पुनर्योजी ब्रेकिंग कैसे काम करता है?
पिछले सौ वर्षों में ब्रेक तकनीक में पूरी तरह से बदलाव नहीं आया है, लेकिन पुनर्योजी ब्रेकिंग उस तरह से एक समुद्री परिवर्तन का प्रतिनिधित्व करता है जिस तरह से हम ब्रेक लगाने के बारे में सोचते हैं। ब्रेक डिस्क या ड्रम जैसे एक घटक की तरह शारीरिक रूप से नीचे या धक्का देकर वाहनों को रोकने के लिए क्रूर बल का उपयोग करने के बजाय, यह प्रौद्योगिकी चतुराई से उस तरीके का फायदा उठाती है जिस तरह से हाइब्रिड और पूरी तरह से इलेक्ट्रिक कारें हर बार वाहन के धीमे होने पर थोड़ी ऊर्जा वसूल करने के लिए काम करती हैं नीचे।
कारों और ट्रकों में ब्रेक कैसे काम करते हैं?
ड्रम ब्रेक से डिस्क ब्रेक में संक्रमण की तरह, ब्रेक तकनीक में प्रगति पिछले कुछ वर्षों में नवीन होने के बजाय बड़े पैमाने पर पुनरावृत्त रही है। भौतिक सामग्रियों में भी महत्वपूर्ण प्रगति हुई है जिससे ब्रेक पैड बने होते हैं, जो इसके परिणामस्वरूप घर्षण सामग्री होती है जो लंबे समय तक चलती है, कम धूल पैदा करती है, और बनाने की संभावना कम होती है शोर। टेक्नोलॉजीज जैसे एंटी - लॉक ब्रेक ब्रेक तकनीक को भी सुरक्षित बना दिया है, लेकिन गतिज ऊर्जा को ऊष्मा में बदलने का अंतर्निहित सिद्धांत अपरिवर्तित रहा है।
पारंपरिक ब्रेक ठीक काम करते हैं, लेकिन वे अपने स्वभाव से ही काफी बेकार हैं। हर बार जब आप अपने ब्रेक पेडल को दबाते हैं, तो आप हजारों पाउंड के हाइड्रोलिक दबाव के बल के साथ अपने पहियों को प्रभावी ढंग से दबा रहे होते हैं। सटीक तंत्र में डिस्क के आकार के धातु रोटर शामिल होते हैं, जो प्रत्येक टायर और व्हील हब के बीच सैंडविच होते हैं, जिन्हें कार्बनिक, धातु या सिरेमिक ब्रेक पैड के बीच निचोड़ा जाता है।
पुराने वाहनों में, और कुछ हल्के ट्रकों के पिछले ब्रेक, कम कुशल ड्रम और ब्रेक शूज़ का उपयोग इसके बजाय किया जाता है। किसी भी मामले में, पैड और डिस्क या जूते और ड्रम के बीच उत्पन्न होने वाले जबरदस्त घर्षण के कारण वाहन धीमा हो जाता है। वह घर्षण अनिवार्य रूप से गतिज ऊर्जा को ऊष्मा ऊर्जा (और कभी-कभी बहुत अधिक शोर) में बदल देता है, और परिणामस्वरूप आपकी कार धीमी हो जाती है।
पारंपरिक ब्रेक के साथ समस्या यह है कि उस गतिज ऊर्जा को बनाने के लिए आपके इंजन को बहुत अधिक ईंधन खर्च करना पड़ता है, और जब आपके ब्रेक इसे गर्मी में परिवर्तित करते हैं तो यह अनिवार्य रूप से बर्बाद हो जाता है।
पुनर्योजी ब्रेकिंग के पीछे मूल विचार यह है कि विभिन्न प्रकार की प्रौद्योगिकियां उस गतिज ऊर्जा के कुछ हिस्से को पुनः प्राप्त करना, इसे बिजली में परिवर्तित करना और फिर इसका पुन: उपयोग करना संभव बनाती हैं।
पुनर्योजी ब्रेक कैसे काम करते हैं?
पुनर्योजी ब्रेक तकनीक का सबसे सामान्य रूप एक जनरेटर के रूप में एक इलेक्ट्रिक मोटर का पुन: उपयोग करता है, यही वजह है कि पुनर्योजी ब्रेक अक्सर हाइब्रिड और इलेक्ट्रिक वाहनों में पाए जाते हैं।
सामान्य ऑपरेशन के दौरान, इलेक्ट्रिक मोटर बैटरी से बिजली खींचती है और वाहन को स्थानांतरित करने के लिए इसका इस्तेमाल करती है। जब ब्रेक पेडल दब जाता है, तो इलेक्ट्रिक मोटर इस प्रक्रिया को उलटने में सक्षम होती है, घूमने वाले पहियों द्वारा संचालित जनरेटर बन जाती है, और बिजली को वापस बैटरी में फीड करती है।
चूंकि पुनर्योजी ब्रेक चार्जर में प्लग किए बिना बैटरी को प्रभावी ढंग से चार्ज करते हैं, के मामले में एक इलेक्ट्रिक वाहन, या एक हाइब्रिड में अल्टरनेटर का उपयोग करते हुए, वाहन की समग्र दक्षता है बढ़ी हुई। यह शुल्क या ईंधन-अप के बीच अधिक मील में तब्दील हो जाता है।
चूंकि पुनर्योजी ब्रेक प्रभावी रूप से गतिज ऊर्जा को बिजली में बदल देते हैं, वे बैटरी को चार्ज करने के अलावा वाहन को धीमा करने में सक्षम होते हैं। हालांकि, पुनर्योजी ब्रेक सिस्टम की दक्षता की सीमाएं हैं। मुख्य मुद्दों में से एक यह है कि पुनर्योजी ब्रेक कम गति पर भी काम नहीं करते हैं क्योंकि वे उच्च गति पर करते हैं। पुनर्योजी ब्रेकिंग में निहित सीमा के कारण, अधिकांश वाहन भी एक पूरक पारंपरिक ब्रेकिंग सिस्टम से लैस हैं।
उसी तरह पारंपरिक स्टीयरिंग, ब्रेकिंग और त्वरण नियंत्रणों को अक्सर बैकअप के रूप में शामिल किया जाता है ड्राइव बाय वायर सिस्टम, पारंपरिक ब्रेक पुनर्योजी ब्रेकिंग के लिए बैकअप के रूप में काम कर सकते हैं। पारंपरिक प्रणालियाँ केवल तभी काम कर सकती हैं जब कोई उपकरण विफल हो, या उनका उपयोग हर समय पुनर्योजी ब्रेकिंग के साथ संगीत कार्यक्रम में किया जा सकता है।
पुनर्योजी ब्रेक की सीमाएं
कम गति पर पुनर्योजी ब्रेकिंग दक्षता के प्राकृतिक पतन के अलावा, प्रौद्योगिकी कई अन्य सीमाओं से भी ग्रस्त है। सबसे उल्लेखनीय में से कुछ में शामिल हैं:
- रीजनरेटिव ब्रेकिंग केवल ड्राइव व्हील्स पर काम करती है: यदि एक इलेक्ट्रिक वाहन ऑल व्हील ड्राइव नहीं है, जिसमें प्रत्येक पहिये के लिए एक मोटर है, तो जिन पहियों में रोटर नहीं हैं, वे पुनर्योजी ब्रेकिंग से लाभ नहीं उठा सकते हैं।
- घबराहट की समस्या बंद हो जाती है: पुनर्योजी ब्रेक आमतौर पर पैनिक स्टॉप स्थितियों के तहत पर्याप्त ब्रेकिंग बल प्रदान नहीं करते हैं। यह एक ऐसा क्षेत्र है जहां पारंपरिक ब्रेक अभी भी काफी बेहतर काम करते हैं।
- बैटरी और मोटर की सीमाएं: एक पुनर्योजी प्रणाली की दक्षता ऊर्जा भंडारण प्रणाली की क्षमता और विद्युत मोटर के उत्पादन जैसे कारकों द्वारा सीमित होती है।
- केवल इलेक्ट्रिक और हाइब्रिड वाहनों के साथ काम करें: पारंपरिक पुनर्योजी प्रणालियां गैर-इलेक्ट्रिक, गैर-हाइब्रिड वाहनों के साथ असंगत हैं। चूंकि इन वाहनों में इलेक्ट्रिक मोटर्स की कमी है, इसलिए पुनर्योजी ब्रेक लगाना महंगा और जटिल है।
- गतिशील ब्रेक लगाना बाधाएं: कुछ पुनर्योजी प्रणालियों को पूरक "गतिशील ब्रेकिंग" का उपयोग करने के लिए मजबूर किया जाता है जो पुनः प्राप्त गतिज ऊर्जा को संग्रहीत नहीं करता है।
कैपेसिटिव ब्रेक और पारंपरिक दहन इंजन
चूंकि पुनर्योजी ब्रेक सिस्टम आमतौर पर बिजली पैदा करने के लिए अपने इलेक्ट्रिक मोटर्स पर निर्भर होते हैं, वे आंतरिक दहन इंजन का उपयोग करने वाले वाहनों के साथ स्वाभाविक रूप से असंगत होते हैं। हालांकि, कुछ वैकल्पिक पुनर्योजी प्रौद्योगिकियां हैं जिन्हें पारंपरिक आंतरिक दहन इंजनों पर लागू किया जा सकता है।
ऐसी ही एक प्रणाली बिजली को तेजी से स्टोर करने और छोड़ने के लिए बड़े कैपेसिटर का उपयोग करती है, जिसे बाद में स्टेप-डाउन ट्रांसफार्मर से गुजारा जाता है। NS 12 वोल्ट इसके बाद आउटपुट को वाहन के इलेक्ट्रिकल सिस्टम में फीड किया जाता है, जो इंजन से कुछ भार लेता है। यह तकनीक वर्तमान में सक्षम है ईंधन दक्षता में 10 प्रतिशत तक की वृद्धि, हालांकि यह अभी भी अपनी प्रारंभिक अवस्था में है।
कौन सी कारें पुनर्योजी ब्रेक का उपयोग करती हैं?
अधिकांश हाइब्रिड और इलेक्ट्रिक वाहन किसी न किसी प्रकार के पुनर्योजी ब्रेकिंग सिस्टम का उपयोग करते हैं। शेवरले, होंडा, निसा, टोयोटा और टेस्ला जैसे ओईएम सभी अपने हाइब्रिड और इलेक्ट्रिक वाहनों में पुनर्योजी ब्रेकिंग तकनीक के साथ बोर्ड पर थे। गैर-हाइब्रिड वाहन जो कुछ प्रकार के पुनर्योजी ब्रेकिंग का उपयोग करते हैं, उनमें काफी कम आम हैं, लेकिन बीएमडब्ल्यू और माज़दा दोनों कुछ मॉडलों में प्रौद्योगिकी के शुरुआती अपनाने वाले थे।