Double-action electrodynamic retarder system
DOI:
https://doi.org/10.30977/VEIT.2023.26.0.2Keywords:
deceleration system, electrodynamic retarder, brakes, recuperation of braking energy, electric machine with axial magnetic flux, transmission, energy balanceAbstract
Problem: Issues related to increasing the performance characteristics of braking systems due to the use of car deceleration systems are considered. A structural analysis of car deceleration systems was performed according to a number of classification features: the system action mechanism; the principle of action and means of controlling the retarder; and the method of connecting the retarder brake. Ways of improving retarders based on the electrodynamic principle of construction are noted. The importance of improving the energy indicators of the pre-intermediate braking system due to the use of recuperative methods of self-sufficiency is emphasized. The Relevance of the study is determined by the increase in the number of motor vehicles involved in freight transportation in mountainous terrain. The Goal of the study is to improve the braking characteristics of the car's deceleration system under the conditions of a long descent. The research Methodology includes the improvement of the retarder design and the scheme of the braking force control system. Based on the results of the study, a classification structure of car deceleration systems was compiled; a qualitative analysis of the technical and operational characteristics of the generator-type electromagnetic retarder with axial magnetic flux was made; a technical solution for an electrodynamic retarder is proposed, which comprises two electric machines that provide a double-action braking moment, using recovered energy. The need for a quantitative assessment of the power balance of the double machine's components is identified, which allows optimization of the mass-dimensional indicators of the combined unit for the determined braking force of the deceleration system. Scientific Originality: The trend of transforming the composition of the power plant of a car with a passive electromagnetic retarder into a moderate and even full hybrid scheme is highlighted. The Practical Value of the research is demonstrated through recommendations that can be useful in the design of new systems and adaptation of existing deceleration systems of motor vehicles, which are mainly operated in mountainous terrain.
References
Бороденко, Ю. М., Гнатов, А. В., Аргун, Щ. В. (2024). Мехатроннi системи автомобіля: підручник. М-во освіти i науки України, Харкiв. нац. автомоб.-дор. ун-т. Ч.2: Ходова частина. Харків: Мачулін. 228 с. Borodenko, Yu., Hnatov, A., & Argun, Sh. (2024). Mekhatronni systemy avtomobilia: pidruchnyk [Mechatronic Systems of the Automobile: Textbook]. Ministry of Education and Science of Ukraine, Kharkiv National Automobile and Highway University. Part 2: Chassis. Kharkiv: Machulin. 228 p. [in Ukrainian]
What is a retarder? All you want to know. (2024). Retrieved from https://www.truckcustom.com/what-is-a-retarder/
Vehicle retarders: A review. (2021). Retrieved from https://ieeexplore.ieee.org/stamp/stamp.jsp?tp=&arnumber=10158685
Ultimate guide: Learn all about Jake Brake. (2017). Retrieved from https://www.fueloyal.com/ultimate-guide-learn-all-about-jake-brake/
Допоміжна гальмівна система види і призначення. (н.д.). URL: https://yak.koshachek.com/articles/dopomizhna-galmivna-sistema-vidi-i-priznachennja.html (дата звернення: 22.08.2024). Dopomizhna halmivna systema vydy i pryznachennia. (n.d.). Auxiliary braking system types and purposes. Retrieved August 22, 2024, from https://yak.koshachek.com/articles/dopomizhna-galmivna-sistema-vidi-i-priznachennja.html [In Ukrainian].
Der Retarder ist nicht nur eine Dauerbremse. (2021). Retrieved August 22, 2023, from https://www.kfztech.de/kfztechnik/fahrwerk/bremsen/retarder.htm
Product presentation TELMA. TL101018. (n.d.). Retrieved August 22, 2023, from http://telmausa.com/Downloads/TL101018.pdf
Paul, S., Farshadnia, M., & Pouramin, A. (2019). Comparative analysis of wave winding topologies and performance characteristics in ultra-thin printed circuit board axial-flux permanent magnet machine. IET Electric Power Applications, 13(5), 694–701.
Wang, X., Li, X., & Li, C. (2019). Design of a PCB stator coreless axial flux permanent magnet synchronous motor based on a novel topology Halbach array. Frontiers of Information Technology & Electronic Engineering, 20(3), 414–424.
Shen, Q., Yuan, X., & Chang, H. (2019). Four-phase flower-shape flexible stator winding of micro-motor. 2019 IEEE International Conference on Flexible and Printable Sensors and Systems (FLEPS), Glasgow, UK, pp. 1–3.
Neethu, S., Nikam, S. P., Pal, S., et al. (2020). Performance comparison between PCB-stator and laminated-core-stator-based designs of axial flux permanent magnet motors for high-speed low-power applications. IEEE Transactions on Industrial Electronics, 67(7), 5269–5277.
Salim, N., Nikam, S. P., Pal, S., et al. (2019). Multiphysics analysis of printed circuit board winding for high-speed axial flux permanent magnet motor. IET Electric Power Applications, 13(6), 812–818.
Нечаус, А. О. (2022). Обґрунтування можливості модернізації бортового автомобільного електрообладнання шляхом застосування двигунів з друкованими обмотками. Матеріали VIIІ Міжнародної науково-технічної інтернет-конференції «Автомобіль і електроніка. Сучасні технології» 21-22 листопада 2022 р. [Електронний ресурс]. Харків: ХНАДУ. С. 7–9. Nechaus, A. (2022). Obhruntuvannia mozhlyvosti modernizatsii bortovoho avtomobilnoho elektroobladnannia shliakhom zastosuvannia dvyguniv z drukovanymy obmotkamy. [Justification for the possibility of modernizing automotive on-board electrical equipment through the use of motors with printed windings.] Proceedings of the VIII International Scientific and Technical Online Conference "Vehicle and Electronics. Modern Technologies," November 21–22, 2022. Kharkiv: KhNAHU. pp. 7–9. [in Ukrainian]
Lai, J., & Li, J. (2019). Analytical analysis of axial flux permanent magnet machines with air-gap winding. 2019 IEEE International Electric Machines & Drives Conference (IEMDC), San Diego, CA, USA, pp. 693–699.
Verbeek, N., & Dehez, B. (2019). Comparison of inner and outer rotor configurations in shotless PM machines with PCB windings. 2019 IEEE International Electric Machines & Drives Conference (IEMDC), San Diego, CA, USA, pp. 1–7.
Amin, S., Khan, S., & Bukhari, S. S. H. (2019). A comprehensive review on axial flux machines and its applications. 2019 2nd International Conference on Computing, Mathematics and Engineering Technologies (iCoMET), Sukkur, Pakistan, pp. 1–7.
Бороденко, Ю. М., Тимошевський, Д. С., Лойко, С. О., Петрушинський, А. Н. (2022). Технічне рішення електромагнітного ретардеру подвійної дії. Матеріали VIIІ Міжнародної науково-технічної інтернет-конференції «Автомобіль і електроніка. Сучасні технології» 21-22 листопада 2022 р. Харків: ХНАДУ. С. 7–9. Borodenko, Yu., Tymoshevskyi, D., Loiko, S., & Petrushynskyi, A. (2022). Tekhnichne rishennia elektromahnitnoho retarderu podviinoi dii. [Technical solution for a dual-action electromagnetic retarder.] Proceedings of the VIII International Scientific and Technical Online Conference "Vehicle and Electronics. Modern Technologies," November 21–22, 2022. Kharkiv: KhNAHU. pp. 7–9. [in Ukrainian]
Assembly formed by an electromagnetic retarder and its electric supply means. (2021). Retrieved from https://patents.google.com/patent/US4864173A/en
TELMA electromagnetic braking axial retarders AX series. (2024). Retrieved from https://www.oembusparts.com/products/chassis-component/retarder/telma-electromagnetic-braking-axial-retarders-ax-series.html
Electric motor technology company YASA acquired by Mercedes-Benz. (2024). Retrieved from https://www.businesswire.com/news/home/20210722005414/en/Electric-Motor-Technology-Company-YASA-Acquired-by-Mercedes-Benz
Бороденко, Ю. М., Гнатов, А. В., Аргун, Щ. В. (2023). Мехатроннi системи автомобіля: підручник. М-во освіти i науки України, Харкiв. нац. автомоб.-дор. ун-т. Ч.1: Силовий привід. Харків: Мачулін. 300 с. Borodenko, Yu., Hnatov, A., & Argun, Sh. (2023). Mekhatronni systemy avtomobilia: pidruchnyk [Mechatronic Systems of the Automobile: Textbook]. Ministry of Education and Science of Ukraine, Kharkiv National Automobile and Highway University. Part 1: Powertrain. Kharkiv: Machulin. 300 p. [in Ukrainian]
Downloads
Published
How to Cite
Issue
Section
License
Copyright (c) 2024 Юрій Бороденко
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
1. Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
2. Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
3. Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи.
