УМНЫЙ

CLEVER компактный (что означает « автомобиль с низким уровнем выбросов для городского транспорта ») — это тип наклоняемого трехколесного автомобиля , который был разработан в сотрудничестве между Университетом Бата , BMW и рядом других партнеров со всей Европы. CLEVER создан как альтернатива обычным средствам личного городского транспорта. Узкий корпус придает ему некоторую маневренность и способность избегать заторов, как у мотоцикла, обеспечивая при этом защиту от атмосферных воздействий и ударов, сравнимую с автомобилем. Выбросы углекислого газа сокращаются благодаря небольшому весу и небольшой лобовой площади. Узкая ширина колеи требует, чтобы CLEVER наклонялся в поворотах для сохранения устойчивости; таким образом, он оснащен системой прямого управления наклоном (DTC), которая использует гидравлические приводы, соединяющие кабину с неоткидывающимся задним модулем двигателя.

Ширина CLEVER составляет всего один метр (3 фута 3 дюйма), а максимальная скорость составляет примерно 60 миль в час (97 км/ч). ^{[ 1 ]} Он работает на сжатом природном газе, обеспечивая прогнозируемую ₁₀₈ миль на галлон (2,6 л/100 км; 90 миль на галлон _США ) на галлон топливную эффективность . ^{[ 1 ]} Строительство первого из пяти прототипов автомобилей было завершено в пятницу, 21 апреля 2006 г. Вскоре после постройки трековые испытания прототипа автомобиля показали, что в некоторых переходных ситуациях система DTC не может гарантировать устойчивость автомобиля. По состоянию на декабрь 2012 г. ^[update], исследование альтернативных стратегий управления наклоном автомобиля CLEVER все еще продолжается в Университете Бата. ^{[ 2 ]}

Конфигурация автомобиля

CLEVER имеет двухместную тандемную компоновку, одно переднее колесо, откидывающуюся кабину и двухколесный задний двигательный модуль. Полная масса автомобиля составляет примерно 332 кг (без учета водителя и кузовного оборудования); для водителя весом 75 кг статическое распределение веса составляет 39% спереди и 61% сзади. Задний модуль не наклоняется и составляет около 40% массы груженого автомобиля, а это означает, что только 60% можно наклонить для балансировки автомобиля при прохождении поворотов. Колесная база CLEVER составляет 2,4 метра, как и у многих обычных городских автомобилей, но у него нет свесов, поэтому общая длина составляет менее 3 метров. Ширина колеи составляет всего 0,84 м, что дает общую ширину транспортного средства 1,00 м.

В то время как автомобиль Clever был предназначен для использования двигателя с низким уровнем выбросов, работающего на сжатом природном газе, исследовательский прототип в Университете Бата использует одноцилиндровый двигатель объемом 176 куб. См мощностью 13 кВт, взятый от скутера BMW C1. Оригинальная коробка передач CVT сохранена (хотя и модифицирована для обеспечения отбора мощности для привода насоса гидравлики наклона); Ременные передачи используются для передачи мощности на два задних колеса. Задняя подвеска представляет собой независимые продольные рычаги, регулируемые пружинно-амортизирующие блоки Öhlins и стабилизатор поперечной устойчивости. Переднее колесо подвешено на четырехрычажной тяге с одним пружинно-амортизирующим блоком Öhlins и использует систему рулевого управления, ориентированную на ступицу. Одиночная тяга передает управляющие сигналы на переднее колесо от выходного рычага червячного рулевого механизма, рулевые сигналы водителя передаются на рулевой механизм через модифицированное колесо и колонку, взятые от автомобиля BMW.

Система наклона

В CLEVER используется система прямого управления наклоном с электронным управлением и гидравлическим приводом с максимальным углом наклона ±45° [6]. Пара гидроприводов одностороннего действия создает опрокидывающий момент вокруг подшипника наклона (который соединяет кабину и задний модуль). Контроллер наклона использует рулевое управление водителем и скорость автомобиля для оценки поперечного ускорения и, следовательно, подходящего угла наклона. Система DTC обеспечивает превосходную устойчивость на низких скоростях, но при энергичных маневрах на более высоких скоростях выходной крутящий момент системы превышает тот, на который может реагировать ненаклоняющийся задний модуль; в результате внутреннее заднее колесо приподнимется, что может привести к опрокидыванию автомобиля.

Для улучшения устойчивости крена в переходных условиях на прототипе автомобиля CLEVER в 2012 году была установлена активная система рулевого управления; это позволило использовать комбинированную стратегию рулевого управления с прямым наклоном (SDTC). Выходные данные активной системы рулевого управления являются функцией ошибки угла наклона автомобиля (разницы между фактическим и идеальным углом наклона), поэтому в устойчивом состоянии, когда ошибка угла наклона незначительна или отсутствует, угол поворота передних колес соответствует требованию водителя на поворот. Однако в переходных ситуациях, например, при входе в поворот, существует ошибка угла наклона, и активная система рулевого управления снижает или устраняет усилие водителя на руле. В экстремальных условиях он также инициирует противорулевое действие, при котором переднее колесо на мгновение поворачивается в направлении, противоположном тому, которое намеревался водитель. По мере приближения кабины к желаемому углу наклона величина ошибки угла наклона уменьшается и угол поворота передних колес принимает требуемое водителем значение.

Уменьшая жесткость рулевого управления со стороны водителя или фактически запуская противодействующую поворачиваемость, система активного рулевого управления задерживает начало бокового ускорения и уменьшает момент, необходимый исполнительным механизмам DTC для наклона кабины автомобиля в поворот. Уменьшение опрокидывающего момента положительно влияет как на устойчивость автомобиля, так и на потребление энергии. Результаты моделирования показывают значительное снижение передачи нагрузки на заднюю ось. ^{[ 3 ]} В 2014 году были опубликованы результаты экспериментов, показывающие снижение передачи нагрузки на заднюю ось на 40 % во время резкого маневра поворота на рампе, выполняемого на скорости 10 м/с, и показывающие, что комбинированная стратегия SDTC стала более эффективной на более высоких скоростях. ^{[ 4 ]} В той же статье отмечается, что хотя водитель транспортного средства, оснащенного SDTC, испытывает дополнительное ощущение недостаточной поворачиваемости во время резких переходных маневров, это не ограничивает его/ее способность контролировать траекторию транспортного средства.

Безопасность

По результатам краш-тестов он получил 3-звездочный рейтинг безопасности USNCAP (на скорости 56 км/ч).

Нагрузка на голову и грудь водителя была очень хорошей, а нагрузка на голову пассажира также была приемлемой благодаря энергопоглощающему пенопласту на спинке сиденья водителя.

Проникновение в пространство для ног водителя было очень незначительным и не представляло угрозы для конечностей водителя. Кузов автомобиля деформировался в зоне прогноза, водительскую дверь после аварии можно было открыть без проблем. Поворотный рычаг переднего колеса развалился и расшатался, поскольку в целях экономии времени и денег была использована сварная алюминиевая конструкция, а не литая. Эта проблема не возникнет при использовании стандартного решения. ^{[ 5 ]}

См. также

Карвер (автомобиль)

Примечания

^ Jump up to: ^а ^б «Разработан прототип революционного автомобиля шириной один метр» . Университет Бата. 25 апреля 2006 года . Проверено 16 февраля 2021 г.
^ «Центр передачи энергии и управления движением, Университет Бата» . Bath.ac.uk. 1 марта 2012. Архивировано из оригинала 29 мая 2013 года . Проверено 10 апреля 2013 г.
^ Бероте, JJH, 2010. Динамика и управление наклоняемым трехколесным транспортным средством. Диссертация (кандидатская). Университет Бата, Бат, Великобритания.
^ Робертсон, Джеймс В., Джос Дарлинг и Эндрю Р. Пламмер. «Комбинированное рулевое управление и прямое управление наклоном для повышения устойчивости автомобиля при узком наклоне». Труды Института инженеров-механиков, Часть D: Журнал автомобильной техники (2014): 0954407014522445.
^ Азиз, Ник (23 апреля 2006 г.). «Концепт BMW 'CLEVER'» . LeftLaneNews . Проверено 16 ноября 2016 г.

Внешние ссылки

Разбор краш-теста (с фотографиями)

[prototype-1] Jump up to: ^а ^б «Разработан прототип революционного автомобиля шириной один метр» . Университет Бата. 25 апреля 2006 года . Проверено 16 февраля 2021 г.

[2] «Центр передачи энергии и управления движением, Университет Бата» . Bath.ac.uk. 1 марта 2012. Архивировано из оригинала 29 мая 2013 года . Проверено 10 апреля 2013 г.

[3] Бероте, JJH, 2010. Динамика и управление наклоняемым трехколесным транспортным средством. Диссертация (кандидатская). Университет Бата, Бат, Великобритания.

[4] Робертсон, Джеймс В., Джос Дарлинг и Эндрю Р. Пламмер. «Комбинированное рулевое управление и прямое управление наклоном для повышения устойчивости автомобиля при узком наклоне». Труды Института инженеров-механиков, Часть D: Журнал автомобильной техники (2014): 0954407014522445.

[5] Азиз, Ник (23 апреля 2006 г.). «Концепт BMW 'CLEVER'» . LeftLaneNews . Проверено 16 ноября 2016 г.

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]