Рекуперативное торможение | это… Что такое Рекуперативное торможение?

Toyota Prius 2004 — серийный (с 1997) автомобиль с системой рекуперативного торможения

Рекуперати́вное торможе́ние — вид электрического торможения, при котором электроэнергия, вырабатываемая тяговыми электродвигателями, работающими в генераторном режиме, возвращается в электрическую сеть.

Рекуперативное торможение широко применяется на электровозах, электропоездах, современных трамваях и троллейбусах, где при торможении электродвигатели начинают работать как электрогенераторы, а вырабатываемая электроэнергия передаётся через контактную сеть либо другим электровозам, либо в общую энергосистему через тяговые подстанции.

Аналогичный принцип используется на электромобилях, гибридных автомобилях где вырабатываемая при торможении электроэнергия используется для подзарядки аккумуляторов. Некоторые контроллеры двигателей электровелосипедов реализуют рекуперативное торможение.

Проводились также эксперименты по организации рекуперативного торможения других принципов на автомобилях; для хранения энергии использовались маховики, пневматические аккумуляторы (

англ.), гидроаккумуляторы и другие устройства.^[1]

Содержание 1 Использование в автомобилестроении 1.1 Использование на легковых и грузовых автомобилях 1.2 Использование в автоспорте 2 Использование на железных дорогах 3 Примечания 4 См. также 5 Ссылки

Использование в автомобилестроении

Использование на легковых и грузовых автомобилях

С развитием рынка гибридных и электроавтомобилей система рекуперации зачастую используется для увеличения дальности пробега автомобиля на электрическом заряде. Наиболее распостраненными автомобилями этих классов является Toyota Prius, Chevrolet Volt.

Есть отдельные случаи применения системы рекууперации для автомобилем с привычным бензиновым двигателем для сокращения расхода топлива. Такая система разрабатывалась на а/м Ferrari для обеспечения функционирования внутренних мультимедийных и климатических систем автомобиля от одельной батареи, заряжаемой рекуперируемой энергией.

Использование в автоспорте

В сезоне 2009 года в «Формуле-1» на некоторых болидах использовалась система рекуперации кинетической энергии (KERS). Рассчитывалось, что это подстегнёт разработки в области гибридных автомобилей и дальнейшие совершенствования данной системы.

Впрочем, у «Формулы-1» с её мощным двигателем разгон на малых скоростях ограничивается сцеплением шин, а не крутящим моментом. На высоких же скоростях использование KERS не столь эффективно. Так что, по результатам сезона-2009, оснащённые данной системой болиды не демонстрируют превосходства над соперниками на большинстве трасс. Однако, это может объясняться не столько неэффективностью системы, сколько трудностью её применения в условиях строгих ограничений на вес машины, действовавших в 2009 году в Формуле-1. После соглашения команд не использовать KERS в 2010 году для сокращения издержек, в сезоне 2011 года использование системы рекуперации было продолжено.

По состоянию на 2012 год, на систему KERS налагаются следующие ограничения^[2]: передаваемая мощность не более 60 кВт (около 80 л.с.), ёмкость хранилища не более 400 кДж. Это означает, что 80 л.с. можно использовать не более 6.67 с на круг за один или несколько раз. Таким образом, время круга можно уменьшить на 0.1-0.4 с.

Техническим регламентом «Формулы-1», утвержденным FIA на 2014 год предусмотрен переход на более эффективные турбомоторы, в которые будет неотъемлемо встроена система рекуперации.

Использование на железных дорогах

Рекуперативным торможением на железнодорожном транспорте (в частности, на электровозах, оборудованных системой рекуперативного торможения) называется процесс преобразования кинетической энергии движения поезда в электрическую энергию тяговыми электродвигателями (ТЭД), работающими в режиме генераторов. Выработанная электрическая энергия передается в контактную сеть (в отличие от реостатного торможения, при котором выработанная электрическая энергия гасится на тормозных резисторах, то есть преобразовывается в тепло и рассеивается системой охлаждения). Рекуперативное торможение используется для подтормаживания состава в случаях, когда поезд идет по относительно не крутому уклону вниз и использование воздушного тормоза нерационально. То есть, рекуперативное торможение используется для поддержания заданной скорости при движении поезда по спуску. Данный вид торможения дает ощутимую экономию энергии, так как выработанная электрическая энергия передается в контактную сеть и может быть использована другими локомотивами на данном участке контактной сети.

В основном, рекуперативным торможением оборудуются электровозы постоянного тока ввиду простоты метода переключения ТЭД в режим генератора. В электровозах переменного тока существует проблема, которая заключается в преобразовании выработанного постоянного электрического тока в переменный и синхронизация его с частотой тягового тока (так как тяговый ток в контактной сети переменный), однако эта проблема решается с помощью тиристорных преобразователей ^[3].

Рекуперативное торможение на железнодорожных локомотивах может использоваться для подтормаживания в экстренных аварийных случаях при отказе воздушного тормоза, что не является редкостью на отечественных железных дорогах. В частности, имеются сведения о неоднократном применении машинистами рекуперативного торможения на крутом участке Кропачево — Симская (Челябинская область).^[4] Следует отметить, что штатное торможение на локомотивах производится стравливанием воздуха (стоп-кран в пассажирских вагонах), а при полном отсутствии в системе воздуха тормоза блокируются.^[5]

Примечания

1. ↑ Без электричества: маховики и гидравлика
2. ↑ Formula 1
3. ↑ В. К. Калинин. Электровозы и электропоезда. 1991.
4. ↑ Железнодорожная катастрофа 11 августа 2011 года
5. ↑ Тормоза вагонов

См. также

• Ионистор
• Рекуперативно-реостатное торможение
• Реостатное торможение

Ссылки

• Volvo объявила о создании гибридной технологии для тяжёлых машин
• Гидравлические аккумуляторы
• Рекуперативное торможение listino automobile Turin University Study
• Себастьян Феттель рассказывает об устройстве KERS и DRS на YouTube
• Тяжелые гибриды — статья о применении рекуперативного торможения

Система рекуперативного торможения

Главная  »  Тормозная система »  Система рекуперативного торможения

В современных гибридных автомобилях используется система рекуперативного торможения. В основу системы положен электрический способ рекуперации кинетической энергии.

Движение автомобиля сопровождается кинетической энергией. При торможении с использованием традиционной тормозной системы избыток кинетической энергии преобразуется в тепловую энергию трения тормозных колодок и тормозного диска и, соответственно, расходуется вхолостую.

В системе рекуперативного торможения для замедления используется электродвигатель, включенный в трансмиссию автомобиля. При торможении электродвигатель начинает работать в генераторном режиме, на валу двигателя создается тормозной момент и вырабатывается электрическая энергия, которая сохраняется в аккумуляторной батарее. Запасенная электрическая энергия используется в дальнейшем для движения автомобиля.

Применение системы рекуперативного торможения обеспечивает максимальную отдачу от каждого заряда аккумуляторной батареи и высокую топливную экономичность. Рекуперативное торможение наиболее эффективно на передней оси автомобиля, т. к. до 70% кинетической энергии при торможении приходится именно на переднюю ось.

Эффективность системы рекуперативного торможения значительно снижается на низких скоростях движения автомобиля. Поэтому для доведения автомобиля до полной остановки используются традиционные фрикционные тормоза. Совместная работа двух систем находится под управлением электроники.

Отдельный электронный блок управления реализует следующие функции:

• контроль скорости вращения колес;
• поддержание тормозного момента электродвигателя, необходимого для замедления автомобиля;
• перераспределение тормозного усилия на фрикционную тормозную систему;
• поддержание крутящего момента, необходимого для зарядки аккумуляторной батареи.

В данной тормозной системе механическая связь между педалью тормоза и тормозными колодками отсутствует. Решение о торможении принимает электроника на основании анализа действий водителя и характера движения автомобиля.

В работе электронная система рекуперативного торможения взаимодействует с антиблокировочной системой тормозов, системой распределения тормозных усилий, системой курсовой устойчивости, усилителем экстренного торможения.

Система рекуперации кинетической энергии

Помимо электрического способа рекуперации кинетической энергии существуют и другие способы: механический, гидравлический, пневматический. Самый распространенный из них является механический способ и построенные на его основе система рекуперации кинетической энергии (Kinetic Energy Recovery Systems, KERS). В данной системе кинетическая энергия движущегося автомобиля возвращается при торможении и сохраняется для дальнейшего использования с помощью маховика. В отличие от рекуперативного торможения система KERS не создает тормозной момент.

Маховик включен в трансмиссию автомобиля, вращается в вакуумной камере и при торможении разгоняется до 60000 об/мин. Конструкция обеспечивает сохранение энергии до 600 кДж и передачу мощности до 60 кВт (80 л. с.). Запасенная энергия используется для кратковременного скоростного рывка в движении или при трогании с места.

Система KERS применяется в автоспорте на автомобилях Formula 1 с 2009 года. На автомобилях массового использования применение данной системы только планируется. Ближе всех к серийному применению системы рекуперации кинетической энергии находятся разработки компании Volvo.

Cистему KERS предлагается использовать при движении автомобиля в городском цикле. При торможении двигатель автомобиля выключается, маховик раскручивается и запасает энергию. При трогании с места используется энергия маховика, автомобиль трогается, а двигатель запускается уже в движении.

По заявлениям Volvo применение системы рекуперации кинетической энергии обеспечивает снижение расхода топлива на 20% и сокращение вредных выбросов.

 

 

Регенеративное торможение: преимущества, недостатки и принцип работы Если это так, вы находитесь в правильном месте. В этом руководстве мы расскажем, что такое рекуперативное торможение, а также его преимущества и недостатки.

Что такое рекуперативное торможение и как оно работает?

Рекуперативное торможение — это механизм, используемый в большинстве гибридных и полностью электрических транспортных средств. Он улавливает кинетическую энергию торможения и преобразует ее в электрическую энергию, которая заряжает высоковольтную аккумуляторную батарею автомобиля. Рекуперативное торможение также замедляет автомобиль, что помогает использовать традиционные тормоза.

В обычной тормозной системе автомобиль замедляется из-за трения между тормозными колодками и дисками. Но эта система крайне неэффективна, когда речь идет об экономии энергии. Почти вся кинетическая энергия, движущая ваш автомобиль вперед, теряется в виде тепла, когда вы нажимаете на тормоз. Это очень много потраченной энергии!

Рекуперативное торможение решает эту проблему, регенерируя более 70% кинетической энергии, которая в противном случае была бы потеряна при торможении. Количество восстановленной энергии зависит от модели вашего автомобиля и стиля вождения.

Как рекуперативное торможение обеспечивает электричество?

Рекуперативное торможение превращает кинетическую энергию в электричество, обращая вспять процесс, движущий автомобиль вперед. В электромобилях трансмиссия питается от аккумуляторной батареи, которая питает двигатель (или двигатели), создавая крутящий момент — силу вращения — на колесах. Другими словами, электрическая энергия батареи становится механической энергией, которая вращает колеса.

При рекуперативном торможении энергия вращающихся колес используется для изменения направления электрического тока — от электродвигателя (двигателей) к аккумулятору. Все, что вам нужно сделать, это убрать ногу с педали акселератора или, в некоторых случаях, нажать на педаль тормоза, чтобы активировать рекуперативное торможение. Электродвигатель не только действует как электрический генератор, но также помогает замедлить движение автомобиля, поскольку энергия потребляется колесами, когда они вращают вал в электродвигателе.

Преимущества и недостатки рекуперативного торможения 

Преимущества рекуперативного торможения 

Как вы понимаете, захват и повторное использование большего количества энергии от торможения имеет реальные преимущества для эффективности вашего автомобиля. Кроме того, это означает меньший износ тормозов. Вот самые большие преимущества рекуперативного торможения:

Тормозные колодки и роторы могут служить дольше

Несмотря на то, что рекуперативное торможение само по себе обеспечивает большую тормозную силу, электромобили и гибриды также поставляются с обычными гидравлическими тормозами. Однако, поскольку рекуперативное торможение выполняет большую часть работы по замедлению автомобиля, тормозные колодки и роторы используются гораздо реже.

В результате они обычно служат намного дольше между обслуживаниями, что может помочь водителям сэкономить на затратах на техническое обслуживание. При этом по-прежнему важно регулярно проверять тормоза, и регулярные проверки могут потребоваться в рамках графика технического обслуживания, рекомендованного производителем. Просто принесите свой гибридный или электрический автомобиль в Tyres Plus для быстрой и удобной проверки.

Возможности увеличенного запаса хода для электромобилей

Улавливание энергии торможения и отправка ее обратно в аккумуляторную батарею вашего электромобиля может увеличить запас хода. Оценки показывают, что рекуперативное торможение потенциально может увеличить запас хода на сотни миль в течение года. Это означает меньше времени, затрачиваемого на зарядку, и больше времени на то, чтобы добраться туда, куда вам нужно.

Когда зарядные станции все еще находятся далеко друг от друга во многих районах, каждая миля на счету. Кроме того, когда вы подключаетесь к электросети реже, вы помогаете сократить выбросы от поставщиков электроэнергии, работающих на угле и газе.

Лучшая топливная экономичность для гибридов

Хотя гибриды по-прежнему имеют двигатели внутреннего сгорания под капотом, они предназначены для максимально возможного использования электродвигателя. Регенеративное торможение помогает поддерживать заряд аккумуляторной батареи, поэтому водителям не приходится так часто полагаться на свои двигатели, что помогает им снизить расход топлива и сэкономить деньги.

Недостатки системы рекуперативного торможения

Хотя плюсы рекуперативного торможения определенно перевешивают минусы, совершенных технологий не существует. Вот несколько случаев, когда рекуперативное торможение не работает:

Может быть менее эффективным на более низких скоростях

Движение на более низких скоростях означает, что ваш автомобиль имеет меньшую кинетическую энергию и требует меньшего тормозного усилия. В результате система рекуперативного торможения потребляет меньше энергии и не снабжает аккумуляторную батарею большим зарядом. Некоторые производители транспортных средств также считают, что в некоторых ситуациях торможение накатом может перевешивать преимущества рекуперативного торможения.

Педаль тормоза может ощущаться по-разному

Во время вождения вы должны быть уверены, что ваша педаль тормоза работает. Хотя педали тормоза на гибридных и электрических транспортных средствах, безусловно, функционируют, они могут ощущаться иначе, чем вы привыкли.

Возможно, вы на мгновение перестанете реагировать или педаль нажимается не так плавно, как вы ожидаете. В некоторых случаях вам может понадобиться по-другому модулировать педаль.

Хорошей новостью является то, что это изменение ощущения педали тормоза стало меньшей проблемой, чем раньше. Новые гибридные модели и модели EV имеют более чувствительные педали тормоза, которые ощущаются так же, как и любой набор обычных тормозов.

Потенциально меньшая тормозная сила

Хотя рекуперативное торможение работает очень хорошо в большинстве ситуаций торможения, когда вы постепенно останавливаетесь, оно может не обеспечивать такой же уровень тормозной силы, как обычные тормоза. Это означает, что водителям гибридов и электромобилей, возможно, придется сильнее нажимать на тормоза, чтобы добиться такой же эффективности.

Однако эта проблема также решается с появлением новых систем рекуперативного торможения. В более поздних моделях автомобилей вы можете вообще не заметить разницы в тормозной способности.

Доверьте шинам Plus правильное обслуживание вашего гибрида или электромобиля

Рекуперативное торможение не только помогает экономить энергию, но и может сэкономить ваши деньги на ремонте тормозов в долгосрочной перспективе. Однако, как и любому стандартному газовому транспортному средству, электромобилям время от времени требуется небольшая осторожность. Если вам нужно общее техническое обслуживание или другие услуги для вашей поездки, доверьте Tyres Plus правильное выполнение работы — с первого раза.

Рекуперативное торможение: что это такое и как оно работает?

Рекуперативное торможение — это когда ваш автомобиль берет энергию, вырабатываемую при торможении, и либо использует ее, либо сохраняет для последующего использования. Этот тип торможения может показаться простым в теории, но несколько факторов влияют на использование вашим автомобилем рекуперативного торможения и его уровень эффективности. Готовы узнать больше? Вот ответы на некоторые из наиболее распространенных вопросов, касающихся рекуперативного торможения и того, как оно влияет на водителя.

Что такое рекуперативное торможение?

Рекуперативное торможение существует уже несколько десятилетий — с 1967, если быть точным. Этот процесс, разработанный для ранней модели электромобиля от American Motor Car Company, предназначался для сбора энергии, вырабатываемой во время торможения, и отправки ее обратно в аккумулятор автомобиля. Однако только спустя десятилетия рекуперативное торможение стало популярным благодаря новому спросу на гибридные и электрические автомобили, такие как Toyota Prius.

Сегодня многие электромобили имеют систему рекуперативного торможения, а также некоторые гибриды.

Как работает рекуперативное торможение?

Принцип рекуперативного торможения относительно прост. Когда вы тормозите, энергия каждого колеса поглощается электродвигателем и возвращается к аккумулятору автомобиля (как правило).

Регенеративное торможение — это метод торможения, альтернативный традиционному. Традиционное торможение использует тормозные колодки и роторы для замедления и остановки транспортного средства, в то время как регенеративное торможение обычно использует электродвигатель, а также традиционные фрикционные тормоза. Принцип рекуперативного торможения часто работает одинаково для гибридных автомобилей.

Каковы недостатки рекуперативного торможения?

Рекуперативное торможение может быть менее эффективным, чем традиционное торможение, поэтому его нельзя использовать во всех ситуациях. К счастью, в автомобилях есть блоки управления, которые определяют, какой метод торможения использовать, в зависимости от вашего вождения.

При резком, быстром торможении или движении с частыми остановками обычно используется традиционное торможение, поскольку оно более надежно и быстро реагирует. Регенеративное торможение может срабатывать в таких случаях, как подъезд к светофору или знаку «стоп», во время движения накатом, замедления на шоссе и торможения на поворотах.

Эффективно ли рекуперативное торможение?

С годами рекуперативное торможение становится все более эффективным в плане захвата энергии, возвращая до 70% энергии, произведенной в процессе торможения.

Рекуперативного торможения недостаточно, чтобы полностью перезарядить электрический или гибридный автомобиль и поддерживать его работу вечно — хотя, возможно, когда-нибудь они это сделают, как только технология взломает код вечного двигателя. Однако рекуперативное торможение может помочь продлить срок службы деталей тормозной системы, потенциально сэкономив деньги на счетах за ремонт автомобиля с течением времени.

Как часто следует обслуживать рекуперативную тормозную систему?

Системы рекуперативного торможения чрезвычайно инновационны. И хотя они работают в паре с традиционными фрикционными тормозными системами, в них нет фрикционных деталей. Поэтому они часто требуют менее частого обслуживания, чем фрикционные тормозные системы.

Однако техническое обслуживание тормозов гибридных и электрических транспортных средств с системами рекуперативного торможения может осуществляться в соответствии с традиционным графиком технического обслуживания тормозов для проверок. Это связано с тем, что автомобили с рекуперативными тормозными системами часто включают в себя традиционные фрикционные тормозные системы с такими компонентами, как тормозные колодки, роторы, тормозная жидкость и многое другое.

Хотя автомобили с рекуперативными тормозами обычно используют эти компоненты реже и меньше изнашиваются с течением времени, нерегулярное использование этих деталей может увеличить риск коррозии и проблем с неиспользованием. Многие производители рекомендуют регулярно проверять и смазывать эти компоненты, чтобы обеспечить безопасную работу вашего автомобиля.

Техническое обслуживание рекуперативного тормоза с привлечением экспертов

Пришло время для плановой проверки вашей тормозной системы? Независимо от того, достигли ли вы рекомендованной производителем контрольной метки или заметили признаки того, что пора проверить тормоза, обратитесь в местный центр полного обслуживания автомобилей Firestone, чтобы получить профессиональные услуги по обслуживанию тормозов от экспертов, которые разбираются в тормозах.