基本信息
- 项目名称：
- 压缩空气动力自行车
- 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A类
- 简介：
- 空气动力自行车采用压缩空气作动力源，通过车把连接传感装置控制节流调速阀来调节车速；从而组成整个气动弹簧工作系统。技术特点是多方面的，其环保性能好、能源利用率高、结构简单，制造成本低、操作简单方便等，在环保效益上来说，气动车比用传统能源为动力的交通工具对环境更加友好；经济效益上来说，气动车比同类型的节能产品更加轻便廉价，适合于中等收入水平的家庭，所以比节能汽车更加容易推广和普及。
- 详细介绍：
- 作品设计基本思路是用压缩空气作动力源，通过车把连接传感装置控制节流调速阀来调节车速；从而组成整个气动弹簧工作系统。使用时打开控制按钮,转动电机带动曹轮气体分配装置动作，控制气体进入气缸；在行驶过程中，通过旋转车把，改变气流的大小，从而可以改变车辆的行驶速度；停止时将车把转到原始位置，制造成本低、操作简单方便。技术特点是多方面的，有环保性能好、能源利用率高、结构简单，制造成本低、操作简单方便等，在环保效益上来说，气动车比用传统能源为动力的交通工具对环境更加友好；经济效益上来说，气动车比同类型的节能产品更加轻便廉价，适合于中等收入水平的家庭，所以比节能汽车更加容易推广和普及。
作品图片
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
- 发明目的 针对传统动力机车存在高耗能、高排放、污染严重等缺陷，设计出一种低能耗、零污染、轻巧廉价的节能环保气动车，对于提高能源利用效率、保护城市环境、降低生产制造成本及使用费用具有重要意义。 作品设计基本思路 本作品是用压缩空气作动力源，采用双侧气缸推动，弹簧复位动力系统进行工作。车体上安装有高压储气瓶，节流调速阀、调压器等通过管路链接构成供气系统；两侧气缸活塞拉杆与链条相连；两侧链条与超越式棘轮啮合，链条另一端与复位弹簧相连，构成驱动系统；利用电机-槽轮分配机构，顺序控制两侧气缸进气、排气；通过车把连接传感装置控制节流调速阀来调节车速；从而组成整个气动弹簧工作系统。 创新点 １．通过采用气动弹簧系统，用压缩空气代替原油、电能、太阳能或人力作为能源动力可以提高能源利用率，防止环境污染，降低使用费用； ２．双槽轮机构可以很容易实现对气缸进出气口的同步控制，结构简单，降低了生产成本； ３．采用双侧气缸—棘轮机构交替驱动车轮运动，保证车辆稳定运行； ４．通过车把控制传感和调压装置，简单方便实现车速调节操作。 主要技术指标： 车速：10km/h (最大时速可达40km/h) 气缸速度：328mm/s 气缸工作压强：0.2MPa 储气瓶压力：30MPa 储气瓶容积：20L 人体重量：75kg 车体重量：35kg 行程：约12km
科学性、先进性
- 作品的科学性和先进性 １．现有的燃油车是以不可再生能源作为动力；电动车也是以电能这种二次能源作为动力，自行车则是直接依靠人力行进。然而燃油机车和电动车的能源利用率低且不可再生，燃烧排放大量有害气体，污染环境。自行车则受限于人的体力，不适合长途乘骑。显而易见，此作品巧妙地利用压缩空气代替原油、电力等作为动力源，降低了能耗，提高了能源利用率，同时降低了使用费用。由于气动车排放的是经压缩过滤的空气，所以气动车具有零污染的特点，保护城市环境，减少空气污染。 ２．通过双槽轮分配机构的使用，机构能够简单可靠地顺序控制气缸进气口进气、排气口排气，实现预定动作，结构简单，降低了生产成本。 ３．气动车两侧气缸-棘轮机构顺序动作使整个动力系统运行更加平稳，减小冲击现象的产生，保证车辆运行稳定、安全。 ４．通过传感和调压装置可以方便的控制输出力矩及车体速度。现如今原油价格一路飙升，我国原油进口依存度已超过50%，而本作品用空气代替原油作能源，一定程度上可以缓解我国原油资源缺乏的压力。
获奖情况及鉴定结果
- 本作品参加校第三届“挑战杯”大学生课外学术科技竞赛，荣获一等奖。
作品所处阶段
- 实验室阶段,样品制作阶段.
技术转让方式
- 技术许可
作品可展示的形式
- ■实物、产品 ■现场演示 ■图片
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
- 1．使用说明 打开控制按钮,转动电机带动曹轮气体分配装置动作，从而控制气体进入气缸，通过链条和棘轮机构带动气动车的运行。在行驶过程中，通过旋转车把，改变气流的大小，从而可以改变车辆的行驶速度；停止时将车把转到原始位置，同时关闭控制电源。 2．技术特点 （1）环保性：气动弹簧动力系统代替传统能源的燃烧系统，减少了环境污染。 （2）能源利用率高：气动弹簧系统对大气的利用率比传统的能源利用率高很多。 （3）结构简单，制造成本低：该气动车由简单的供气系统、驱动系统、和控制系统组成，并且大部分零配件现有市场已生产，采购较为方便。 （4）操作简单方便：在行驶过程中，只要旋转车把就可以改变车速。在启动和停止时，只要旋转车把打开或关闭控制电源即可。 3．技术优势 在环保效益上来说，气动车比用传统能源为动力的交通工具对环境更加友好；经济效益上来说，气动车比同类型的节能产品更加轻便廉价，适合于中等收入水平的家庭，所以比节能汽车更加容易推广和普及。
同类课题研究水平概述
- 此次设计的压缩空气气动车，主要致力于解决传统动力车存在高能耗、高排放、污染严重等问题，力图设计出一种低能耗、零污染、轻巧廉价的节能环保气动车。由于本次参赛作品采用的是全新的压缩空气动力系统，在与同类课题，如电动车，太阳能车的比较中也占据一定的优势。 电动车的主要能源来自于蓄电池所提供的电力。主流的蓄电池种类还是有：铅酸电池、锂离子电池和晶胶电池。电动车的优势在于其使用电力，因此电力供给系统就成为了影响电动车发展的重要研究课题。当前蓄电池发展迅速，尤其是铅酸蓄电池产业，年增长速度在30%以上。但是，由于生产厂家繁多、规模小，品质参差不齐，特别是数量众多的中型及小型企业的污染问题严重，污染防治设施不配套，生产没有在严格的环保措施和工业安全卫生条件下进行，对生态环境造成危害，使得蓄电池生产过程的污染问题没有得到很好解决。这样的的蓄电池现状制约着我国的电动车行业，让越来越多的人对此产生担忧！ 除了电动车以外，天然气车在节能减排的大旗下应运而生，在短短的时间内，天然气车以不可阻挡的步伐向前迈进。与燃油汽车相比，天然气汽车是一种理想的低污染车。此外，与电动汽车相比，天然气汽车的续驶路程长，对电动车具有更加大的优势。目前，我国的天然气汽车大多为双燃料汽车，具有更大的选择性，符合可持续发展的要求！但是天然气同石油一样，是不可再生的，总有一天它会消耗殆尽。 太阳能车采用了可再生的能源太阳能为动力。它利用太阳能电池板将太阳能转化为电能来驱动电机。其中，最常用的是硅太阳能电池。硅太阳能电池能把10%～15%的太阳能转变成电能，它既使用方便,经久耐用,又很干净,不污染环境,是比较理想的能源，只是光电转换的比率小了一些。近年来,美国已研制成光电转换率达35%的高性能太阳能电池。澳大利亚用激光技术制成的太阳能电池,但是成本与柴油发电相当。由于太阳能电池板的相对较低的转化率和较高的维护费用让太阳能电动车发展缓慢，无法普及！ 相较而言，此次我们课题所设计的气动车是用压缩空气代替原油、电能及其他新兴能源，采用气压式弹簧动力系统工作。因此无论在使用成本、环境污染控制及能源利用效率上都有其优势的一面。尤其是在能源采用方式上面去作的突破，本作品首次采用了压缩空气与机械设备相结合的方式，对今下国际社会所关注的节能环保工作是一种有力的促进作用。相信此作品能达到节能减排的作用。
