберігається в акумуляторах або суперконденсаторах, і може використовуватися з часом.
Основна проблема електричних гальмів полягає в тому, що вони не добре поєднуються з двигуном внутрішнього згоряння, а для ефективного використання електроенергії необхідно об'єднати звичайний двигун внутрішнього згоряння і всі атрибути електромобільу - акумуляторів і тягового електродвигуна - в одному механізмі. В результаті гібриди зазвичай називають «гібридами». І незважаючи на складність і високу масу такої схеми, в даний момент це єдиний серійно використовується в легковій промисловості і вже дуже популярний.
Гібриди в даний час є найбільш перспективним напрямом розвитку автомобілів з точки зору зменшення споживання палива, а також прогрес у створенні акумуляторів і розвитку так званих «заряджувальних гібридів», фактично, є проміжним між чистими електричними машинами і гібридами, роблять їх важливим елементом в еволюції особистих транспортних засобів.
У 1997 році вийшов перший випуск Toyota Prius, який залишається найпопулярнішим гібридним автомобільом і трендом в своєму класі. У своїй схемі вони вирішили використовувати низькопотужні електродвигуни і недорогий нікельно-металевий гідравлічний акумулятор також низької потужності, а також компенсувати ці недоліки, вони дали машину дуже складну передачу з багатьма режимами роботи двигуна внутрішнього згоряння, електродвигуна і генератора. Успіх цієї схеми значно вплинуло на розвиток подібних технологій в інших виробників. Тепер кількість моделей автомобілів з гібридним приводом перевищила два десятки.
Головною складністю для електротехніки на автономному автомобілі є ще обмеження на струм зарядки акумулятора. Не можна швидко поглинати всю енергію, яка може виробляти електродвигуни.
Складність збільшення потужності системи електровідновлення слід віднести до основних недоліків схеми. І збільшення потужності електродвигунів і перетворювачів є дорогою, особливо якщо їх вага повинна бути мінімальною, і ефективність максимуму. Але переваги зважують недоліки, а кількість гібридів розмножується. Потужність електродвигунів поступово збільшується, а отже, гальмівна потужність таких систем. Акумулятори на нових проектах використовуються в основному літій-іоні, здатні зберігати набагато більше енергії і заряджати багато разів швидше, стають більш потужними і електродвигунами.
І, звичайно, електричне гальмування також використовується на електромобілах «чистий», оскільки це дозволяє значно збільшити запас електроенергії. І збільшує ресурс гальмівних механізмів. Ми вже бачили на практиці, що регенеративне гальмування на Tesla з потужними електродвигунами та акумуляторами, значно ефективніше, ніж на слабких гібридах, що дозволяє використовувати механічні гальма тільки при швидкому розпаді. У майбутньому електричне гальмування дозволить вам повністю відмовитися від гальмівних дисків на автомобілях, і я сподіваюся, що ми побачимо цей час.
P.S. І пам'ятайте, що просто змінивши наше споживання, ми змінюємо світ разом! Приєднуйтесь до нас на Facebook, VKontakte, Odnoklassniki
Джерело: www.kolesa.ru/article/tormozit-i-zapasat-sistemy-rekuperacii-v-sovremennyh-mashinah-2015-11-19
Немає необхідності довести необхідність регенеративного гальмування, тобто один, в якому енергія машини знову накопичується для прискорення. Ефективність схеми з 60-х років було протестовано на залізниці. Але є електролокомотиви, а енергія відразу повертається в сітку. Цей метод не дуже підходить для машин через відсутність електродвигунів на більшості з них.
І так як автомобілі не приводять на рейки, місця гальмування і прискорення також не дуже передбачувані. Таким чином, метод, який використовується на деяких станціях метро - розташування точок зупинки на висотах, що дозволяє прискорити за рахунок резерву потенційної енергії і уповільнення через підйом - також не затребуваний. Припустимо, що зупинка автобуса традиційно намагаються розмістити на ковзанах. . й
Літак в вакууміІсторично система відновлення для двигунів згоряння стала системою з механічним зберіганням енергії в обертовому режимі. Такі системи використовуються в основному в будівельному обладнанні, де використовуються великі обертові частини, в якості зберігання енергії, а електропередачі використовуються гідравлічні або електричні системи.
Але сфера цієї технології залишалася вузьким, в першу чергу великі екскаватори і крани, часто портові. Щоб зробити систему більш компактною і встановленою на машині просто не виникло нікому, будь-який спосіб реалізації спокоювається за низькою вартістю енергії і високою ціною пристрою.
З ціною нафти менше $ 4 за бочка, ніхто не думав про введення щось схоже на транспорті, і навіть після перших масляних криз, запас для модернізації двигуна внутрішнього згоряння більше, ніж перевищила потребу в економії палива. Volvo навіть протестував систему на 260 у 1980 році, але потужність близько 10 кВт з сталевим флаком не відповідала очікуванням, а програма була замкнена.
Леп технології в 80-х роках дозволило створити більш ефективні системи зберігання енергії на плівці, усунути основну задачу - ймовірність вибухонебезпечного руйнування флагма. Ми вирішили проблему просто: ми зробили муфту з ниток, які при знищенні, просто сповільнили її вниз. І розміщення його в вакуумному контейнері і за допомогою газових підшипників дозволяє зберігати енергію протягом дуже гідного періоду, до декількох днів, хоча більшість цих систем призначені для короткого циклу роботи, від отримання енергії до флакону до його споживання займає кілька хвилин або навіть секунд.
Як працює система KERS в Formula 1. На прикладі, Porsche і Ferrari є практичні приклади його реалізації на звичайних серійних автомобілях. Але на практиці, швидше за все, така система не буде поширена. Разом з такими перевагами, як дуже висока ємність і висока потужність зберігання, гіроскопічний ефект і досить високі втрати як привід, так і підвіска люків залишаться серед недоліків. В результаті поля застосування цієї технології залишалася дуже специфічною, а в той час як немає перспектив зміни ситуації, розвиток чисто електричних методів зберігання енергії все ще краще, а видатна специфічна потужність фллес-сторажів ще не прийшла в руки.
Можлива перевага в надійності системи також малоймовірно повинна бути затребуваною, надійністю і простотою в даний час виходять на користь. Єдиний дуже перспективний і масовий напрямок для цієї технології є автобусами. Наприклад, Optare Solo з приводом або вантажними автомобілями та сміттєвозами, що дозволяє зупинитися кожні кількасот метрів. Система FlyBus або FlyBrid у версії «за всі» була виготовлена інженерною компанією Rikardo у співпраці з Torotrak, розробником високопотужних варіаторів. Шведська компанія на горизонті. У версії, яка була використана на Volvo S60 у 2011 році, потужність системи складала 80 кВт, вага - 60 кілограмів, а швидкість флагцикла - близько 60 тис. оборотів за хвилину. Судячи за цими показниками, можна збільшити потужність системи до «спортивних» значень, адже обертання ротора може бути ще більшою ніж 100 тис. в хвилину, але знову, судячи відсутністю гібрида в модельному діапазоні компанії, експерименти з легковими автомобілями вважаються невдалими.
Рідина тиску і газБільш перспективна система виглядає пневмогідравлічним відновленням, найвідомішим як Peugeot Hybrid Air. Це добре розвинена схема, хоча реальні машини з нею не так широко відомі. Перш за все, це сміття.
Дозени машин Bosch і Eaton використовують в U.S. протягом більш ніж десяти років, а їх гібридний привід доведено, щоб бути надійним і вигідним. Суть цієї установки полягає в можливості гідравлічного мотора, який, коли гальмування, перекачує робочу рідину в велику гідроакумулятор - трубу з стисненим газом. При напрузі машини газ замінює рідину, рідина виходить таким же гідравлічним двигуном і допомагає зберегти паливо. В системі немає дорогих батарей, а його ресурс дуже великий. Потужність гідравлічних двигунів також висока, а вартість, навпаки, дуже низька. Один лов: гідроакумулятор має великі розміри і вагу, і дійсно його енергія досить для одного або двох циклів прискорення і гальмування, пробіг без включення ICE є лише пара кілометрів на пасажирський автомобіль і сотні метрів для вантажівки. При використанні на автобусах або сміттєвозах така система дозволяє повністю відмовитися від використання традиційних гальмівних механізмів, гідравлічний двигун може уповільнювати автомобіль до повного зупинки. При цьому пневмогідравлічний рекуператор навіть перевершує електричні системи, ті з низькою швидкістю обертання коліс не ефективні.
Додатковою перевагою є можливість зберігати енергію протягом тривалого часу, протягом годин і днів. На відміну від плівок, які після десяти хвилин втрачають значну частину збереженої потужності. На жаль, амбітні плани Peugeot були зустрінуті з новим рецепцією від китайських компаній Dongfeng, а також партнерів з розвитку системи від Ford. Але слухаючись новинами, це китайські вантажні автомобілі Dongfeng, які можуть бути наступні масові носії цієї технології.
Електричне гальмування з відновленнямГоловний конкурент цих, напевно, цікавий, але з багатьма схемами обмеження вже є класичним електричним контуром з електродвигуном, акумуляторами або суперконденсаторами.
Звичайна електрична гальмівна і відновлення хороша, тому що вони використовуються на залізницях близько 60 років і працювали в найменшій деталі. Всі схеми дизайну з синхронними, асинхронними і колекторними двигунами давно відомі і розраховані. Енергетика передається назад в електромережу, зберігається в акумуляторах або суперконденсаторах, і може використовуватися з часом.
Основна проблема електричних гальмів полягає в тому, що вони не добре поєднуються з двигуном внутрішнього згоряння, а для ефективного використання електроенергії необхідно об'єднати звичайний двигун внутрішнього згоряння і всі атрибути електромобільу - акумуляторів і тягового електродвигуна - в одному механізмі. В результаті гібриди зазвичай називають «гібридами». І незважаючи на складність і високу масу такої схеми, в даний момент це єдиний серійно використовується в легковій промисловості і вже дуже популярний.
Гібриди в даний час є найбільш перспективним напрямом розвитку автомобілів з точки зору зменшення споживання палива, а також прогрес у створенні акумуляторів і розвитку так званих «заряджувальних гібридів», фактично, є проміжним між чистими електричними машинами і гібридами, роблять їх важливим елементом в еволюції особистих транспортних засобів.
У 1997 році вийшов перший випуск Toyota Prius, який залишається найпопулярнішим гібридним автомобільом і трендом в своєму класі. У своїй схемі вони вирішили використовувати низькопотужні електродвигуни і недорогий нікельно-металевий гідравлічний акумулятор також низької потужності, а також компенсувати ці недоліки, вони дали машину дуже складну передачу з багатьма режимами роботи двигуна внутрішнього згоряння, електродвигуна і генератора. Успіх цієї схеми значно вплинуло на розвиток подібних технологій в інших виробників. Тепер кількість моделей автомобілів з гібридним приводом перевищила два десятки.
Головною складністю для електротехніки на автономному автомобілі є ще обмеження на струм зарядки акумулятора. Не можна швидко поглинати всю енергію, яка може виробляти електродвигуни.
Складність збільшення потужності системи електровідновлення слід віднести до основних недоліків схеми. І збільшення потужності електродвигунів і перетворювачів є дорогою, особливо якщо їх вага повинна бути мінімальною, і ефективність максимуму. Але переваги зважують недоліки, а кількість гібридів розмножується. Потужність електродвигунів поступово збільшується, а отже, гальмівна потужність таких систем. Акумулятори на нових проектах використовуються в основному літій-іоні, здатні зберігати набагато більше енергії і заряджати багато разів швидше, стають більш потужними і електродвигунами.
І, звичайно, електричне гальмування також використовується на електромобілах «чистий», оскільки це дозволяє значно збільшити запас електроенергії. І збільшує ресурс гальмівних механізмів. Ми вже бачили на практиці, що регенеративне гальмування на Tesla з потужними електродвигунами та акумуляторами, значно ефективніше, ніж на слабких гібридах, що дозволяє використовувати механічні гальма тільки при швидкому розпаді. У майбутньому електричне гальмування дозволить вам повністю відмовитися від гальмівних дисків на автомобілях, і я сподіваюся, що ми побачимо цей час.
P.S. І пам'ятайте, що просто змінивши наше споживання, ми змінюємо світ разом! Приєднуйтесь до нас на Facebook, VKontakte, Odnoklassniki
Джерело: www.kolesa.ru/article/tormozit-i-zapasat-sistemy-rekuperacii-v-sovremennyh-mashinah-2015-11-19
