בפעם האחרונה שוחחנו על משאבות ואקום חשמליות (בקיצור EVPs).כפי שאנו יכולים לראות, ישנם יתרונות רבים של EVPs.ל-EVP יש גם חסרונות רבים, כולל רעש.באזור הרמה, בגלל לחץ האוויר הנמוך, ה-EVP לא יכול לספק את אותה דרגת ואקום גבוהה כמו באזור המישורי, והסיוע של מאיץ הוואקום גרוע וכוח הדוושה יגדל.יש שני חסרונות קטלניים ביותר.האחד הוא תוחלת החיים.לחלק מה-EVP הזולים יש תוחלת חיים של פחות מ-1,000 שעות.השני הוא בזבוז אנרגיה.כולנו יודעים שכאשר רכב חשמלי נוסע או בולם, כוח החיכוך יכול להניע את המנוע להסתובב כדי ליצור זרם.זרמים אלה יכולים לטעון את הסוללה ולאגור אנרגיה זו.זוהי התאוששות אנרגית בלימה.אל תזלזלו באנרגיה הזו.במחזור NEDC של מכונית קומפקטית, אם ניתן לשחזר את אנרגיית הבלימה במלואה, זה יכול לחסוך כ-17%.בתנאים עירוניים טיפוסיים, היחס בין האנרגיה הנצרכת על ידי בלימת הרכב לבין אנרגיית הנסיעה הכוללת יכול להגיע ל-50%.ניתן לראות שאם ניתן לשפר את קצב התאוששות אנרגיית הבלימה, ניתן להרחיב מאוד את טווח השיוט ולשפר את חסכון הרכב.ה-EVP מחובר במקביל למערכת הבלימה, מה שאומר שכוח הבלימה הרגנרטיבי של המנוע מושפע ישירות על כוח בלימת החיכוך המקורי, וכוח בלימת החיכוך המקורי אינו מותאם.קצב התאוששות האנרגיה נמוך, רק כ-5% מה- Bosch iBooster שהוזכר בהמשך.בנוסף, נוחות הבלימה ירודה, והצימוד וההחלפה של בלימת מנוע רגנרטיבית ובלימת חיכוך יגרמו זעזועים.
התמונה לעיל מציגה את סכימת SCB
למרות זאת, עדיין נעשה שימוש נרחב ב-EVP, כי המכירות של כלי רכב חשמליים נמוכות, ויכולת עיצוב השלדה המקומית גם היא ירודה מאוד.רובם שלדה מועתקת.כמעט בלתי אפשרי לעצב שלדה לרכב חשמלי.
אם לא נעשה שימוש ב-EVP, נדרש EHB (מגבר בלמים הידראוליים אלקטרוניים).ניתן לחלק את EHB לשני סוגים, האחד הוא עם מצבר בלחץ גבוה, הנקרא בדרך כלל הסוג הרטוב.השני הוא שהמנוע דוחף ישירות את הבוכנה של צילינדר הראשי, הנקרא בדרך כלל הסוג היבש.רכבי אנרגיה היברידיים חדשים הם בעצם הראשונים, והנציג הטיפוסי של האחרון הוא ה- Bosch iBooster.
בואו נסתכל תחילה על ה-EHB עם מצבר מתח גבוה, שהוא למעשה גרסה משופרת של ה-ESP.ESP יכול להיחשב גם כסוג של EHB, ESP יכול לבלום באופן פעיל.
התמונה השמאלית היא הדיאגרמה הסכמטית של גלגל של ESP:
a--שסתום בקרה N225
b--שסתום בקרה דינמית בלחץ גבוה N227
c--שסתום כניסת שמן
d--שסתום יציאת שמן
צילינדר בלם אלקטרוני
f--משאבה חוזרת
g--סרוו פעיל
h-- מצבר בלחץ נמוך
בשלב הגברת המנוע והמצבר בונים לחץ מקדים כך שמשאבת ההחזרה שואבת את נוזל הבלמים.N225 סגור, N227 נפתח, ושסתום כניסת השמן נשאר פתוח עד שהגלגל נבלם לעוצמת הבלימה הנדרשת.
ההרכב של EHB זהה בעצם לזה של ESP, אלא שהמצבר בלחץ נמוך מוחלף בצובר בלחץ גבוה.מצבר הלחץ הגבוה יכול לבנות לחץ פעם אחת ולהשתמש בו מספר פעמים, בעוד מצבר הלחץ הנמוך של ESP יכול לבנות לחץ פעם אחת וניתן להשתמש בו רק פעם אחת.בכל שימוש בו, הרכיב המרכזי ביותר של ה-ESP והרכיב המדויק ביותר של משאבת הבוכנה צריכים לעמוד בטמפרטורה גבוהה ולחץ גבוה, ושימוש מתמשך ותכוף יפחית את חייו.ואז יש את הלחץ המוגבל של מצבר הלחץ הנמוך.בדרך כלל, כוח הבלימה המרבי הוא בערך 0.5 גרם.כוח הבלימה הסטנדרטי הוא מעל 0.8 גרם, ו-0.5 גרם רחוק מלהספיק.בתחילת התכנון נעשה שימוש במערכת הבלימה בשליטת ה-ESP רק במצבי חירום בודדים, לא יותר מ-10 פעמים בשנה.לכן, ESP לא יכול לשמש כמערכת בלימה קונבנציונלית, וניתן להשתמש בו רק מדי פעם במצבי עזר או חירום.
התמונה למעלה מציגה את מצבר הלחץ הגבוה של טויוטה EBC, שדומה במקצת לקפיץ גז.תהליך הייצור של מצברים בלחץ גבוה הוא נקודה קשה.בוש השתמש בתחילה בכדורי אחסון אנרגיה.הפרקטיקה הוכיחה כי מצברים בלחץ גבוה מבוססי חנקן הם המתאימים ביותר.
טויוטה הייתה הראשונה ליישם את מערכת ה-EHB על מכונית בייצור המוני, שהייתה הדור הראשון של הפריוס (פרמטרים | תמונה) שהושקה בסוף 1997, וטויוטה קראה לה EBC.במונחים של שחזור אנרגיית בלימה, EHB השתפר מאוד בהשוואה ל-EVP המסורתי, מכיוון שהוא מנותק מהדוושה ויכול להיות מערכת סדרתית.ניתן להשתמש במנוע להחזרת אנרגיה תחילה, ובלימה מתווספת בשלב הסופי.
בסוף שנת 2000, בוש ייצרה גם EHB משלה, ששימש את מרצדס-בנץ SL500.מרצדס בנץ קרא לזה SBC.מערכת EHB של מרצדס בנץ שימשה במקור ברכבי דלק, רק כמערכת עזר.המערכת הייתה מסובכת מדי והיו לה יותר מדי צינורות, ומרצדס בנץ נזכרה ב-E-Class (פרמטרים | תמונות), SL-class (פרמטרים | תמונות) ו-CLS-class (פרמטרים | תמונה), עלות התחזוקה מאוד גבוה, ונדרש יותר מ-20,000 יואן כדי להחליף SBC.מרצדס בנץ הפסיקה להשתמש ב-SBC לאחר 2008. בוש המשיכה לייעל את המערכת הזו ועברה לצברי חנקן בלחץ גבוה.ב-2008 היא השיקה את HAS-HEV, שנמצא בשימוש נרחב בכלי רכב היברידיים באירופה וב-BYD בסין.
לאחר מכן, TRW השיקה גם את מערכת EHB, אשר TRW כינה SCB.רוב ההיברידיות של פורד כיום הן SCBs.
מערכת EHB מסובכת מדי, מצבר המתח הגבוה מפחד מרטט, האמינות לא גבוהה, גם הנפח גדול, גם העלות גבוהה, גם חיי השירות מוטלים בספק, ועלות התחזוקה עצומה.בשנת 2010 השיקה Hitachi את ה-EHB היבש הראשון בעולם, כלומר E-ACT, שהוא גם ה-EHB המתקדם ביותר כיום.חולי.מחזור המחקר והפיתוח של E-ACT הוא עד 7 שנים, לאחר כמעט 5 שנים של בדיקות מהימנות.רק ב-2013 השיקה בוש את ה-iBooster הדור הראשון, ואת ה-iBooster הדור השני בשנת 2016. ה-iBooster הדור השני הגיע לאיכות ה-E-ACT של היטאצ'י, והיפנים הקדימו את הדור הגרמני בתחום של EHB.
התמונה לעיל מציגה את המבנה של E-ACT
ה-EHB היבש מניע ישירות את מוט הדחיפה על ידי המנוע ולאחר מכן דוחף את הבוכנה של צילינדר הראשי.כוח הסיבוב של המנוע הופך לכוח תנועה ליניארי דרך בורג הגלגלת (E-ACT).במקביל, הבורג הכדורי הוא גם מפחית, אשר מפחית את מהירות המנוע עד מומנט מוגבר דוחף את בוכנת הצילינדר הראשי.העיקרון מאוד פשוט.הסיבה לכך שהאנשים הקודמים לא השתמשו בשיטה זו היא כי למערכת בלימת הרכב יש דרישות אמינות גבוהות ביותר, ויש לשמור על יתירות מספקת של ביצועים.הקושי טמון במנוע שדורש גודל קטן של המנוע, מהירות גבוהה (מעל 10,000 סיבובים לדקה), מומנט גדול ופיזור חום טוב.גם המפחית קשה ודורש דיוק עיבוד גבוה.במקביל, יש צורך לבצע אופטימיזציה של המערכת עם המערכת ההידראולית של צילינדר הראשי.לכן, EHB יבש הופיע מאוחר יחסית.
התמונה למעלה מציגה את המבנה הפנימי של ה-iBooster מהדור הראשון.
ציוד התולעת משמש להאטה דו-שלבית כדי להגדיל את מומנט התנועה הליניארית.טסלה משתמשת בכל רחבי הדור הראשון של ה-iBooster, כמו גם בכל רכבי האנרגיה החדשים של פולקסווגן ופורשה 918 משתמשים ב-iBooster מהדור הראשון, ב-Cadillac CT6 של GM וב- Bolt EV של שברולט משתמשים גם ב-iBooster מהדור הראשון.תכנון זה אמור להמיר 95% מאנרגיית הבלימה המתחדשת לחשמל, ומשפר מאוד את טווח השיוט של רכבי אנרגיה חדשים.זמן התגובה גם קצר ב-75% ממערכת ה-EHB הרטובה עם מצבר לחץ גבוה.
התמונה הימנית למעלה היא חלק # EHB-HBS001 מגבר בלמים הידראולי חשמלי זהה לתמונה השמאלית למעלה.המכלול השמאלי הוא ה-iBooster מהדור השני, המשתמש בגיר תולעת שלב שני לבורג כדורי שלב ראשון להאטה, להפחתת עוצמת הקול ולשיפור דיוק הבקרה.יש להם ארבעה מוצרי סדרה וגודל הבוסטר נע בין 4.5kN ל-8kN, וניתן להשתמש ב-8kN במכונית נוסעים קטנה עם 9 מושבים.
IBC תושק בפלטפורמת GM K2XX ב-2018, שהיא סדרת הטנדרים של GM.שימו לב שזהו רכב דלק.כמובן שניתן להשתמש גם בכלי רכב חשמליים.
התכנון והבקרה של המערכת ההידראולית מורכבים, הדורשים צבירת ניסיון ויכולות עיבוד מצוינות לטווח ארוך, ותמיד היה ריק בתחום זה בסין.במהלך השנים הוזנחה בניית הבסיס התעשייתי שלה, ועקרון ההלוואה אומץ לחלוטין;מכיוון שלמערכת הבלימה יש דרישות אמינות גבוהות ביותר, חברות מתפתחות אינן יכולות להיות מוכרות על ידי יצרני OEM כלל.לכן, התכנון והייצור של החלק ההידראולי של מערכת הבלמים ההידראולית של הרכב נמצאים במונופול מוחלט על ידי מיזמים משותפים או חברות זרות, ועל מנת לתכנן ולייצר את מערכת EHB, יש צורך לבצע את העגינה והתכנון הכולל עם החלק ההידראולי, המוביל לכל מערכת EHB.מונופול מוחלט של חברות זרות.
בנוסף ל-EHB, קיימת מערכת בלימה מתקדמת, EMB, שהיא כמעט מושלמת בתיאוריה.זה נוטש את כל המערכות ההידראוליות ויש לו עלות נמוכה.זמן התגובה של המערכת האלקטרונית הוא 90 מילישניות בלבד, שזה הרבה יותר מהיר מ-iBooster.אבל יש הרבה חסרונות.חסרון 1. אין מערכת גיבוי, הדורשת אמינות גבוהה במיוחד.בפרט, מערכת החשמל חייבת להיות יציבה לחלוטין, ואחריה סובלנות התקלות של מערכת התקשורת באוטובוס.התקשורת הטורית של כל צומת במערכת חייבת להיות בעלת סובלנות תקלות.במקביל, המערכת צריכה לפחות שני מעבדים כדי להבטיח אמינות.חסרון 2. כוח בלימה לא מספיק.מערכת EMB חייבת להיות ברכזת.גודל הרכזת קובע את גודל המנוע, אשר בתורו קובע כי הספק המנוע אינו יכול להיות גדול מדי, בעוד מכוניות רגילות דורשות 1-2KW של עוצמת בלימה, מה שכרגע בלתי אפשרי עבור מנועים קטנים.כדי להגיע לגבהים יש להגביר מאוד את מתח הכניסה, וגם אז זה מאוד קשה.חסרון 3. טמפרטורת סביבת העבודה גבוהה, הטמפרטורה ליד רפידות הבלמים מגיעה למאות מעלות, וגודל המנוע קובע שניתן להשתמש רק במנוע מגנט קבוע, והמגנט הקבוע יתבטל בטמפרטורות גבוהות. .במקביל, חלק ממרכיבי המוליכים למחצה של EMB צריכים לעבוד ליד רפידות הבלמים.שום רכיבי מוליכים למחצה לא יכולים לעמוד בטמפרטורה כה גבוהה, ומגבלת הנפח לא מאפשרת להוסיף מערכת קירור.חסרון 4. יש צורך בפיתוח מערכת מתאימה לשלדה, וקשה לבצע מודולריזציה של העיצוב, מה שמביא לעלויות פיתוח גבוהות במיוחד.
הבעיה של כוח הבלימה הלא מספיק של EMB עשויה שלא להיפתר, מכיוון שככל שהמגנטיות של המגנט הקבוע חזקה יותר, כך נקודת טמפרטורת Curie נמוכה יותר, וה-EMB לא יכול לפרוץ את הגבול הפיזי.עם זאת, אם הדרישות לכוח הבלימה מופחתות, EMB עדיין יכול להיות מעשי.מערכת החניה האלקטרונית הנוכחית EPB היא בלימת EMB.לאחר מכן יש את ה-EMB המותקן על הגלגל האחורי שאינו דורש כוח בלימה גבוה, כמו למשל אודי R8 E-TRON.
הגלגל הקדמי של אודי R8 E-TRON עדיין בעיצוב הידראולי מסורתי, והגלגל האחורי הוא EMB.
התמונה למעלה מציגה את מערכת ה-EMB של ה-R8 E-TRON.
אנו יכולים לראות כי קוטר המנוע עשוי להיות בערך בגודל של הזרת.כל יצרני מערכות הבלמים כמו NTN, Shuguang Industry, Brembo, NSK, Wanxiang, Wanan, Haldex ו-Wabco עובדים קשה על EMB.כמובן שגם בוש, קונטיננטל ו-ZF TRW לא יהיו סרק.אבל ייתכן ש-EMB לעולם לא תוכל להחליף מערכת בלימה הידראולית.
זמן פרסום: 16 במאי 2022