CLEVER (от « компактного транспортного средства с низким уровнем выбросов для городского транспорта ») — это тип наклонного трехколесного транспортного средства , разработанного в сотрудничестве между Университетом Бата , BMW и рядом других партнеров по всей Европе. CLEVER разработан как альтернатива обычным средствам личного городского транспорта. Узкий кузов наделяет его некоторой маневренностью и способностью избегать заторов, как у мотоцикла, при этом предлагая сопоставимую с автомобилем защиту от непогоды и ударов. Выбросы углерода сокращаются за счет малого веса и небольшой лобовой площади. Узкая ширина колеи требует, чтобы CLEVER наклонялся в поворотах для сохранения устойчивости; поэтому он оснащен системой прямого управления наклоном (DTC), которая использует гидравлические приводы, связывающие кабину с ненаклоняемым задним модулем двигателя.
CLEVER имеет ширину всего один метр (3 фута 3 дюйма) и максимальную скорость около 60 миль в час (97 км/ч). [1] Он работает на сжатом природном газе, достигая прогнозируемой топливной эффективности 108 миль на галлон (2,6 л/100 км; 90 миль на галлон США ) на галлон . [1] Строительство первого из пяти прототипов транспортных средств было завершено в пятницу, 21 апреля 2006 года. Вскоре после строительства испытания прототипа транспортного средства на трассе показали, что в определенных переходных ситуациях система DTC не может гарантировать устойчивость транспортного средства. По состоянию на декабрь 2012 года исследования альтернативных стратегий управления наклоном для транспортного средства CLEVER все еще продолжаются в Университете Бата. [2][обновлять]
CLEVER имеет двухместную тандемную компоновку, одно переднее колесо, наклонную кабину и двухколесный задний модуль двигателя. Общая масса автомобиля составляет приблизительно 332 кг (без водителя и кузова); при весе водителя 75 кг статическое распределение веса составляет 39% спереди и 61% сзади. Задний модуль не наклоняется и составляет приблизительно 40% от массы загруженного автомобиля, что означает, что только 60% можно наклонить для балансировки автомобиля на поворотах. Колесная база CLEVER составляет 2,4 м, как у многих обычных городских автомобилей, но свесы отсутствуют, поэтому общая длина составляет менее 3 м. Ширина колеи составляет всего 0,84 м, что дает общую ширину автомобиля 1,00 м.
В то время как автомобиль Clever был предназначен для использования двигателя с низким уровнем выбросов, сжигающего сжатый природный газ, исследовательский прототип в Университете Бата использует одноцилиндровый двигатель мощностью 13 кВт объемом 176 куб. см, взятый от скутера BMW C1. Оригинальная коробка передач CVT сохранена (хотя и модифицирована для обеспечения отбора мощности для привода насоса гидравлики наклона); ременные приводы используются для передачи мощности на два задних колеса. Задняя подвеска выполнена с помощью независимых продольных рычагов, регулируемых пружинно-амортизаторных блоков Öhlins и стабилизатора поперечной устойчивости. Переднее колесо подвешено ведущим четырехрычажным рычажным механизмом с одним пружинно-амортизаторным блоком Öhlins и использует рулевую систему с центральным расположением ступицы. Одна поперечная рулевая тяга передает управляющие воздействия на переднее колесо от выходного рычага червячного рулевого механизма, управляющие воздействия водителя передаются на рулевой механизм через модифицированное колесо и колонку, взятые у автомобиля BMW.
CLEVER использует электронно-управляемую и гидравлически активируемую систему прямого управления наклоном с максимальным углом наклона ±45° [6]. Пара односторонних гидравлических приводов создает наклонный момент вокруг подшипника наклона (который соединяет кабину и задний модуль). Контроллер наклона использует рулевое управление водителя и скорость автомобиля для оценки бокового ускорения и, следовательно, соответствующего угла наклона. Система DTC обеспечивает превосходную устойчивость на низких скоростях, но во время энергичных маневров на более высоких скоростях выходной крутящий момент системы превышает тот, на который может отреагировать ненаклоняющийся задний модуль; в результате внутреннее заднее колесо поднимается, что может привести к опрокидыванию автомобиля.
Для улучшения устойчивости к крену в переходных условиях прототип автомобиля CLEVER в 2012 году был оснащен активной системой рулевого управления; это позволило использовать комбинированную стратегию Steering Direct Tilt Control (SDTC). Выход активной системы рулевого управления является функцией ошибки угла наклона автомобиля (разницы между фактическим и идеальным углом наклона), поэтому в устойчивом состоянии, когда ошибка угла наклона незначительна или отсутствует, угол поворота передних колес соответствует требованию водителя к рулевому управлению. Однако в переходных ситуациях, например, при повороте, ошибка угла наклона существует, и активная система рулевого управления действует, чтобы уменьшить или исключить рулевое управление водителя. В экстремальных условиях она также инициирует действие контрруления, при котором переднее колесо на мгновение поворачивается в противоположном направлении от предполагаемого водителем. По мере того, как кабина приближается к желаемому углу наклона, величина ошибки угла наклона уменьшается, и угол поворота передних колес принимает значение, требуемое водителем.
Уменьшая интенсивность рулевого управления водителя или даже инициируя контрруление, активная система рулевого управления задерживает начало бокового ускорения и уменьшает момент, необходимый для того, чтобы приводы DTC наклонили кабину автомобиля в поворот. Этот уменьшенный момент наклона приносит пользу как устойчивости автомобиля, так и потреблению энергии. Результаты моделирования показывают значительное снижение передачи нагрузки через заднюю ось. [3] В 2014 году были опубликованы экспериментальные результаты, показывающие 40%-ное снижение передачи нагрузки через заднюю ось во время жесткого маневра руления рампы, проводимого со скоростью 10 м/с, и показывающие, что комбинированная стратегия SDTC стала более эффективной на более высоких скоростях. [4] В той же статье отмечается, что в то время как водитель автомобиля, оборудованного SDTC, подвергается дополнительному ощущению недостаточной поворачиваемости во время резких переходных маневров, это не ограничивает его/ее способность контролировать траекторию автомобиля.
В ходе краш-тестов автомобиль получил 3 звезды рейтинга безопасности USNCAP (при скорости 56 км/ч).
Нагрузки на голову и грудь водителя были очень хорошими, а нагрузки на голову пассажира также были приемлемыми благодаря энергопоглощающей пене на спинке сиденья водителя.
Вторжение в пространство для ног водителя было очень низким и не представляло угрозы для конечностей водителя. Ячейка транспортного средства подверглась деформации в прогнозируемой области, дверь водителя можно было открыть без каких-либо проблем после столкновения. Маятниковый рычаг переднего колеса разрушился и отвалился, потому что для экономии времени и денег была использована сварная алюминиевая конструкция вместо литой. Эта проблема не возникнет в стандартном решении. [5]