制動能的轉化應用創(chuàng)想設計

1、制動能的轉化應用創(chuàng)想設計梁德奎二十一世紀是一能源危機的世紀，能源已成為人們無時不關注的問題，世紀各國都在爭先尋找和開發(fā)新能源，能源最終的目的是轉化成有用的能量，但無論是新能源的開發(fā)應用還是已有能源的應用都會轉化為一些必要而無用的能，比如各種機械和車輛的制動，如果我們把這些制動能應用起來那將是一筆不小的財富，大家可以算一筆賬，全球有多少車輛，有多少機械，每臺機械每輛車一天要制動多少次，我們拿一輛普通轎車來說，一次常規(guī)的剎車，在剎車盤上產(chǎn)生

2、的力，如果將它轉化為電能，少說也可以供一個25瓦的燈泡工作2秒鐘，照這樣計算100次剎車就可以供電200秒，這個帳人們都會算，關鍵是怎么轉化的問題。下面我介紹一下我的設想。我覺得可以利用電磁感應原理，將制動時磁場力克服車的動力而轉化為電能，將轉化的電能經(jīng)過整流充入蓄電池。這些電能可以作為燃料驅動車的照明電能補充或者直接應用于剎車信號燈。如果是電力驅動車，這些電能還可以作為充電補充設備。當然要達到這個目的還要解決一些技術上的問題。我們先來

3、了解一下現(xiàn)有機械和車輛的剎車，現(xiàn)代車輛的制動器的鼓式和盤式兩大類型，它們各有千秋，但隨著轎車車速的不斷提高，近年來采用盤式制動器的轎車日益增多，尤其是中高級轎車，一般都采用了盤式制動器。汽車制動簡單來講，就是利用摩擦將動能轉換成熱能，使汽車失去動能而停止下來。因此，散熱對制動系統(tǒng)是十分重要的。如果制動系統(tǒng)經(jīng)常處于高溫狀態(tài)，就會阻礙能量的轉換過程，造成制動性能下降。越是跑得快的汽車，制動起來所產(chǎn)生的熱量越大，對制動性能的影響也越大。解決好

4、散熱問題，對提高汽車的制動性能也就起了事倍功半的作用。所以，現(xiàn)代轎車的車輪除了使用鋁合金車圈來降低運行溫度外，還傾向于采用散熱性能較好的盤式制動器。但無論是采用哪一種都少不了要解決散熱的問題，還有都會有大量磨損，這也是能損。它們唯一的好處就是可以通過控制摩擦力的大小來控制制動的力度，從而很靈活的控制制動距離。但是要將車輛行進的動能轉換成摩擦后的熱能，使車子一下子停下來。還必須要有一套良好的剎車系統(tǒng)，這個系統(tǒng)必須能提供穩(wěn)定、足夠、可控制的

5、剎車力，并且具有良好的液壓傳遞及散熱能力，以確保駕駛人從剎車踏板所施的力充分有效的傳到總泵及各分泵，及避免高熱所導致的液壓失效及剎車衰退。而將制動時克服車的動力的磁場力轉化為電能卻不需要這么復雜的系統(tǒng)，可是把發(fā)電機作為制動器也需要一個可行的系統(tǒng)，這就是我要說的還要解決一些技術上的問題。一、多大的發(fā)電機能將車輛最大動力制動三、突然抱死汽車設計的一大原則是：最大制動力一定大于最大牽引力，理論上的最大制動力，應當出現(xiàn)在車輪達到最大靜摩擦力的時

6、候。也就是車輪即將抱死但未完全抱死的時候。但是車輪抱死以后，方向會失靈；而且通常前置發(fā)動機前輪驅動的轎車由于前輪負載大，制動時重心前移，使得后輪附著力很小，一但接近制動極限，通常情況下是后輪先抱死，而前輪未抱死。如果此時汽車正在轉彎，這就意味著前輪繼續(xù)按規(guī)定轉向角度轉彎，后輪由于抱死，失去附著力而保持原由運動狀態(tài)繼續(xù)向前運動。這就會使前后輪對車身產(chǎn)生的力矩方向不一致，使車很容易在兩個力矩的作用下側滑，如果車速過快，甚至會失控沖出彎道。所

7、以防止車輪抱死就顯得非常重要了?，F(xiàn)在采用的制動器，可以通過剎車連桿控制制動力的大小來防止抱死，而采用發(fā)電機作為制動器就會出現(xiàn)突然抱死。車速越快，制動時發(fā)電機的轉速就越快，制動力就越大，制動力總是由大到小，也就是總是急殺。解決這一技術問題也是最關鍵的，這個問題我曾經(jīng)考慮控制發(fā)電機線圈匝數(shù)來實現(xiàn)制動力的大小，但是這樣后果會因為發(fā)電機的功率減小而被燒毀。根據(jù)發(fā)電機的原理，磁通量是決定因素，可以把轉子和定子設計成可分離發(fā)電機，發(fā)電機的轉子與機車

8、軸承共軸，定子套于在轉子上，通過剎車連桿的控制并能順軸滑動，當轉子逐漸伸入定子時，磁通量也隨之增加，從而制動力也增大，這樣就可以通過剎車連桿來控制制動力的大小，不至于突然抱死。四、無法半坡起步半坡起步是常有的事，但是發(fā)電機制動器就能否完成手剎車的任務呢，理論上是不能的，因為制動時發(fā)電機與蓄電池相連，在沒有動力的情況下蓄電池就給發(fā)電機供電，發(fā)電機就是一個電動機，就會向克服動力的反方向轉動，不但沒有起到制動作用反而加速機車后退，怎么辦呢，可