液制动冷却。 系统开发选项





上一篇有关液力制动器冷却系统的文章中,我描述了当今的现状。 如果我们在经典ICE的框架中考虑该系统,那么这里的发展是非常有限的,但是随着汽车中附加制动力的出现-混合动力和电动汽车的恢复,情况可能会改变。

在中低负载下,Recovery执行制动机构的大部分工作。 根据维修法规,电动汽车刹车片的资源几乎是后者的两倍,这已不是秘密。

看来,为什么要对电动汽车进行液体冷却呢? 这是超重和液体泄漏的危险! 通常,这些缺点决定了该系统过去在汽车批量生产中的命运,但是在电动混合动力汽车的情况下,会出现其他因素。

第一个,也可能是主要的 ,是在制动过程中产生热量并将其用于加热机舱的可能性(没有无用的热量散发到环境中)。

这当然不会解决完全加热机舱的问题,但会减少主电源的能源成本。 即使在混合动力汽车上,产生额外热量的可能性也可以节省燃料。 间歇运行期间的混合动力电动机有时间在电动机运行期间“冷却”-因此,要花费额外的燃料才能达到运行温度。

宝马正在使用越来越复杂的方法来保存发动机热量,这绝非偶然,前进气口的可调“窗帘”很快就会被涂层所覆盖,这些涂层将发动机变成一种热水瓶。 发动机排量的减少转移了“如何冷却发动机?”的问题。 在“如何保暖?”中



节能的一个有希望的选择是蓄热器。 这里的问题主要在于驱动器的能量强度及其质量。 如果还有其他能源为该电池“充电”,则可以扩大此类设备的使用范围。
在电动汽车中,这种储热装置比混合动力汽车更必要,最重要的是,与混合动力汽车相比,在电动汽车中放置空间更大。

前行李箱非常适合容纳热量“ thermos”。 这种布局将具有其他优势,我们将在后面讨论。

第二个因素恰恰相反-停车(连接到网络时)制动时使用加热,以减少运动开始时的能源成本。 首先,要保持车轮中车轮轴承的最佳温度。 一路上,这将解决某些机器冻结垫的问题。

PHEV混合动力车现在允许您在连接到网络时为汽车加温。 对内部进行预热固然很好,但是对悬架和变速箱内部进行预热将是提高汽车可靠性和耐用性的更好解决方案。

还记得在寒冷天气下开始运动的建议中,他们多久谈一次“预热悬架元件”吗? 混合动力车有机会对悬架进行加热,但是在电动汽车中,原则上没有这种动力源。 现在假设在电动汽车上冬季悬架故障并不总是质量低劣的组件和“电动汽车拥有者的综合症”的优点时,现在是否合乎逻辑?

第三个因素是在汽车中使用鼓式制动器的能力。 由于鼓式制动器在制动表面和制动蹄之间始终存在间隙,因此可以消除制动衬块对制动盘的过度摩擦。 摩擦垫的生态学也将放在最重要的位置,因为磨损产物可以部分地捕获在鼓本身中,这在盘式制动器中根本是不可能的。

也许很多人以为我太挑剔了环境问题? 脚垫会影响环境和轮胎吗?

在这里答案很简单-轮胎是不可避免的“邪恶”,没有它们,原则上就不可能运动。 结果是工作条件不同。 尽管有必要认识到许多轮胎的成分已经“变绿”(事实已影响了轮胎的耐用性)。
即 即使我们考虑到它们是“绿色”的事实(不是基于石棉),磁盘上垫的磨损温度也根本不会留下形成“环保”组件的机会。

使用鼓式制动器时,另一个有用的功能是节省鼓内的热能。 主要缺点是对液体系统有利。 总的来说,上一篇文章中的汽车盘式制动器的“液体冷却”并不是完全液体的。 相反,它是放气良好的制动盘的附加冷却因素。 如果使用鼓式制动器,则冷却过程将更加流畅。

第四个因素 -存在鼓式制动器时,这是碟片的“理想”空气动力学特性。 不需要通风-您可以用一个连续的隔热盖关闭车轮! 在这种情况下,“额外热量”对于液体冷却系统(加热)将不是多余的。

便利于这种盘的另一个因素是无需在轮上计数通风孔,因为通风孔是强度降低的点,因此会影响产品的最终重量。

整体式砂轮总是比“漏油式”砂轮更坚固,因此,它可以由耐用性较低的材料制成,并具有相似的结构刚度。 在这种情况下,我暗示了各种类型的碳纤维增强塑料和复合材料(在我们这个时代已经存在了,但是由于生产中形状复杂,车轮上的负载使它们无法足够便宜地制造)。

第五个因素是热电偶的使用。 由于热量会产生明显的温差,因此您可以通过将热量转换为电能来缓慢但确实地重新获得一些能量。

发热器工作原理的简单示例


到目前为止,实际上,宝马已经对温差的使用进行了测试。
为了进行测试,在排气管旁边放置了一个基于碲化铋的热电发电机,该发电机将冷却剂和废气的温度差转换为电流。 尺寸为300x100毫米,产生的功率约为600瓦。 缺点在这种功率的必要条件下是正确的-速度从60 km / h起(由于温度差的降低而降低,输出几乎为零)。

在没有如此高的温度的情况下,也可以将热量转化为电能。 例如,使用蒸汽和冷水。

第六个因素是基于制动冷却系统热量处理的“热泵”的使用。 这将解决在操作期间限制外部温度的问题(在日产Leaf电动汽车以及许多空调中,当零下温度较低时,系统会自动关闭以防霜冻)。

第七个因素是解决了电动汽车充满电池后的恢复问题,这是因为利用这种能量来加热车厢,前行李箱等。 由于制动能量过大的过程将根据“长时”能量转换方案进行,因此最终将给制动系统带来较低的负载,并控制更多的热量。 从山上下来需要这种用例,那里的制动能量将超过汽车的需求。 现在,有时他们甚至在通常的制动系统和手刹之外,在特殊设备上还安装了特殊的山地制动器,因此,这不仅可以解决散热问题,还可以解决制动问题。

现在,我们将它们放在一起。



最终的设计看起来比平时更复杂,但是我看不到任何其他选择来返回损失的能量。 在达到100%的能量回收之前,此选项才有意义。

部分地,也可以通过重复雪铁龙2CV和阿尔法罗密欧75-90制动机构的设计来解决车轮质量增加的问题。



“法国人”在花鼓中没有制动装置。

对于2CV,前制动器(1.)位于变速箱壳体上,与车轴相连,这减少了簧下质量,并使行驶更平稳。



阿尔法罗密欧75-90上只采用了有限的后轮驱动版本。

因此,后轮是可能的,并且不需要在轮毂中安装冷却系统。

乍看之下,冷却系统的其他管道只会增加液压驱动器的数量,但是在这里出口选项也是可行的。

为了通过手刹在停车场制动,在某些车型中已经使用了电动驱动器。


将来有可能使用电子楔式制动器(电子楔式制动器)。

这种制动机构是在德国航空航天中心开发的,后来又在西门子VDO开发。 制动器的设计可以在运行过程中进行自我放大,并且可以在汽车的标准电压(12伏)下工作。

在结构上,这种制动机构适合用于盘式制动器,但是在一些鼓式机构中也发现了自我增强原理

因此,要创建一个电子鼓式制动器,要在鼓内保持稳定的温度指示器,这是很现实的。

PS-降低车轮最高温度的后果可能会影响其他悬架元件。

Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN425531/


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