厘斯独辟蹊径的一击

在学生竞赛中液压装置和古老的自行车链条一较高低
技术分类: 流体动力/动力传输    作者:Paul Sharke  发表时间:2006-07-05
刺时使用了全部的蓄能。

  短程加速比赛明显是设计团队所关注的,他们在设计中增加了一个三向阀。这样,液体可以从踏板流向轮轴,从踏板流向蓄能器或从蓄能器流向轮轴。

这辆赛车所展现的制作工艺水平也同样令人钦佩
这辆赛车所展现的制作工艺水平也同样令人钦佩。

  第三名:加州州立工业大学

加州州立工业大学团队用凸轮和从动件设计出双重作用汽缸。
加州州立工业大学团队用凸轮和从动件设计出双重作用汽缸。
这一设计帮助自行车在耐力赛段获得第二名的好成绩。

  加州州立工业大学的学生在耐力竞赛中赢得了第二名。他们的14速变速参赛自行车在踏板上使用了凸轮及从动件来驱动一个双向汽缸(1.25英寸内径,6英寸行程),由此使90rpm的踩踏板产生43gpm(加仑/分钟)的液流。
  该自行车带有一个5升、加固型的蓄能器,由轮胎驱动的泵提供动力,可由驾驶者通过抬升安装在其顶部的杠杆来激活。蓄能器可以存储压强为100psi的液体。

一个附加的蓄能器使加州州立工业大学的赛车得到了一定的
一个附加的蓄能器使加州州立工业大学的赛车得到了一定的
推动力。其更高强度的碳纤维蓄能器则没有被使用。

  一个5.3-lb的椭圆形马达在后轮上运行,通过一个链条和链轮齿扩径水管传动。
  加州州立工业大学的团队还包括一个全国级别的赛车手。
  Kovach说:“这个参赛组

在优良的踏板和边缘载荷之间寻找到了良好的平衡点。”
  其他完成比赛的参赛组
  阿克伦大学的学生们认识到为了提高效率应该提高泵的速度。而代价是多个齿轮组引起的机械损失。
  阿克伦大学参赛机器的泵和其机械设计部分产生出1250 rpm的功率,而其曲柄每分钟能完成100次运动行程。
  第四名:阿克伦大学

阿克伦大学的学生认识到通过提高泵的速度提高效率
阿克伦大学的学生认识到通过提高泵的速度提高效率

  学生们设计了他们自己的方案,使用了特殊的行星齿轮和环形链条来提高驱动齿轮泵的速度(http://designnews.com.cn/0607-200. aspx )。在12.5*100转/分钟的踏板输入时,齿轮泵1250转/分钟的速度逼近了液压容积效率,Kovach说。

阿克伦大学的设计中,泵速1250rpm 并使曲柄每分钟工作100 次
阿克伦大学的设计中,泵速1250rpm 并使曲柄每分钟工作100 次

  因为避免使用任何种类的蓄能器,这个参赛队就免去了大约20lb的额外重量。他们意识到使用蓄能器“得不偿失”,Kovach说。
  学生们使用了一个27速的后轴变速器。
  第五名:西密歇根大学

西密歇根大学的机械部分的成功在于通过技巧,
西密歇根大学的机械部分的成功在于通过技巧,
将其增加的一个独立的蓄能器并没有给系统带来额外的重量。
当然,在竞速赛中,一个蓄能器还不能赢得一切。

  本次比赛的三轮自行车之一。该设计使用了一个1:6的锥齿轮速度扩径水管来提高齿轮泵的速度。泵驱动齿轮马达通过2:1的减速定齿轮转动后轮。学生们在短程赛中使用了单一的一个蓄能器。尽管没有任何齿轮变速,“它的速度还不错,” Kovach说,他称这个设计为“清洁且轻巧。”

即使没有采用变速装置,西密歇根大学的在赛段中也能保持
即使没有采用变速装置,西密歇根大学的在赛段中也能保持
相当不错的速度

  第六名:加州欧文大学

加州欧文大学的学生设计出他们自己的蓄能系统并开发出双曲柄机构
加州欧文大学的学生设计出他们自己的蓄能系统并开发出双曲柄机构
去实现汽缸行程的最大化。所有那些选用的蓄能器的实际重量都非常轻。

  本次竞赛中唯一一个只使用空气动力的自行车,获得了“最佳创意”奖。学生们制造了14个1加仑蓄能器,经检验可达300psi。与南密歇根参赛队相似,他们没用任何链条。
  由踏板连接一个分为两半的曲柄,将行程的功率放大为2倍,2英寸内径双向空气汽缸为蓄能器充液。在后部,一个内径2-1/2英寸的空气汽缸通过一个单曲柄给车轮提供动力。学生们用数控阀库来控制工作空气,以一个安装于后轮辐上的磁铁霍尔效应传感器来计时。
  “这正是我们在观念上所希望的,” Kovach说。“空气可能并不是合适的答案。但这辆自行车不难骑。感觉很好。”


加州欧文大学最具独创性的设计是:用一个安装在轮辐上的磁铁触发一场
效应管传感器,进而提供给动力气缸的控制单元,实现逻辑调速。

  他参赛组
  普度大学。他们的三轮自行车是唯一一个手划而非脚蹬的参赛作品。手划可以产生两倍于脚蹬的功率输出。可惜的是,此款设计的行程长度只有18英寸,这太短了,无法完全发挥手划动力的长处,Kovach说。

一个划桨手从开始时的聚集全力,到最后的用尽力气,
一个划桨手从开始时的聚集全力,到最后的用尽力气,
普度大学的此款设计缺乏能有效利用划桨手的真实动力,
而对行程长度上的设计考虑。

  辛辛那提大学。和阿克伦队类似,这个参赛队把他们的自行车结构改变了很多,包括安装了一个底支架来支撑中心在踏板之间的曲轴。曲柄驱动液压汽缸泵,为自行车后部的汽缸提供液体,被Kovach称为“纯粹的传力路线”。此汽缸驱动一个在后轴上的改良停车器轭。该自行车缺少变速装置,使得赛程中的上坡路无法逾










































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