'MAPOSTAW' Praca zespołowa: Sylwester Adamczyk Krzysztof Radzikowski. Promotor: prof. dr hab. inż. Bogdan Branowski

Transkrypt

1 Mały pojazd miejski o napędzie spalinowym dla osób w starszym wieku i samotnych 'MAPOSTAW' Praca zespołowa: Sylwester Adamczyk Krzysztof Radzikowski Promotor: prof. dr hab. inż. Bogdan Branowski

2 Cel pracy dyplomowej Konstrukcja jednoosobowego pojazdu MAPOSTAW ułatwiającego poruszanie się w środowisku aglomeracji miejskich osobom starszym lub samotnym. Geneza pracy dyplomowej Osoby w starszym wieku i samotne mają problemy w poruszaniu się w środowisku miejskim. Ten czynnik ogranicza funkcjonowanie w społeczeństwie oraz utrudnia takim osobom życie. MAPOSTAW 1/27

3 Zakres pracy zadania szczegółowe Sylwester Adamczyk 1. lista wymagań pojazdu; 2. metodyczne oceny i wybór kryterialny koncepcji konstrukcji pojazdu; 3. wyznaczenie siły napędowej i sił działających na pojazd; 4. analiza mechanizmu kierowniczego; 5. mechanika ruchu krzywoliniowego pojazdu; 6. analiza stateczności pojazdu; 7. napęd i sterowanie; 8. budowa i struktura projektowanego pojazdu; 9. projekt wstępny pojazdu z typizacją istniejących podzespołów i aranżacją wnętrza; 10. projekt szczegółowy pojazdu. Krzysztof Radzikowski 1. geneza potrzeb użytkowników; 2. ograniczenie sprawności psychofizycznej kierowcy związane z wiekiem i niepełnosprawnościami; 3. sformułowanie i analiza problemu; 4. ogólna analiza koncepcji rozwiązania; 5. analiza obciążeń i obliczenia wytrzymałościowo-sztywnościowe MES ramy wózka lub płyty podłogowej; 6. projekt wstępny pojazdu z typizacją istniejących podzespołów i stylizacją nadwozia; 7. nieelektroniczne środki wzrostu bezpieczeństwa jazdy; 8. eksperymenty symulacyjne pojazdu z wybranymi środkami sygnalizacji i zabezpieczeń przed kolizją. MAPOSTAW 2/27

4 Zmiany cech kierowców wywołane starzeniem realizacji pracy Granice i kryteria okresu późnej dorosłości. Biologiczny wymiar starzenia się i starości. Cechy fizjologiczne kierowcy. Prowadzenie samochodu przez osoby starsze. Liczba wypadków samochodowych i ciężkich obrażeń lub zgonów wśród kierowców w zależności od wieku i płci (Wielka Brytania 1986) MAPOSTAW/Krzysztof Radzikowski 3/27

5 Harmonogram realizacji pracy MAPOSTAW/Sylwester Adamczyk 4/27

6 Badania modelu pojazdu Badania modelu pojazdu MAPOSTAW zostały przeprowadzone w Laboratorium Inżynierii Wirtualnej Zakładu MPM. Pomiar prędkości modelu. Wykorzystanie czujnika światła w celu prowadzenia modelu pojazdu po zdefiniowanej trasie. Maksymalna prędkość pokonywania zakrętów przez model pojazdu. MAPOSTAW/Krzysztof Radzikowski 5/27

7 Badania modelu pojazdu Rekcja na przeszkody z wykorzystaniem czujników stykowych. Omijanie przeszkód z wykorzystaniem kamery VGA. Automatyczne włączanie oświetlenia pojazdu z wykorzystaniem czujnika światła. Kontrola pojazdu z wykorzystaniem czujnika prędkości obrotowej. MAPOSTAW/Krzysztof Radzikowski 6/27

8 Lista wymagań projektowanego pojazdu Koncepcja pierwotna. MAPOSTAW/Sylwester Adamczyk 7/27

9 Lista wymagań projektowanego pojazdu Koncepcja realizowana. MAPOSTAW/Sylwester Adamczyk 8/27

10 Benchmarking analiza rynku Pojazdy skierowane dla osób z dysfunkcjami ruchowymi. MAPOSTAW/Krzysztof Radzikowski 9/27

11 Benchmarking analiza rynku Małe pojazdy mechaniczne. MAPOSTAW/Krzysztof Radzikowski 10/27

12 Ogólna charakterystyka techniczna pojazdu Informacje ogólne. MAPOSTAW/Sylwester Adamczyk 11/27

13 Ogólna charakterystyka techniczna pojazdu Podzespoły. MAPOSTAW/Sylwester Adamczyk 12/27

14 Ogólna charakterystyka techniczna pojazdu Wnętrze - budowa i ergonomia. MAPOSTAW/Sylwester Adamczyk 13/27

15 Packaging i digitalizacja MAPOSTAW/Sylwester Adamczyk 14/27

16 Obliczenia siły napędowej Opory ruchu P o = P t + P w + P p Siła napędowa P n = P o = 1206,4N Dobór silnika N s = 13,4KM M s = 28,7Nm MAPOSTAW/Sylwester Adamczyk 15/27

17 Obliczenia wytrzymałościowe ramy i wahaczy Koncepcja pierwotna ramy. Realizowana koncepcja ramy. MAPOSTAW/Krzysztof Radzikowski 16/27

18 Obliczenia wytrzymałościowe ramy i wahaczy Obciążenia. P dyn 2914,7 N m obc =337,1 kg Materiał ramy - Stop aluminium AlCu4SiMg wg ISO 209-1:1989. Rozpatrzone zostały dwa przypadki obciążenia ramy. Liczba węzłów Elementy skończone MAPOSTAW/Krzysztof Radzikowski 17/27

19 Obliczenia wytrzymałościowe ramy i wahaczy Max. naprężenia 18.5 Mpa Max. przemieszczenie 0,96 mm MAPOSTAW/Krzysztof Radzikowski 18/27

20 Obliczenia wytrzymałościowe ramy i wahaczy Materiał wahaczy Stal 18G2A, niskostopowa, konstrukcyjna, spawalna. Liczba węzłów Elementy skończone Max. naprężenia 76 Mpa. Max. przemieszczenia 0,16 mm. MAPOSTAW/Krzysztof Radzikowski 19/27

21 Obliczenia układu kierowniczego B rozstaw zwrotnic Max. kąt skręcenia koła wewn. (zewn.) α w = 30 o (α z = 23,08 o ) y = 155mm długość ramienia zwrotnicy φ = 30 o kąt pochylenia raminia zwrotnicy MAPOSTAW/Sylwester Adamczyk 20/27

22 Mechanika ruchu krzywoliniowego Ruch pojazdu rozpatrujemy jako obrót wokół jego własnego punktu obrotu Promień skrętu pojazdu R s = 3604mm Najmniejsza średnica zawracania D = 9183mm Siły działające na pojazd w układzie sił poziomych MAPOSTAW/Sylwester Adamczyk 21/27

23 Stateczność pojazdu Stateczność samochodu podczas ruchu, to zdolność do zachowania nadanego mu przez kierowcę kierunku jazdy Stateczność poprzeczna samochodu. -Prędkość graniczna ze względu na poślizg v pp = 61,74km/h (R=50m) - Zarzucanie samochodu v pp przod = 77,42km/h (R=50m, poślizg osi przedniej podczas hamowania) Wywracanie samochodu. - Kryterium oderwania kół wewnętrznych na łuku drogi v wyw = 88,96km/h (R=50m, β = 0) -Osiągnięcie stanu równowagi nietrwałej v = 88,96 + 7,81km/h = 96,77km/h Stateczność podłużna samochodu. MAPOSTAW/Sylwester Adamczyk 22/27

24 Stylizacja i projekt nadwozia Przegląd stylizacji nadwozi. Koncepcje stylizacji nadwozia MAPOSTAW. MAPOSTAW/Krzysztof Radzikowski 23/27

25 Stylizacja i projekt nadwozia Realizacja projektu nadwozia w Catia v5. MAPOSTAW/Krzysztof Radzikowski 24/27

26 Stylizacja i projekt nadwozia Wizualizacja nadwozia. MAPOSTAW/Krzysztof Radzikowski 25/27

27 Środki poprawy bezpieczeństwa jazdy Nieelektroniczne. - Pasy bezpieczeństwa - Fotele samochodowe -Zagłówki Elektroniczne. - Poduszki powietrzne - Elektroniczne układy ułatwiające parkowanie MAPOSTAW/Krzysztof Radzikowski 26/27

28 Podsumowanie Wkład własny podczas realizacji pracy: przeprowadzenie badań modelu, nauka programów: Catia v5, Blender, AutoCAD/Qcad Długi czas realizacji pracy 1,5 roku Zapoznanie się z zasadami cyklu projektowania samochodów Satysfakcja z otrzymanych efektów pracy Propozycje dalszego rozwoju pracy Obliczenie siły hamującej ze względu na gabaryty i masę pojazdu Obliczenia i symulacje zastosowanego zawieszenia pojazdu Dokładne mocowenie zespołu napędowego Zaprojektowanie układów elektrycznych i elektronicznych Przystosowanie pojazdu do użytkowania przez osobę niepełnosprawną MAPOSTAW 27/27

29 Dziękujemy