Početna stranica
 
Vidiauto tražilica
Kočenjem do dodatne snage

Kočenjem do dodatne snage

 

Sustavi regenerativnog kočenja kod hibridnih vozila omogućavaju „skladištenje“ kinetičke energije kočenja čime se omogućava korištenje dodatne snage automobila onda kada je to potrebno.

 

 

Usprkos sveopćoj uporabi turbo puhala kod automobilskih otto i dizel motora posljednjih godina, pogonski motori kakve poznajemo nalaze se na samoj granici iskorištenja svojih punih kapaciteta. Naime, snage automobilskih motora ne mogu neprestano rasti ukoliko se želi zadržati barem prosječna pouzdanost, a budući da novi modeli automobila imaju sve veću masu za učinkoviti pogon potrebni su sve snažniji pogonski agregati. Stoga auto inženjeri širom svijeta smišljaju načine kako proizvesti učinkovitije motore bez utjecaja na izdržljivost motora. Tako je uz sada već „klasične“ hibridne elektro-benzinske automobile koje sve učestalije susrećemo na cestama pojavila i jedna sasvim nova vrsta hibridnih pogona. Radi se o vozilima opremljenima sustavima takozvanog regenerativnog kočenja. U doba kada našim prometnicama još uvijek vozi priličan broj tehnološki zastarjelih vozila navedeni pojam čini se poput nekog od termina iz znanstveno fantastičnih filmova.

 

Sustav regenerativnog kočenja kod Toyote Prius gdje prilikom kočenja elektromotor radi kao generator/dinamo te puni baterije

 

Povijesni razvoj

 

Regenerativnim kočenjem smatra se svako kočenje kod kojega se barem dio kinetičke energije kočenja „posprema“ u neki oblik energije umjesto da se toplinom rasipa u okolinu. Takva pohranjena energija se potom može koristiti na razne načine, od punjenja baterija do dodatne snaga automobila. Priznajemo, na prvo čitanje potonje se čini posve apstraktno, no krenimo redom. Sustave regenerativnog kočenja imaju pojedina električna (tramvaji, vlakovi, trolejbusi…) i hibridna benzinsko - električna (automobili, teretnjaci…) vozila. Vratimo li se u povijest gotovo s nevjericom možemo konstatirati kako su još krajem 19. stoljeća prvu preteču sličnog sustava imala takozvana Krieger vučna kola koja su se pokretala djelomično na elektropogon, a djelomično konjskom vučom. Ta kola su imala elektromotore na svakom od četiri kotača koji su se u uvjetima kočenja ponašali poput generatora/dinama akumulirajući energiju kočenju kao struju za punjenje ugrađenih baterija. Budući da su brzine koje su ta kola razvijala rijetko premašivala 15 km/h čak i tijekom učestalih kočenja mogla se akumulirati i mala količina energije.

 

Lexusovi luksuzni hibridni modeli opremljeni su sustavom regenerativnog kočenja

 

Zato je sustav i ostao čisto na eksperimentalnoj bazi. Trebalo je proći još pola stoljeća kako bi se auto industrija vratila već postojećim znanjima. Tako moderna era ovih sustava započinje 1950-ih godina tijekom kojih je poznati fizičar Richard Feynman prvi iznio postulate regenerativnog prikupljanja kinetičke energije pomoću specifičnih rotora. Tako je već 1967. godine sada već ugašena američka tvrtka AMC predstavila elektro model automobila Amnitron čije su se baterije punile upravo energijom prikupljenom kočenjem. Slični sustavi su već desetljećima vrlo popularni kod tramvaja, trolejbusa i sličnih komercijalnih prometala, a potrebe modernih automobila natjerale su inženjere da posegnu u „ladicu“ i već postojeću tehnologiju implementiraju i u moderna vozila.

 

KERS mehanički sustav u bolidima Formule 1 vrtnjom velikog zamašnjaka (desno) pohranjuje kinetičku energiju te ju usporavanjem zamašnjaka i izmjenama prijenosnih omjera zupčanika oslobađa na stražnju pogonsku osovinu

 

Sustavi regenerativnog kočenja

 

Prije svega moramo razlikovati sustave regenerativnog kočenja koji rade na principu generatora i sustave koji rade po principu rotirajućeg zamašnjaka. U prvom slučaju se radi o sustavima kod kojih se elektromotor u uvjetima kočenja ponaša kao generator odnosno dinamo pretvarajući mehaničku vrtnju kotača odnosno kinetičku energiju putem DC/AC invertera u struju za punjenje baterija. Ovakav sustav imaju ugrađen svi moderni hibridi poput Toyote Prius, Honde Insight te pojedinih Lexusovih hibrida. Sustavi koji rade po mehaničkom principu rotirajućeg zamašnjaka su mnogo složeniji. Naime poznato je da sva tijela u pokretu imaju određenu kinetičku energiju, pa tako konkretno i kotači odnosno kočnice (disk, bubanj…) automobila tijekom rotiranja. Ubrzavanjem brzine vrtnje nekog rotora ili zamašnjaka (u ovome slučaju kotača/kočnica ili zasebnog rotora) određena količina kinetičke energije pohranjuje se unutar samog rotora kao rotacijska energija. Nadalje, usporavanjem brzine vrtnje rotora navedena energija se oslobađa. Radi se o vrlo sofisticiranim sustavim koje koristi i NASA te kod kojih se zasebni rotori mogu vrtjeti i do 64.000 okretaja u minuti. Da bi se ostvarila maksimalna učinkovitost rotor mora biti savršeno balansiran te izveden na način da je eliminiran utjecaj svih vanjskih čimbenika. Tako se rotor u ponekad nalazi u vakuumu, a može biti izrađen iz čelika ili karbona. Ako se navedeni postulati uporabe u auto svijetu možemo uvidjeti kako su kod vozila opremljenih sustavima regenerativnog kočenja ugradnjom posebnog sustava sa zamašnjakom tijekom kočenja energija iz kotača mehaničkim putem se koristi za ubrzanje vrtnje zasebnog rotora/zamašnjaka smještenog u pogonskom sklopu motora i skladištenje energije. Ako se navedena pohranjena energija želi koristiti potrebno je posebnim prekidačem usporiti vrtnju zasebnog rotora te ju prenijeti mehaničkim putem na pogonsku osovinu.

 

Primjer funkcioniranja KERS sustava

 

KERS – Kinetic Energy Recovery System

 

U tekućoj sezoni Formule 1 po prvi puta je primijenjena tehnologija regenerativnog kočenja sa zamašnjakom koja u ovom slučaju nosi naziv KERS (Kinetic Energy Recovery System). Konkretno na kontinuirani mjenjački sklop (CVT-continuos variable transmission) dodan je KERS sustav zupčanika i zamašnjaka. Tako se kočenjem u biti ubrzava rotacija zamašnjaka unutar sklopa do čak 64.000 okretaja u minuti te se na taj način i skladišti energija. Kada se želi dodatna snaga pritiskom na prekidač zamašnjak usporava vrtnju, oslobađa energiju te se uz pomoć sustav zupčanika prenose na stražnju pogonsku osovinu. Prema pravilima po krugu je najviše dopušteno skladištiti do 400 KJ energije odnosno do 60 kw (82 KS) u trajanju od 6.6 sekundi. Budući da su gotovo sve tehnološke novotarije iz Formule 1 tijekom godina pronašle svoju primjenu i među osobnim automobilima samo je pitanje vremena kada će se već postojeća tehnologija implementirati na već postojeći način. Za sada većina svjetskih proizvođača supersportskih automobila je u fazi usavršavanja sličnih sustava.

 

Xtracov KERS sustava za bolide Formule 1

 

Daniel Bevandić, dipl. ing. 07/2009, © arhiva.vidiauto.com

 

 

Regenerativno kočenje - kočenje kod kojega se dio kinetičke energije pretvara u druge oblike energije te koristi kao potpora napajanju baterija ili dodatne snage motora

 

AMC Amnitron - 1967. godine prvi elektromobil koji je koristio sustav regenerativnog kočenja za punjenje baterija

 

KERS (Kinetic Energy Recovery System) - sustav regenerativnog kočenja koji se korsti u Formuli 1 te koji daje dodatnu pogonsku snagu bolidu




Audi:A7 Sportback

Aerodinamikom do povoljnije potrošnje
Doking XD - HR elektroautomobil!
Kočenjem do dodatne snage

Rezervni dijelovi - original ili kopija?
Kabrioleti 2009
Priprema automobila za proljeće
Najjeftiniji auto

Vozači kojih marki su najarogantniji, najbahatiji i „nefer“ na cesti?
Alfa Romeo
Audi
BMW
Honda
Porsche
Citroen
Fiat
Ford
Jaguar
Jeep
Lexus
Mazda
Mini
Mitsubishi
Nissan
Opel
Peugeot
Renault
Subaru
Suzuki
Toyota
Volkswagen
Mercedes
Arhiva Rezultati










O nama
Prijavi u bookmark
Vidiauto kao prva stranica
Uvjeti korištenja
  • Auto servisi
  • Talijani, Nijemci, Japanci, Francuzi... Koji je najbolji?
  • Najbolji automobili svih vremena
  • Formula 1, Rally, NASCAR
  • Kupnja - gdje i kako?
  • Ponuda – potražnja

    Svi forumi

  • Zanimljivosti
    Najluđi prometni znakovi
    Usporedni test - 4 monovolumena
    Svi auti godine kroz povijest
    Svi kabrioleti dostupni u Hrvatskoj
    Staklena tvornica Volkswagena u Dresdenu.
    Automobili i filmovi

    Auto saloni
    Geneva 2004
    Detroit 2004
    Frankfurt 2003
    Geneva 2003
    Detroit 2003
    Paris 2002
    Zagreb 2002
    Geneva 2002
    Detroit 2002
    Bologna 2001
    Essen 2001
    Geneva 2001
    New York 2001
    Frankfurt 2001
    Tokio 2001