في
مقال سابق عن نظام تبريد الفرامل السائل ، وصفت الوضع الحالي اليوم. إذا نظرنا إلى هذا النظام في إطار ICE الكلاسيكي ، فإن التطور هنا محدود للغاية ، ولكن مع ظهور قوة كبح إضافية في السيارة - استرداد السيارات الهجينة والسيارات الكهربائية ، فقد يتغير الوضع.
يؤدي الاسترداد الجزء الأكبر من عمل آليات الكبح عند الأحمال المنخفضة والمتوسطة. ليس سراً أن مصدر تيل المكابح على السيارات الكهربائية أعلى مرتين تقريباً وفقاً للوائح الخدمة.
يبدو ، لماذا إذن إلى سائل تبريد السيارة الكهربائية؟ هذه هي زيادة الوزن وخطر تسرب السوائل! تحدد هذه العيوب ، بشكل عام ، مصير هذا النظام في الماضي للإنتاج الضخم للسيارات ، ولكن في حالة السيارة الهجينة الكهربائية ، تظهر عوامل إضافية.
الأول ، وربما الرئيسي ، هو إمكانية توليد الحرارة أثناء الكبح واستخدامها لتسخين المقصورة (دون تبديدها بلا فائدة في البيئة).
هذا بالطبع لن يحل مشكلة تسخين المقصورة تمامًا ، ولكنه سيقلل تكاليف الطاقة من مصدر الطاقة الرئيسي. حتى في السيارات الهجينة ، فإن إمكانية توليد حرارة إضافية ستجعل من الممكن توفير الوقود. المحركات الهجينة أثناء التشغيل المتقطع لها الوقت "لتبريد" أثناء تشغيل المحرك الكهربائي - ونتيجة لذلك ، يتم إنفاق وقود إضافي للوصول إلى درجة حرارة التشغيل.
ليس من قبيل المصادفة أن BMW تستخدم أساليب متطورة بشكل متزايد للحفاظ على حرارة المحرك ، وستتبع "الستائر" القابلة للتعديل لمآخذ الهواء الأمامية بطبقات تحول المحرك إلى نوع من الترمس. يحد الانخفاض في إزاحة المحرك من مشكلة "كيفية تبريد المحرك؟" في "كيفية الحفاظ على الدفء؟"
إن أحد الخيارات الواعدة للحفاظ على الطاقة هو تراكم الحرارة. تكمن المشكلة هنا بشكل رئيسي في كثافة الطاقة في المحرك وكتلته. إذا كان هناك مصدر إضافي للطاقة "لشحن" هذه البطارية ، فيمكن توسيع نطاق استخدام هذه الأجهزة.
في السيارة الكهربائية ، يكون جهاز تخزين الحرارة هذا أكثر ضرورة منه في الهجين ، والأهم من ذلك ، هناك مساحة أكبر لوضعها في سيارة كهربائية منها في الهجين.
الجذع الأمامي مناسب تمامًا لاستيعاب "الترمس" الحراري. سيكون لهذا التنسيب مزايا إضافية ، سنتحدث عنها لاحقًا.
العامل الثاني هو العكس تمامًا - استخدام التدفئة عند فرامل الانتظار (عند توصيلها بالشبكة) ، لتقليل تكاليف الطاقة في بداية الحركة. بادئ ذي بدء ، للحفاظ على درجة الحرارة المثلى لمحامل العجلات في العجلات. على طول الطريق ، سوف يحل هذا مشكلة تجميد منصات على بعض الآلات.
تسمح لك سيارات PHEV الهجينة بتدفئة السيارة عند الاتصال بالشبكة. من المؤكد أن تسخين المقصورة الداخلية جيد ، ولكن تسخين الجزء الداخلي من التعليق وناقل الحركة سيكون حلاً أفضل لموثوقية ومتانة السيارة.
تذكر كم من التوصيات في بداية الحركة في الطقس البارد تتحدث عن "تسخين عناصر التعليق"؟ تتمتع السيارات الهجينة بفرصة لتسخين التعليق ، ولكن في السيارة الكهربائية لا يوجد مصدر من هذا القبيل من حيث المبدأ. هل من المنطقي الآن أن نفترض أن فشل التعليق في الشتاء على سيارة كهربائية ليس دائمًا ميزة مكونات منخفضة الجودة و "متلازمة مالك سيارة كهربائية"؟
العامل الثالث هو القدرة على استخدام فرامل الأسطوانة في السيارة. سيؤدي ذلك إلى إزالة الاحتكاك الزائد للوسادات على قرص الفرامل ، حيث توجد فرامل بين سطح الفرامل والحذاء دائمًا في فرامل الأسطوانة. ستكون بيئة تآكل الوسائد في القمة أيضًا ، حيث يمكن التقاط منتجات الكشط جزئيًا في الأسطوانة نفسها ، وهو أمر مستحيل بشكل أساسي في فرامل القرص.
ربما يعتقد الكثيرون أنني كنت ملتقطًا جدًا بشأن القضية البيئية؟ منصات تؤثر على البيئة والإطارات؟
هنا سيكون الجواب بسيطا - الإطارات هي "الشر" الحتمي ، الذي بدونه ، من حيث المبدأ ، الحركة مستحيلة. ظروف العمل مختلفة ، كما هي النتيجة. على الرغم من أنه من الجدير بالاعتراف أن تركيبة العديد من الإطارات قد "تحولت إلى اللون الأخضر" بالفعل (الأمر الذي أثر على الحقيقة في متانتها).
على سبيل المثال إن درجة حرارة تآكل الحشوات الموجودة على القرص ببساطة لا تترك فرصة لتشكيل مكونات "صديقة للبيئة" ، حتى إذا أخذنا في الاعتبار حقيقة أنها "خضراء" (لا تعتمد على الأسبستوس).
ميزة أخرى مفيدة عند استخدام فرامل الأسطوانة هي الحفاظ على الطاقة الحرارية داخل الأسطوانة. العيب الرئيسي سيكون ميزة للنظام السائل. وعلى العموم ، فإن "التبريد السائل" على مكابح القرص في السيارات من المادة السابقة ليس سائلاً بالكامل. بل هو عامل تبريد إضافي لقرص الفرامل الذي تم تفريغه جيدًا. إذا تم استخدام فرامل الأسطوانة ، فستكون عملية التبريد أكثر سلاسة.
العامل الرابع - في وجود فرامل الأسطوانة ، هذه هي الديناميكا الهوائية "المثالية" للقرص. ليست هناك حاجة لتهوية الفرامل - يمكنك إغلاق العجلة بغطاء عازل للحرارة مستمر! لن تكون "الحرارة الزائدة" في هذه الحالة غير ضرورية لنظام التبريد السائل - التسخين.
سيكون العامل الإضافي في تسهيل مثل هذه الأقراص هو عدم الحاجة إلى حساب فتحات التهوية في العجلة ، وهي نقاط ضعف القوة ، وبالتالي تؤثر على الوزن النهائي للمنتج.
دائمًا ما تكون العجلة المتجانسة أقوى من العجلة "المتسربة" ، وبالتالي ، يمكن أن تكون مصنوعة من مواد أقل متانة ، مع هامش مماثل من الصلابة. في هذه الحالة ، ألمح إلى أنواع مختلفة من المواد البلاستيكية والمركبات المدعمة بألياف الكربون (هناك مثل هذا بالفعل في عصرنا ، ولكن الحمل على العجلة لا يسمح لها بأن تكون رخيصة بما يكفي بسبب الشكل المعقد في الإنتاج).
العامل الخامس هو استخدام المزدوجات الحرارية. نظرًا لأن الحرارة تُحدث فرقًا كبيرًا في درجة الحرارة ، يمكنك استعادة بعض الطاقة ببطء ولكن بثبات عن طريق تحويل الحرارة إلى كهرباء.
مثال بسيط على كيفية عمل مولد الحرارة
حتى الآن ، من الناحية العملية ، تم اختبار استخدام فرق درجة الحرارة من قبل BMW.
للاختبار ، تم وضع مولد كهروحراري قائم على تيلورايد البزموت ، والذي يحول فرق درجة حرارة غازات التبريد والعادم إلى تيار ، بجوار أنبوب العادم. بأبعاد 300 × 100 مم ، تنتج حوالي 600 واط. العيب صحيح في الظروف الضرورية لمثل هذه القوة - السرعة من 60 كم / ساعة (أقل بسبب انخفاض في فرق درجة الحرارة ، الناتج تقريبًا صفر).
يمكن أيضًا تحويل الحرارة إلى كهرباء بدون درجات حرارة عالية. على سبيل المثال ، استخدام
البخار والماء البارد.العامل السادس هو استخدام "مضخة الحرارة" على أساس معالجة الحرارة من نظام تبريد الفرامل. سيؤدي هذا إلى حل مشكلة الحد من درجة الحرارة الخارجية أثناء التشغيل (في السيارات الكهربائية من نيسان ليف ، وكذلك في العديد من مكيفات الهواء ، يتم إيقاف تشغيل النظام تلقائيًا عندما تكون درجة الحرارة منخفضة تحت الصفر للحماية من الصقيع).
العامل السابع هو حل مشكلة الاسترداد مع بطارية كاملة من سيارة كهربائية ، بسبب استخدام هذه الطاقة لتسخين المقصورة ، والجذع الأمامي ، وما إلى ذلك. نظرًا لأن العملية مع زيادة طاقة الكبح ستتم وفقًا لمخطط تحويل الطاقة "الطويل" ، فسوف ينتهي بنا الأمر بحمل أقل على نظام الفرامل وتدفق حرارة أكثر تحكمًا. حالة الاستخدام هذه ضرورية للنزول من الجبال ، حيث ستتجاوز كمية الطاقة من الكبح احتياجات السيارة. الآن ، في بعض الأحيان يضعون مكبحًا جبليًا خاصًا على معدات خاصة ، بالإضافة إلى نظام الفرامل المعتاد وفرملة اليد ، لذلك لن يحل هذا المشكلة الحرارية فحسب ، بل أيضًا الفرامل.
والآن لنقم بتجميعها معًا.
يبدو التصميم الناتج أكثر تعقيدًا من المعتاد ، لكني لا أرى أي خيار آخر لإعادة الطاقة المفقودة. حتى يتحقق استرداد الطاقة بنسبة 100٪ ، سيكون هذا الخيار مناسبًا.
جزئيًا ، يمكن أيضًا حل مشكلة زيادة كتلة العجلة من خلال تكرار تصميم آليات الفرامل Citroen 2CV و Alfa Romeo 75-90.
لم يكن لدى "الفرنسي" آليات فرامل في المركز.
بالنسبة إلى 2CV ، تم وضع الفرامل الأمامية (1.) على مبيت علبة التروس ، إلى أعمدة المحاور ، مما أدى إلى تقليل الكتلة غير المعلقة وجعل الركوب أكثر سلاسة.
تم استخدام نفس المخطط ، فقط في إصدار الدفع الخلفي المحدود ، على Alfa Romeo 75-90.
لذلك ، من الممكن للعجلات الخلفية ولا تحتاج إلى تثبيت نظام تبريد في المحور ...
للوهلة الأولى ، ستزيد الأنابيب الإضافية لنظام التبريد من عدد محركات الأقراص الهيدروليكية فقط ، ولكن هنا أيضًا خيارات الخروج ممكنة.
للفرملة في موقف السيارات باستخدام فرملة اليد ، يتم بالفعل استخدام محرك كهربائي في بعض طرازات السيارات.
في المستقبل ، من الممكن استخدام فرامل إسفين إلكترونية (فرامل إسفين إلكترونية).
تم تطوير آلية الكبح هذه في مركز الطيران الألماني ، وتم تطويرها لاحقًا في Siemens VDO. يتميز تصميم الفرامل بإمكانية التضخيم الذاتي أثناء التشغيل ، وهو قادر على العمل بجهد قياسي في السيارة (12 فولت).
من الناحية الهيكلية ، يتم تكييف آليات الفرملة هذه للاستخدام على فرامل القرص ، ولكن يوجد أيضًا
مبدأ التعزيز الذاتي في بعض آليات الأسطوانة.
لذلك ، فإن إنشاء فرامل أسطوانة إلكترونية ، تخضع لمؤشرات درجة حرارة مستقرة داخل الأسطوانة ، أمر واقعي تمامًا.
ملاحظة - يمكن أن تؤثر عواقب تخفيض درجة الحرارة القصوى في العجلة على عناصر التعليق الأخرى.