Какво трябва да знаем за системата KERS

Що е то?
Kinetic Energy Recovery Systems (KERS) е напреднала технология, използвана в автомобилите, която представлява “улавяне” на кинетичната енергия на движеща се кола при активиране на спирачната система. Съхранената кинетична енергия се складира в “резервоар” (маховик или батерия), за да се използва по-късно при ускорение. Системата се използва в състезателните болиди на Формула 1, а уникалните й свойства могат да работят в две направления. Първо, съхранената енергия може да се използва при ускоряване в автомобилни състезания, особено при опит за задминаване на противник. Вторият и индиректен ефект от системата е по-висока устойчивост, което я прави изключително подходяща за сферата на “зелените” технологии.

Как работи?
Както вече споменахме, реално системата използва два основни типа механизми на съхранение – батерия (електрически) или маховик (механичен). Основният компонент на електрическата система е вграденият в трансмисията на колата мотор-генератор, който преобразува механичната енергия при спиране в електрическа енергия и обратно. Преобразуваната енергия пък се съхранява в батерията за последващо използване.

Механичната система използва енергията от спирачките, за да върти малък маховик с до 80,000 оборота в минута. Така при нужда от допълнителна енергия, маховикът се свързва със задните колела на колата за увеличаване на нейната скорост. В този случай няма преобразуване на механична енергия, което означава, че теоретично системата може да се счита за по-ефикасна.

Има и трета система – хидравличен KERS – при която енергията от спирачките се използва за натрупване на хидравлично налягане, което също може да бъде предадено на задвижващите колела за увеличаване на скоростта.

Тенденции:

1. Формула 1:

За да се възползва от двойното предимство на KERS, Формула 1 въвежда системата по време на състезателния сезон през 2009г. Както вече писахме, Ф1 претърпява промени в посока на “зелените” технологии. Към това се добавя и използваната от KERS енергия от спирачките (при намаляване на скоростта) за последващо по-бързо ускорение на болидите, което е особено ценна добавка в критичните състезателни моменти.

2. Производители на авточасти:

Bosch Motorsport Service, част от гиганта Bosch GmbH (най-големият производител на резервни части за автомобили в света) има разработен свой вариант на KERS. Три електрически системи за съхранение за хибридни и двигателни механизми съдържат йонно-литиева батерия с променящ се капацитет или маховик, тежащ от 4 до 8 кг електрически мотор (с максимална мощност от 60 кВ/80 кс), както и KERS контролер за мощност и регулиране на батерията.

3. Електрически влакове:

Електрическите влакове също разполагат с нещо като система за регенериращо спиране, която при намаляване на скоростта използва енергията с вградени в спирачките компоненти, за увеличаване на производителността. Според статистиката, Virgin Trains Pendolinos успяват да запазят 17% от общата енергия. Delhi Metro пък са спестили около 90,000 тона емисии от въглероден двуокис (CO2), регенерирайки 112,500 МВтч електричество с помощта на системи за регенеративно спиране между 2004 и 2007г. Допълнително предимство на системата е относително ниската степен на износване на фрикционните спирачни компоненти.

4. Производители на коли:

Много от големите автопроизводители, сред които Porsche, Honda, BMW, Peugeot и McLaren Mercedes вече са тествали успешно свои варианти на KERS. През 2008, Peugeot представи Peugeot 908 HY, крос-платформен електрически вариант на дизелово 908, с KERS. Дори Toyota вгражда специфично изработен суперкондензатор за регенериране на кинетична енергия в тяхната Supra HV-R състезателна кола. Сред отборите във Формула 1, Mclaren е основен поддръжник на системата KERS.

Предимства:
KERS системата опредено е на “зелената страна” на автомобилните технологии, особено заради използването на прост физически компонент на механична енергия за драстично увеличаване на производителността на колите по отношение на разхода на гориво и скоростта. Други предимства, като голям температурен диапазон на работа, стабилен волтаж, ниво на мощност и дори високата ефективност в целия работен диапазон на скоростта, може да се поддържат с правилното инсталиране на KERS.

Недостатъци:
Ефектът от регенериращото спиране се намалява значително при по-ниски скорости. Това продължава да налага използването на конвенционални фрикционни спирачки за пълно спиране на колите. За допълнителна сигурност е нужно и Физическо “заключване” на спирачния диск, за да не потеглят колите по наклонени повърхности. След своето въвеждане през сезон 2009 на Ф1 обаче, KERS е изоставена като система в сезон 2010, защото според FIA, “добавя 25 килограма тегло”. Макар това да не се прибавя към общото тегло на болида, води до наказания, особено в периода на квалификациите, защото повишава центъра на тежестта на колата и намалява наличния за балансиране на колата баласт.

Последствия:
Макар че системата беше извадена от употреба, FIA смята да я върне в колите до сезон 2013 на Формула 1. Една от причините е, че реално KERS може да се счита за част от “зелената” технология, като ново течение, следвано от голяма част от автомобилната индустрия. Освен това, заедно с устойчивия й обхват, системата може да осигурява пикова производителност на колите, чрез преобразуване на тяхната спирачна енергия в сурова кинетична енергия. Според изчисленията, времената в обиколките се подобряват с между 0.1 до 0.4 секунди при болидите. И ако тази технология може да се адаптира в по-голям мащаб, ефективността на обикновените коли ще бъде увеличена, без вредни странични последствия за околната среда.

От: Ecofriend