ترمزهای سنتی و انرژی نامناسب به اصطلاح
تکنولوژی ترمز در صد سال گذشته تغییر زیادی نکرده است، اما ترمز بازآفرینی تغییرات دریایی را در راه ما در مورد ترمز نشان می دهد. پیشرفتها عمدتا تکراری بوده و نه نوآورانه، مانند انتقال از ترمزهای درام به ترمزهای دیسک. پیشرفت قابل توجهی نیز در مواد فیزیکی ایجاد شده است که ترمزهای ترمز ساخته شده است، که منجر به مواد اصطکاکی می شود که طول می کشد، گرد و غبار کمتری ایجاد می کنند و کمتر باعث ایجاد نویز می شوند. فنآوری هایی مانند ترمزهای ضد قفل همچنین تکنولوژی ترمز را ایمن تر ساخته اند اما اصل اصلی تبدیل انرژی جنبشی به گرما بدون تغییر بوده است.
ترمزهای سنتی فقط خوب عمل می کنند، اما آنها به شدت هدر می دهند. هر بار که پدال ترمز خود را پایین بیاورید، به طور موثر بر روی چرخ های خود با نیروی هزاران پوند فشار هیدرولیکی فشرده می شوید. مکانیزم دقیق شامل روتورهای فلزی شکل دیسک است که بین هر یک از تایرها و هیدرولیکی قرار میگیرند، که بین پدال ترمزهای آلی، فلزی یا سرامیکی فشرده شده است. در خودروهای قدیمی تر، جایگزین تراموا و ترمزهای کارآمدتر استفاده می شود. در هر صورت، وسیله نقلیه به علت اصطکاک زیاد که بین لنت ها و دیسک ها و یا کفش ها و درام ها ایجاد می شود، از دست می دهد. این اصطکاک اساسا انرژی جنبشی را به انرژی گرما تبدیل می کند (و گاهی اوقات سر و صدای زیاد)، و ماشین شما به علت کم شدن سرعت حرکت می کند.
مشکل با ترمزهای سنتی این است که موتور شما باید مقدار زیادی سوخت را برای تولید انرژی جنبشی تولید کند، و وقتی که ترمزهای آن را به گرما تبدیل می کند، عملا هدر می رود. ایده اصلی ترمز ترمیم کننده این است که انواع فناوری ها امکان می یابند تا بخشی از انرژی جنبشی را به دست آورند، آن را تبدیل به برق، و سپس استفاده مجدد از آن.
ترمزهای احیا کننده چگونه کار می کنند؟
شایع ترین شکل تکنولوژی ترمز بازسازی یک موتور الکتریکی را به عنوان یک ژنراتور نشان می دهد، به همین دلیل ترمزهای احیا کننده اغلب در خودروهای هیبریدی و الکتریکی یافت می شود. در طول عملیات عادی، موتور الکتریکی قدرت را از باتری بیرون می آورد و از آن برای حرکت وسیله نقلیه استفاده می کند. هنگامی که پدال ترمز فشار داده می شود، موتور الکتریکی می تواند این روند را متوقف کند و دوباره برق را به باتری انتقال دهد. این می تواند کمک کند باتری را بدون وصل شدن به یک وسیله الکتریکی و یا استفاده از جایگزین در هیبرید نگه دارد، که منجر به افزایش کارایی می شود.
از آنجایی که ترمزهای احیا کننده به طور موثر انرژی سینتیکی را به برق تبدیل می کنند، می توانند خودرو را به آرامی حرکت دهند. با این حال، محدودیت های کارایی یک سیستم ترمز احیا کننده وجود دارد. یکی از مسائل اصلی این است که ترمزهای احتراق نیز با سرعت کم کار نمی کنند، همانطور که در سرعت های بالا کار می کنند. با توجه به محدودیت ذاتی در ترمز احیا کننده، اکثر وسایل نقلیه نیز با سیستم ترمز سنتی مکمل مجهز شده اند.
محدودیت های ترمزهای احیا کننده
علاوه بر کاهش طبیعی راندمان ترمز بازسازی در سرعت های پایین، فناوری نیز از تعدادی محدودیت دیگر رنج می برد. برخی از مهمترین موارد عبارتند از:
- ترمز بازسازی کننده تنها در "چرخ های درایو" کار می کند.
- ترمزهای احیا کننده به طور معمول نیروی ترمز را در شرایط توقف وحشت ارائه نمی دهند.
- کارایی یک سیستم بازسازی شده توسط عوامل مانند ظرفیت سیستم ذخیره سازی انرژی و خروجی موتور الکتریکی محدود می شود.
- سیستم های بازسازی سنتی ناسازگار با وسایل غیر الکتریکی و غیر هیبریدی هستند.
- برخی از سیستم های احیا کننده مجبور به استفاده از ترمز دینامیکی مکمل هستند که انرژی جنبشی مجددا ذخیره نمی شود.
ترمزهای خازنی و موتورهای احتراق سنتی
از آنجایی که سیستم ترمزهای بازسازی معمولا به موتورهای الکتریکی خود برای تولید برق متکی هستند، به طور ذاتی با خودروهایی که از موتورهای احتراق داخلی استفاده می کنند، سازگار نیستند. با این حال، برخی از فن آوری های احیا کننده جایگزین وجود دارد که می تواند به موتورهای احتراق داخلی سنتی اعمال شود. یکی از این سیستم ها از خازن های بزرگ برای ذخیره و انتشار سریع برق استفاده می کند که سپس از طریق یک ترانسفورماتور پایین تر عبور می کند. خروجی 12 ولت پس از آن به سیستم الکتریکی وسیله نقلیه تغذیه می شود که برخی از بارهای موتور را می گیرد. این فناوری در حال حاضر قادر به افزایش بهره وری سوخت تا 10 درصد است، هرچند که هنوز در دوران کودکی است.
چه خودروهایی از ترمزهای احیا کننده استفاده می کنند؟
بیشتر خودروهای هیبریدی و الکتریکی از نوع سیستم ترمز بازسازی استفاده می کنند. شرکت های سازنده مانند شورلت، هوندا، نیسان، تویوتا و تسلا همه در حال حاضر با استفاده از تکنولوژی ترمز احیا کننده در وسایل نقلیه هیبریدی و الکتریکی خود هستند. وسایل نقلیه غیر هیبریدی که از برخی از ترمزهای احیا کننده استفاده می کنند، به طور قابل توجهی کمتر مورد استفاده قرار می گیرند، اما BMW و مزدا هر دو از تکنولوژی های اولیه در مدل های خاص بودند.