Flüssigkeitskühlung bremst. Systementwicklungsoptionen





    Im letzten Artikel zum Fluidbremskühlsystem habe ich die aktuelle Situation beschrieben. Betrachtet man dieses System im Rahmen des klassischen Verbrennungsmotors, so ist die Entwicklung hier sehr begrenzt, aber mit dem Aufkommen zusätzlicher Bremskraft im Auto - Erholung in Hybriden und Elektrofahrzeugen kann sich die Situation ändern.

    Die Wiederherstellung führt den Großteil des Bremsvorgangs bei niedrigen bis mittleren Lasten aus. Es ist kein Geheimnis, dass die Bremsbeläge von Elektrofahrzeugen unter den Betriebsvorschriften fast doppelt so hoch sind.

    Es scheint, warum dann Flüssigkeitskühlung mit Elektrofahrzeugen? Dies ist Übergewicht und Gefahr des Austretens von Flüssigkeit! Solche Unzulänglichkeiten haben im Allgemeinen das Schicksal dieses Systems in der Vergangenheit für die Massenproduktion von Autos bestimmt, aber im Falle eines Elektrofahrzeugs - eines Hybrids - treten zusätzliche Faktoren auf.

    Die erste und wahrscheinlich die wichtigste ist die Möglichkeit, während des Bremsens Wärme zu gewinnen und diese zur Beheizung des Fahrgastraums zu verwenden (ohne seine nutzlose Ableitung in die Umgebung).

    Dies löst natürlich nicht das Problem der vollständigen Beheizung der Kabine, reduziert jedoch die Energiekosten der Hauptstromquelle. Selbst bei Hybridfahrzeugen kann durch die Möglichkeit, zusätzliche Wärme zu gewinnen, Kraftstoff eingespart werden. In der intermittierenden Betriebsart haben Hybridmotoren Zeit, sich während des Betriebs des Elektromotors "abzukühlen" - als Folge wird zusätzlicher Kraftstoff zum Erreichen der Betriebstemperatur verbraucht.

    Bei BMW ist es kein Zufall, dass sie immer raffiniertere Methoden zur Aufrechterhaltung der Motorwärme verwenden. Hinter den einstellbaren „Vorhängen“ der Lufteinlässe an der Vorderseite werden Beschichtungen folgen, die den Motor zu einer Art Thermoskanne machen. Durch die Reduzierung des Hubraums wird das Problem von „Wie kühlt man einen Motor?“ Auf „Wie bleibt man warm?“.



    Eine vielversprechende Option zur Energieeinsparung - Wärmespeicher. Das Problem liegt hier hauptsächlich in der Leistungsaufnahme des Antriebs und seiner Masse. Wenn es eine zusätzliche Energiequelle zum „Laden“ dieser Batterie gibt, kann der Einsatzbereich solcher Geräte erweitert werden.
    In einem Elektroauto ist ein derartiger Wärmespeicher notwendiger als in einem Hybrid, und vor allem ist der Platz für die Platzierung in einem Elektroauto mehr als in einem Hybrid.

    Der vordere Kofferraum eignet sich gut zur Aufnahme der Thermoskanne. Eine solche Platzierung hat zusätzliche Vorteile, die wir weiter besprechen werden.

    Der zweite Faktor ist absolut das Gegenteil - der Einsatz von Heizung beim Parken (bei Netzanschluss) bremst, um die Energiekosten zu Beginn der Bewegung zu senken. Vor allem, um die optimale Temperatur der Radlager in den Rädern zu erhalten. Auf diesem Weg wird auf einigen Maschinen das Problem des Einfrierens der Pads gelöst.

    Mit PHEV-Hybriden können Sie jetzt das Auto erwärmen, wenn Sie mit dem Netzwerk verbunden sind. Das Innere zu heizen ist schön, aber das Aufwärmen der Innenseiten der Aufhängung und Getriebe ist eine noch bessere Lösung für die Zuverlässigkeit und Haltbarkeit des Autos.

    Erinnern Sie sich, wie oft sie in den Empfehlungen des Bewegungsbeginns bei eiskaltem Wetter von "Aufwärmen der Aufhängungselemente" sprechen? Hybride haben die Fähigkeit, die Suspension zu erwärmen, aber im Elektroauto gibt es im Prinzip keine solche Quelle. Es ist nun logisch anzunehmen, dass der Ausfall der Federung im Winter bei einem Elektroauto nicht immer das Verdienst von minderwertigen Komponenten und das "Syndrom des Besitzers eines Elektroautos" ist.

    Der dritte Faktor ist die Möglichkeit, Trommelbremsen in einem Auto zu verwenden. Dadurch wird die übermäßige Reibung der Bremsbeläge auf der Bremsscheibe beseitigt, da in der Trommelbremse immer ein Spalt zwischen Bremsfläche und Bremsbelag ist. Ökologische Abriebpads werden auch auf einer Höhe sein, da die Abriebprodukte teilweise in der Trommel selbst eingefangen werden können, was bei Scheibenbremsen grundsätzlich unmöglich ist.

    Vermutlich dachten viele, ich wäre in der Ökologie zu nörgelig? Pads beeinflussen die Umwelt und die Reifen?

    Hier wird die Antwort einfach sein: Reifen sind das unvermeidliche „Böse“, ohne das Bewegung grundsätzlich nicht möglich ist. Die Arbeitsbedingungen sind unterschiedlich, ebenso das Ergebnis. Obwohl es hier notwendig ist zu erkennen, dass die Zusammensetzung vieler Reifen bereits ziemlich grün geworden ist (was ihre Haltbarkeit wirklich beeinflusst).
    Ie Die Abriebstemperatur der Bremsbeläge auf der Scheibe lässt einfach keine Chance für die Bildung „umweltfreundlicher“ Komponenten zu, selbst wenn diese als „grün“ (nicht auf Asbestbasis) betrachtet werden.

    Eine weitere nützliche Funktion bei der Verwendung von Trommelbremsen ist die Erhaltung der thermischen Energie in der Trommel. Der Hauptnachteil ist ein Vorteil für das Fluidsystem. Im großen und ganzen ist die "Flüssigkeitskühlung" an Scheibenbremsen in Autos aus dem vorigen Artikel nicht vollständig flüssig. Es ist vielmehr ein zusätzlicher Kühlfaktor für eine gut ausgeblasene Bremsscheibe. Bei Trommelbremsen ist der Kühlvorgang mehr "flüssig".

    Der vierte Faktor - in Gegenwart von Trommelbremsen - ist die "ideale" Aerodynamik der Scheibe. Die Bremsen müssen nicht belüftet werden. Sie können das Rad mit einer vollen Wärmeisolierkappe schließen! „Überschüssige Wärme“ ist in diesem Fall für ein Flüssigkeitskühlsystem - das Heizen - überhaupt nicht überflüssig.

    Ein zusätzlicher Faktor bei der Erleichterung solcher Scheiben wird darin bestehen, dass die Belüftungsöffnungen im Rad nicht berechnet werden müssen, da dies Punkte mit verminderter Festigkeit sind und sich daher auf das Endgewicht des Produkts auswirken.

    Ein monolithisches Rad ist immer stärker als ein "undichtes", daher kann es aus weniger haltbaren Materialien mit einer ähnlichen strukturellen Steifigkeit bestehen. In diesem Fall weise ich auf verschiedene Arten von Kohlefaserverbundwerkstoffen und Verbundwerkstoffen hin (diese befinden sich bereits in unserer Zeit, aber die Belastung des Rades lässt sie aufgrund der komplexen Form bei der Herstellung nicht billig genug sein).

    Der fünfte Faktor ist die Verwendung von Thermoelementen. Da Wärme einen erheblichen Temperaturunterschied verursacht, ist es möglich, einen Teil der Energie langsam aber sicher zurückzugewinnen, indem Wärme in Elektrizität umgewandelt wird.

    Ein einfaches Beispiel für die Funktionsweise eines Thermogenerators


    In der Praxis wurde die Verwendung von Temperaturdifferenzen von BMW getestet.
    Für den Test wurde ein thermoelektrischer Generator auf der Basis von Wismut-Tellurid in der Nähe des Abgasrohrs platziert, der die Temperaturdifferenz zwischen Kühlmittel und Abgasen in einen Strom umwandelt. Mit Abmessungen von 300x100 mm erzeugt es etwa 600 Watt. Die Unwahrheit in den notwendigen Bedingungen für eine solche Leistung - die Geschwindigkeit von 60 km / h (unten ist aufgrund des Temperaturabfalls die Leistung fast Null).

    Die Umwandlung von Wärme in Elektrizität kann auch ohne solche hohen Temperaturen erzeugt werden. Zum Beispiel mit Dampf und kaltem Wasser.

    Sechster Faktor- die Verwendung einer „Wärmepumpe“ basierend auf der Wärmerückgewinnung des Bremskühlsystems. Dadurch wird das Problem der Einschränkungen der Außentemperatur während des Betriebs gelöst (bei Nissan Leaf-Elektrofahrzeugen schaltet sich das System, wie bei vielen frostsicheren Klimageräten, automatisch ab, wenn die Temperatur unter Null liegt.)

    Siebter Faktor- die Lösung des Problems der Bergung mit einem voll batterieelektrischen Fahrzeug durch Verwendung dieser Energie zum Heizen der Kabine, des Kofferraums usw. Da der Prozess mit einem Überschuss an Bremsenergie dem „langen“ Energiewandlungsschema folgt, wird das Bremssystem weniger belastet und der Wärmestrom wird besser gesteuert. Dieser Anwendungsfall wird für den Abstieg aus den Bergen benötigt, wo die Bremsenergie den Bedarf des Autos übersteigt. Manchmal setzen sie sogar eine spezielle Bergbremse auf, zusätzlich zu der üblichen Bremsanlage und der Handbremse, so dass nicht nur das Hitzeproblem, sondern auch das Bremsenproblem gelöst wird.

    Und jetzt sammeln wir alles zusammen.



    Die resultierende Konstruktion sieht komplizierter aus als üblich, aber ich sehe keine andere Möglichkeit, die verlorene Energie zurückzugeben. Diese Option ist relevant, bis eine 100% ige Energierückgewinnung erreicht ist.

    Teilweise können Sie auch das Problem der erhöhten Radmasse lösen, da sich die Bremsen Citroen 2CV und Alfa Romeo 75 - 90 wiederholt haben.



    Der "Franzose" hatte keine Bremse in der Nabe.

    Bei 2CV befanden sich die vorderen Bremsen (1.) am Kurbelgehäuse zu den Halbachsen, was die ungefederte Masse reduzierte und den Kurs glatter machte.



    Dasselbe Schema, nur in einer begrenzten Hinterradversion, wurde beim Alfa Romeo 75 - 90 angewendet.

    Daher ist es möglich, dass die Hinterräder kein Kühlsystem in der Nabe installieren.

    Auf den ersten Blick erhöhen zusätzliche Kühlsystemrohre nur die Anzahl der hydraulischen Antriebe, aber auch hier sind Ausgabemöglichkeiten möglich.

    Zum Bremsen auf dem Parkplatz wird die Handbremse bei einigen Automodellen bereits mit elektrischem Antrieb eingesetzt.


    Für die Zukunft ist die Verwendung einer elektronischen Keilbremse (Electronic Wedge Brake) möglich.

    Dieser Bremsmechanismus wurde im deutschen Luft- und Raumfahrtzentrum entwickelt und in Siemens VDO weiterentwickelt. Das Design der Bremse hat die Fähigkeit, sich während des Betriebs selbst zu verbessern, und kann mit der im Fahrzeug üblichen Standardspannung (12 Volt) betrieben werden.

    Konstruktiv sind diese Bremsmechanismen für die Verwendung bei Scheibenbremsen geeignet, aber das Prinzip der Selbstverstärkung liegt in einigen Trommelmechanismen.

    Daher ist es durchaus möglich, eine elektronische Trommelbremse zu schaffen, vorausgesetzt, dass die Temperatur innerhalb der Trommel stabil ist.

    PS - Die Folgen einer Senkung der maximalen Temperatur im Rad können sich auf andere Aufhängungselemente auswirken.

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