리터너(기계공학)

Retarder (mechanical engineering)
토크 컨버터, 개방된 상태로, 실내에서 래이더와 유사

지연기는 보통 무거운 차량에서 1차 마찰식 제동계통의 기능 중 일부를 증가시키거나 교체하는 데 사용되는 장치다. 지각자는 차량을 느리게 하거나 언덕을 내려가는 동안 일정한 속도를 유지하는 역할을 하며, 언덕 아래로 가속하여 차량이 "도주"하는 것을 방지한다. 차량 속도가 낮아질수록 효과가 떨어지기 때문에 일반적으로 차량을 정지시킬 수 있는 능력은 없다. 이들은 통상적인 마찰 제동계통에 의해 이루어지는 최종 제동과 함께 느린 차량에 대한 추가 "보조"로 사용된다. 마찰 브레이크는 특히 고속에서 덜 사용되므로 사용 수명이 증가하며, 이러한 차량에서는 브레이크가 공기로 작동되기 때문에 공기압을 절약하는 데도 도움이 된다.

마찰식 제동계통은 연속적인 기간 동안 광범위하게 사용할 경우 "브레이크 페이드"에 취약하며, 예를 들어 트럭이나 버스가 긴 하강으로 하강하는 경우 제동 성능이 차량을 멈추는 데 필요한 수준 이하로 떨어지면 위험할 수 있다. 이 때문에 이런 중형차에는 마찰이 없는 보조장치가 장착되는 경우가 많다.

지체는 도로 자동차에 제한되지 않고 철도 시스템에도 사용될 수 있다. 영국의 원형인 고급여객열차(APT)는 순수한 마찰 기반 시스템이 불가능해 고속열차가 표준 저속열차와 같은 거리에서 정차할 수 있도록 유압지연기를 사용했다.

엔진 브레이크

주요 기사: 엔진 제동

디젤동력차

디젤 엔진은 연소실로 분사되는 연료의 부피와 타이밍에 의해 순수하게 출력을 조절한다. 가솔린/가솔린 엔진의 각 흡기 스트로크에서 스로틀이 닫힌 부분 진공 상태를 만들어 내는 엔진 제동은 디젤 엔진이 장착된 차량에는 적용되지 않는다. 그러한 엔진은 상당히 "무료 작동"하기 때문이다. 그러나 Cummins Engine Company의 설립자인 Clessie L. Cummins는 피스톤이 파워 스트로크의 끝에서가 아니라 상사점에 도달했을 때 실린더의 누적된 압축 공기를 방출할 수 있다는 것을 깨달았다. 이렇게 함으로써 엔진은 공기 압축기 역할을 하며, 변속기에서 나오는 에너지가 공기를 압축하는 데 사용되어 차량의 속도가 느려진다. 변속기에서 추출한 출력량은 특정 엔진의 정격 출력의 최대 90%가 될 수 있다.[citation needed]

터보차지 내연 기관용 압축 해제 엔진 브레이크 시스템에서 엔진이 고속으로 회전할 때 엔진 압축 행정의 상사점 부근에 있는 엔진의 배기 밸브를 여는 것과 관련된 과도한 응력은 흡기 매니폴드 압력을 다른 압력에서 감소시킴으로써 방지된다.속력을 높이다 이는 터보차저를 감속시켜 고속 엔진 속도보다 속도가 낮도록 하는 것이다.[1]

이러한 유형의 지연기는 압축 해제 엔진 브레이크 또는 "제크 브레이크"라고 알려져 있다. 이 시스템의 단점은 특히 배기 머플러에 결함이 있는 경우 작동 시 매우 시끄러워진다는 것이다. 따라서 일부 지역에서는 사용이 금지된다.

배기 브레이크

주요 기사: 배기 브레이크

배기 브레이크는 엔진 브레이크보다 작동이 간단하다. 기본적으로 차량의 배기 파이프는 밸브에 의해 제한된다. 이는 배기 시스템의 압력을 증가시켜 엔진이 실린더의 배기 스트로크에 대해 더 열심히 작업하도록 강요하므로, 엔진은 다시 배기 파이프로부터 공기를 압축하는 데 필요한 동력으로 공기 압축기의 역할을 하여 차량을 지연시킨다. 배기 가스의 흐름을 제한하는 터보차저 지연 장치도 배기 압력을 증가시켜 동일한 목표를 달성하는 데 도움이 될 수 있다.[2]

유압지연기

유압 지연기는 유체가 채워진 챔버에서 동적 베인과 정적 베인 사이의 점성 드래그력을 사용하여 지연을 달성한다. 표준 변속기 오일(기어 오일), 별도의 오일 공급, 물 또는 오일 및 자기 지체를 혼합하여 사용할 수 있는 몇 가지 다른 유형이 있다.[3] 자기지연기는 아래에서 설명하는 전기지연기와 유사하다.

단순 지각기는 클러치 및 로드휠 사이의 변속기 구동축에 부착된 베인을 사용한다. 구동축의 기어를 통해 별도로 구동할 수도 있다. 베인은 자동 변속기와 마찬가지로 챔버의 벽과 작은 간격(또한 베인)이 있는 정적 챔버에 둘러싸여 있다. 지연이 필요할 경우 유체(오일 또는 물)를 챔버로 펌핑하여 점성 드래그 유도 시 차량 속도가 느려진다. 작동 유체는 열을 가하며, 보통 냉각 시스템을 통해 순환된다. 지체 정도는 챔버의 충전 레벨을 조정하여 변경할 수 있다.

유압지연기는 극히 조용하며, 달리는 엔진 소리보다 잘 들리지 않는 경우가 많으며, 특히 엔진 브레이크에 비해 작동 시 조용하다.[4]

전기지연기

주요 기사: 회생 브레이크, 에디 전류 브레이크 및 동적 브레이크

전기지체기는 전자기 유도를 이용하여 지체의 힘을 제공한다. 전기 지체 장치는 액슬, 변속기 또는 드라이브라인에 장착할 수 있으며 액슬, 변속기 또는 드라이브라인에 부착된 로터와 차량 섀시에 단단히 부착된 스테이터로 구성된다. 로터와 스테이터 사이에는 접촉 표면이 없고, 작동 유체가 없다. 지연이 필요한 경우 스테이터의 전기 권선은 차량 배터리로부터 전원을 공급받아 로터가 이동하는 자기장을 생성한다. 이는 로터에 와류 전류를 유도하여 스테이터에 반대되는 자기장을 생성한다. 반대되는 자기장은 로터를 느리게 하고, 따라서 로터가 부착된 액슬, 변속기 또는 구동축은 로터를 느리게 한다. 로터는 내부 베인(환기식 브레이크 디스크와 같은)을 내장하여 자체적인 공기 냉각 기능을 제공하므로 차량의 엔진 냉각 시스템에 하중을 가하지 않는다. 그 시스템의 작동은 극히 조용하다.

하이브리드 차량 구동렬은 전기지체를 사용하여 기계적 브레이크를 보조하는 동시에 에너지를 재활용한다. 전기 견인 모터는 배터리를 충전하는 발전기 역할을 한다. 배터리에 저장된 전원은 차량의 가속을 돕기 위해 사용할 수 있다.

회생제동과 황류제동은 별도의 전기제동이다. 회생 제동은 모터의 기존 로터/스테이터 쌍 외에 별도의 물리적 하드웨어를 사용하지 않기 때문에 지연기로 분류되지 않을 수 있다. 차량(휠)의 모멘텀에 의해 로터에 전달되는 로터/스테이터의 회전 관성에 의해 생성된 전기장을 사용해 제동을 유발한다. 컨트롤러의 추가 회로는 스테이터 권선에서 배터리로 가는 이 전류 흐름을 관리하는 데 사용되며, 이 중 일부는 컨트롤러의 회로 내에서 열로 소멸된다.

이와는 대조적으로, 와이드 전류 지연기 브레이크는 동력이 아닌 제동 및 열 소산을 위해 차량에 명시적으로 만들어 추가되는 구별되고 목적에 맞게 제작된 정적 전기자와 로터로 구성된다.

마지막으로 "동적" 제동은 제어기를 회생 제동에 사용하거나 회로를 전환하여 전류를 저항기로 공급할 수 있는 제어기 제동을 복잡하게 사용하는 것이다. 이러한 후자의 방법으로 "후진적" 제동을 달성할 수 있다. 에디 브레이크는 자기저항을 생성하기 위해 에디 전류에 의존하는 반면, 그 중 일부는 실수로 열로 소산되는 반면, 회전식 제동은 전류에너지를 열로 직접 소산하는 제어기 회로 저항기에 의존한다. 일부 동적 제동 차량은 회전식 제동을 "플러그" 제동이라고 설명한다. 특히 지게차 동적제동은 이러한 유형의 제동을 차량 방향의 신속한 역방향에 특화된 제어장치와 결합하는 장점을 활용하기 위해 개발되었다.

동적 및 회생 제동(dynamic and regeneration braking)은 전기 또는 디젤 전기 철도 기관차에 사용될 때, 일반적으로 로드 휠을 구동하는 데 사용되는 전기 모터가 대신 하행선에서 휠에 의해 구동되는 발전기로 사용됨을 의미한다. 회생 제동 시 생성되는 전류를 일반적으로 전원 공급 장치(즉, 오버헤드 카타레니얼, 제3 레일)로 다시 공급하며, 다른 기관차에서 사용하거나 나중에 사용하기 위해 저장할 수 있다. 이런 방식으로 기관차는 평지에 있거나 오르막길을 주행하는 동안 전류를 공급받지만 제동 시 전류 공급원으로 작용하여 내리막길 주행(또는 그보다 적은 횟수, 평지 주행에서 전진 운동량을 전기로 변환)한다. 디젤 전기에서, 원격으로 발생하여 동력원에서 수집되는 것이 아니라, 동력 공급은 탑재된 프라임 무버(엔진)에 의해 직접 생성되어 모터로 전달된다; 현재는 나중에 사용하기 위해 전기를 저장하는 어떠한 방법도 거의 없기 때문에, 대신에 모터는 발전기로 사용되어 휠 로타티오를 지연시킨다.n, 그리고 발생된 동력은 기관차의 지붕에 장착된 저항기를 통해 전달되며, 여기서 열 에너지(전기 가열 소자처럼 변화)로 변환되어 대형 팬과 함께 대기 중으로 방출된다. 내리막길 주행 중 생성된 에너지를 재사용하지 않는다는 단점이 있지만, 브레이크 페이드나 기계식 브레이크처럼 마모되기 쉬운 강력하고 안전한 지체 시스템을 만들어낸다.

참고 항목

참조

  1. ^ "How does a Jake Brake work on a big rig?" (PDF). Retrieved February 17, 2017.
  2. ^ Liu, Chengye; Shen, Jianming (2012). Effect of Turbocharging on Exhaust Brake Performance in an Automobile. Advances in Intelligent and Soft Computing. Vol. 169. pp. 153–158. doi:10.1007/978-3-642-30223-7_25. ISBN 978-3-642-30222-0.
  3. ^ "Voith - Voith Retarder 3250".
  4. ^ "Voith - Retarders - Trucks".