آخر مرة ناقشنا فيها مضخات التفريغ الكهربائية (باختصار EVPs).كما نرى ، هناك العديد من مزايا EVPs.EVPs لها أيضًا العديد من العيوب ، بما في ذلك الضوضاء.في منطقة الهضبة ، نظرًا لضغط الهواء المنخفض ، لا يمكن لـ EVP توفير نفس الدرجة العالية من الفراغ كما هو الحال في المنطقة العادية ، وتكون مساعدة معزز الفراغ ضعيفة ، وستصبح قوة الدواسة أكبر.هناك نوعان من أوجه القصور القاتلة.واحد هو عمر.بعض EVPs الرخيصة لها عمر أقل من 1000 ساعة.والآخر هو نفايات الطاقة.نعلم جميعًا أنه عندما تتحرك السيارة الكهربائية أو تقوم بالفرملة ، يمكن لقوة الاحتكاك أن تدفع المحرك للدوران لتوليد التيار.يمكن لهذه التيارات شحن البطارية وتخزين هذه الطاقة.هذا هو استعادة طاقة الكبح.لا تقلل من شأن هذه الطاقة.في دورة دورة القيادة الأوروبية الجديدة (NEDC) للسيارة المدمجة ، إذا كان بالإمكان استعادة طاقة الكبح بالكامل ، فيمكنها توفير حوالي 17٪.في الظروف الحضرية النموذجية ، يمكن أن تصل نسبة الطاقة المستهلكة بواسطة فرملة السيارة إلى إجمالي طاقة القيادة إلى 50٪.يمكن ملاحظة أنه إذا كان من الممكن تحسين معدل استرداد طاقة الكبح ، فيمكن تمديد نطاق الانطلاق بشكل كبير ويمكن تحسين الاقتصاد في السيارة.يتم توصيل EVP بالتوازي مع نظام الكبح ، مما يعني أن قوة الكبح المتجدد للمحرك يتم فرضها مباشرة على قوة فرملة الاحتكاك الأصلية ، ولا يتم ضبط قوة فرملة الاحتكاك الأصلية.معدل استعادة الطاقة منخفض ، تم ذكر حوالي 5٪ فقط من Bosch iBooster لاحقًا.بالإضافة إلى ذلك ، فإن راحة الكبح ضعيفة ، وسوف ينتج عن اقتران وتبديل الكبح المتجدد للمحرك وفرملة الاحتكاك صدمات.
توضح الصورة أعلاه مخطط SCB
ومع ذلك ، لا يزال EVP مستخدمًا على نطاق واسع ، لأن مبيعات السيارات الكهربائية منخفضة ، وقدرة تصميم الهيكل المحلي ضعيفة جدًا أيضًا.معظمهم منسوخ الهيكل.يكاد يكون من المستحيل تصميم هيكل للمركبات الكهربائية.
في حالة عدم استخدام EVP ، يلزم استخدام EHB (معزز الفرامل الإلكتروني الهيدروليكي).يمكن تقسيم EHB إلى نوعين ، أحدهما مزود بمراكم عالي الضغط ، وعادة ما يسمى النوع الرطب.الآخر هو أن المحرك يدفع مباشرة مكبس الأسطوانة الرئيسية ، وعادة ما يسمى النوع الجاف.سيارات الطاقة الجديدة الهجينة هي في الأساس الأولى ، والممثل النموذجي للأخير هو Bosch iBooster.
لنلقِ نظرة أولاً على EHB المزود بمراكم عالي الجهد ، والذي يعد في الواقع نسخة محسّنة من المرساب الكهروستاتيكي.يمكن أيضًا اعتبار المرساب الكهروستاتيكي نوعًا من EHB ، ويمكن للمرساب الكهروستاتيكي (ESP) أن يقوم بالفرملة بفعالية.
الصورة اليسرى عبارة عن رسم تخطيطي لعجلة ESP:
أ - صمام التحكم N225
ب - صمام الضغط العالي بالتحكم الديناميكي N227
ج - صمام مدخل الزيت
د - صمام مخرج الزيت
ه - اسطوانة الفرامل
و - مضخة العودة
ز - المؤازرة النشطة
ح - مجمع الضغط المنخفض
في مرحلة التعزيز ، يقوم المحرك والمجمع بتكوين ضغط مسبق بحيث تمتص مضخة الإرجاع سائل الفرامل.يتم إغلاق N225 ، وفتح N227 ، ويظل صمام مدخل الزيت مفتوحًا حتى يتم فرملة العجلة إلى قوة الكبح المطلوبة.
تكوين EHB هو في الأساس نفس تكوين المرساب الكهروستاتيكي ، باستثناء أنه يتم استبدال المركب منخفض الضغط بمراكم عالي الضغط.يمكن لمراكم الضغط العالي أن يبني الضغط مرة واحدة ويستخدمه عدة مرات ، في حين أن مجمع الضغط المنخفض الخاص بـ ESP يمكنه بناء الضغط مرة واحدة ويمكن استخدامه مرة واحدة فقط.في كل مرة يتم استخدامها ، يجب أن يتحمل المكون الأساسي في ESP والمكون الأكثر دقة لمضخة الغطاس درجات الحرارة العالية والضغط المرتفع ، وسيؤدي الاستخدام المستمر والمتكرر إلى تقليل عمرها.ثم هناك ضغط محدود لمجمع الضغط المنخفض.بشكل عام ، تبلغ قوة الفرملة القصوى حوالي 0.5 جرام.قوة الكبح القياسية أعلى من 0.8 جرام ، و 0.5 جرام بعيدة عن أن تكون كافية.في بداية التصميم ، تم استخدام نظام الكبح المتحكم فيه ESP فقط في حالات طوارئ قليلة ، ليس أكثر من 10 مرات في السنة.لذلك ، لا يمكن استخدام ESP كنظام كبح تقليدي ، ولا يمكن استخدامه إلا في حالات الطوارئ أو المساعدة.
توضح الصورة أعلاه تراكم الضغط العالي من Toyota EBC ، والذي يشبه إلى حد ما زنبرك الغاز.تعتبر عملية تصنيع المراكم عالية الضغط نقطة صعبة.استخدم بوش في البداية كرات تخزين الطاقة.أثبتت الممارسة أن مراكم الضغط العالي القائمة على النيتروجين هي الأنسب.
كانت تويوتا أول من طبق نظام EHB على سيارة منتجة بكميات كبيرة ، والتي كانت الجيل الأول من طراز Prius (المعلمات | الصورة) التي تم إطلاقها في نهاية عام 1997 ، وأطلق عليها Toyota اسم EBC.فيما يتعلق باستعادة طاقة الكبح ، تم تحسين EHB بشكل كبير مقارنة مع EVP التقليدي ، لأنه منفصل عن الدواسة ويمكن أن يكون نظامًا متسلسلًا.يمكن استخدام المحرك لاستعادة الطاقة أولاً ، ويتم إضافة الكبح في المرحلة النهائية.
في نهاية عام 2000 ، أنتجت Bosch أيضًا EHB الخاص بها ، والذي تم استخدامه في مرسيدس-بنز SL500.أطلق عليها مرسيدس بنز اسم SBC.تم استخدام نظام EHB من مرسيدس-بنز في الأصل في مركبات الوقود ، تمامًا كنظام مساعد.كان النظام معقدًا للغاية وكان يحتوي على عدد كبير جدًا من الأنابيب ، واستدعت مرسيدس بنز الفئة E (المعلمات | الصور) ، فئة SL (المعلمات | الصور) وفئات CLS (المعلمات | الصور) سيدان ، تكلفة الصيانة كبيرة جدًا مرتفع ، ويستغرق استبدال SBC أكثر من 20000 يوان.توقفت Mercedes-Benz عن استخدام SBC بعد عام 2008. واستمر بوش في تحسين هذا النظام وتحول إلى مراكم النيتروجين عالية الضغط.في عام 2008 ، أطلقت HAS-HEV ، والذي يستخدم على نطاق واسع في السيارات الهجينة في أوروبا و BYD في الصين.
في وقت لاحق ، أطلقت TRW أيضًا نظام EHB ، والذي أطلق عليه TRW اسم SCB.معظم سيارات فورد الهجينة اليوم هي SCBs.
نظام EHB معقد للغاية ، والمراكم عالي الجهد يخاف من الاهتزاز ، والموثوقية ليست عالية ، والحجم كبير أيضًا ، والتكلفة مرتفعة أيضًا ، وعمر الخدمة مشكوك فيه أيضًا ، وتكلفة الصيانة ضخمة.في عام 2010 ، أطلقت هيتاشي أول EHB جاف في العالم ، وبالتحديد E-ACT ، وهو أيضًا أكثر EHB تقدمًا في الوقت الحالي.العلل.تمتد دورة البحث والتطوير الخاصة بـ E-ACT إلى 7 سنوات ، بعد ما يقرب من 5 سنوات من اختبار الموثوقية.لم يكن حتى عام 2013 أن أطلقت Bosch الجيل الأول من iBooster ، والجيل الثاني من iBooster في عام 2016. وصل الجيل الثاني من iBooster إلى جودة E-ACT من Hitachi ، وكان اليابانيون متقدمين على الجيل الألماني في مجال EHB.
توضح الصورة أعلاه هيكل E-ACT
يقوم EHB الجاف بتحريك قضيب الدفع مباشرة بواسطة المحرك ثم يدفع مكبس الأسطوانة الرئيسية.يتم تحويل قوة دوران المحرك إلى قوة حركة خطية من خلال لولب الأسطوانة (E-ACT).في الوقت نفسه ، يعتبر اللولب الكروي أيضًا مخفضًا ، مما يقلل من سرعة المحرك إلى زيادة عزم الدوران يدفع مكبس الأسطوانة الرئيسية.مبدأ بسيط جدا.السبب في عدم استخدام الأشخاص السابقين لهذه الطريقة هو أن نظام فرملة السيارة لديه متطلبات موثوقية عالية للغاية ، ويجب حجز التكرار الكافي في الأداء.تكمن الصعوبة في المحرك ، الذي يتطلب حجمًا صغيرًا للمحرك ، وسرعة عالية (أكثر من 10000 دورة في الدقيقة) ، وعزم دوران كبير ، وتبديد جيد للحرارة.المخفض صعب أيضًا ويتطلب دقة تصنيع عالية.في الوقت نفسه ، من الضروري القيام بتحسين النظام باستخدام النظام الهيدروليكي للأسطوانة الرئيسية.لذلك ، ظهر EHB الجاف متأخرًا نسبيًا.
توضح الصورة أعلاه الهيكل الداخلي للجيل الأول من iBooster.
يتم استخدام الترس الدودي للتباطؤ على مرحلتين لزيادة عزم دوران الحركة الخطية.تستخدم تسلا الجيل الأول من iBooster في جميع المجالات ، بالإضافة إلى جميع سيارات فولكس فاجن الجديدة التي تعمل بالطاقة ، وتستخدم بورشه 918 الجيل الأول من iBooster ، كما تستخدم كاديلاك CT6 من جنرال موتورز وبولت EV من شفروليه الجيل الأول من iBooster.يقال إن هذا التصميم يحول 95٪ من طاقة الكبح المتجددة إلى كهرباء ، مما يحسن بشكل كبير نطاق الانطلاق لمركبات الطاقة الجديدة.كما أن وقت الاستجابة أقصر بنسبة 75٪ من نظام EHB الرطب مع تراكم الضغط العالي.
الصورة اليمنى أعلاه هي الجزء رقم EHB-HBS001 معزز الفرامل الهيدروليكي الكهربائي وهو نفس الصورة اليسرى أعلاه.المجموعة اليسرى هي الجيل الثاني من iBooster ، والتي تستخدم ترسًا دوديًا من المرحلة الثانية إلى لولب كروي في المرحلة الأولى من أجل التباطؤ ، مما يقلل بشكل كبير من الحجم ويحسن دقة التحكم.لديهم أربعة منتجات سلسلة ويتراوح حجم الداعم من 4.5kN إلى 8kN ، ويمكن استخدام 8kN في سيارة ركاب صغيرة ذات 9 مقاعد.
سيتم إطلاق IBC على منصة GM K2XX في عام 2018 ، وهي سلسلة GM Pickup.لاحظ أن هذه سيارة تعمل بالوقود.بالطبع ، يمكن أيضًا استخدام السيارات الكهربائية.
يعد تصميم النظام الهيدروليكي والتحكم فيه أمرًا معقدًا ، ويتطلب تراكمًا طويل الأجل من الخبرة وقدرات تصنيع ممتازة ، وكان هناك دائمًا فراغ في هذا المجال في الصين.على مر السنين ، تم إهمال بناء قاعدتها الصناعية الخاصة ، وتم اعتماد مبدأ الاقتراض بالكامل ؛نظرًا لأن نظام الكبح له متطلبات موثوقية عالية للغاية ، فلا يمكن التعرف على الشركات الناشئة من قِبل مصنعي المعدات الأصلية على الإطلاق.لذلك ، فإن تصميم وتصنيع الجزء الهيدروليكي من نظام الفرامل الهيدروليكي للسيارة تحتكره بالكامل المشاريع المشتركة أو الشركات الأجنبية ، ومن أجل تصميم وإنتاج نظام EHB ، من الضروري القيام بعملية الإرساء والتصميم العام باستخدام الجزء الهيدروليكي ، الذي يؤدي إلى نظام EHB بأكمله.احتكار كامل للشركات الأجنبية.
بالإضافة إلى نظام EHB ، يوجد نظام كبح متقدم ، EMB ، يكاد يكون مثاليًا من الناحية النظرية.تتخلى عن جميع الأنظمة الهيدروليكية ولها تكلفة منخفضة.وقت استجابة النظام الإلكتروني 90 مللي ثانية فقط ، وهو أسرع بكثير من iBooster.لكن هناك العديد من النواقص.العيب 1. لا يوجد نظام نسخ احتياطي ، الأمر الذي يتطلب موثوقية عالية للغاية.على وجه الخصوص ، يجب أن يكون نظام الطاقة مستقرًا تمامًا ، متبوعًا بالتسامح مع خطأ نظام اتصالات الحافلات.يجب أن يكون الاتصال التسلسلي لكل عقدة في النظام متسامحًا مع الخطأ.في الوقت نفسه ، يحتاج النظام إلى وحدتي CPU على الأقل لضمان الموثوقية.العيب 2. قوة الكبح غير كافية.يجب أن يكون نظام مؤسسة الإدارة الانتخابية في المركز.يحدد حجم المحور حجم المحرك ، والذي بدوره يحدد أن قوة المحرك لا يمكن أن تكون كبيرة جدًا ، بينما تتطلب السيارات العادية 1-2 كيلو وات من قوة الكبح ، وهو أمر مستحيل حاليًا بالنسبة للمحركات صغيرة الحجم.للوصول إلى المرتفعات ، يجب زيادة جهد الدخل بشكل كبير ، وحتى ذلك الحين يكون صعبًا للغاية.العيب 3. درجة حرارة بيئة العمل مرتفعة ، ودرجة الحرارة بالقرب من وسادات الفرامل تصل إلى مئات الدرجات ، ويحدد حجم المحرك أنه لا يمكن استخدام سوى محرك مغناطيسي دائم ، وسيتم إزالة المغناطيس الدائم في درجات حرارة عالية .في الوقت نفسه ، تحتاج بعض مكونات أشباه الموصلات لمؤسسة الإدارة الانتخابية إلى العمل بالقرب من وسادات الفرامل.لا يمكن لمكونات أشباه الموصلات تحمل درجة الحرارة المرتفعة هذه ، كما أن تقييد الحجم يجعل من المستحيل إضافة نظام تبريد.العيب 4. من الضروري تطوير نظام مطابق للهيكل ، ومن الصعب جعل التصميم نمطيًا ، مما يؤدي إلى تكاليف تطوير عالية للغاية.
قد لا يتم حل مشكلة قوة الكبح غير الكافية لمؤسسة الإدارة الانتخابية ، لأنه كلما زادت قوة المغناطيس الدائم ، انخفضت درجة حرارة كوري ، ولا يمكن لمؤسسة الإدارة الانتخابية اختراق الحد المادي.ومع ذلك ، إذا تم تقليل متطلبات قوة الكبح ، فلا يزال بإمكان مؤسسة الإدارة الانتخابية أن تكون عملية.نظام وقوف السيارات الإلكتروني الحالي EPB هو فرملة EMB.ثم هناك EMB مثبت على العجلة الخلفية والذي لا يتطلب قوة كبح عالية ، مثل Audi R8 E-TRON.
لا تزال العجلة الأمامية لـ Audi R8 E-TRON تصميمًا هيدروليكيًا تقليديًا ، والعجلة الخلفية هي EMB.
توضح الصورة أعلاه نظام EMB الخاص بسيارة R8 E-TRON.
يمكننا أن نرى أن قطر المحرك قد يكون بحجم الإصبع الصغير.جميع مصنعي أنظمة الفرامل مثل NTN و Shuguang Industry و Brembo و NSK و Wanxiang و Wanan و Haldex و Wabco يعملون بجد على EMB.بالطبع ، لن تكون Bosch و Continental و ZF TRW خامدة أيضًا.ولكن قد لا تتمكن مؤسسة الإدارة الانتخابية أبدًا من استبدال نظام الكبح الهيدروليكي.
الوقت ما بعد: 16 مايو - 2022