KERS — принцип работы автосистемы

Как работает электрическая автосистема KERS? Во время торможения энергия, которая была использована на разгон, впоследствии перейдет в тепло на тормозных колодках и дисках. Другими словами, сбережение энергии, которое образуется во время торможения автомобиля, то есть рекуперация кинетической энергии. KERS — принцип работы автосистемы — именно это и легло в основу автосистемы KERS.   

KERS — принцип работы автосистемы

Главной миссией ее использования явилось усовершенствование динамических характеристик авто при разгоне и торможении с последующим набором скорости. Также причинами продвижения системы KERS стали:

 — усовершенствование безопасных для природной среды обитания и применимых к автотранспорту, в частности, к болидам, технологий в профессиональных гонках;

— помощь пилотам при обгонах.

Атакующий штурман, используя электрическую систему, вполне способен обогнать болид, в то же время атакуемый штурман, активирует электрическую систему, чтобы защитить свои позиции. Первым открытием специалистов в области инженерии стал маховик.

Суть заключена в высокоскоростном маховике из стали и углеродистого волокна, который движется со скоростью шестьдесят тысяч оборотов в минуту в вакуумной камере. Маховик подсоединяется к трансмиссии сквозь зубчатые передачи с фиксированным передаточным числом, вариатор и сцепление. Он продолжал вращение внутри вакуумной камеры до той поры, пока штурман не заканчивал усилие с маховика для набора скорости авто.

Существуют границы на использование системы KERS, поэтому штурман решает где и когда его активировать.

Кроме этого были изобретены два варианта системы KERS: гидравлический и электрический.

В первом варианте гидравлическая жидкость выступала накопителем, именно она давала энергию на будущий разгон болида. Но в нынешних болидах система не прижилась.

Первая современная модель системы KERS была установлена на Феррари, в частности, она накапливает энергию с помощью энергетических аккумуляторов и когда захочет штурман авто направляет ее на разгон.

Основные модули KERS

Давайте обсудим суть работы электрической системы KERS. Для начала, разберем из чего же состоит эта система.

Главной деталью, безусловно, является электрический мотор, который вырабатывая энергию, извлекает кинетическую энергию с вала двигателя, превращает в электрическую энергию. В общем действует как генератор. А обратный процесс превращения энергии из электрической во вращательную с переносом ее на вал двигателя взял на себя мотор.

Но непосредственно «головой» всей системы является центральный процессор (CPU). Именно этот блок занимается зарядкой и разрядкой аккумуляторов, включает и выключает моторы. А также процессор следит за перегрузкой мотора и температурой всей системы.

И не менее важным является набор батарей. Для баланса они закреплены под сиденьем штурмана, весят ни много – ни мало 30 килограмм и выдают восемьсот вольт. Один минус все-таки есть, батарея не накапливает заряд, а устройство аккумуляторов разрушается при быстрой зарядке. Для информации, установленный минимум на вес автомобиля на официальных соревнованиях составляет около шестисот килограмм. Большинство команд рассматривает использование суперконденсаторов для накопления энергии при торможении вместе с аккумуляторными батареями, об этом сообщают некоторые источники.

Система активируется только при достаточно высокой скорости, более ста километров в час, кнопка активации находится в легкодоступном месте – на руле пилота. Чаще всего штурман активирует ее еще на старте.

Как работает система KERS

Кинетическая энергия поступает на вал мотора с помощью ведущих колес при торможении болида, происходит собирание энергии. Далее блок управления системы рассредоточивает энергию по батареям. Эту функцию несет в себе мотор. Вот мы и ознакомились с первым циклом системы.

В чем же содержится второй цикл?

Пилоту требуется еще энергия, так как во время разгона происходит затрата энергии. Штурман проводит активацию кнопку на руле, что служит побуждением к действию блока управления системы, который в свою очередь посылает сигнал мотору. Работая быстрее, мотор трансформирует энергию в крутящий момент и в итоге направляет всю силу на вал двигателя.

Активация привода мотора в автомобилях осуществляется гидравлической системой через передаточные шестерни.

Мотор в отключенном состоянии не имеет производительности и для экономии энергии, которая бессмысленно растрачивается на вращающие моменты мотора, вот тут и нужна гидравлика.

Упомянем также о том, что электрический мотор использует систему соотношения один к двум. На восемнадцать тысяч оборотов основного двигателя приходится тридцать шесть тысяч обращений генератора. При таком соотношении электрическому двигателю не проблема приводить в движение основной двигатель. Но, не забываем о том, что потребуются определенные усилия для остановки такого двигателя.

Использование системы KERS на сегодняшний день

Каждый, кто интересуется гонками, знает, что иметь отрыв от соперника на тридцать секунд или несколько сантиметров, огромное преимущество. Именно его дает система KERS, выдавая мощность в шестьдесят киловатт за каких-то семь секунд или один круг. А это немало, целых восемьдесят лошадиных сил.

Наука движется вперед семимильными шагами, в том числе и инженерия, поэтому системы сохранения энергии выпускают все более значительной мощности при меньшем весе. И, конечно, вопрос безопасности заступает на первое место.

Не забывайте, аккумуляторы работают при невообразимо высоком напряжении из скрытого запаса энергии. Это подтверждает история с техником, который разрабатывал систему, от мощного удара током он был госпитализирован в больницу.

Да и аккумуляторные батареи находятся под сиденьем штурмана и выход из строя, их перенагрев, ведет к возгоранию всего автомобиля и прежде всего места штурмана.

KERS — принцип работы автосистемы мы рассказали.