Villanyautók és hibridek fékrendszere

Ritkán születik egy cikk bevezetőjében, hogy „keretes” kiemeléssel megindokolnánk, miért született az írás. A cikkek általában önmagukért szólnak, remélhető, hogy hamar kiderül belőlük, miért íródtak. Jelen eset összetettebb: részben visszatekintő, hiszen a villanyautók és hibridek fékrendszerének témája ezen évszázadi. A termékfejlesztés fénykorát, a finomhangolt rekuperatív és hidraulikus fékezés összehangolását, az alkalmazás elterjedését, sőt szinte kizárólagos használatát, szervizproblémáinak jelentkezését a második évtizedben élte át. Mára az alternatívok alapvető és egyedülálló gépjárműszerkezetévé vált, melynek így kell elfoglalnia a helyét az oktatásban is.
Amikor EBS-ről, „Electronic Brake System”-ről akarunk információt szerezni, a légfékes gépjárművek nagy féktechnikai, forradalmi megoldása kerül előtérbe a hazai szakirodalomban is. Miközben a személygépjárművek hidraulikus fékrendszerei ugyan megtartották a vákuumos fékrásegítés megoldását, de a körülmények által meghatározott fékerőigénynek megfelelő fékerőt elektronikus szabályozás módosítja.
Az alternatív gépjárműveknél meg kellett oldani a vákuummentes szervotechnikát, tehát a fékfolyadék nyomásának a növelését villanymotorral történő főfékhenger-mozgatással létrehozva. A Bosch iBooster 2014-ben került piacra, azóta többgenerációs változata jelent meg. Az amerikaiak, például a Tesla, vagy a japánok, például a Nissan is Bosch technikát alkalmaz.
Az alternatív gépjárművek intelligens fékrendszerében a hidraulikus és a rekuperatív tag pillanatról pillanatra változó kombinációja maximálisan elektronikusan irányított fékrendszer, tehát EBS. A rendszerelemek megnevezésében, a folyamatleírásokban részben új terminológia született. Még nem minden vált egyértelművé, valószínűleg nem is fog, mert az autógyártók szeretik saját termékeiket gyári néven nevezni. Itt is természetesen minden angolul van, nem kell lefordítani, így kell megtanulni.
A megváltozott dolgok ismeretére szüksége van-e az autósnak? Nincs, jobb, ha nem is zavarjuk ezzel, mert még megijed, milyen bonyolult technikára van bízva az élete.
Az autós szakembereknek, szerelőknek, műszaki vizsgabiztosoknak azonban igen: rendszerismeret, rendszerbeli blokkszintű kapcsolás, rendszerviselkedés, alkatrészismeret, első helyek egyikén a diagnosztikai információk értelmezése a legfontosabb. A szerkezet mélységében nincs keresnivalónk, nem célszerű szétbontanunk.

Már a kezdetek kezdetétől várható volt, és gyorsan meg is valósult a tisztán villanyhajtásúak és a hibridek fékrendszerének gyökeres, elektronikusan irányított rendszerré alakítása. Miért nem maradhatott meg a hagyományos féktechnika? Miért kellett egy kiforrott műszaki megoldást, mely már a fékerővezérlés minden felmerült igényét kielégítette, átalakítani és talán az alternatív hajtás legbonyolultabb alrendszerévé tenni. A választ a járműmozgás energiagazdálkodásának oldalán keressük.

Ha a járműhaladás változatos menet-állapot-sorozatát tekintjük, a ciklusban a lassítás (fékezés) jelentős részt képvisel. A lassításban, a mozgásállapot megváltozása során, a rendszer mozgási energiája átalakul, mely hagyományosan a fékszerkezetben hővé alakulva a környezetbe disszipálódik, számunkra elvész. Villanyhajtásnál a trakciós villanymotor generátorüzemre áll, tehát fékgépként üzemel. A fékgép külső, járműmozgás által rákényszerített forgatása során áramot termel, mely akkumulátortöltésre használható. 

Megtaláltuk tehát a választ: a fékezésnek regeneratívnak kell lennie. A visszatáplálást (rekuperálást) az autó elektromos rendszere, villamosgépe lehetővé teszi. Ezzel egyébként elvesző energiát tárolhatunk, és majd fordíthatunk hasznos munkavégzésre.

Az úgynevezett egypedálos villamos-autó vezetése mutatja, hogy ez nagyvárosi körülmények között (autóbuszoknál is!) milyen nagy gyakoriságú, tehát súrlódófék nélkül tudunk közlekedni. Miközben még energiát is nyerünk.

A fékberendezés nem lehet a régi „hőveszteséges”, az energia-visszanyerés követelménnyé vált.

A teljes cikk előfizetőknek érhető el.