SPRYTNY
CLEVER (od „ kompaktowego, niskoemisyjnego pojazdu do transportu miejskiego ”) to rodzaj przechylnego trójkołowego pojazdu silnikowego , który został opracowany we współpracy między Uniwersytetem w Bath , firmą BMW i wieloma innymi partnerami z całej Europy . CLEVER został zaprojektowany jako alternatywa dla konwencjonalnych środków indywidualnego transportu miejskiego. Wąskie nadwozie zapewnia pewną zwrotność i zdolność unikania korków charakterystyczną dla motocykla, a jednocześnie zapewnia porównywalną ochronę przed warunkami atmosferycznymi i uderzeniami jak samochód. Emisja dwutlenku węgla jest zmniejszona dzięki niewielkiej masie i niewielkiej powierzchni czołowej. Wąski rozstaw kół wymaga, aby CLEVER przechylał się w zakrętach, aby zachować stabilność; w związku z tym jest wyposażony w system Direct Tilt Control (DTC), który wykorzystuje siłowniki hydrauliczne łączące kabinę z nieprzechylanym tylnym modułem silnika.
CLEVER mierzy tylko jeden metr (3 stopy 3 cale) szerokości i osiąga maksymalną prędkość około 60 mil na godzinę (97 km/h). Działa na sprężony gaz ziemny, osiągając przewidywane zużycie paliwa 108 mpg -imp (2,6 l/100 km; 90 mpg -US ) na galon . Budowa pierwszego z pięciu pojazdów prototypowych została zakończona w piątek, 21 kwietnia 2006 r. Wkrótce po zbudowaniu, testy torowe prototypowego pojazdu wykazały, że w pewnych przejściowych sytuacjach system DTC nie był w stanie zagwarantować stabilności pojazdu. Od grudnia 2012 r. na Uniwersytecie w Bath nadal trwają badania nad alternatywnymi strategiami kontroli przechyłu dla pojazdu CLEVER.
Konfiguracja pojazdu
CLEVER ma dwumiejscowy tandem, pojedyncze przednie koło, odchylaną kabinę i dwukołowy moduł silnika z tyłu. Całkowita masa pojazdu wynosi około 332 kg (bez kierowcy i nadwozia); z kierowcą o masie 75 kg statyczny rozkład masy wynosi 39% z przodu i 61% z tyłu. Tylny moduł nie przechyla się i stanowi około 40% masy obciążonego pojazdu, co oznacza, że tylko 60% można przechylić, aby zachować równowagę pojazdu podczas pokonywania zakrętów. Rozstaw osi CLEVER wynosi 2,4 m, tyle samo co wiele konwencjonalnych samochodów miejskich, ale nie ma zwisów, więc całkowita długość wynosi poniżej 3 m. Rozstaw kół wynosi zaledwie 0,84 m, co daje całkowitą szerokość pojazdu 1,00 m.
Podczas gdy pojazd Clever miał wykorzystywać silnik o niskiej emisji spalin spalający sprężony gaz ziemny, prototyp badawczy na Uniwersytecie w Bath wykorzystuje jednocylindrowy silnik o mocy 13 kW i pojemności 176 cm3, zaczerpnięty ze skutera BMW C1. Oryginalna skrzynia biegów CVT została zachowana (choć zmodyfikowana w celu zapewnienia przystawki odbioru mocy napędzającej pompę hydrauliki przechylania); napędy pasowe służą do przenoszenia mocy na dwa tylne koła. Tylne zawieszenie składa się z niezależnych wahaczy wzdłużnych, regulowanych Öhlins i stabilizatora poprzecznego. Przednie koło jest zawieszone na przednim czterodrążkowym drążku z pojedynczą sprężyną/amortyzatorem Öhlins i wykorzystuje układ kierowniczy centryczny w piaście. Pojedynczy drążek kierowniczy przekazuje sygnały sterujące na przednie koło z ramienia wyjściowego przekładni kierowniczej z przekładnią ślimakową, a sygnały sterujące kierowane przez kierowcę są przekazywane do przekładni kierowniczej za pośrednictwem zmodyfikowanego koła i kolumny pochodzącej z samochodu BMW.
System pochylania
CLEVER wykorzystuje sterowany elektronicznie i uruchamiany hydraulicznie system Direct Tilt Control o maksymalnym kącie nachylenia ±45° [6]. Para siłowników hydraulicznych jednostronnego działania generuje moment przechylający wokół łożyska przechylania (które łączy kabinę z modułem tylnym). Kontroler przechyłu wykorzystuje kierowanie kierownicą przez kierowcę i prędkość pojazdu do oszacowania przyspieszenia poprzecznego, a tym samym odpowiedniego kąta przechyłu. System DTC zapewnia doskonałą stabilność przy niskich prędkościach, ale podczas energicznych manewrów przy wyższych prędkościach moment obrotowy systemu przekracza ten, który może zareagować nieodchylający się tylny moduł; w rezultacie wewnętrzne tylne koło unosi się, co może doprowadzić do przewrócenia się pojazdu.
Aby poprawić stabilność przechyłów w warunkach przejściowych, prototypowy pojazd CLEVER został w 2012 roku wyposażony w aktywny układ kierowniczy; pozwoliło to na zastosowanie połączonej strategii bezpośredniego sterowania pochyleniem kierownicy (SDTC). Sygnał wyjściowy aktywnego układu kierowniczego jest funkcją błędu kąta pochylenia pojazdu (różnica między rzeczywistym a idealnym kątem pochylenia), dlatego w stanie ustalonym, gdy błąd kąta pochylenia jest niewielki lub żaden, kąt skrętu przedniego koła odpowiada żądaniom kierowcy. Jednak w sytuacjach przejściowych, takich jak zawracanie, występuje błąd kąta pochylenia, a aktywny układ kierowniczy działa w celu zmniejszenia lub wyeliminowania wkładu kierowcy w kierowanie. W ekstremalnych warunkach zainicjuje również przeciwkierownicę, w wyniku której przednie koło na chwilę skręci w kierunku przeciwnym do zamierzonego przez kierowcę. Gdy kabina zbliża się do pożądanego kąta nachylenia, wielkość błędu kąta nachylenia jest zmniejszana, a kąt skrętu przedniego koła przyjmuje wartość wymaganą przez kierowcę.
Redukując ostrość kierowania przez kierowcę lub faktycznie inicjując przeciwsterowanie, aktywny układ kierowniczy opóźnia początek przyspieszenia bocznego i zmniejsza moment potrzebny siłownikom DTC do przechylenia kabiny pojazdu w zakręt. Ten zredukowany moment przechylający korzystnie wpływa zarówno na stabilność pojazdu, jak i na zużycie energii. Wyniki symulacji wskazują na znaczną redukcję przenoszenia obciążenia na tylną oś. W 2014 roku opublikowano wyniki eksperymentalne pokazujące 40% redukcję przenoszenia obciążenia na tylną oś podczas ostrego manewru skrętu po rampie przeprowadzonego z prędkością 10 m/s oraz pokazujące, że połączona strategia SDTC stała się bardziej skuteczna przy wyższych prędkościach. W tym samym artykule zauważono, że chociaż kierowca pojazdu wyposażonego w SDTC jest narażony na dodatkowe uczucie podsterowności podczas gwałtownych manewrów przejściowych, nie ogranicza to jego zdolności do kontrolowania trajektorii pojazdu.
Bezpieczeństwo
W przeprowadzonych testach zderzeniowych uzyskał 3 gwiazdki w ocenie USNCAP (przy prędkości 56 km/h).
Obciążenia głowy i klatki piersiowej kierowcy były bardzo dobre, a obciążenia głowy pasażera były również akceptowalne dzięki zastosowaniu pianki pochłaniającej energię na oparciu oparcia kierowcy.
Wtargnięcie w przestrzeń na nogi kierowcy było bardzo niskie i nie stanowiło zagrożenia dla jego kończyn. Kabina pojazdu uległa deformacji w przewidywanym obszarze, po zderzeniu drzwi kierowcy można było bez problemu otworzyć. Wahacz przedniego koła zapadł się i poluzował, ponieważ w celu zaoszczędzenia czasu i pieniędzy zastosowano spawaną aluminiową konstrukcję zamiast odlewu. Ten problem nie wystąpi w przypadku standardowego rozwiązania.
Zobacz też
Notatki
- ^ a b „Opracowano prototyp rewolucyjnego pojazdu o szerokości jednego metra” . Uniwersytet w Bath. 25 kwietnia 2006 . Źródło 16 lutego 2021 r .
- ^ „Centrum przenoszenia mocy i sterowania ruchem, University of Bath” . bath.ac.uk . 1 marca 2012 r. Zarchiwizowane od oryginału w dniu 29 maja 2013 r . Źródło 10 kwietnia 2013 r .
- ^ Berote, JJH, 2010. Dynamika i kontrola przechylanego pojazdu trójkołowego. Praca (doktorat). Uniwersytet w Bath, Bath, Wielka Brytania.
- ^ Robertson, James W., Jos Darling i Andrew R. Plummer. „Połączona kierowanie i bezpośrednia kontrola przechyłu w celu zwiększenia stabilności pojazdu przechylonego wąsko”. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part D: Journal of Automobile Engineering (2014): 0954407014522445 ..
- ^ Aziz, Nick (23.04.2006). „Koncepcja BMW„ CLEVER ” . Wiadomości z lewego pasa . Źródło 2016-11-16 .
Linki zewnętrzne
- Analiza testów zderzeniowych (ze zdjęciami)