“革新驱动方式、延伸产品设计”或将迎来电动自行车产业新一轮快速增长期(三)

--就我国电动自行车行业产销现状之思考及如何改进产品设计之探讨

来源:中电动车网   宋子奎   2013/4/1   浏览10206次   

对于如何改进产品设计,更有效避免因设计模式的“趋同化”而导致产品的“同质化”,我们不仿再换一种解决问题之思路,例如,或可在寻求产品的差异性与多样化、以及增强产品的实用功能上有所突破,从而使产品更能贴切普通百姓的现实生活和实际需求,尤其是可在改善驾车舒适性和提高行车安全等方面作些切合实用的改进。据此,我们或可不局限于现有电动自行车产品之固有设计模式,也可对现有两轮车之基本架构作些合理的延伸与拓展,来更有效提升产品品质;

 

我们也可以通过观察日常生活中所发生的一些现象,来了解和发掘普通消费者对产品所期待的更高要求,并选择合理且有效的技术方案加以解决,或可取得事半功倍的改进效果。比如,当不利天气时,为方便人们骑车出行,则相继出现了许多用于电动自行车的衍生产品,包括挡风被、晴雨伞以及挡雨棚罩等等。然而,这些衍生产品的使用,所存在的缺陷与隐患在于影响骑车安全;由于两轮车为骑姿驾车重心高、风阻大,以及两轮车稳定性差易倾倒等,这不仅会影响骑车者自身安全,而且或殃及其他交通参与者出行安全。

 

但如上所述现象同时也反映出,人们期待一种更为安全的、能遮风挡雨的简易款准全天候车型之产品。这或许给现有产品之改型升级提供了一种商机,然而,就现有两轮车型之基本架构或限制其不宜作较大改动。但笔者以为,若在保留非机动车之基本特征、以及普及型产品之特点等前提下,或可对现有产品之基本架构作些合理的改动,即可派生出更符合低端市场消费需求之产品。

 

比如,开发一种“窄体式低重心、可方便增设简易款全天候设施”的经济安全型电动助行车。它的可行性在于:


〈1〉由于该车型之设计是基于非机动车属性为前提,或采用“脚踏驱动、电动助力”之“比例型”驱动方式,则严格意义上仍属于非机动车范畴,便于普通人群使用,利于普及推广。

 

〈2〉可通过增强车体的稳定性和降低载荷重心等有效的改进措施,来提高行车安全;例如,可通过调整驾(骑)车者的姿态,来合理降低驾车时的高度,使全候设施及车体高度相应降低,则能有效减小风阻(其中:可采用窄体式低重心设计,则使前风挡之风阻相应减小;而采用简易款挡雨顶棚等设计,可避免车身左右两侧风阻过大)。

 

〈3〉由于所述车型为电动自行车之派生产品,则仍可采用现有产品之通用部件,其实施成本或仅与现有两轮电动车产品相当(或略有增加),但其品质即性价比显著提升,则产品市场竞争力增强。显然,对于如上所述之经济安全型“全天候电动助行车”其产品发开,有利因素及条件或在于:该车型不但使驾车者驾车舒适性明显改善,而且可有效提高行车安全;它既能满足人们对简易款全天候车型之产品的迫切需求,也与普通百姓之实际消费能力相适应。因此,有利于该产品的广泛普及,其潜在市场可观,或可为开发生产该产品的企业带来新的效益增长点。据上所述,由电动自行车延伸设计所派生之车型,即:经济安全型“全天候电动助行车”,它的基本架构及实施方案之初步构想参考如下: 


          
整车基本架构之描           

 

一、为增强车体的稳定性和便于加装简易款全天候设施,它可以是一种前宽后窄呈倒三轮之车型架构。据此,可将现有两轮车之车架前部稍作改动,即:在车架前部两侧设置左、右前轮(前叉)之安装部(即:左、右前管),并通过横向及斜向(纵向)支撑(件)与原车架构为(焊接)一体即可。

 

二、为有效降低载荷重心即降低驾车者高度,可将原骑姿踩踏改为坐(卧)姿蹬踏,具体改动为:可将原“脚踏驱动部”前移至左、右前轮之间即可。这样既不增加原车架及车体长度,也可借助于鞍座靠背(增设)的支撑,更方便蹬踏用力;为使脚踏较为轻松,可通过适当增大电驱动力之比例即可。而由原骑姿踩踏改为坐(卧)姿蹬踏之驾车方式,所产生的效果在于:载荷重心降低则使车体重心更加稳定;而驾车者高度降低,则使挡雨设施及整车高度降低,可减小风阻提高行车安全。

 

三、关于驱动系统及其操控方式,可采用脚踏驱动和电动助力,但与纯“比例型”双力驱动方式有所不同,区别在于:可在车辆起步及需要加速时,采用双力并驱;而当匀速行驶时,可停止脚踏驱动,而是由电驱动系统据当时车速续(巡)航;若需要减速时,则由制动部(把刹)切断电驱动系统电源,当制动部首次点刹后车辆即转为断电滑行状态;减速后若需要重新加速时,则再采用双力并驱来提速。也就是说,车辆的起动(起步)及提速是由脚踏驱动部来操控的,因此,或可不需要设置手动调速转把。显然,上述“采用脚踏驱动、电动助力及续(巡)航”之驱动方式,不仅能适应普通人群之驾车习惯,更便于操控,而且严格意义上仍属于非机车范畴。而它的优点更在于:当车辆起步及加速时采用双力并驱,则能大大减少电池消耗,节能效果显著;而采用“电动助力及续(巡)航”则能使脚踏驱动较为轻松,舒适性改善。若采用“差速电机驱动助力”等节能型设计,则能更大幅度减少电池容量配置,减轻整车重量,从而满足非机动车“轻量化”标准之要求。

 

四、关于车体前部宽度(即左右前轮之轮距),则以不影响驾车者蹬踏为宜;而该车型前部实际宽度,或仅与现有两轮车骑车者的实际驾车宽度相当(或略有增加),这是因为两轮车缺乏稳定性,需要掌握行驶平衡,而慢速行驶易倾倒或左右摆动,通常骑车者会用双脚来支撑;故,实际占道宽度二者相当。  

 

据如上所描述,由于该车为倒三轮车型(即采用单后轮驱动和双前轮同步转向),因而需要对其转向机构及制动装置作相应改进,尤其是如何更有效提高“多轮车”(三轮车或四轮车)制动系统性能和降低整车综合实施成本,则是该车型能否成为普及型产品(低造价、高性价比)之重要考核指标。由于篇幅所限,关于转向机构及制动装置等改进,推荐参考“一种窄体式低重心轻量化经济型全天候电动车”之专利说明书(实用新型专利公报2013年第5期;授权公告日:2013年1月30日;专利号:ZL 201220297577.X),该专利申请对该车型之转向联动机构、均衡制动刹车装置等具体构成特征,均作了详细描述。现将其技术方案要点简述如下供参考:

 

1、转向联动机构:为更适应普通人群操控,方向器仍采用车把实施转向,但选用了类似用于机车的长臂型坐式车把(俗称“太子把”),不仅使转向操作较为省力且更适宜坐(卧)姿驾驶。但长臂型车把转动范围偏大,而采用坐(卧)姿驾车时,则与驾车者手臂所及范围不相适应;为此,在转向联动机构中采用了比例设置,从而使车把之转动角度(即转动范围)略小于左、右前轮同步转向之角度;而车把转动范围的适度减小,不仅使转向时灵敏度提高、响应及时,且更适宜坐(卧)姿转向操作,舒适性显著改善。

 

另外,为防止车速较快时实施大角度转向而影响行车安全,或可在转向机构中设置霍尔元件、以及在传动系统中设有速度传感器(二者组成“与门”控制环节),当车速及转向角度均超过设定值,则自行切断电驱动系统电源即可,从而可更有效提高行车安全。

 

2、均衡制动刹车系统:现有低速两轮车其制动装置通常采用拉索方式操控,而用于三轮(或四轮)车时,则需要作相应的改进,尤其要解决诸车轮制动时的刹力均衡分配问题;例如:两前轮(或两后轮)的同步均力制动,以及前后轮刹力的合理分配等。而一般采用“由主拉索牵动若干从动拉索实施同步联动”之操控方式,其不足及缺点在于:当各轮制动器(轮毂刹等)刹块磨损程度出现差异,或者是由于各从动拉索拉伸后其长度发生变化,以及调整时产生的误差等等,都会导致刹力的不均衡;尤其当车速较快且遇紧急制动时,极易造成车辆的跑遍及甩尾现象,严重时则可能发生侧翻。另外,前轮采用前叉实施悬挂之安装方式,所存在的不足及缺点在于:前叉部件本身尚存在结构设计上的一些固有缺陷,特别是前叉的肩颈部位,不宜受强力冲击;而当车速较快且遇紧急制动时,若前轮刹力大于后轮、制动时间上又早于后轮,尤其是当前轮制动器抱死的情况下,将对前叉部件产生不利,极易造成薄弱部位应力损伤或变形,这将严重影响行车安全。因此,必须采取有效措施加以改善。

 

针对如上所述之不足及固有缺陷,201220297577.X号专利申请所提供的解决方案是:仍采用现有两轮车之制动部(把刹)、制动器(轮毂刹)以及拉索操控方式(利于降低制动装置实施成本),仅在两根主动拉索(分别与左、右刹把相连接)与若干根从动拉索(分别与诸车轮制动器相连接)之间,串接一只“拉索式刹力均衡分配器”,即可实现三轮(或四轮)车之双前轮(或双后轮)同步均力制动、以及前后轮刹力的合理分配。其可行性及主要特点在于:〈1〉不仅可实现诸车轮之均衡制动,而且当诸拉索(包括两根主动拉索及若干根从动拉索)中任意一根因磨蚀而发生断裂之情况下,仍可实施车辆的有效制动;与现有产品(如正三轮车型)所采用的前后轮分别实施制动等操控方式相比,其可靠性与制动效果显著提高。〈2〉由于制动装置均采用了现有两轮车之通用部件,故实施成本相对低廉;而所增设的“拉索式刹力均衡分配器”,不但方便适配于现有三轮、四轮(也包括可实现前后两轮车刹力的合理分配)等各类轻型低速车辆;而且,该“分配器”由“杠杆力矩平衡”之原理所构成,则更具有“原理科学而结

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