محتوى المقال:
- ما هي آلية التعافي
- جهاز
- مبدأ التشغيل
- أنواع الآلية
- المميزات والعيوب
نظام الكبح التجديدي ، أو كما يطلق عليه أكثر شيوعًا الكبح المتجدد ، هو لاتيني للاستلام أو العودة. إذا لم تتفاقم ، فهذا نوع من الكبح الكهربائي الذي يولد الكهرباء من محركات المولدات في وقت الفرملة أو الحركة التعسفية للمركبة. لا يلزم تثبيت هذه الآلية على السيارات ، بل يمكن العثور عليها على السكوترات الكهربائية أو الدراجات.
ما هو نظام الكبح المتجدد
مع القليل من الوصف السابق ، يتضح أن نظام الكبح المتجدد ينتمي إلى فئة الجزء الكهربائي ويرتبط بالطاقة الحركية بعدة طرق. بكلمات بسيطة ، في لحظة كبح السيارة أو الحركة ، دون تحميل على المحرك ، يتم إهدار الطاقة التي لم يتم استخدامها في أي مكان من قبل. عادة ، يتم تحويل هذه الطاقة الحركية إلى طاقة حرارية ثم تبدد بعد ذلك.
أساس نظام الكبح المتجدد هو محرك كهربائي مدمج في ناقل الحركة في السيارة. في لحظة الكبح ، يعمل المحرك الكهربائي في وضع المولد ، وبالتالي يبدأ في توليد الكهرباء. وببساطة ، فإن نظام الكبح المتجدد هو آلية خاصة يمكنها توليد الكهرباء في وقت الكبح أو الانطلاق. علاوة على ذلك ، تتراكم الطاقة المستلمة في البطاريات أو تشحن البطارية ويتم تخزينها حتى اللحظة المطلوبة.
في أغلب الأحيان ، يمكن أن تكون هذه اللحظة هي اللحظة التي تبدأ فيها السيارة عند إشارة المرور. في مثل هذه الحالة ، يقوم النظام تلقائيًا بتشغيل المحرك الكهربائي ، وبالتالي تقليل الحمل على محرك الاحتراق الرئيسي. في لحظة البدء ، تقوم المحركات الكهربائية بتشغيل محور السيارة. كما أنه مصدر احتياطي للسيارة للقيادة لمسافات قصيرة وبسرعة منخفضة. وفقًا لمصادر مختلفة ، فإن احتياطي الشحن لهذه البطارية سيستمر لمدة 30-50 كم.
عادةً ما يتم تثبيت الكبح المتجدد في المركبات الهجينة أو المركبات الكهربائية الحديثة. وهكذا ، اتضح أن الطاقة التي يتم الحصول عليها نتيجة الكبح المتجدد في السيارات الكهربائية تستخدم لشحن البطارية ، في غير الكهربائية (الهجينة) ، تهدف هذه الطاقة إلى تقليل القوة في لحظة بدء تشغيل السيارة.
جهاز الكبح التجديدي
ليس من المنطقي التحدث عن ضحكة معينة من جهاز الكبح المتجدد ، لأن كل مصنع له خاصته. علاوة على ذلك ، يعتمد ذلك على العلامة التجارية وجهاز السيارة نفسها. يتم تنفيذ هذه الآلية بسهولة أكبر على السيارات الهجينة ، لذلك سنأخذها كمثال على الجهاز وفي المستقبل ، مبدأ التشغيل.
تتضمن القائمة الرئيسية لأجزاء نظام الكبح المتجدد لمركبة هجينة ما يلي:
- مولد محرك كهربائي
- آليات النقل
- محرك الاحتراق الداخلي؛
- العاكس.
- بطارية المجمع
- التشبث؛
- وحدة التحكم الالكترونية.
اعتمادًا على النموذج وتعديلات المهندسين ، قد تتضمن القائمة أيضًا آليات إضافية ، وأجهزة استشعار لقياس السرعة ، وما إلى ذلك ، مما يساهم في التشغيل المستقر وعالي الجودة للنظام.
المحرك الكهربائي ، المعروف أيضًا باسم المولد ، يعمل بشكل ثنائي الاتجاه. في إحدى الحالات ، يمكن للآلية توليد الكهرباء عن طريق معالجة الطاقة الحركية ، وفي الحالة الأخرى ، يمكنها استخدام الطاقة المتراكمة من البطارية لوضع التسريع. يمكن أن يختلف هيكل هذا المحرك الكهربائي بشكل كبير ، بنفس طريقة القوة. تلعب آلية النقل المثبتة على وحدات مختلفة أيضًا دورًا مهمًا للغاية. يرجع ذلك إلى أن القوة تنتقل بين المكونات المختلفة لنظام الكبح المتجدد.
أما بالنسبة لمحرك الاحتراق الداخلي ، فليس له اختلافات خاصة. على وجه الخصوص ، يتم تشغيلها بشكل متزامن مع محرك كهربائي ، بالإضافة إلى ميزات التصميم لكل مصنع. وبالمثل ، لن تكون هناك اختلافات خاصة في البطارية ، فالخصائص مهمة للقدرة وسرعة الشحن والتيار. سيكون الحد الأدنى للاختلاف في العاكس ، وتتمثل مهمته الرئيسية في تحويل نوع واحد من الكهرباء إلى نوع آخر (غالبًا ما يكون متغيرًا إلى ثابت أو من 12V إلى 45V).
يعتبر القابض جزءًا لا يتجزأ من نظام الكبح المتجدد ، فبفضله يمكن لوحدة التحكم توصيل أو إيقاف تشغيل مولد المحرك الكهربائي ، وكذلك ضبط اتجاه الآلية (توليد الكهرباء أو الاستهلاك من البطارية).
آخر وأهم العناصر هو وحدة التحكم الإلكترونية. هو الذي يؤدي الدور الرئيسي لإدارة جميع عناصر الآلية ، ويقرر أيضًا متى وفي أي اتجاه لتشغيل مولد النظام التجديدي. بالإضافة إلى الوظائف الرئيسية للتحكم في نظام استرداد الفرامل ، تراقب وحدة التحكم الإلكترونية:
- سرعة العجلة
- الحفاظ على تشغيل المحرك الكهربائي ؛
- دعم عزم دوران محرك الاحتراق الداخلي ؛
- توزيع قوة الكبح.
كما ترى ، فإن جهاز مثل هذه الآلية ليس معقدًا ، فكل عنصر من العناصر يفي بالمهمة المعينة ويحمل أهمية في سلسلة النظام. لا يقلل هذا من الحمل على المحرك الرئيسي فحسب ، بل يزيد أيضًا من الاقتصاد في استهلاك الوقود.
كيف يعمل الكبح المتجدد
بعد النظر في تصميم نظام الكبح التجديدي ، وكذلك ما هو مسؤول عن جزء معين ، يمكنك التفكير في مبدأ تشغيل الآلية بأكملها. كما ذكرنا سابقًا ، فإن مبدأ تشغيل الآلية ثنائي الاتجاه ، أي أنه يمكن أن يولد الكهرباء ويستهلك معًا. تبدأ كل أعمال آلية الكبح التجديدي من محور السيارة ، كقاعدة عامة ، هذا هو المحور الخلفي. يمكن تضمين محرك كهربائي أو مولد في ناقل الحركة أو توصيله بواسطة آليات النقل. في لحظة الكبح أو الانسياب ، ينتقل المحرك الكهربائي إلى وضع المولد ، وبالتالي يولد الكهرباء ويحول الطاقة الحركية للسيارة. يتم تغذية الكهرباء الناتجة إلى العاكس ، والذي بدوره يحول (في هذه الحالة ، يمكن أن يقلل أو يزيد) الكهرباء ويغذيها لبطارية التخزين للتخزين.
من الممكن تثبيت العديد من وحدات التحكم والمحولات الإضافية والآليات المساعدة الأخرى في هذه السلسلة ، مما يساهم في تشغيل الكبح المتجدد. تجدر الإشارة إلى أنه في اللحظة التي يعمل فيها المولد (توليد الكهرباء) ، يتم فصل محرك الاحتراق الداخلي عن ناقل الحركة ؛ في بعض طرازات السيارات ، يمكن للنظام إيقاف تشغيله تلقائيًا ، وبالتالي توفير الوقود.
إذا أخذنا في الاعتبار عملية العمل العكسية ، أي إمداد المحرك الكهربائي بالكهرباء ، فهناك اختلافات صغيرة. في هذه الحالة ، يتم تعشيق القابض ، والذي يحول المولد إلى محرك كهربائي وبالتالي يربط محرك الاحتراق الداخلي للمساعدة. تمر الطاقة الموردة من البطارية عبر العاكس وتنتقل إلى المحرك الكهربائي ، مما يسهل بدء تشغيل السيارة من مكان ما. نفس مبدأ تشغيل الآلية عندما تتحرك السيارة بسرعة منخفضة للغاية وعند الجر الكهربائي فقط.
ما هي أنواع الكبح التجديدي
على الرغم من حقيقة أن نظام الكبح المتجدد غالبًا ما يتم تثبيته على المركبات الهجينة ، يحدد الخبراء عدة أنواع أخرى من استعادة الطاقة الحركية. الطريقة المذكورة أعلاه لاستعادة الطاقة الحركية هي طريقة كهربائية ، ولكن هناك أيضًا طرق هوائية وميكانيكية وهيدروليكية تعطي نتائج مماثلة.
من بين طرق الاسترداد الثلاثة الأخيرة ، يعتبر الخيار الميكانيكي هو الأكثر شيوعًا. تمتلك شركات تصنيع السيارات المختلفة آلية تسمى KERS (أنظمة استعادة الطاقة الحركية). أساس هذا النوع هو دولاب الموازنة ، الذي يدور في لحظة الكبح ويعالج الطاقة. في مثل هذه الآلية ، توجد دولاب الموازنة في ناقل الحركة ، وكقاعدة عامة ، يمكن أن تتسارع إلى 60000 دورة في الدقيقة. بفضل هذه الخصائص ، يتم نقل الطاقة إلى 80 حصانًا إضافيًا. (60 كيلوواط). في كثير من الأحيان ، يتم استخدام هذه الكهرباء المتراكمة لتسريع قصير من حالة توقف تام أو رعشة عالية السرعة في لحظة التجاوز.
يمكن اعتبار سيارات الفورمولا 1 التي تبدأ من عام 2009 مثالاً على الاستخدام. إذا تحدثنا عن سيارات الإنتاج التسلسلي ، فمن المخطط تقديم هذا الخيار فقط. كما تظهر الإحصائيات ، سيتم تنفيذ هذه التقنية بأسرع ما يمكن على سيارات فولفو. تقوم الشركة المصنعة بالفعل باختبار هذه التقنية في الدورة الحضرية على النماذج الأولية. وفقًا لشركة فولفو ، فإن استخدام أي نوع من أنواع الكبح المتجدد يساعد في توفير حوالي 20٪ من الوقود من الاستهلاك الرئيسي.
الجوانب الإيجابية والسلبية للنظام التعافي
على الجانب الإيجابي لمثل هذا النظام ، يمكن تمييز العديد من التفاصيل ، على وجه الخصوص ، هذه زيادة في احتياطي الطاقة وانخفاض في الحمل على محرك الاحتراق الداخلي في وقت البدء. في السيارات الحديثة أيضًا ، بدأ المهندسون في تقديم أنظمة تشغيل / إيقاف مساعدة ونظام تثبيت السرعة التكيفي مع القدرة على التوقف تمامًا والقيادة في الاختناقات المرورية.
أما الجوانب السلبية لنظام الكبح التجديدي فلم تخلو منها. إذا كانت الآلية فعالة عند السرعة المنخفضة ومنطقية منها ، فعندئذٍ يصبح الكبح المتجدد بسرعة عالية عديم الفائدة ، نظرًا لأن قوة الكبح شحيحة ، فلا يوجد عمليًا شحن للبطارية. أيضًا ، من ناحية أخرى ، هناك احتياطي شحن صغير ، مما يعني أن السيارة الهجينة لن تكون قادرة على القيادة لمسافات طويلة.
عيب آخر مهم لنظام الكبح التجديدي هو التكلفة. في المتوسط ، يمكن أن يكون الفرق في سعر السيارة بين وجود هذه الآلية وغيابها حوالي 5000 دولار. يقول مالكو السيارات ذوو الخبرة بآلية مماثلة أن بدء تشغيل المحرك وإيقافه بشكل متكرر يؤدي إلى أعطال غير متوقعة ، بالإضافة إلى أن صيانة مثل هذا النظام تكلف أموالًا أيضًا. نتيجة لذلك ، غالبًا ما ينقسم رأي مالكي السيارات إلى رأيين ، شخص ما لديه موقف إيجابي تجاه مثل هذا النظام ، والبعض الآخر سلبي ويحاول عدم استخدامه ، على الرغم من زيادة استهلاك الوقود. اليوم ، لا يمكن العثور على هذه التقنية في جميع السيارات الحديثة ؛ في الغالب ، يتم تثبيت النظام على Tesla و hydrides من Toyota و Honda و Porsche.
