制動(dòng)能的轉(zhuǎn)化應(yīng)用創(chuàng)想設(shè)計(jì)

1、制動(dòng)能的轉(zhuǎn)化應(yīng)用創(chuàng)想設(shè)計(jì)梁德奎二十一世紀(jì)是一能源危機(jī)的世紀(jì)，能源已成為人們無時(shí)不關(guān)注的問題，世紀(jì)各國都在爭先尋找和開發(fā)新能源，能源最終的目的是轉(zhuǎn)化成有用的能量，但無論是新能源的開發(fā)應(yīng)用還是已有能源的應(yīng)用都會(huì)轉(zhuǎn)化為一些必要而無用的能，比如各種機(jī)械和車輛的制動(dòng)，如果我們把這些制動(dòng)能應(yīng)用起來那將是一筆不小的財(cái)富，大家可以算一筆賬，全球有多少車輛，有多少機(jī)械，每臺(tái)機(jī)械每輛車一天要制動(dòng)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(zhuǎn)化為電能，少說也可以供一個(gè)25瓦的燈泡工作2秒鐘，照這樣計(jì)算100次剎車就可以供電200秒，這個(gè)帳人們都會(huì)算，關(guān)鍵是怎么轉(zhuǎn)化的問題。下面我介紹一下我的設(shè)想。我覺得可以利用電磁感應(yīng)原理，將制動(dòng)時(shí)磁場力克服車的動(dòng)力而轉(zhuǎn)化為電能，將轉(zhuǎn)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(qū)動(dòng)車的照明電能補(bǔ)充或者直接應(yīng)用于剎車信號(hào)燈。如果是電力驅(qū)動(dòng)車，這些電能還可以作為充電補(bǔ)充設(shè)備。當(dāng)然要達(dá)到這個(gè)目的還要解決一些技術(shù)上的問題。我們先來

3、了解一下現(xiàn)有機(jī)械和車輛的剎車，現(xiàn)代車輛的制動(dòng)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(dòng)器的轎車日益增多，尤其是中高級(jí)轎車，一般都采用了盤式制動(dòng)器。汽車制動(dòng)簡單來講，就是利用摩擦將動(dòng)能轉(zhuǎn)換成熱能，使汽車失去動(dòng)能而停止下來。因此，散熱對(duì)制動(dòng)系統(tǒng)是十分重要的。如果制動(dòng)系統(tǒng)經(jīng)常處于高溫狀態(tài)，就會(huì)阻礙能量的轉(zhuǎn)換過程，造成制動(dòng)性能下降。越是跑得快的汽車，制動(dòng)起來所產(chǎn)生的熱量越大，對(duì)制動(dòng)性能的影響也越大。解決好

4、散熱問題，對(duì)提高汽車的制動(dòng)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(yùn)行溫度外，還傾向于采用散熱性能較好的盤式制動(dòng)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(huì)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(dòng)的力度，從而很靈活的控制制動(dòng)距離。但是要將車輛行進(jìn)的動(dòng)能轉(zhuǎn)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(gè)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?cè)藦膭x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(dǎo)致的液壓失效及剎車衰退。而將制動(dòng)時(shí)克服車的動(dòng)力的磁場力轉(zhuǎn)化為電能卻不需要這么復(fù)雜的系統(tǒng)，可是把發(fā)電機(jī)作為制動(dòng)器也需要一個(gè)可行的系統(tǒng)，這就是我要說的還要解決一些技術(shù)上的問題。一、多大的發(fā)電機(jī)能將車輛最大動(dòng)力制動(dòng)三、突然抱死汽車設(shè)計(jì)的一大原則是：最大制動(dòng)力一定大于最大牽引力，理論上的最大制動(dòng)力，應(yīng)當(dāng)出現(xiàn)在車輪達(dá)到最大靜摩擦力的時(shí)

6、候。也就是車輪即將抱死但未完全抱死的時(shí)候。但是車輪抱死以后，方向會(huì)失靈；而且通常前置發(fā)動(dòng)機(jī)前輪驅(qū)動(dòng)的轎車由于前輪負(fù)載大，制動(dòng)時(shí)重心前移，使得后輪附著力很小，一但接近制動(dòng)極限，通常情況下是后輪先抱死，而前輪未抱死。如果此時(shí)汽車正在轉(zhuǎn)彎，這就意味著前輪繼續(xù)按規(guī)定轉(zhuǎn)向角度轉(zhuǎn)彎，后輪由于抱死，失去附著力而保持原由運(yùn)動(dòng)狀態(tài)繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng)。這就會(huì)使前后輪對(duì)車身產(chǎn)生的力矩方向不一致，使車很容易在兩個(gè)力矩的作用下側(cè)滑，如果車速過快，甚至?xí)Э貨_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(dòng)器，可以通過剎車連桿控制制動(dòng)力的大小來防止抱死，而采用發(fā)電機(jī)作為制動(dòng)器就會(huì)出現(xiàn)突然抱死。車速越快，制動(dòng)時(shí)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速就越快，制動(dòng)力就越大，制動(dòng)力總是由大到小，也就是總是急殺。解決這一技術(shù)問題也是最關(guān)鍵的，這個(gè)問題我曾經(jīng)考慮控制發(fā)電機(jī)線圈匝數(shù)來實(shí)現(xiàn)制動(dòng)力的大小，但是這樣后果會(huì)因?yàn)榘l(fā)電機(jī)的功率減小而被燒毀。根據(jù)發(fā)電機(jī)的原理，磁通量是決定因素，可以把轉(zhuǎn)子和定子設(shè)計(jì)成可分離發(fā)電機(jī)，發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子與機(jī)車

8、軸承共軸，定子套于在轉(zhuǎn)子上，通過剎車連桿的控制并能順軸滑動(dòng)，當(dāng)轉(zhuǎn)子逐漸伸入定子時(shí)，磁通量也隨之增加，從而制動(dòng)力也增大，這樣就可以通過剎車連桿來控制制動(dòng)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(jī)制動(dòng)器就能否完成手剎車的任務(wù)呢，理論上是不能的，因?yàn)橹苿?dòng)時(shí)發(fā)電機(jī)與蓄電池相連，在沒有動(dòng)力的情況下蓄電池就給發(fā)電機(jī)供電，發(fā)電機(jī)就是一個(gè)電動(dòng)機(jī)，就會(huì)向克服動(dòng)力的反方向轉(zhuǎn)動(dòng)，不但沒有起到制動(dòng)作用反而加速機(jī)車后退，怎么辦呢，可