برای مشاهده ویدیوی «خلاصه تصویری» این اختراع اینجا کلیک نمائید
اختراعات علمی: علی پوراحمد | طبقه بندی: اختراعات جدید در ایران و جهان | دسته: اختراعات ثبت شده در ایران و جهان
کاهش مصرف سوخت و انرژی در انواع خودرو های الکتریکی و بنزینی با استفاده از "شاسی تعلیقی جاذبه"
◉ اختراع: کاهش مصرف سوخت و انرژی در انواع خودرو با استفاده از شاسی تعلیقی جاذبه
◉ مخترع و صاحب امتیاز: علی پوراحمد
◉ طبقه بندی: اختراعات جدید مخترعین ایران و جهان
◉ مقدمه و اهداف:
در این مقاله بطور مختصر به بررسی راه حل جدید برای کاهش مصرف سوخت و انرژی در انواع خودروهای الکتریکی و بنزینی با استفاده از "شاسی تعلیقی جاذبه" میپردازیم.
در تمامی خودروها, طراحی شاسی بعنوان مرکز تحمل فشار و ثقل استقرار سایر بخش ها از اهمیت خاصی برخوردار بوده و بعنوان یکی از بخشهای مهم مهندسی خودرو قلمداد می شود. در حقیقت شاسی خودرو بمثابه ستون فقرات در ساختار کلی خودرو عمل می کند و وظیفه مهم تحمل وزن های مختلف و توزیع نیروها به نسبت کشش گرانش را در حین حرکت و یا توقف بر عهده دارد. این بخش حیاتی، در حفظ تعادل اِیرودآینامیکی و پایداری انواع خودرو نقش مهمی داشته و تضمین کننده استحکام و پشتیبانی بلند مدت از سایر بخش های نصب شده بر روی شاسی است. طراحی مهندسی و اصولی شاسی باعث می شود خودرو دارای توزیع وزن یکنواختی به نسبت مرکز ثقل باشد که در نتیجه کنترل خودرو در شرایط مختلف رانندگی آسان تر می گردد.
◉ اختراع: کاهش مصرف سوخت و انرژی در انواع خودرو با استفاده از شاسی تعلیقی جاذبه
◉ مخترع و صاحب امتیاز: علی پوراحمد
◉ طبقه بندی: اختراعات جدید مخترعین ایران و جهان
از نظر ساختاری شاسی ها در شش طبقه بندی متشکل از شاسی های مستقل (Body-on-frame), شاسی های یکپارچه (Unibody), شاسی های فضایی (Space Frame), شاسی های ترکیبی (Hybrid Chassis), شاسی های نردبانی (Ladder chassis), و شاسی های ستون فقراتی (Backbone chassis) قرار می گیرند. در طراحی شاسی مستقل، یک فریم جداگانه مکان اتصال بدنه خودرو است و غالبا در خودروهای سنگین وزن مورد استفاده قرار می گیرد. اما در خودرو های سبک سواری معمولا از شاسی یکپارچه (Monocoque) که بدنه و شاسی به صورت به هم متصل و یکپارچه طراحی و ساخته شده است استفاده می شود. در برخی خودرو های گران قیمت نیز معمولا از آلومینیوم و فیبرکربن در ساختار آلیاژ لوله های شاسی های فضایی استفاده می شود. در خودرو هایی که نیاز به عملکرد یکسان در جاده و آفرود دارند از شاسی های ترکیبی هآیبریدی استفاده می شود. شاسی های نردبانی مخصوص خودروهایی است که نیازمند قدرت بالا، مقاومت در برابر ضربه و باربری حجیم هستند و در نهایت شاسی های کم تولید ستون فقراتی که متشکل از ستونهای بتنی با قطر کمتر است و بصورت محدود برای کامیون های معادن ساخته میشود.
با اینکه هر یک از انواع شاسی ها, نقش اصلی و پایه در حفظ تعادل یک خودرو را بر عهده دارند، اما با توجه به تست های فنی در شرایط سخت معمولا شاسی مستقل به دلیل انعطاف پذیری بالا از عملکرد دآینامیکی و اِیرودآینامیکی بهتری برخوردار است. در عملکرد یک شاسی, آلیاژ مواد شاسی نیز نقش مهمی دارد, بعوان مثال شاسی فولادی، دارای مقاومت بالاتر اما سنگین تر است و در مقابل شاسی آلومینیومی، سبک اما دارای قیمت بیشتری است. واضح است که یک شاسی خوب و با کیفیت می تواند ضمن حفظ تعادل خودرو و طول عمر بیشتر قطعات سیستم تعلیق, تضمین کننده افزایش ایمنی و محافظت از سرنشینان باشد اما با تمام این محسنات و فواید شاسی ها, بدلیل طراحی پیچیده و وزن بالایی که دارند بعنوان یکی از عوامل اصلی بالا رفتن مصرف سوخت در خودرو ها محسوب می شوند. همین موضوع باعث شد که من ایده خلق یک شاسی متفاوت و خاص برای کاهش مصرف سوخت انواع خودرو را طراحی کنم.
◉ اختراع: کاهش مصرف سوخت و انرژی در انواع خودرو با استفاده از شاسی تعلیقی جاذبه
◉ مخترع و صاحب امتیاز: علی پوراحمد
◉ طبقه بندی: اختراعات جدید مخترعین ایران و جهان
در طراحی این ایده من سعی کرده ام ضمن حفظ مهندسی استحکام و انعطاف پذیری این شاسی جدید در مواجه با انواع شرایط خاص جاده ای و یا آفرودی, به یک فیزیک قدرتمند درگ رو به جلو بر اثر کشش نیروی جاذبه دست یابم. با این ایده به بیش از 40 درصد کاهش در مصرف سوخت انواع خودرو دست خواهیم یافت زیرا بار فشار جهت رانده شدن خودرو به سمت جلو از روی موتور برداشته شده و خودرو در حالت کشش و درگ دائمی رو به جلو در تمامی زمانها قرار خواهد گرفت. بسته به میزان وزن کل بخش های مختلف خودرو, درگ رو به جلو در این شاسی جدید متفاوت خواهد بود بدین معنی که هر چه وزن کل خودرو (بدون احتساب وزن شاسی) بیشتر باشد درگ رو به جلو و به تبع آن کشش گرانشی شاسی نیز افزایش خواهد یافت که در بخش توضیحات فنی به جزئیات بیشتر این اختراع اشاره شده است.
یکی از اهداف اصلی من از خلق ایده های گوناگون و خلاقانه علمی در استفاده از انرژی های پاک, ترویج فرهنگ مسئولیت پذیری در قبال پاک نگه داشتن محیط زیست و سلامت انسان است. واضح است که علاقمندی و توجه تنها بخش کمی از جامعه جهانی به استفاده از انرژی های جدید و پاک هرگز کافی نبوده و همچنان نیاز به برنامه های هدفمند در جهت استفاده فراگیر از روش های کاهش مصرف انرژی وجود دارد. امیدوارم ایده من نیز بعنوان یک تلاش و حرکت خلاقانه و دوستدار محیط زیست در جهت کاهش مصرف سوخت و انرژی (به ویژه در صنعت خودروسازی) با استفاده از نیروی قدرتمند و پاک جاذبه زمین مورد توجه و توسعه قرار گیرد.
◉ اختراع: کاهش مصرف سوخت و انرژی در انواع خودرو با استفاده از شاسی تعلیقی جاذبه
◉ مخترع و صاحب امتیاز: علی پوراحمد
◉ طبقه بندی: اختراعات جدید مخترعین ایران و جهان
◉ توضیحات فنی اختراع:
در خودروی جدید "Sciences Planet" ما با دو نیروی درگ روبرو هستیم. نیروی اول مربوط به تاثیر کشش جاذبه بر شاسی معلق است و نیروی درگ دوم مربوط به ضریب پسا یا همان نیروی اِیرودآینامیكی است كه برخلاف حركت خودروی در حال حركت در میان جریان هوا ایجاد می شود. در کانسپت بدنه "Sciences Planet" من از طراحی خطوط شارپ و تند با سطوح صاف و تم حجیم استفاده کردم تا ضمن ایجاد یک ابهت و زیبایی متفاوت در طراحی, به عملکرد اِیرودآینامیکی خودرو در حین حرکت نیز کمک بیشتری گردد. در زمانی که یک اتومبیل در حال حرکت است، در حقیقت هوایی را که در برابر آن مقاومت می کند، می شکافد و میزان این مقاومت هوا به طراحی بدنه و سرعت خودرو بستگی دارد. با توجه به این موضوع, اِیرودآینامیک صاف بهمراه شیب بدنه "Sciences Planet" در کمترین حالت ضریب مقاومت در برابر نیروی پسا قرار می گیرد که منجر به حرکت روان و بدون اتلاف انرژی الکتریکی و یا سوخت های فسیلی می شود.
◉ اختراع: کاهش مصرف سوخت و انرژی در انواع خودرو با استفاده از شاسی تعلیقی جاذبه
◉ مخترع و صاحب امتیاز: علی پوراحمد
◉ طبقه بندی: اختراعات جدید مخترعین ایران و جهان
همانگونه که در ویدیوی انتهای مقاله و نیز تصاویر ضمیمه شده به این مقاله قابل مشاهده است, خودروی "Sciences Planet" دارای یک شیب واضح در طراحی بدنه است. این شیب عامدانه بر اثر دو عامل بوجود آمده است, عامل اول طراحی خاص و شیب دار شاسی خودرو بوده و عامل دوم بزرگی چرخ عقب به نسبت چرخ جلو می باشد. هر دوی این عوامل کلید اصلی در ایده من برای اختراع "شاسی تعلیقی جاذبه" هستند زیرا هر یک از این عوامل تکمیل کننده افزایش درگ خودرو به سمت جلو می باشند. ضریب درگ بدنه خودروی "Sciences Planet" بین ۰.۳۰ تا ۰.۴۰ برآورد می شود, همچنین نیروی لیفت (Lift) و دَن فورس (Downforce) با توجه به دو کانال هوای عبوری طراحی شده در انتهای بدنه و اسپویلر عقب نیروی دَن فورس مورد نیاز را برای این خودرو ایجاد می کند که با توجه به کانسپت بدنه خودروی "Sciences Planet" در سطح استاندارد است.
◉ اختراع: کاهش مصرف سوخت و انرژی در انواع خودرو با استفاده از شاسی تعلیقی جاذبه
◉ مخترع و صاحب امتیاز: علی پوراحمد
◉ طبقه بندی: اختراعات جدید مخترعین ایران و جهان
بطور کلی در طراحی شیب دار بدنه خودروی "Sciences Planet" به موارد مهمی از قبیل؛ مصرف سوخت کمتر, شتاب و سرعت بیشتر, بدنه محکم تر, سیستم مولد الکتریکی کم مصرف تر, کنترل و چسبندگی بسیار بیشتر با جاده در سرعت های بالا, سیستم خنک کاری پنل های باتری بهتر, طراحی منحصر بفرد و به روزتر, و خرابی کمتر قطعات مصرفی به علت فشار بسیار کمتر در درگیری هوایی توجه شده است. در توضیح مهندسی دلیل بزرگی چرخ عقب باید به این نکته مهم اشاره کنم که شعاع بیشتر رینگ های عقب منجر به بالا رفتن ارتفاع پل ارتباطی بین بدنه خودرو و چرخهای عقب می شود که به اکسل عقب خودرو مصطلح است. اکسل عقب در این خودرو به دو ریل تعلیق شاسی متصل است و این موضوع باعث می شود بدون اضافه شدن ساختار وزنی بیشتر به طراحی شاسی, ما به شیب مناسب برای درگ رو به جلوی شاسی در خودروی "Sciences Planet" دست یابیم.
بزرگی چرخ عقب علاوه بر افزایش ارتفاع اکسل عقب و ایجاد شیب در شاسی, منجر به ایجاد تعادل ِاِیرودآینامیکی بر روی بدنه خاص این خودرو می شود زیرا با ایجاد شیب, حرکت و غلطیدن جریان هوا بر روی سطوح مسطح بدنه بهتر انجام می شود. در کنار این مزیت, بزرگ بودن چرخ های عقب همچنین به ایجاد قابلیت بیشتر مقاومت در برابر ضربات بر روی طبق, بوش و بلبرینگ و در نهایت به حرکت روان, چسبیده و مطمئن تر خودرو کمک می کند. بزرگی چرخ های عقب علاوه بر تثبیت ضریب چسبندگی خودرو با جاده در سرعت های بالا به زیبایی ظاهری کانسپت خودروی "Sciences Planet" نیز افزوده است. لازم به اشاره است که بدون ایجاد ارتفاع بیشتر در اکسل عقب این خودرو با استفاده از چرخ های بزرگتر, امکان راندمان و کارکرد صحیح فیزیک "شاسی تعلیقی جاذبه" مقدور نمی باشد که در ادامه به جزئیات بیشتر چگونگی عملکرد آن خواهم پرداخت.
◉ اختراع: کاهش مصرف سوخت و انرژی در انواع خودرو با استفاده از شاسی تعلیقی جاذبه
◉ مخترع و صاحب امتیاز: علی پوراحمد
◉ طبقه بندی: اختراعات جدید مخترعین ایران و جهان
همانگونه که در ویدیو انتهای این مقاله قابل مشاهده است خودروی "Sciences Planet" دارای دو شاسی متشکل از؛ شاسی ثابت متصل به چرخها و شاسی تعلیقی متصل به موتور, کابین و بدنه است. شاسی ثابت دارای دو ریل موازی با مجموع 24 غلطک است که هر 12 غلطک در شیار یک ریل نصب شده است. شاسی ثابت بهمچنین دارای دو دسته نگهدارنده بزرگ و مستحکم در قسمت جلویی هر ریل, دو دسته نگهدارنده مستحکم در قسمت عقب هر ریل و شش قفل هآیدرولیکی اتوماتیک در دو سمت بیرونی برای اتصال به شاسی تعلیقی می باشد. در طراحی خودروی "Sciences Planet" بدلیل تمام الکتریکی بودن این خودرو, اکسل عقب "Rear Axle" و اکسل جلو "Front Axle" بر روی شاسی ثابت نصب و تثبیت شده است.
◉ برای بزرگ نمایی بر روی هر یک از تصاویر گالری زیر کلیک نمائید:
دسته های نگهدارنده در قسمت عقب و جلوی دو ریل تعلیقی وظیفه تثبیت و سکون شاسی ثابت را بر عهده دارند بدین صورت که شاسی تعلیقی که در بالای شاسی ثابت مستقر است پس از تماس و قرار گیری بر روی غلطک های ریل شاسی ثابت بر اثر شیب ارتفاع اکسل عقب و درگ نیروی جاذبه زمین به سمت جلو غلطیده و حرکت می کند اما با برخورد و قرار گیری در محفظه (چمبر) بازوی دسته نگهدارنده, از حرکت باز می ایستد. نیروی قدرتمند درگ جاذبه ناشی از سیستم تعلیق و غلطیدن شاسی بالایی (شاسی تعلیقی) بر روی شاسی زیرین (شاسی ثابت) بصورت دائم و پر کشش ادامه دارد و چون هر دو شاسی بر روی چرخ های خودرو هستند, در صورت نبود مانع (ترمز هوشمند اتوماتیک) هر دو شاسی به سمت جلو کشیده شده و خودرو را به حرکت وا می دارند.
◉ اختراع: کاهش مصرف سوخت و انرژی در انواع خودرو با استفاده از شاسی تعلیقی جاذبه
◉ مخترع و صاحب امتیاز: علی پوراحمد
◉ طبقه بندی: اختراعات جدید مخترعین ایران و جهان
همانگونه که در ویدیو انتهای این مقاله قابل مشاهده است شاسی تعلیقی مکان قرارگیری پنل باتری ها, دو موتور الکتریکی عقب و جلو, کمک ها و جعبه میل فرمان است که به لحاظ وزن بسیار سنگین تر از شاسی زیرین ( شاسی ثابت) می باشند. همین تفاوت وزن منجر به کشش بیشتر و قدرتمند تر شاسی تعلیقی بر روی شیب شاسی ثابت می شود. وزن مورد نیاز برای درگ و کشش جاذبه بر روی شیب شاسی ثابت, با اضافه شدن وزن سازه داخلی بدنه و ساختار بیرونی بدنه به میزان قابل توجهی افزایش می یابد. به بیان دیگر بر پایه قوانین ذاتی علم فیزیک ما به این تفاوت وزن فاحش بین دو شاسی ثابت و شاسی تعلیقی برای استفاده از قانون درگ و شیب نیاز داریم تا خودرو بدون استفاده از موتور و یا هیچ پیشرانه کمکی به سمت جلو کشیده شود.
تجهیزات داخلی کابین سرنشینان و همچنین تمامی متعلقات بدنه خودرو بر روی شاسی تعلیقی استقرار دارند. با اضافه شدن وزن کابین سرنشینان و بدنه خودرو به وزن سایر تجهیزات نظیر پنل باتری ها و موتور های خودرو که تماما بر روی شاسی تعلیقی استقرار دارند ما به یک تفاوت وزن بین شاسی بالایی (شاسی تعلیقی) و شاسی زیرین (شاسی ثابت) دست می یابیم. بدین معنی که شاسی تعلیقی دارای وزنی به مراتب بیشتر از شاسی ثابت خواهد بود که در حقیقت این کلید استفاده از نیروی جاذبه برای درگ و کشش جرم سنگین تر است. از آنجائیکه تمام تجهیزات مستحکم و تثبیت شده بر روی شاسی تعلیقی دارای مرکز ثقل جاذبه مشابه ای بر روی دو ریل شاسی تعلیقی هستند بنابراین بدلیل وزن بسیار زیاد محتویات شاسی تعلیقی, شاسی بالایی (تعلیقی) بر روی غلطک های ریل های شاسی زیرین (شاسی ثابت) به سمت درگ نیروی جاذبه می غلطد تا به سطح پایینتر برسد.
◉ اختراع: کاهش مصرف سوخت و انرژی در انواع خودرو با استفاده از شاسی تعلیقی جاذبه
◉ مخترع و صاحب امتیاز: علی پوراحمد
◉ طبقه بندی: اختراعات جدید مخترعین ایران و جهان
در این وضعیت چنانچه مانعی در مسیر غلطیدن نباشد شاسی تعلیقی با محتویاتش از روی شاسی ثابت عبور کرده و به زمین بر خورد خواهد کرد اما همانگونه که قبلا اشاره شد برای استفاده از این قانون فیزیک و ایجاد نیروی حرکتی رو به جلو, دو هولدر (مانع نگهدارنده شاسی) در قسمت جلوی شاسی ثابت نصب شده است تا از سر خوردن و افتادن شاسی تعلیقی با قرار گیری در چمبر آن جلوگیری شود. با این سیستم خودرو به دلیل کشش جرمی محتویات شاسی تعلیقی به صورت دائمی به سمت جلو کشیده شده و حرکت خواهد کرد. این کشش رو به جلو و حرکت دائمی به سمت جاذبه زمین منجر به کاهش فشار بر روی تولید گشتاور موتور می شود و خودرو بدون نیاز به مصرف انرژی یا سوخت بیشتر, در حالت حرکت رو به جلو قرار می گیرد. در سرعت های زیاد و دور بالای موتور, درگ گرانشی رو به جلوی خودرو بیشتر می شود که در نتیجه نیاز پیشرانه به مصرف انرژی بطور چشمگیری کاهش خواهد یافت.
در وضعیت حالت ثابت, یک سیستم ترمز جداگانه بر روی چرخ ها نصب شده که مشابه سیستم ترمز دستی بعلاوه دنده P در خودروهای اتوماتیک است. با این سیستم بمحض ترمز گیری و رسیدن به حالت سکون, یک سنسور اتوماتیک, "ترمز جاذبه" را فعال می کند تا شفت چرخ ها بحالت قفل درآید و از درگ خودرو بر اثر نیروی جاذبه جلوگیری شود. با این روش بجای قرارگیری وزن خودرو بر روی سیستم قفل گیربکس, وزن خودرو توسط "ترمز جاذبه" متصل به شفت چرخ ها کنترل و متوقف می شود. فعال شدن سیستم "ترمز جاذبه" بطور همزمان با سیستم پدال ترمز ترکیب شده تا در توقف های طولانی بمحض رها سازی پدال ترمز سیستم "ترمز جاذبه" نیز رها شده و خودرو به جلو حرکت نماید. در زمان خروج از خودرو و خاموش شدن خودرو, سیستم "ترمز جاذبه" بصورت اتوماتیک فعال می شود تا خودرو در حالت ساکن و بی حرکت قرار گیرد.
◉ اختراع: کاهش مصرف سوخت و انرژی در انواع خودرو با استفاده از شاسی تعلیقی جاذبه
◉ مخترع و صاحب امتیاز: علی پوراحمد
◉ طبقه بندی: اختراعات جدید مخترعین ایران و جهان
بمثابه سایر اختراعات, این اختراع نیز قابلیت توسعه و ظرفیت بهینه سازی بیشتر در استفاده از انرژی های رایگان و پاک را داشته و با تجاری سازی آن می توانیم کمک شایانی به کاهش مصرف انرژی و نیز کاهش غلظت دیاکسید کربن در استراتوسفر زمین نمائیم.
پایان مقاله//
◉ ویدیوی کاهش مصرف سوخت و انرژی در انواع خودرو با استفاده از "شاسی تعلیقی جاذبه" / از دسته «اختراعات علی پوراحمد»
◉ سازنده انیمیشن این ویدیو: علی پوراحمد
◉ سازنده موسیقی این ویدیو: علی پوراحمد
◉ گفتار متن: علی پوراحمد
◉ زبان: انگلیسی
◉ زیر نویس فارسی: ندارد
درباره مخترع و نویسنده این مقاله 👇 :
مقالات اختراعات علمی مرتبط با خودرو :
◉ اختراع سیستم اتوماتیک ضد واژگونی و چپ کردن خودروهای تمام الکتریکی
◉ اختراع خودروی برقی جدید بدون نیاز به شارژ مجدد باتری ها
◉ اختراع خودرو سواری تبدیل شونده به کامیون و وانت
سایر مقالات علی پوراحمد :
◉ آیا هوش مصنوعی میتواند خالق هنر و جایگزینی برای هنرمند و خلاقیت انسانی باشد؟
◉ چرا در سینمای ایران ژانر علمی تخیلی وجود ندارد!
◉ عوامل تاثیر گذار در خلق اختراعات, چگونه میتوانیم یک مخترع شویم!
◉ آیا خدا وجود دارد؟ آیا وجدان می تواند جایگزین خدا شود؟
تبلیغات
