Project Description
Il mondo si sta muovendo verso una tecnologia più pulita e sostenibile, un’auto elettrica e non ibrida è una di queste. Oggigiorno la maggior parte dell’elettrico le auto utilizzano il cambio manuale che può essere convertito in cambio semiautomatico e automatico installando un meccanismo di cambio elettropneumatico. In questo articolo, lavori riguardanti il design del prodotto del cambio su un sequenziale la trasmissione è descritta. Il meccanismo si ottiene utilizzando un cilindro pneumatico, sensori, elettrovalvole, serbatoio d’aria, microcontrollore e paddle shifter. Le marce possono essere cambiate sia dal guidatore che da una centralina elettronica (ECU) in tempo reale base. L’ECU riceve l’ingresso dai paddle attaccati dietro il volante o dal sensore di velocità del veicolo e la marcia viene cambiata dai cilindri pneumatici, comandati da una centralina tramite le elettrovalvole. Risultati numerici per il sistema di cambio automatizzato nel veicolo mostrano un incremento del 26% della velocità massima e del 28% della potenza media insieme a una migliore velocità in curva rispetto al veicolo senza cambio. Il meccanismo di cambio automatico è molto più utile per il percorso in linea retta cambia le marce per ottenere la massima accelerazione in un tempo minimo. Questa configurazione del cambio elettropneumatico è conveniente eoffre un’eccellente opportunità per avere la sensazione di guidare un veicolo sportivo.
Quali componenti saranno necessari?
Il sistema pneumatico proposto opera sotto l’applicazione di un fluido gassoso che nel nostro caso è Azoto. L’azoto è immagazzinato in un contenitore pressurizzato chiamato reservoir ed è regolato a una pressione di esercizio da a regolatore di pressione, specificato per 50 bar. La pressione in uscita può essere variata tramite un regolatore e impostata a 6 bar nel ns Astuccio. Un quadrante del manometro indica regolarmente la pressione d’ingresso e di uscita. Il solenoide è un intermediario che controlla la quantità di flusso del fluido pneumatico dal serbatoio al cilindro come mostrato in Fig.1. Le valvole hanno stato installato a entrambe le estremità del cilindro pneumatico per il passaggio alla marcia superiore e inferiore nel cambio. Valvole 3/2 hanno tre raccordi per tubi e due orifizi. Queste valvole sono collegate al regolatore di pressione e al cilindro tramite linee pneumatiche. Le linee pneumatiche sono progettate per resistere alle sollecitazioni termiche e meccaniche che si verificano a causa del flusso azoto. Il flusso del gas alla bombola è controllato con l’ausilio di due elettrovalvole. È controllato elettronicamente tramite relè d’ingresso 5V fornito dal microcontrollore.
La forcella del selettore è una leva della forcella a forma di Y progettata per trasferire la forza dal pistone pneumatico al cambio pedale. La parte cilindrica lunga della forcella Y ha una filettatura maschio su di essa mentre il pistone ha una filettatura femmina su di essa. La parte a forma di Y della forcella è imbullonata con il pedale del cambio. Quando il pistone viene spinto dall’aria, il pedale del cambio è ruotato attorno al punto di serraggio come un meccanismo a cricchetto. Per rendere il meccanismo di cambio più facile ed efficiente il i bracci di pagaia sono forniti vicino alle dita dei conducenti sul volante. I bracci della pagaia sono montati dietro il volante su entrambi i lati. Il segnale dal conducente deve essere trasferito all’ECU utilizzando un interruttore di segnale. Un interruttore di fine corsa è fissato tra la superficie del volante e il braccio della pagaia. Il finecorsa è un tipo di elettromeccanico interruttore; sono costituiti da un attuatore collegato meccanicamente con una serie di contatti. Normalmente stato aperto il segnale passa quando si preme il pulsante o il braccio di leva e il segnale si interrompe al rilascio del braccio di leva e viceversa. Questi tipi d’interruttori sono chiamati interruttori polarizzati. Secondo il nostro design e requisiti a il finecorsa normalmente aperto sarà il più adatto.
Progettazione del sistema elettronico dell’auto elettrica e non ibrida.
Il meccanismo di cambio completo dell’auro elettrica è controllato utilizzando un circuito a bassa tensione. Ci sono tre interruttori di fine corsa ciascuno per cambio marcia su, marcia giù e selettore automatico / manuale. Quando il driver aziona uno qualsiasi degli interruttori, la tensione aumenta in circuito da 0 a 5 V. L’ECU prende sette valori di input in totale dai piu di input. Cinque valori d’ingresso digitale sono ottenuto da cinque diversi finecorsa. Gli altri due ingressi analogici provengono dal sensore di prossimità. Il sensore di prossimità funziona secondo il principio di rilevare qualsiasi metallo presente in prossimità del sensore. Il sensore rileva i fori sul differenziale e sui pignoni montati sul cambio. Il cambio di segnale durante il passaggio di una buca è contato dal microcontrollore e il programma calcola la velocità del veicolo dai due sensori premendo il finecorsa, il segnale dal guidatore arriverà alla ECU sotto forma di un ingresso elettronico. ECU leggerà l’ingresso e di conseguenza attiverà uno dei due solenoidi a seconda delle esigenze del guidatore. Il la pressione del gas all’interno del serbatoio dipende dal volume del serbatoio, dalla densità del gas e dal tipo di cambio e requisiti del conducente. I sensori di posizione installati sul cilindro pneumatico controllano la posizione iniziale del pistone all’interno del cilindro. Quando il pistone raggiunge il bordo del cilindro, i sensori forniscono input alla scheda ECU e a essa interrompe il flusso di azoto gassoso dall’elettrovalvola.
Selezione del cambio e cambio delle marce dell’auto elettrica e non ibrida.
Le iterazioni vengono eseguite su una lunghezza di 75 m di binario rettilineo per ottenere la massima accelerazione e velocità nel minimo tempo secondo le considerazioni mostrate nella Tabella 1. La Fig. 2 rappresenta un grafico tra il ritardo totale (N) (include resistenza aerodinamica e attrito volvente) rispetto alla velocità (Kmph) sperimentata dal veicolo. Un cambio a tre stadi con ingranaggio rapporti 2,77, 1,88, 1,38 rispettivamente è installato nel veicolo per migliorare le prestazioni dell’auto. La Fig. 3 rappresenta la distanza percorsa e il tempo impiegato rispetto alla velocità della prima marcia. Osservando il grafico 49 Kmph era selezionata come velocità massima in quanto il tempo impiegato è inferiore con il riposo alla distanza percorsa. Per ottenere una migliore efficienza del veicolo, le marce devono essere cambiate nella fase corretta. Quando una marcia viene cambiata da un cilindro pneumatico ci vuole un tempo medio di 0,6 secondi. Questo tempo di spostamento dipende dal diametro del tubo, dalla pressione del serbatoio e dalle dimensioni del cilindro. Durante il periodo di cambio, l’alimentazione dal motore viene interrotta per un corretto innesto della marcia e un cambio fluido simile all’applicazione di un meccanismo d’innesto. In questi 0,6 secondi il veicolo inizia a decelerare, per ridurre l’ingombro nei calcoli si assume la velocità costante del veicolo. La Fig. 4 rappresenta i lì distanza percorsa e tempo impiegato durante il primo turno l’auto elettrica e non ibrida.
Calcoli numerici vari.
Ogni volta che cambiamo marcia nell’auto elettrica e non ibrida il numero di giri del motore scende a un numero di giri minore corrispondente alla velocità della ruota al rapporto di trasmissione definito. In pochi millisecondi il motore raggiunge il numero di giri richiesto e l’accelerazione continua. Fig. 5 mostra la distanza percorsa, la distanza rimanente su 75 me il tempo corrispondente rispetto alla velocità massima ottenuta nel seconda marcia. Ancora una volta possiamo osservare a 72,2 km / h la distanza percorsa e il tempo impiegato è ottimale. Mentre la Fig.6 rappresenta la distanza percorsa durante il cambio di marcia. La terza e ultima marcia devono essere progettate in modo tale da coprire la distanza rimanente di 75 m con la massima velocità e il tempo più breve. Nella Fig. 7 la linea verde rappresenta la distanza rimanente e la linea rossa è la distanza percorsa nell’auto elettrica e non ibrida il punto in cui queste due linee si intersecano è il punto in cui la distanza percorsa è uguale distanza rimanente. Quindi la velocità, ovvero 92 Km / h nel punto d’intersezione, è una velocità molto favorevole. Ma a causa del design vincoli e disponibilità del cambio il rapporto di trasmissione della terza marcia risulta essere 98,35 Kmph.
Grazie per la lettura.
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