基本信息
- 項目名稱：
- 輔助氣動混合動力新概念汽車
- 小類：
- 機械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡介：
- 本作品設(shè)計從提高車輛安全性出發(fā)，設(shè)計了主動控制的輔助空氣動力裝置來增強運行中的穩(wěn)定性和操控性。同時構(gòu)建車載智能救助系統(tǒng)，在車輛出現(xiàn)交通事故時能夠自動急救呼叫，實現(xiàn)快速救援。
- 詳細介紹：
- 本作品設(shè)計從提高車輛安全性出發(fā)，設(shè)計主動控制的輔助空氣動力裝置來增強運行中的穩(wěn)定性和操控性。同時構(gòu)建車載智能救助系統(tǒng)，在車輛出現(xiàn)交通事故時能夠自動急救呼叫，實現(xiàn)快速救援。 （1）主動控制輔助空氣動力系統(tǒng) 由于車輛在加減速、轉(zhuǎn)彎以及高速運行時，車輛本身重心和著力點無法完全重合，導(dǎo)致車輛的動態(tài)控制過程中缺乏穩(wěn)定性而易發(fā)生交通事故。在傳統(tǒng)的車輛設(shè)計中通常采用尾部的擾流板來增強車輛高速運行時的穩(wěn)定性，通過懸架的主動傾斜實現(xiàn)轉(zhuǎn)彎時的增穩(wěn)。此外，車輛在高速行駛中的緊急制動過程，由于普通的輪式剎車在剎車距離上無法滿足安全要求，尤其在路面條件較差的情況下易導(dǎo)致交通事故。雖然，ABS系統(tǒng)的引入能夠提高剎車效率、增強剎車過程中車輛的控制性能，但其仍舊無法避免行駛在濕滑路面上時剎車距離的增長，因而存在濕滑路面剎車的隱患。 本設(shè)計在傳統(tǒng)的動力系統(tǒng)上增加輔助空氣動力裝置，通過矢量噴管調(diào)節(jié)尾流，來提高車輛高速運行、加減速及小角度轉(zhuǎn)彎時的穩(wěn)定性和操控性，提高車輛的加速性能以及有效縮短剎車距離、降低輪胎磨損。因為采用主動控制的輔助空氣動力裝置，其能夠適應(yīng)復(fù)雜的路面情況，從而避免濕滑路面性能的降低。本設(shè)計所提出的車輛主動穩(wěn)定控制和主動剎車控制，將空氣動力學(xué)融入車輛控制中，能夠有效地提高車輛運行過程中的操控性和穩(wěn)定性，從而保障車輛和人員的安全。 （2）車載智能救助系統(tǒng) 交通事故的發(fā)生雖然可以通過增強車輛和人員安全性來減少，但卻是不可避免的。當車輛發(fā)生交通事故時，往往導(dǎo)致人員無自救能力，從而拖延救助時間、錯過最佳的搶救時機。本方案設(shè)計車輛智能救助系統(tǒng)，通過實時感知車輛的運行特征以及駕駛?cè)藛T的生命特征，自動進行交通事故的判斷，從而能夠及時地向急救部門和公安部門報警，詳細反映事發(fā)地點的信息，便于及時進行綜合救援。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標
- 作品設(shè)計目的： 本作品設(shè)計從提高車輛安全性出發(fā)，設(shè)計主動控制的輔助空氣動力裝置來增強運行中的穩(wěn)定性和操控性。同時構(gòu)建車載智能救助系統(tǒng)，在車輛出現(xiàn)交通事故時能夠自動急救呼叫，實現(xiàn)快速救援。 作品設(shè)計的基本思路： 本作品設(shè)計緊扣車輛安全，從前期安全規(guī)劃的輔助動力主動增穩(wěn)設(shè)計到后期安全的交通事故智能救助系統(tǒng)，具體設(shè)計思路分為以下兩大部分： （1）主動控制輔助空氣動力系統(tǒng) 通過在車輛傳統(tǒng)的動力系統(tǒng)基礎(chǔ)上，增加特殊設(shè)計的前后貫穿的內(nèi)涵道空氣發(fā)動機，通過調(diào)節(jié)氣流速度和氣流方向，通過智能高效控制算法來輔助輪式驅(qū)動，使得汽車的重心與汽車所受合力的著力點接近或者重合，以達到行駛過程中的高穩(wěn)定性。 （2）車載智能救助系統(tǒng) 通過設(shè)計車載智能救助系統(tǒng)，將車載GPS信息、車輛狀況信息以及人員生命特征信息相融合，進行智能判斷，在危險條件下進行駕駛?cè)颂嵝押妥詣訄缶凹本鹊暮艚小? 創(chuàng)新點及關(guān)鍵技術(shù)： （1）將空氣動力系統(tǒng)作為輔助動力裝置引入車輛的動力系統(tǒng)中，采用主動控制的思路實現(xiàn)車輛動態(tài)運行過程中的穩(wěn)定性，從而提高車輛和駕駛?cè)藛T的安全。 （2）將車載GPS定位信息與車輛狀況信息及駕駛?cè)藛T生命特征信息相融合，經(jīng)過智能判斷實現(xiàn)惡劣駕駛狀況的自動提醒和危險條件下自動報警和急救呼叫。 主要技術(shù)指標： （1）起動加速度>=5m/s2 （2）剎車加速度>=3.5m/s2 （3）延遲報警時間<=60s （4）精確定位半徑<=15m
科學(xué)性、先進性
- 該作品通過引入主動控制輔助空氣動力系統(tǒng)，能夠在車輛動態(tài)運行過程時，從調(diào)節(jié)矢量噴口的角度實現(xiàn)車輛的穩(wěn)定運行，相對于目前采用的車體傾斜控制具有更加優(yōu)良的控制性能，并且在高速運行時控制靈敏。輔助動力系統(tǒng)所提供的緊急制動功能，相比常規(guī)輪式剎車，能夠有效縮短剎車距離，同時具備廣泛的適應(yīng)性，能夠在各種惡劣的路面條件下可靠實現(xiàn)。 該作品所設(shè)計的智能救助系統(tǒng)，將車輛狀況監(jiān)控、駕駛?cè)松畔⒉杉约癎PS信息相融合，進行綜合判斷，實現(xiàn)在危險狀況下的自動報警和緊急呼救功能，避免傳統(tǒng)的多結(jié)構(gòu)、多系統(tǒng)設(shè)計。
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 1.西北工業(yè)大學(xué)第十三屆“三航杯”大學(xué)生 課外學(xué)術(shù)科技作品競賽獲獎 2.全球社會創(chuàng)業(yè)（GSVC）大賽西北賽區(qū)入圍獎
作品所處階段
- 實驗室模型原理調(diào)試階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 專利轉(zhuǎn)讓
作品可展示的形式
- ■模型■現(xiàn)場演示■圖片■錄像
使用說明,技術(shù)特點和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預(yù)測
- 技術(shù)特點和優(yōu)勢： 1.將空氣動力系統(tǒng)引入車輛動力系統(tǒng)中，增強車輛動態(tài)運行中的穩(wěn)定性，這種設(shè)計思路為車輛的主動穩(wěn)定性控制提供了更多的控制維度， 2.以空氣動力系統(tǒng)來實現(xiàn)緊急制動功能，其特點在于能夠在瞬間提供大的推力實現(xiàn)車輛制動，縮短剎車距離。 3.將車輛、人員以及地理信息相融合，提供全方位的信息來進行智能判斷，給駕駛員提供警示信息，同時在危險狀況下實施自動救助。 市場及經(jīng)濟效應(yīng)分析： 從市場方面分析，車體傾斜控制實現(xiàn)轉(zhuǎn)彎控制已經(jīng)有相關(guān)的應(yīng)用，說明了快速轉(zhuǎn)彎控制的需求，而其穩(wěn)定控制更是眾所期待的。因而，采用輔助動力來實現(xiàn)轉(zhuǎn)彎的穩(wěn)定性控制具備一定的市場價值。而制動技術(shù)的發(fā)展一直不缺乏市場，ABS的廣泛應(yīng)用就可以反映。采用輔助動力實現(xiàn)快速制動，能夠與輪式ABS制動相輔相成，有效增強剎車過程的安全性，因而市場價值廣闊。多信息融合的智能救助系統(tǒng)正是符合了現(xiàn)在控制技術(shù)智能化、集成化的發(fā)展方向，對于推動市場向更加自動化方向發(fā)展具有重要意義。
同類課題研究水平概述
- 目前，國外最先進的是DSC動態(tài)穩(wěn)定控制系統(tǒng)性能類似德國博世公司的ESP（電子穩(wěn)定系統(tǒng)），可在汽車高速運動時提供良好的操控性，防止車輛發(fā)生甩尾或者漂移現(xiàn)象。 例如：寶馬7系列中標準配制的DSC動態(tài)穩(wěn)定控制系統(tǒng)現(xiàn)在移植到了5系列車型，DSC動態(tài)牽引控制尤其有利于改善復(fù)雜條件下的牽引力，進行更個性化的運動型動感駕駛調(diào)整。劇烈操控動作、轉(zhuǎn)彎時車輛即將失穩(wěn)、特別是在濕滑路面的行駛時，在DSC的幫助下，行駛安全性均得到明顯提高。 輔助氣動混合動力新概念汽車采用基于智能剎車板的剎車系統(tǒng)和輔助空氣動力剎車，使剎車系統(tǒng)更加適用于電動汽車，在輕剎和點剎時完全利用回饋系統(tǒng)，急剎車可以調(diào)節(jié)脈沖次數(shù)，然后采用輔助空氣動力的急剎車更具有明顯的優(yōu)勢，縮短了剎車距離，在接近碰撞的時候形成氣墊，更進一步的降低了車與車，車與人的碰撞損失。目前關(guān)于此種氣動輔助動力來實現(xiàn)車輛穩(wěn)定控制和輔助剎車的研究尚未見公開報道。
