基本信息
- 项目名称：
- 节能环保车
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 机械与控制
- 大类：
- 科技发明制作B类
- 简介：
- 车身由高度优化的钢结构底盘加由全铝合金制作的车头和车棚组合而成，并采用轻质广告材料做蒙皮，达到轻量化设计的目的。传动系方面选用高效率的链传动,在行驶过程中可以根据车速选择最佳经济燃油档位运行,并通过控制油门开度以保证发动机转速处于经济燃油区,从而提高燃油经济性。制动系统方面选用高性能碟刹。车身造型方面,采用仿生学设计,减小空气阻力。
- 详细介绍：
- 设计内容 1.车架主体的设计： 车架主体的设计，不仅要满足扭转强度，刚度的需求，而且还要尽量减轻重量以达到“节能减排”的目的。所以我们采用了由碳钢焊接而成的边梁式结构设计。两根纵梁由车头延伸至车尾用两根方形钢管组成，增强了车身的整体性。其间有若干横梁，增强了车身的刚度。在轻量化车身方面，我们一方面通过CAE有限元分析优化车架的结构，在保证强度的同时大大减小车身的尺寸和减少用材；在车架材料选用方面，若用铝合金，虽能轻车身重量，但不仅成本高昂，而且其间的连接采用铆钉铆接，铆接强度、刚度达不到要求，采用焊接，氩弧焊成本高且难找。最重要的是市面上的铝材全是门窗用铝，不符合我们的要求。不锈钢遇到了同样难解决的问题。最后我们决定用低碳钢来作为我们车架的材料。 其原因如下： （1）钢材强度刚度足够且便于焊接；（2）成本低；（3）与之配套的还有角钢，钢板等，便于我们搭配使用，且不存在焊接之间的障碍。采用强度、刚度好的钢材，通过优化设计，同样可以减轻车体重量 2.车头的设计： 车身前端承受较小载荷，所以采用铝合金薄片铆接而成，有效减轻了车头重量，加之低矮化的设计减小了迎风面积A。采用光滑的曲面过度，从而减小空气的干扰。考虑到更加轻量化设计，我们选用轻质广告材料做蒙皮。 3.车身造型仿生设计: 在车身造型设计上,我们从海豚身上获得灵感， 将车身做成类似海豚的形状,以顺滑的流线型做车头和车身,而且前后连接也相当流畅，加之矮小化的车身，更能减小空气阻力。车棚所用材料与车头的曲面支架一样选用薄铝合金片铆接制作，这样易于成型，而且降低了成本，同时减轻了重量。车架做成了可拆卸式的，可以拆下行驶。 4.高效燃油控制—发动机的安置和调试： 对于动力部分设计，从节能和简单易行的角度出发，选用本田新大洲50cc发动机，在此基础上，由发动机万有特性、发动机最小燃油消耗特性可知，要获得高效率低能耗，需要从两方面着手，即发动机的高负荷率（85%～90%）和控制发动机的经济转速(低燃油消耗区)及经济车速，从而在满足动力性需求下最大限度提高燃油经济性，节省了燃油，减少了尾气排放，另外我们采用了新式双喉管式节油化油器，从而充分保证了燃油的经济性。 5.高效率传动： 高效传动对于发动机的动力起到至关重要的作用。考虑到普通汽车的传动结构复杂，传动损耗大等特点，我通过简化结构，运用高效的金属链传动，驱动轮设计成一个省略差速器，并与之匹配直推式链轮啮合换挡机构, 变速机构与车轮一体结合，省去了庞大复杂的变速箱，实现了最简单有效的优化布置：发动机—主减速—变速机构—驱动轮。以下是我们传动比的设计方案 已知本田自由TODAY参数推算出发动机的经济转速约为5700r/min，经济车速30km/h，楔形皮带式无级变速器为2.289—0.703，行星齿轮主减速比为7.818，车轮半径r=0.24m。 由式：i总=0.377r n/Ua =0.377*0.24*5700/30=17.191 i总=i1*i2*i3 已知i2=7.828，初设i1=3，i3=0.8~1.8（可变）
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作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 一．设计背景及意义 当今节能环保已是我们社会乃至全世界的主题，而我们推出的这款高效节能环保车具有结构简单,重量轻,耗油少等优点,在节油的同时还减少了排放,即起到了环保的作用，加之其推崇的一些设计理念，如车身结构最优设计,车身造型仿生设计等,将使这款车具有很高的推广前景和参考价值。 二．设计思路 我们设计思路划分为三方面： 1.车身轻量化设计； 2.仿生学设计； 3.高效率传动系统设计。 三 .作品的创新点及技术关键 1.整车的设计采用最前沿的模块化设计理念，将整车划分为几大模块，再对每个大模块划分成小模块。 2.将自行车的链传动系统及换档方式应用于摩托车发动机,达到两者的完美联姻. 3.通过三维软件对车身结构进行有限元分析,达到车身结构最优设计,大大节省了材料,减轻了重量. 4.采用铝合金材料制作车头和车棚,采用轻质广告材料做蒙皮,达到车身轻量化设计. 5.车身造型仿生设计,将车身以海豚的流线进行设计,减小空气阻力. 6.轮胎方面,由于是后轮驱动,所以前轮尽量选用窄胎,减小行驶阻力,所以前轮选用高性能超窄轮组,后轮由于承担驱动,须保证一定的抓地力,选用较宽高压轮胎. 7. 强劲的制动，采用高性能的碟刹，在保证良好的制动力的前提下，对轮毂，轮圈不会造成任何磨损，避免破坏轮胎的整体性,使布置更紧凑。
科学性、先进性
- 在秉承节能环保的理念上，推出高效动力的新型车。在车身造型设计上，采用低风阻仿生学的设计。运用模块化设计思路，通过对车身、车架、车体结构、动力系统、传动系统等各方面的优化，达到低风阻、轻量化、低高效、低碳环保、合理地人机工程要求。运用CAE有限元分析、校核各部件机械性能并做相应调整。
获奖情况及鉴定结果
- 无
作品所处阶段
- 作品已经完成，正在处于驾驶员培训及机械调整阶段。
技术转让方式
- 无
作品可展示的形式
- 可进行道路运行展示
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 通过方向盘把手一侧的电启动按钮即可启动发动机，扭动油门即可开动并可通过把手一侧的换挡拨片进行换挡操作。 随着中国经济的快速发展，能源问题和环保问题越来越受到重视，中国的能源利用率处在比较低的水平，只有32%--34%，石油和煤炭是不可再生资源，所以说提高能源使用率和节约一类能源至关重要。而我们推出的这款高效节能环保车正迎合了当今节能环保的主题。 经过简单的市场调查，汽油价格已由几年前的4元多涨至如今的7元多，今后还有可能涨至10元。所以说提高能源使用率和节约一类能源至关重要。当今节能环保已是我们社会乃至全世界的主题，而我们推出的这款高效节能环保车具有结构简单,重量轻,耗油少等优点,在节油的同时还减少了排放,即起到了环保的作用，加之其推崇的一些设计理念，如车身结构最优设计,车身造型仿生设计等,将使这款车具有很高的推广前景和参考价值。
同类课题研究水平概述
- 无
