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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 滑行離合器
- 來(lái)源：
- 第十一屆“挑戰(zhàn)杯”國(guó)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：
- 針對(duì)安裝傳統(tǒng)離合器的節(jié)能車在滑行過(guò)程中存在滑摩阻力，自行設(shè)計(jì)的滑行離合器可以保證節(jié)能車在滑行工況實(shí)現(xiàn)無(wú)阻力滑行，而在驅(qū)動(dòng)工況時(shí)，又能保證車輛的正常驅(qū)動(dòng)。為實(shí)現(xiàn)滑行離合器驅(qū)動(dòng)—滑行工況的準(zhǔn)確切換，減少在工況切換時(shí)的能量損失，設(shè)計(jì)了滑行離合器的電控系統(tǒng)，電控系統(tǒng)包括：霍爾測(cè)速傳感器、ECU、伺服電機(jī)、操作按鈕等；加裝電控系統(tǒng)的節(jié)能車增加了滑行離合器的穩(wěn)定性和使用壽命。 滑行離合器是基于節(jié)能車開發(fā)平臺(tái)提出的一種新式離合器，針對(duì)節(jié)能車的加速—滑行循環(huán)駕駛方式，滑行離合器能最大限度的發(fā)揮節(jié)省車輛油耗的優(yōu)勢(shì)?；诨须x合器在節(jié)能車上的試驗(yàn)，深入發(fā)掘車輛的節(jié)油潛力，通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明：不同速度門限對(duì)車輛油耗影響較大，而采用優(yōu)化的速度門限，加裝滑行離合器的節(jié)能車能夠減少燃油消耗50%左右。
- 詳細(xì)介紹：
- 能源作為當(dāng)今世界的一個(gè)重要話題，它已經(jīng)成為人們極為關(guān)注的焦點(diǎn)。隨著世界汽車工業(yè)的飛速發(fā)展，對(duì)石油的消耗也在逐漸的增加，而石油等能源為不可再生資源，而現(xiàn)有車輛的燃油消耗還處在一個(gè)比較高的水平，因此，降低汽車的燃油消耗成為亟待解決的問(wèn)題。 傳統(tǒng)離合器能夠保證車輛正常的驅(qū)動(dòng)工況，而在滑行工況時(shí)，總會(huì)由于相互接觸的摩擦副而產(chǎn)生摩擦，增加車輛燃油消耗；同時(shí)，由于傳統(tǒng)離合器均為機(jī)械式結(jié)構(gòu)，控制精度低，車輛工況變化時(shí)，傳動(dòng)系統(tǒng)接受直接沖擊，降低離合器的使用壽命；而滑行離合器的提出可以解決這個(gè)問(wèn)題。 人們傳統(tǒng)的駕駛習(xí)慣：總是讓車輛處于驅(qū)動(dòng)工況，根據(jù)自己的感覺(jué)隨意操縱車輛，即使長(zhǎng)時(shí)間的等車，也使發(fā)動(dòng)機(jī)處于怠速狀況，這在無(wú)形中增加了車輛的燃油消耗；而我們?cè)O(shè)計(jì)的節(jié)能車的駕駛方式則是采用“加速—滑行”的循環(huán)駕駛方式，追求將每一滴燃油的熱值轉(zhuǎn)化為車輛的動(dòng)力，最大限度的節(jié)省燃油消耗。 采用“加速—滑行”的循環(huán)駕駛方式可以減少燃燒消耗；但是不同的速度門限同樣會(huì)影響車輛的燃油消耗，因此根據(jù)車輛負(fù)載、工況等合理匹配速度門限，可以進(jìn)一步減少燃油消耗。
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)
- 項(xiàng)目研究目的 ? 研制一種新型離合器，通過(guò)電控系統(tǒng)的協(xié)同作用，能在車輛的滑行過(guò)程中實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和車輪的完全分離，實(shí)現(xiàn)無(wú)摩擦滑行，降低功率消耗，在機(jī)械結(jié)構(gòu)上達(dá)到節(jié)能降耗的目的； ? 基于典型路況制定了相應(yīng)的節(jié)油駕駛策略，制作出駕駛策略控制面板作為輔助電控系統(tǒng)的一部分，方便在不同道路條件下為駕駛員選擇最優(yōu)駕駛模式，在駕駛操作層面上實(shí)現(xiàn)主動(dòng)節(jié)能降耗的目的。 本作品創(chuàng)新點(diǎn)和技術(shù)關(guān)鍵 ? 自行研制的滑行離合器保證了車輛實(shí)現(xiàn)無(wú)摩擦滑行，傳統(tǒng)離合器在車輛滑行時(shí)，不能保證離合器的主從動(dòng)部分完全分離，會(huì)有滑摩阻力產(chǎn)生；滑行離合器使用控制套筒實(shí)現(xiàn)主從動(dòng)部分完全分離，消除了滑摩阻力，可以實(shí)現(xiàn)無(wú)摩擦滑行。 ? 電控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了離合器的自動(dòng)結(jié)合與分離，設(shè)置在鏈輪及車輪的速度傳感器分別測(cè)出兩者的速度，由單片機(jī)進(jìn)行比較分析，結(jié)合由駕駛員發(fā)出的指令，控制離合器主從動(dòng)部分的分離和結(jié)合，能把握住理想的結(jié)合分離時(shí)機(jī)，以及保證結(jié)合過(guò)程無(wú)沖擊、摩擦小。 ? 雙向軸承可以實(shí)現(xiàn)雙向同時(shí)高速運(yùn)動(dòng)，雙向軸承將傳統(tǒng)的深溝球軸承和直線軸承的功能結(jié)合起來(lái)，可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)沿軸承軸向和徑向的高速運(yùn)動(dòng)，結(jié)構(gòu)緊湊，減小了功能件的總體尺寸。 ? 速度門限控制策略有效減少燃油消耗，在進(jìn)行滑行離合器安裝在節(jié)能車上進(jìn)行道路試驗(yàn)的過(guò)程中，通過(guò)大量試驗(yàn)證明：速度門限同樣對(duì)車輛的油耗有影響，通過(guò)大量匹配試驗(yàn)，制定出針對(duì)車輛的最優(yōu)速度門限控制策略，最大限度降低燃油消耗。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 為了減小車輛行駛過(guò)程中來(lái)自傳動(dòng)系統(tǒng)內(nèi)部的阻力，我們?cè)O(shè)計(jì)了一種新型離合器—滑行離合器（已申請(qǐng)專利），并設(shè)計(jì)了輔助電控單元實(shí)現(xiàn)離合器的自動(dòng)結(jié)合與分離，制造出實(shí)驗(yàn)車，進(jìn)行道路試驗(yàn)，驗(yàn)證了滑行離合器的節(jié)油功效。與市場(chǎng)上現(xiàn)有的傳統(tǒng)離合器相比，新型的滑行離合器能在車輛的滑行過(guò)程中實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和車輪的完全分離，實(shí)現(xiàn)無(wú)摩擦滑行，降低功率消耗，達(dá)到節(jié)能降耗的目的。該種離合器結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，易于加工和批量化生產(chǎn)、成本低，可以應(yīng)用在摩托車、小型電動(dòng)汽車和其他節(jié)能車輛上。 為了實(shí)現(xiàn)結(jié)合的時(shí)機(jī)準(zhǔn)確，保證無(wú)沖擊結(jié)合，設(shè)計(jì)了一套電控系統(tǒng)。電控系統(tǒng)由控制按鈕、控制芯片、機(jī)械控制機(jī)構(gòu)、速度傳感器四部分組成。主控制芯片選用8051，用于分析鏈輪和車輪的速度值，接收按鍵的控制信號(hào)并向分離機(jī)構(gòu)發(fā)送控制脈沖信號(hào)；分離機(jī)構(gòu)是一個(gè)撥叉機(jī)構(gòu)，用于控制結(jié)合套筒軸向移動(dòng)；速度傳感器用于采集鏈輪和車輪的速度值。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 1.專利申請(qǐng) ?《滑行離合器》專利號(hào)：200820071810.6 ?《雙向軸承》專利號(hào)：200820071866.1 2.發(fā)表論文 在道路試驗(yàn)過(guò)程中，我們發(fā)現(xiàn)駕駛方式對(duì)節(jié)能車油耗有很大影響，通過(guò)不同駕駛方式下的油耗對(duì)比，得出結(jié)論：駕駛方式中速度門限對(duì)節(jié)能車油耗影響很大；進(jìn)而發(fā)表論文《節(jié)油駕駛控制策略速度門限匹配》，目前已經(jīng)被某核心期刊收錄。 3.《滑行節(jié)油離合器節(jié)能試驗(yàn)研究》項(xiàng)目編號(hào)（2007A42025）被評(píng)為國(guó)家級(jí)“大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目”典型案例，目前已通過(guò)結(jié)題答辯，順利結(jié)題。 4.安裝滑行離合器的第二代節(jié)能車以521Km/L的成績(jī)獲得第二屆本田節(jié)能競(jìng)技大賽高校第三名（共有52所高校）。 5.《滑行離合器》獲得2009省挑戰(zhàn)杯特等獎(jiǎng)。
作品所處階段
- 完成了實(shí)物加工，并且在節(jié)能車上進(jìn)行了道路試驗(yàn)，目前正在完善其功能，爭(zhēng)取在摩托車上的應(yīng)用。
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 技術(shù)入股
作品可展示的形式
- 實(shí)物、圖片、視頻
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)
- 滑行離合器是基于節(jié)能車開發(fā)平臺(tái)提出的一種新式離合器，針對(duì)節(jié)能車的加速—滑行循環(huán)駕駛方式，滑行離合器能最大限度的發(fā)揮節(jié)省車輛油耗的優(yōu)勢(shì)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明：不同速度門限對(duì)車輛油耗影響較大，而采用優(yōu)化的速度門限，加裝滑行離合器的節(jié)能車能夠減少燃油消耗50%左右?；须x合器可以安裝在現(xiàn)有摩托車、節(jié)能車、電動(dòng)助力車上，發(fā)揮該離合器較傳統(tǒng)離合器所具有的無(wú)摩擦滑行優(yōu)勢(shì)，提高車輛的節(jié)能滑行能力，減小其傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)合時(shí)的沖擊能量損失，用途極為廣泛，有廣闊的市場(chǎng)空間。 滑行離合器中使用的雙向軸承可以實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)沿軸向的高速滑動(dòng)和繞軸向的高速轉(zhuǎn)動(dòng)，結(jié)構(gòu)緊湊，可以安裝在某些對(duì)空間尺寸要求相對(duì)緊湊的機(jī)構(gòu)上，節(jié)省空間，實(shí)現(xiàn)高速運(yùn)轉(zhuǎn)。 隨著通信技術(shù)和人機(jī)交互平臺(tái)的發(fā)展，智能交通成為未來(lái)交通發(fā)展的大勢(shì)所趨，而車輛的智能化也會(huì)在不久的將來(lái)越來(lái)越明顯。在智能車輛上，滑行離合器的作用會(huì)越來(lái)越明顯，而電控系統(tǒng)的精確控制，可以更大程度的減少燃油消耗，增加滑行離合器的使用壽命。
同類課題研究水平概述
- 目前節(jié)能車上采用的兩種典型的傳統(tǒng)離合器： 自行車飛輪上采用的超越離合器 自行車飛輪上采用的超越離合器滑行時(shí)，外圈（與傳動(dòng)系統(tǒng)鏈輪相連）較內(nèi)圈（與車輪相連）旋轉(zhuǎn)慢，則外圈和棘爪之間產(chǎn)生摩擦。 ? 摩托車用的單向離合器 摩托車用的單向離合器滑行時(shí)，外圈（與傳動(dòng)系統(tǒng)鏈輪相連）較內(nèi)圈（與車輪相連）旋轉(zhuǎn)慢，則外圈和滾柱之間產(chǎn)生摩擦。
