ダウンヒルブレーキ(DHB)

EV,FCVには、エンジンがありません。 長い急な下り坂でエンジンブレーキに代わって車輪の摩擦ブレーキをアシストしてくれるダウンヒルブレーキの採用を提案します。

ダウンヒルブレーキシステム 安全な電動車社会への貢献を目指して          (研究・開発中の車輌搭載用装置の技術です)

SNTは、EV,FCV向けに採用して車載すべき装置としてダウンヒルブレーキ(DHB)を提案します。
長い急な下り坂で満充電になることによる車輪の摩擦ブレーキのフェードを予防する装置です。
以下に、その必要性と、装置の概要を紹介します。
エンジン付き車輌では、エンジンブレーキが車輪の摩擦ブレーキをアシストしています。
長い急な下り坂でローギアにシフトするのは、エンジンブレーキを有効に使うためです。

ローギヤの使用を奨める標識もよく見ます。
日本では箱根のターンパイク等にあります。
平均勾配が7%、時速約60kmの急降坂路です。

急降坂では、強力なブレーキが必要です。
そのブレーキの発熱が、大問題となります。
エンジンブレーキが無いと莫大な発熱をします。
熱が過大になると車輪の摩擦ブレーキは、フェードを起してしまいます。

7%降坂、60km/hでの熱を試算すると驚愕です。
1.5トン車で1000Wストーブ17台分
15トン車で170台分もの発熱になります!
従来はエンジンが熱を放出していました。
トラックは排気ブレーキも使われています。
排気管を絞ってエンジンブレーキを強めています。
大型車では「リターダー」もついています。
補助ブレーキをかけるための専用の装置です。

EV,FCVは、駆動モーターが発電機を兼ねます。
発電機が、回生ブレーキをかけてくれます。
短い坂ではその回生ブレーキが有効です。
回生ブレーキだけで下ることも可能です。
その場合は摩擦ブレーキの発熱はありません。

前述のように、回生ブレーキは急な下り坂で命綱を引いてくれているのです!

ところが長い下り坂では発電時間が長くなります。
充電が続くと、満充電になってしまいます。
それ以降は発電ができなくなります。
回生ブレーキも無くなってしまいます。
回生ブレーキが無いと、摩擦ブレーキが発熱します。
莫大な熱が制動で発生してしまいます。
そのため、摩擦ブレーキのフェードが起こります。

EV,FCVは、このような大問題を持っています。
頼みの命綱に「時間切れ」があるのです!
時間切れで満充電になってしまい、満充電時は命綱が切れてしまいます。

この観点では、FCVはEVよりもリスクが高いです。
FCVはEVよりもバッテリー容量がはるかに小さく、「時間切れ」問題が、より頻度高く起こります。
その大問題を、ご提案するダウンヒルブレーキが解決します。
「持続できる命綱」 になってくれます。
エンジンブレーキ並に持続し、長い急な下り坂でも摩擦ブレーキのフェードを防ぐことができる装置です。

その候補案として、既に新技術の特許を取得しています。
圧縮膨張機関式が有望な案の1つです。
空気を圧縮で加熱し、膨張で車外に排気します。

圧縮膨張機関式ダウンヒルブレーキの概要です。
エンジンに似ていますが、全く異なります。
点火プラグが無く、制御バルブが設置されます。
エンジンブレーキと同様に、圧縮工程で瞬時に空気を加熱し、温められた暖気を膨張行程の直前の上死点付近で迅速に車外に排出します。
持続する制動力が圧縮抵抗によって発生し、制御バルブで最大気筒内圧力を調節し、その最大気筒内圧力の調整で制動トルクを制御します。
エンジンブレーキの4倍の性能を作ることも可能です。
4サイクルから2サイクル化で2倍、圧縮比の倍増で2倍、合わせて4倍の性能を見込むこともできます。
ノッキング防止の課題が無く、圧縮比の倍増が可能です。

このため、小型化が可能であり、トランスミッション内に設置採用することが可能です。
ダウンヒルブレーキ専用クラッチをつけることも可能です。
クラッチがあれば通常時に切り離せます。
消音器をつけるのも1案です。
非常用ブレーキ作動中を知らせるために、消音器をつけずに大きな作動音を残すことも、選択肢の1つです。

持続が可能なブレーキの案として、他の方式の種々のシステム案を考案することは可能です。
しかし圧縮膨張方式でないと、冷却が追いつきません。
空気に熱を伝えることに要する時間が長いためです。
瞬時に加熱し、迅速に排気する他の案がありません。
従って圧縮膨張方式のダウンヒルブレーキが小型強力で、持続できるブレーキの有望な候補です。

DHBは小型高容量化が可能で暖気を迅速に車外へ排出できるので、大型トラックや大型バスのリターダーとそれのための冷却システムにかけているコストを以下のように、DHBに振り分けられる可能性もあります。
SNTではそのような小型で高性能なDHBを得るための開発を続けており、それを実現する案もいくつか見出して現在も開発を続けています、追加特許も出願中です。

圧縮膨張方式のダウンヒルブレーキが特許を取れるレベルの新技術であることは、特許の取得によって証明できました。
良い技術を全世界に広めることが重要であり、取得済特許は広く、必要な会社様向けすべてに、ライセンス供与してゆく方針です。

SNTは安全で快適な車社会の実現に貢献します。
安全なEV,FCV時代の確立に貢献してゆきます。

現在、開発パートナーを募集中です。
EV, FCV時代における新ビジネスとして、大変有望な技術です。 
ご協力いただける皆様からの、お声かけをお待ちしております!

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