الفرامل التقليدية وما يسمى ب "فقدت الطاقة"
تكنولوجيا الفرامل لم تتغير كثيرا في المائة سنة الأخيرة ، ولكن الكبح المتجدد لا يمثل تغيرا كبيرا في الطريقة التي نفكر بها في الكبح. كانت التطورات متكررة إلى حد كبير وليست مبتكرة ، مثل الانتقال من فرامل الأسطوانات إلى فرامل الأقراص. كان هناك أيضًا تقدمًا كبيرًا في المواد المادية التي تصنع منها فرامل المكابح ، مما أدى إلى احتكاك المواد التي تدوم لفترة أطول ، وخلق غبار أقل ، وأقل احتمالية لإحداث ضوضاء. كما جعلت تكنولوجيات مثل المكابح المانعة للانغلاق تكنولوجيا الفرامل أكثر أمانًا ، ولكن المبدأ الأساسي لتحويل الطاقة الحركية إلى حرارة لم يتغير.
تعمل المكابح التقليدية على ما يرام ، لكنها تهدر بشكل هائل. في كل مرة تقوم فيها بالضغط على دواسة الفرامل ، فإنك تقوم بضغط على عجلاتك بفعالية بقوة آلاف الجنيهات من الضغط الهيدروليكي. تشتمل الآلية الدقيقة على دوارات معدنية على شكل قرص ، تقع بين كل إطار ومحور عجلات ، ويتم ضغطها بين وسادات الفرامل العضوية أو المعدنية أو الخزفية. في السيارات القديمة ، يتم استخدام اسطوانات أقل كفاءة وأحذية الفرامل بدلاً من ذلك. في كلتا الحالتين ، فإن السيارة تتباطأ بسبب الاحتكاك الهائل الذي يتولد بين الفوط والأقراص أو الأحذية والطبول. يؤدي هذا الاحتكاك إلى تحويل الطاقة الحركية إلى طاقة حرارية (وأحيانًا قدر كبير من الضجيج) ، وتبطئ سيارتك نتيجة لذلك.
تكمن المشكلة في المكابح التقليدية في أن محرك سيارتك اضطر إلى إنفاق الكثير من الوقود لبناء الطاقة الحركية ، وأنه يضيع بشكل أساسي عندما تحول المكابح إلى حرارة. الفكرة الأساسية وراء الكبح المتجدد هي أن مجموعة متنوعة من التقنيات تجعل من الممكن استعادة جزء من الطاقة الحركية ، وتحويلها إلى كهرباء ، ثم إعادة استخدامها.
كيف تعمل الفرامل التجديدي؟
إن الشكل الأكثر شيوعًا لتقنية المكابح المتجددة يعيد توليد محرك كهربائي كمولد ، ولهذا السبب غالباً ما توجد المكابح المتجددة في السيارات الهجينة والكهربائية. أثناء التشغيل العادي ، يقوم المحرك الكهربائي بسحب الطاقة من البطارية ويستخدمها لتحريك السيارة. عندما يتم ضغط دواسة الفرامل ، فإن المحرك الكهربائي قادر على عكس هذه العملية وتغذية الكهرباء مرة أخرى إلى البطارية. يمكن أن يساعد ذلك في الحفاظ على البطارية مشحونة دون توصيل السيارة الكهربائية أو استخدام المولد الهجين ، مما يؤدي إلى زيادة الكفاءة.
منذ أن تحول المكابح المتجددة بشكل فعال الطاقة الحركية إلى كهرباء ، فإنها قادرة على إبطاء سرعة السيارة. ومع ذلك ، هناك قيود على كفاءة نظام الفرامل التجديدي. واحدة من القضايا الرئيسية هي أن الفرامل المتجددة لا تعمل كذلك بسرعات منخفضة كما هي عند السرعات العالية. بسبب هذا القيد المتأصل في الكبح المتجدد ، فإن معظم السيارات مجهزة أيضاً بنظام الكبح التقليدي الإضافي.
قيود الفرامل التجديديه
بالإضافة إلى التراجع الطبيعي لكفاءة الفرملة المتجددة بسرعات منخفضة ، تعاني التقنية أيضًا من عدد من القيود الأخرى. بعض من أبرز ما يلي:
- الكبح التجديدي يعمل فقط على "عجلات القيادة".
- لا توفر الفرامل التجديدية قوة فرامل كافية في ظروف توقف الذعر.
- كفاءة نظام التجدد محدودة بعوامل مثل قدرة نظام تخزين الطاقة وإخراج المحرك الكهربائي.
- الأنظمة التجددية التقليدية غير متوافقة مع المركبات غير الكهربائية وغير الهجينة.
- تضطر بعض الأنظمة المتجددة إلى استخدام "مكابح ديناميكية" تكميلية لا تخزن الطاقة الحركية المستعادة.
فرامل سعوية ومحركات الاحتراق التقليدية
وبما أن أنظمة الفرامل المتجددة تعتمد عادة على محركاتها الكهربائية لتوليد الكهرباء ، فإنها تتعارض بطبيعتها مع المركبات التي تستخدم محركات الاحتراق الداخلي. ومع ذلك ، هناك بعض التكنولوجيات البديلة البديلة التي يمكن تطبيقها على محركات الاحتراق الداخلي التقليدية. يستخدم أحد هذه الأنظمة المكثفات الكبيرة لتخزين وتخزين الكهرباء بسرعة ، والتي يتم تمريرها بعد ذلك من خلال المحول إلى أسفل. يتم تغذية خرج 12 فولت في النظام الكهربائي للمركبة ، والذي يأخذ بعض الحمل من المحرك. هذه التقنية قادرة حاليًا على زيادة كفاءة استهلاك الوقود بنسبة تصل إلى 10٪ ، على الرغم من أنها لا تزال في مهدها.
ما سيارات استخدام الفرامل التجدد؟
تستخدم معظم السيارات الهجينة والكهربائية نوعًا من نظام الفرملة المتجدد. كانت شركات تصنيع المعدات الأصلية ، مثل شفروليه وهوندا ونيسا وتويوتا وتيسلا ، في مرحلة مبكرة من تكنولوجيا الكبح التجديدي في سياراتها الهجينة والكهربائية. أما السيارات غير الهجينة التي تستخدم نوعًا من الفرملة المتجددة ، فهي أقل شيوعًا بشكل كبير ، ولكن BMW و Mazda كانا من أوائل مستخدمي التقنية في بعض الموديلات.