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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 輔助氣動(dòng)混合動(dòng)力新概念汽車
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”省賽作品
- 小類：
- 機(jī)械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡(jiǎn)介：
- 本作品設(shè)計(jì)從提高車輛安全性出發(fā)，設(shè)計(jì)了主動(dòng)控制的輔助空氣動(dòng)力裝置來(lái)增強(qiáng)運(yùn)行中的穩(wěn)定性和操控性。同時(shí)構(gòu)建車載智能救助系統(tǒng)，在車輛出現(xiàn)交通事故時(shí)能夠自動(dòng)急救呼叫，實(shí)現(xiàn)快速救援。
- 詳細(xì)介紹：
- 本作品設(shè)計(jì)從提高車輛安全性出發(fā)，設(shè)計(jì)主動(dòng)控制的輔助空氣動(dòng)力裝置來(lái)增強(qiáng)運(yùn)行中的穩(wěn)定性和操控性。同時(shí)構(gòu)建車載智能救助系統(tǒng)，在車輛出現(xiàn)交通事故時(shí)能夠自動(dòng)急救呼叫，實(shí)現(xiàn)快速救援。 （1）主動(dòng)控制輔助空氣動(dòng)力系統(tǒng) 由于車輛在加減速、轉(zhuǎn)彎以及高速運(yùn)行時(shí)，車輛本身重心和著力點(diǎn)無(wú)法完全重合，導(dǎo)致車輛的動(dòng)態(tài)控制過(guò)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(jì)中通常采用尾部的擾流板來(lái)增強(qiáng)車輛高速運(yùn)行時(shí)的穩(wěn)定性，通過(guò)懸架的主動(dòng)傾斜實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)彎時(shí)的增穩(wěn)。此外，車輛在高速行駛中的緊急制動(dòng)過(guò)程，由于普通的輪式剎車在剎車距離上無(wú)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(qiáng)剎車過(guò)程中車輛的控制性能，但其仍舊無(wú)法避免行駛在濕滑路面上時(shí)剎車距離的增長(zhǎng)，因而存在濕滑路面剎車的隱患。 本設(shè)計(jì)在傳統(tǒng)的動(dòng)力系統(tǒng)上增加輔助空氣動(dòng)力裝置，通過(guò)矢量噴管調(diào)節(jié)尾流，來(lái)提高車輛高速運(yùn)行、加減速及小角度轉(zhuǎn)彎時(shí)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?yàn)椴捎弥鲃?dòng)控制的輔助空氣動(dòng)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(jì)所提出的車輛主動(dòng)穩(wěn)定控制和主動(dòng)剎車控制，將空氣動(dòng)力學(xué)融入車輛控制中，能夠有效地提高車輛運(yùn)行過(guò)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(guò)增強(qiáng)車輛和人員安全性來(lái)減少，但卻是不可避免的。當(dāng)車輛發(fā)生交通事故時(shí)，往往導(dǎo)致人員無(wú)自救能力，從而拖延救助時(shí)間、錯(cuò)過(guò)最佳的搶救時(shí)機(jī)。本方案設(shè)計(jì)車輛智能救助系統(tǒng)，通過(guò)實(shí)時(shí)感知車輛的運(yùn)行特征以及駕駛?cè)藛T的生命特征，自動(dòng)進(jìn)行交通事故的判斷，從而能夠及時(shí)地向急救部門和公安部門報(bào)警，詳細(xì)反映事發(fā)地點(diǎn)的信息，便于及時(shí)進(jìn)行綜合救援。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 作品設(shè)計(jì)目的： 本作品設(shè)計(jì)從提高車輛安全性出發(fā)，設(shè)計(jì)主動(dòng)控制的輔助空氣動(dòng)力裝置來(lái)增強(qiáng)運(yùn)行中的穩(wěn)定性和操控性。同時(shí)構(gòu)建車載智能救助系統(tǒng)，在車輛出現(xiàn)交通事故時(shí)能夠自動(dòng)急救呼叫，實(shí)現(xiàn)快速救援。 作品設(shè)計(jì)的基本思路： 本作品設(shè)計(jì)緊扣車輛安全，從前期安全規(guī)劃的輔助動(dòng)力主動(dòng)增穩(wěn)設(shè)計(jì)到后期安全的交通事故智能救助系統(tǒng)，具體設(shè)計(jì)思路分為以下兩大部分： （1）主動(dòng)控制輔助空氣動(dòng)力系統(tǒng) 通過(guò)在車輛傳統(tǒng)的動(dòng)力系統(tǒng)基礎(chǔ)上，增加特殊設(shè)計(jì)的前后貫穿的內(nèi)涵道空氣發(fā)動(dòng)機(jī)，通過(guò)調(diào)節(jié)氣流速度和氣流方向，通過(guò)智能高效控制算法來(lái)輔助輪式驅(qū)動(dòng)，使得汽車的重心與汽車所受合力的著力點(diǎn)接近或者重合，以達(dá)到行駛過(guò)程中的高穩(wěn)定性。 （2）車載智能救助系統(tǒng) 通過(guò)設(shè)計(jì)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(jìn)行智能判斷，在危險(xiǎn)條件下進(jìn)行駕駛?cè)颂嵝押妥詣?dòng)報(bào)警及急救的呼叫。 創(chuàng)新點(diǎn)及關(guān)鍵技術(shù)： （1）將空氣動(dòng)力系統(tǒng)作為輔助動(dòng)力裝置引入車輛的動(dòng)力系統(tǒng)中，采用主動(dòng)控制的思路實(shí)現(xiàn)車輛動(dòng)態(tài)運(yùn)行過(guò)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(guò)智能判斷實(shí)現(xiàn)惡劣駕駛狀況的自動(dòng)提醒和危險(xiǎn)條件下自動(dòng)報(bào)警和急救呼叫。 主要技術(shù)指標(biāo)： （1）起動(dòng)加速度>=5m/s2 （2）剎車加速度>=3.5m/s2 （3）延遲報(bào)警時(shí)間<=60s （4）精確定位半徑<=15m
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 該作品通過(guò)引入主動(dòng)控制輔助空氣動(dòng)力系統(tǒng)，能夠在車輛動(dòng)態(tài)運(yùn)行過(guò)程時(shí)，從調(diào)節(jié)矢量噴口的角度實(shí)現(xiàn)車輛的穩(wěn)定運(yùn)行，相對(duì)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(yùn)行時(shí)控制靈敏。輔助動(dòng)力系統(tǒng)所提供的緊急制動(dòng)功能，相比常規(guī)輪式剎車，能夠有效縮短剎車距離，同時(shí)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(shí)現(xiàn)。 該作品所設(shè)計(jì)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(jìn)行綜合判斷，實(shí)現(xiàn)在危險(xiǎn)狀況下的自動(dòng)報(bào)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(jì)。
獲獎(jiǎng)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(jìng)賽獲獎(jiǎng) 2.全球社會(huì)創(chuàng)業(yè)（GSVC）大賽西北賽區(qū)入圍獎(jiǎng)
作品所處階段
- 實(shí)驗(yàn)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(chǎng)演示■圖片■錄像
使用說(shuō)明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說(shuō)明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)： 1.將空氣動(dòng)力系統(tǒng)引入車輛動(dòng)力系統(tǒng)中，增強(qiáng)車輛動(dòng)態(tài)運(yùn)行中的穩(wěn)定性，這種設(shè)計(jì)思路為車輛的主動(dòng)穩(wěn)定性控制提供了更多的控制維度， 2.以空氣動(dòng)力系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)緊急制動(dòng)功能，其特點(diǎn)在于能夠在瞬間提供大的推力實(shí)現(xiàn)車輛制動(dòng)，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(lái)進(jìn)行智能判斷，給駕駛員提供警示信息，同時(shí)在危險(xiǎn)狀況下實(shí)施自動(dòng)救助。 市場(chǎng)及經(jīng)濟(jì)效應(yīng)分析： 從市場(chǎng)方面分析，車體傾斜控制實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)彎控制已經(jīng)有相關(guān)的應(yīng)用，說(shuō)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(dòng)力來(lái)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)彎的穩(wěn)定性控制具備一定的市場(chǎng)價(jià)值。而制動(dòng)技術(shù)的發(fā)展一直不缺乏市場(chǎng)，ABS的廣泛應(yīng)用就可以反映。采用輔助動(dòng)力實(shí)現(xiàn)快速制動(dòng)，能夠與輪式ABS制動(dòng)相輔相成，有效增強(qiáng)剎車過(guò)程的安全性，因而市場(chǎng)價(jià)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(duì)于推動(dòng)市場(chǎng)向更加自動(dòng)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(guó)外最先進(jìn)的是DSC動(dòng)態(tài)穩(wěn)定控制系統(tǒng)性能類似德國(guó)博世公司的ESP（電子穩(wěn)定系統(tǒng)），可在汽車高速運(yùn)動(dòng)時(shí)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(biāo)準(zhǔn)配制的DSC動(dòng)態(tài)穩(wěn)定控制系統(tǒng)現(xiàn)在移植到了5系列車型，DSC動(dòng)態(tài)牽引控制尤其有利于改善復(fù)雜條件下的牽引力，進(jìn)行更個(gè)性化的運(yùn)動(dòng)型動(dòng)感駕駛調(diào)整。劇烈操控動(dòng)作、轉(zhuǎn)彎時(shí)車輛即將失穩(wěn)、特別是在濕滑路面的行駛時(shí)，在DSC的幫助下，行駛安全性均得到明顯提高。 輔助氣動(dòng)混合動(dòng)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(dòng)力剎車，使剎車系統(tǒng)更加適用于電動(dòng)汽車，在輕剎和點(diǎn)剎時(shí)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(dòng)力的急剎車更具有明顯的優(yōu)勢(shì)，縮短了剎車距離，在接近碰撞的時(shí)候形成氣墊，更進(jìn)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(dòng)輔助動(dòng)力來(lái)實(shí)現(xiàn)車輛穩(wěn)定控制和輔助剎車的研究尚未見(jiàn)公開(kāi)報(bào)道。
