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◉ Einleitung und Ziele:
Bei der Berechnung des Anstiegs und Abfalls der Ladungsfunktion der Gleichgewichtsunregelmäßigkeit unter Hinzurechnung des Druckkoeffizienten im statischen und dynamischen Zustand einer Masse können verschiedene Faktoren eine Rolle spielen. Dieser Anstieg kann dazu führen, dass das Fahrzeug die Sicherheitsstandards überschreitet und zu schweren Unfällen für die Fahrzeuginsassen führt, wenn die Gewichtsladung den bei den aerodynamischen Tests und der Bestimmung des Sicherheitskoeffizienten eines Fahrzeugs ermittelten Wert überschreitet. Faktoren wie Reifenplatzer, Lenkgetriebebruch und plötzliche Raddrehung, Federungs- oder Federbruch, Überholen des Fahrzeugs bei hoher und unzulässiger Geschwindigkeit, Schleudern des Fahrzeugs auf der Straße oder sogar Unaufmerksamkeit des Fahrers können gefährliche Faktoren darstellen, die zu einem Überschlag des Fahrzeugs führen können.
Obwohl die weltbekannten Automobilmarken bei der Herstellung ihrer Produkte höchste Sicherheitsstandards anwenden, konnte bisher keines dieser Unternehmen eine 100%ige Garantie für die Überschlagssicherheit ausstellen und den Käufern gewähren. Fast alle bisher gebauten Autos können aufgrund ihrer dynamischen Natur (eine Kombination von Faktoren der inneren Struktur eines Autos als Reaktion auf den Gravitationsdruck der Umgebung) in ein Ladezustandsungleichgewicht geraten.
Nach zahlreichen Computersimulationen und verschiedenen Untersuchungen zur dynamischen Struktur eines Autos kam ich zu dem Schluss, dass es eine praktische und wirksame Lösung gibt, um die Unwucht der Ladungsfunktionskurve in einem bewegten Körper zu verhindern. Die Grundprinzipien dieses Systems habe ich auf der Grundlage der Theorie nichtlinearer Systeme entwickelt, die vielfältige Anwendungen in der Hydrodynamik, im Maß- und Wägewesen, in der Biologie, Chemie, Physik, Astronomie usw. findet.
Auf den ersten Blick mag die Anwendung der Chaostheorie im dynamischen Ingenieurwesen etwas übertrieben erscheinen, doch ich habe diese Theorie schon oft genutzt, um Antworten auf komplexe Probleme zu finden, und habe die kreative Rolle von Instabilität und Chaos erlebt, um eine einzigartige Idee für eine stabile Position am Rande der Stabilität zu entwickeln. Diese Erfahrung brachte mich auf die Idee des "Anti-Rollover"-Systems!
Erwähnenswert ist die begrenzte Implementierung dieser Systemstruktur bei nicht-elektrischen Fahrzeugen (Benzin und Diesel). Denn die Konstruktion des Antriebsstrangs eines batterieelektrischen Fahrzeugs (BEV) ermöglicht eine andere Leistung als bei Benzinmotoren. Bei vollelektrischen Fahrzeugen ist der Motor anstelle eines separaten Getriebes, einer Antriebswelle und einer Achse direkt in die Antriebsachse integriert, wodurch eine leistungsstarke elektrische Antriebsachse entsteht.
Mit anderen Worten: Das von mir entwickelte System zur Verhinderung des Umkippens dieses neuen Autos ist nur bei vollelektrischen Fahrzeugen einsetzbar. Bei Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor wird die Antriebswelle zur Drehmomentübertragung verwendet (die die vom Getriebe empfangene Kraft auf das Differenzial überträgt). Bei Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor kann dieses wichtige und entscheidende Bauteil nicht ausgebaut werden. Bei Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor ist es natürlich auch nicht möglich, die Hauptteile der Karosserie zu trennen. Bei Elektrofahrzeugen hingegen ist es durch die fehlende Antriebswelle im Fahrzeugboden möglich, Fahrgestell und Kabine problemlos zu trennen.
◉ Technische Beschreibung der Erfindung:
Um den starken Widerstands- und Auftriebseffekt der Ladung der Gleichgewichtsinstabilität in der Überschlagssituation zu neutralisieren, stehen uns zwei praktische Lösungen (in Umgebungen mit und ohne Schwerkraft) zur Überwindung der physikalische Instabilität zur Verfügung. Bei der ersten Lösung muss die unter Druck stehende Umgebung um die Masse rotieren und durch Überschreiten der Instabilitätskurve die Masse in den Gleichgewichtszustand bringen (Weltraumastrophysik). Bei der zweiten Lösung muss die Masse in mehrere verbundene schwebende Teile aufgeteilt werden und die reaktiven Teile der Druckkraft müssen um das Stabilitätszentrum rotieren und die zentrale Masse ins Gleichgewicht bringen. Da die Möglichkeit, die Umgebung aufgrund der Schwerkraft um eine Einheitsmasse rotieren zu lassen, auf der Erde nicht möglich ist (im Weltraum jedoch schon), können wir die zweite physikalische Technik nutzen, um ein Stabilitätszentrum in verbundenen Massen zu erzeugen und im Stabilitätszentrum ein Gleichgewicht zu erreichen.
Zu diesem Zweck habe ich, nach verschiedenen Studien des Karosseriezustands und unter Berücksichtigung der aerodynamischen Reaktion der Karosserie auf den Luftdruck, die Karosserie in drei separate, miteinander verbundene Teile geteilt. Um die Schwelle des stabilen Gleichgewichts zu erreichen, habe ich die Fahrgastzelle als Stabilitätszentrum und die beiden hinteren und vorderen Karosserieteile als hydraulische Arme betrachtet, die auf die Belastung durch die Gleichgewichtsinstabilität reagieren und empfindlich sind. Mit dieser Technik können wir das Stabilitätszentrum (Fahrgastzelle) flexibel in den Belastungszyklus der Gleichgewichtsinstabilität platzieren und Druck auf die beiden hinteren und vorderen Fahrzeugteile ausüben, ohne die intensive Druckkraft (die zu Rückenmarksverletzungen und Rissen der Hirnkapillaren führen kann) zu verhindern oder zu bewältigen. So setzt es seine periodische Bewegung fort, bis es mit Rotation und schneller Reaktion aufgrund des Drucks der einwirkenden Energie (Newtonsche Bewegungsgesetze) zum Stillstand kommt.
Laut der Computersimulation, die im Video am Ende dieses Artikels zu sehen ist, weisen die separaten hinteren und vorderen Abschnitte des Fahrzeugs nach Druckeinwirkung ihre inhärenten physikalischen Bewegungen in Form eines einstufigen Umkippens oder eines intermittierenden Schwebens auf, während die Fahrgastkabine im Gegensatz zu diesen beiden Abschnitten nicht durch den auf die (vorne und hinten in der Kabine eingebaute) Verbindungsscheibe ausgeübten Rotationsdruck beeinflusst wird. Dies liegt daran, dass der Kabinenabschnitt mithilfe zweier großer, mit hydraulischen Getrieben ausgestatteter Wellen als Stabilitätszentrum in einer festen und neutralen Verbindungsposition in Bezug auf die Druckbelastung platziert ist und nur die Fähigkeit erreicht, dem Druck auf einer geraden Linie der horizontalen Achse zu folgen. Mit anderen Worten: Durch den Einsatz des hydraulischen Getriebes, das die Fahrgastkabine mit den beiden beweglichen hinteren und vorderen Abschnitten des Fahrzeugs verbindet, können wir einen kombinierten Zyklus zweier verschiedener Bewegungen (statisch und dynamisch) erreichen, bis die Kabine einen Zustand vollständigen kinetischen Stillstands erreicht.
Um die unvermeidliche Wirkung des dritten Newtonschen Gesetzes zu reduzieren (wenn ein Objekt eine Kraft auf ein anderes Objekt ausübt, übt das zweite Objekt eine gleich große, aber entgegengesetzte Kraft auf das erste Objekt aus), habe ich alle drei separaten Karosserieteile mit zwei hydraulischen Drehhebeln verbunden, sodass sowohl der aerodynamische Zustand im Normalzustand ist als auch die Karosserie bei Einwirkung einer Druckkraft intelligent und automatisch entscheiden kann, auf welchen Teil der Druck aufgrund der Ungleichgewichtsinstabilität übertragen wird und welcher Teil im statischen Verbindungszustand bleiben kann. Um einen schnellen Wechsel der Drehhebelscheibe zwischen Gleichgewichtszustand und Ungleichgewichtszustand zu erreichen (angesichts der physikalischen Stärke des Drucks und der Geschwindigkeit des Aufpralls), muss das Auto mit einer intelligenten automatischen Steuerung mit schneller Schaltkreisreaktion ausgestattet werden.
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Um das Umschalten des Gestänges zwischen Gleichgewichts- und Ungleichgewichtszuständen zu vereinfachen, habe ich auf beiden Seiten der Fahrgastzelle zwei intelligente automatische Sperren entwickelt. Diese schalten bei beginnendem Ungleichgewicht und drohendem Umkippen des Fahrzeugs vom geschlossenen in den offenen Zustand und das Hydraulikgetriebe folgt dem Druck. Diese beiden intelligenten Sperren ändern ihren Zustand und öffnen oder schließen sich bei Bedarf, indem sie ihre elektronische Schaltung mit den Kamerasensoren zur Höhenerkennung verbinden. Die unter der Fahrgastzelle installierten Höhenerkennungssensoren erfassen die Standardhöhenbegrenzung jeder Seite des Fahrgestells über dem Boden. Sobald die Höhenanzeige das standardmäßige und sichere Niveau überschreitet, senden die Sensoren die erforderliche Frequenz, um die Gestängehebelsperre zu aktivieren.
Die automatische Aktivierung der Lenkhebelverriegelung erfolgt wie folgt: In einer unausgeglichenen Situation und wenn die Höhe die Kippgrenze des Fahrzeugs erreicht, wird der automatische Schalthebel auf der Kabinenseite verriegelt und die Kabine in einen statischen und fixierten Zustand versetzt. Gleichzeitig werden die automatischen Schalthebel an der Heck- und Frontkarosserie geöffnet und aktiviert, sodass sich diese beiden Teile um ihren Stabilitätsschwerpunkt (Kabine) drehen und der Druckkraft folgen können. Dadurch können nur die Heck- und Frontteile des Fahrzeugs den Druck aufnehmen, und der Fahrgastraumteil fungiert bei verriegeltem Schalthebel als Stabilitäts- und Druckabstoßungsschwerpunkt und leitet die ausgeübte Kraft auf die beiden anderen Teile um.
Der nächste Schritt besteht darin, elektronische Schaltkreise und elektrische Kabel vom Innenraum in zwei separate Bereiche und umgekehrt zu übertragen. Zu diesem Zweck und um Unterbrechungen und Beschädigungen elektrischer Leitungen und Kabel zu vermeiden, habe ich an Vorder- und Rückwand des Innenraums eine automatische Spannungs- und Stromkreisanschlussklemme angebracht. Diese Klemme ist der Ort, an dem elektrische Energie im Fahrzeug fließt. Sie dient der Übertragung oder Unterbrechung der Stromzufuhr durch die Verbindung zweier übereinanderliegender Scheiben. Beim Überschlag des Fahrzeugs wird gleichzeitig mit der Aktivierung der Verbindungshebelverriegelung zur Stabilisierung des Innenraums auch der Stromkreis aktiviert und die beiden Klemmen mechanisch getrennt. Die Trennung der beiden Klemmenscheiben erfolgt mithilfe einer kleinen elektrischen Pumpe, um den Stromkreis zwischen den drei Karosserien vorübergehend zu unterbrechen. Nach dem Stillstand des Fahrzeugs werden die Stromübertragungsnuten dieser beiden Scheiben wieder übereinandergelegt, sodass der Strom vom Batteriefach am Innenraumboden in die beiden hinteren und vorderen Fahrzeugbereiche fließen kann.
Bei einem Fahrzeug, das sich vollständig überschlägt und kontinuierlich um 360 Grad dreht (hängt), hat die Betätigung des Lenkrads im Allgemeinen keinen Einfluss auf die Reduzierung der Drehung des Fahrzeugs um sich selbst, da die Räder keinen Reibungskontakt mit dem Boden haben und die notwendige Haftung zum Verhindern des Hängenbleibens des Fahrzeugs nicht vorhanden ist. Darüber hinaus führt bei Überschlagunfällen jede plötzliche Bewegung und Drehung des Lenkrads zum Brechen der Radgelenksitze. Daher gilt die intelligente und automatische Sperrung des Lenkrads durch das intelligente Steuerungssystem "Anti-Rollover" bei instabilem Fahrzeug aufgrund des Hängenbleibens als sichere und positive Funktion dieses Systems.
Bei aktiviertem Überschlagschutzsystem gibt es zwei Möglichkeiten, die Lenksäule (im Fahrerhaus) vom Lenkrad (vorne am Fahrzeug) zu trennen. Die erste Lösung ist ein Steer-by-Wire-System, das die Lenksäule überflüssig macht und das Lenkrad über eine einzige elektrische Klemme mit den Rädern verbindet. Diese elektrische Verbindung über eine Kabelverbindung ermöglicht die vollständige Trennung der drei Fahrzeugkarosserieteile, da bei aktiviertem Überschlagschutzsystem die elektrische Verbindung zwischen Fahrerhaus und Fahrzeugfront über diese intelligente Klemme getrennt oder hergestellt werden kann.
Wenn wir jedoch das Standardsystem "Lenksäule" verwenden möchten, müssen wir die Lenksäule, die sich zwischen der Karosserie und der Fahrerkabine befindet, trennen, indem wir die Welle und die Lenksäule in zwei "separate" Teile umwandeln und diese beiden separaten Teile mit einer automatischen Klemme verbinden. Diese automatische und intelligente Klemme ist als Ring mit zwei Spezialringen ausgeführt, die für die Abdichtung der zweiteiligen Lenksäulenwelle verantwortlich sind. Die automatische Lenksäulenklemme wird an der Kabinenkarosserie genau im entgegengesetzten Winkel zum Lenkrad und zum Fahrersitz installiert. Mit anderen Worten: Das Fahrzeug verfügt über zwei Lenkstangen, die mit einer starken Ringklemme exakt entlang der Achse abgedichtet sind.
Der Funktionsmechanismus der Lenksäulen-Verbindungsklemme ist wie folgt: Im normalen und ausgeglichenen Zustand des Fahrzeugs ist der Lenksäulen-Verbindungsring abgedichtet, und die an der Innenwand des Rings befindlichen Zahnringe fungieren als Klemme und verbinden den äußeren Teil der Lenksäulenwelle mit dem inneren Teil des Lenkrads in der Kabine. Im unausgeglichenen und umgekippten Zustand des Fahrzeugs wird dieser Mechanismus umgekehrt, und die intelligente elektronische Schaltung des Fahrzeugs gibt einen Befehl zum Lösen des Verbindungsrings aus, sodass der innere Teil des Lenkrads (Fahrerkabine) vom äußeren Teil der Lenkwelle (Vorderkarosserie) getrennt wird und das Überrollschutzsystem des Fahrzeugs aktiviert wird.
Laut den von mir durchgeführten Computersimulationstests bot das Anti-Überschlag-System bei allen Geschwindigkeiten hohe Sicherheit. Das System funktionierte bei hohen Geschwindigkeiten gut, da es sich auf die Stabilität der Fahrgastzelle stützte. Auch bei niedrigen Geschwindigkeiten, wenn das Anti-Überschlag-System aktiviert ist, wird das Fahrzeuggleichgewicht gehalten und ein seitliches Umkippen aufgrund der unausgeglichenen Gewichts- und Druckfunktion verhindert.
Angesichts der großen Effizienz und Bedeutung dieser Technologie bei der Unfallverhütung und Rettung des Lebens der Fahrzeuginsassen (im Falle eines Überschlags) kann das "Anti-Rollover"-System sicherlich als ein positiver und wertvoller Faktor bei Elektrofahrzeugen angesehen werden, die diese Technologie nutzen.
Wie andere Erfindungen verfügt auch diese über das Potenzial zur Weiterentwicklung und Optimierung und ihre Vermarktung kann erheblich dazu beitragen, die Zahl der Verletzungen und Todesfälle durch Unfälle mit Fahrzeugüberschlägen zu senken.
◉ Animationskünstler dieses Videos: Ali Pourahmad
◉ Musikkomponist dieses Videos: Ali Pourahmad
◉ Sprecher: Ali Pourahmad
◉ Sprache: Englisch
◉ Untertitel: Keine