Регистрация Войти
Вопрос

Почему в дорогих электромобилях установлены механические тормоза?

(Надеюсь, вы простите меня за то, что это не вопрос о «техническом обслуживании и ремонте».)



Если мощные электромобили (например, Tesla, но не только они) могут разгоняться с нуля до невероятной скорости за доли секунды и использовать рекуперативное торможение, то почему они до сих пор используют «старомодные» механические дисковые тормоза?



Разве способность к ускорению не равнозначна способности к замедлению? Предусмотрена ли конструкцией тормоза необходимость в них по закону (я знаю, что это зависит от региона, но, похоже, так устроены все марки)? Или это функция безопасности (нет мощности — нет торможения, упс)?
Авто и транспорт

Перевод вопроса с Mechanics Stack Exchange
Лицензия: CC BY-SA (2.5–4.0)
Оригинальный вопрос: https://mechanics.stackexchange.com/questions/22031/why-do-high-end-electric-cars-have-mechanical-brakes
1
+ Читать

15 Комментариев

  1. В дополнение к ответу Asmyldof я хотел бы подчеркнуть ещё один момент.



    Крутящий момент при магнитном торможении (регенеративном/пассивном торможении электромобиля) зависит от скорости. Это означает, что теоретически этот тип тормоза никогда не сможет остановить транспортное средство, поскольку при снижении скорости уменьшается и максимальный тормозной момент. Это немного похоже на парадоксы Зенона.



    Вот график зависимости скорости от крутящего момента для трения (красный), магнитного поля (зелёный) и аэродинамики (синий, как у парашюта):
    зависимость скорости от крутящего момента



    И график времени, необходимого для остановки (время в зависимости от скорости). Обратите внимание, что зеленый и синий (магнитный и аэро) никогда не касаются оси абсцисс.
    время в сравнении со скоростью
    Иллюстрации взяты из книги «Элементы теории механизмов и машин» Г. Шпинлера, 1984 г.

  1. Дело не в том, что двигатели не могут тормозить как сумасшедшие.



    Как вы сами намекнули, любому транспортному средству, которое должно соответствовать требованиям дорожного движения, необходимы две полностью независимые системы торможения на случай, если одна из них выйдет из строя. Именно поэтому даже в самых автоматизированных автомобилях, работающих на газе, есть ручной тормоз.



    Это связано с предполагаемой ненадёжностью сложных в обслуживании систем, таких как скрытые кабели или жидкостные тормозные системы, из-за которых в случае выхода из строя одной из них автомобиль мог остановиться, пусть и не так быстро.
  1. @ChrisMueller: Подключение двигателя в обратном направлении (попытка заставить двигатель работать в обратном направлении) очень вредно для двигателей, но позволяет двигателю создавать максимальный тормозной момент, который в два раза превышает его пусковой момент [при этом выделяется в четыре раза больше тепла, чем при работе на полной мощности в режиме простоя]. Однако подключение двигателя при почти нулевой скорости гораздо менее проблематично, хотя механический удерживающий тормоз всё равно понадобится, чтобы избежать потери мощности, когда система должна быть неподвижной.
  1. Спасибо, Антуан! Это была не самая лучшая моя шутка, и она совсем не очевидна, ха-ха, прости, @ChrisMueller.
  1. Разве это не шутка о том, что мы никогда не достигнем цели, как Ахиллес никогда не догонит черепаху? ;)
  1. Я пытался прочитать парадоксы Зенона, но не смог дочитать до конца.
  1. @Chris Mueller Да, конечно, спасибо за замечание. Я действительно думал о пассивной системе. Но я не думаю, что активная система действительно хороша с точки зрения эффективности.
  1. @ChrisMueller, именно так я и понял объяснение Антуана.
  1. Это справедливо для пассивного (то есть рекуперативного) торможения. Вы можете активно воздействовать на двигатель, создавая крутящий момент в противоположном направлении, чтобы полностью остановить транспортное средство. Однако это может быть затруднительно, если после остановки транспортное средство не будет двигаться задним ходом.
  1. О, это очень интересный момент и хорошее объяснение. Большое вам спасибо!
  1. Сейчас они избавляются от ручных тормозов. Теперь у них есть электронные «парковочные» тормоза. Я не знаю, как автопроизводителям это сходит с рук.
  1. Как оказалось, ответ был связан не с физикой, а с правилами и нормами. Так что можно с уверенностью сказать, что вопрос был достаточно хорош, чтобы получить содержательный ответ.
  1. А, так дело в экономии энергии, да? Вам следовало бы об этом сказать. В вашем вопросе об этом вообще не упоминалось. Если вы хотите получить ответы на свои вопросы, сформулируйте их. Суть в следующем: системы рекуперативного торможения созданы для определённой цели (сбор энергии) с побочным эффектом в виде замедления транспортного средства. Гидравлические тормоза устроены по-другому: они не собирают энергию, но обеспечивают контролируемое торможение автомобиля. Как именно вы контролируете тормозное усилие рекуперативных тормозов?
  1. Что не нравится, так это то, что энергия расходуется впустую. То же самое происходит с автомобилем с дизельным двигателем, но в случае с электродвигателями энергию можно вернуть — так что да, это регенеративное торможение. Примечание: я знаю, что в некоторых автомобилях реализовано «регенеративное торможение», которое происходит, когда вы просто отпускаете педаль газа, но этот вопрос скорее о том, почему это не единственный реализованный метод замедления.
  1. Вы предлагаете использовать только рекуперативное торможение? Или какую-то другую тормозную систему? Гидравлические дисковые тормоза эффективно преобразуют кинетическую энергию в тепловую и рассеивают её. Они также надёжны, недороги (относительно) и просты. Что в них может не нравиться?
Вы уже ответили на этот вопрос