Teknologjia e frenimit nuk ka ndryshuar shumë në njëqind vitet e fundit, por frenimi rigjenerues përfaqëson një ndryshim detar në mënyrën se si mendojmë për frenimin. Në vend që të përdorë forcën brutale për të ndaluar automjetet duke shtrënguar fizikisht ose duke shtyrë jashtë si një komponent si një disk frenimi ose daulle, kjo teknologji shfrytëzon me zgjuarsi mënyrën se si funksionojnë makinat hibride dhe plotësisht elektrike për të rikuperuar pak energji sa herë që automjeti ngadalëson shpejtësinë..
Si funksionojnë frenat në makina dhe kamionë?
Përparimet në teknologjinë e frenimit kanë qenë kryesisht përsëritëse dhe jo inovative gjatë viteve, si kalimi nga frenat e tamburit në frenat e diskut. Ka pasur gjithashtu përparime të rëndësishme në materialet fizike nga të cilat janë bërë tabelat e frenave, gjë që ka rezultuar në materiale fërkimi që zgjasin më shumë, krijojnë më pak pluhur dhe kanë më pak gjasa të bëjnë zhurmë. Teknologjitë si frenat kundër bllokimit e kanë bërë gjithashtu teknologjinë e frenimit më të sigurt, por parimi themelor i shndërrimit të energjisë kinetike në nxehtësi ka mbetur i pandryshuar.
Frenat tradicionale funksionojnë mirë, por ato janë jashtëzakonisht të kota nga vetë natyra e tyre. Sa herë që shtypni pedalin tuaj të frenave, në mënyrë efektive po shtrëngoni rrotat tuaja me forcën e mijëra kilogramëve të presionit hidraulik. Mekanizmi i saktë përfshin rotorët metalikë në formë disku, të cilët vendosen në mes të secilës gomë dhe pjesës së rrotave, duke u shtrydhur midis jastëkëve të frenave organike, metalike ose qeramike.
Në automjetet e vjetra dhe frenat e pasme të disa kamionëve të lehtë, në vend të tyre përdoren bateritë dhe këpucët e frenave më pak efikase. Në secilin rast, automjeti ngadalësohet për shkak të fërkimit të jashtëzakonshëm që krijohet midis jastëkëve dhe disqeve ose këpucëve dhe baterive. Ky fërkim në thelb e kthen energjinë kinetike në energji nxehtësie (dhe nganjëherë një zhurmë të madhe) dhe makina juaj ngadalësohet si rezultat.
Problemi me frenat tradicionale është se motori juaj duhej të shpenzonte shumë karburant për të ndërtuar atë energji kinetike, dhe në thelb humbet kur frenat tuaja e shndërrojnë atë në nxehtësi.
Ideja bazë pas frenimit rigjenerues është se një shumëllojshmëri teknologjish bëjnë të mundur rimarrjen e një pjese të asaj energjie kinetike, shndërrimin e saj në energji elektrike dhe më pas ripërdorimin e saj.
Si funksionojnë frenat rigjeneruese?
Forma më e zakonshme e teknologjisë së frenimit rigjenerues ripërdor një motor elektrik si gjenerator, kjo është arsyeja pse frenat rigjeneruese gjenden shpesh në automjetet hibride dhe elektrike.
Gjatë funksionimit normal, motori elektrik merr energji nga bateria dhe e përdor atë për të lëvizur automjetin. Kur pedali i frenave shtypet, motori elektrik është në gjendje ta kthejë këtë proces, të bëhet një gjenerator i fuqizuar nga rrotat rrotulluese dhe të ushqejë energjinë elektrike përsëri në bateri.
Meqenëse frenat rigjeneruese e ngarkojnë në mënyrë efektive baterinë pa e futur në një karikues, në rastin e një automjeti elektrik ose duke përdorur alternatorin në një hibrid, efikasiteti i përgjithshëm i automjetit rritet. Kjo përkthehet në më shumë milje midis karikimeve ose mbushjeve të karburantit.
Meqenëse frenat rigjeneruese e kthejnë në mënyrë efektive energjinë kinetike në energji elektrike, ato janë në gjendje të ngadalësojnë një automjet përveç karikimit të baterisë. Megjithatë, ka kufizime për efikasitetin e një sistemi frenues rigjenerues. Një nga çështjet kryesore është se frenat rigjeneruese nuk funksionojnë aq mirë në shpejtësi të ulëta sa funksionojnë në shpejtësi të larta. Për shkak të atij kufizimi të qenësishëm në frenimin rigjenerues, shumica e automjeteve janë të pajisura edhe me një sistem frenimi tradicional shtesë.
Në të njëjtën mënyrë që kontrollet tradicionale të drejtimit, frenimit dhe përshpejtimit përfshihen shpesh si një rezervë për sistemet "ngasje-nga-wire", frenat tradicionale mund të shërbejnë si rezervë për frenimin rigjenerues. Sistemet tradicionale mund të hyjnë vetëm kur ka një dështim të pajisjes ose mund të përdoren në bashkëpunim me frenim rigjenerues gjatë gjithë kohës.
Kufizimet e frenave rigjeneruese
Përveç rënies natyrale të efikasitetit të frenimit rigjenerues në shpejtësi të ulëta, teknologjia vuan edhe nga një sërë kufizimesh të tjera. Disa nga më të dukshmet përfshijnë:
- Frenimi rigjenerues funksionon vetëm në rrotat lëvizëse: Nëse një automjet elektrik nuk është me lëvizje me të gjitha rrotat, me një motor për secilën rrotë, atëherë rrotat që u mungojnë rotorët nuk janë në gjendje të përfitojë nga frenimi rigjenerues.
- Probleme me ndalesat e panikut: Frenat rigjeneruese zakonisht nuk ofrojnë forcë të mjaftueshme frenimi në kushte ndalimi paniku. Kjo është një zonë ku frenat tradicionale ende funksionojnë shumë më mirë.
- Kufizimet e baterisë dhe motorit: Efikasiteti i një sistemi rigjenerues kufizohet nga faktorë të tillë si kapaciteti i sistemit të ruajtjes së energjisë dhe prodhimi i motorit elektrik.
- Punoni vetëm me automjete elektrike dhe hibride: Sistemet tradicionale rigjeneruese janë të papajtueshme me automjetet jo elektrike dhe johibride. Meqenëse këtyre automjeteve u mungojnë motorët elektrikë, zbatimi i frenimit rigjenerues është i kushtueshëm dhe i ndërlikuar.
- Kufizimet dinamike të frenimit: Disa sisteme rigjeneruese janë të detyruara të përdorin "frenim dinamik" shtesë që nuk ruan energjinë kinetike të rikuperuar.
Frenat kapacitive dhe motorët me djegie tradicionale
Meqenëse sistemet e frenave rigjeneruese zakonisht mbështeten në motorët e tyre elektrikë për të gjeneruar energji elektrike, ato janë në thelb të papajtueshme me automjetet që përdorin motorë me djegie të brendshme. Megjithatë, ka disa teknologji alternative rigjeneruese që mund të aplikohen për motorët tradicionalë me djegie të brendshme.
Një sistem i tillë përdor kondensatorë të mëdhenj për të ruajtur dhe çliruar me shpejtësi energjinë elektrike, e cila më pas kalohet përmes një transformatori që zvogëlohet. Prodhimi 12 volt futet më pas në sistemin elektrik të automjetit, i cili heq një pjesë të ngarkesës nga motori. Kjo teknologji aktualisht është në gjendje të rrisë efikasitetin e karburantit deri në 10 për qind, megjithëse është ende në fillimet e saj.
Çfarë makinash përdorin frena rigjeneruese?
Shumica e automjeteve hibride dhe elektrike përdorin një lloj sistemi frenimi rigjenerues. OEM-të si Chevrolet, Honda, Nissa, Toyota dhe Tesla ishin të gjithë në fillim me teknologjinë rigjeneruese të frenimit në automjetet e tyre hibride dhe elektrike. Automjetet jo-hibride që përdorin disa lloje frenimi rigjenerues janë dukshëm më pak të zakonshëm, por BMW dhe Mazda ishin të dy adoptuesit e hershëm të teknologjisë në modele të caktuara.
