BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐỒ ÁN MÔN HỌC
THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MƠ HÌNH XE Ơ TƠ
CHẠY ĐIỆN GOKART
Ngành
: CƠNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ
Giảng viên hướng dẫn
:
Sinh viên thực hiện
:
Lớp:
Tp. Hồ Chí Minh
PHIẾU THEO DÕI TIẾN ĐỘ THỰC HIỆN
ĐỒ ÁN MÔN HỌC: HỆ THỐNG ĐIỆN- ĐIỆN TỬ TRÊN Ô TÔ
Tuần
Nội dung hướng dẫn
1
Nhận đề tài
2
Tìm tài liệu
3
Chuẩn bị dụng cụ và tìm mua
thiết bị
4
Tìm mua thiết bị
Nghiên cứu thiết bị
5
Dựng khung, mơ hình
Vẽ thiết kế dây điện
6
Hàn khoan lỗ mơ hình
7
Tìm tài liệu làm bài báo cáo
Hoàn thiện mạch điện
8
Làm bài báo cáo word
9
Hồn thiện bài báo cáo làm
bài trình chiếu thuyết trình
10
Bảo vệ đồ án:mơ hình xe ơ tơ
chạy điện.
Nhận xét của GVHD
(Ký tên)
LỜI CẢM ƠN
Trong thời gian học tập và được sự hướng dẫn tận tình của thầy, đồ án mơn học
của nhóm em với đề tài nghiên cứu hệ thống cảnh báo va chạm và báo tai nạn qua điện
thoại và xây dựng mơ hình hệ thống cảnh báo va chạm và báo tai nạn qua điện thoại đã
được gần như là hồn thành. Qua đó, nhóm em đã tìm hiểu được rõ hơn về hệ thống
cảnh báo va chạm và báo tai nạn qua điện thoại. Trong đồ án lần này, nhóm em đã học
tập được rất nhiều những cơng việc thực tế bên ngồi. So với q trình học thì thực tế
bên ngồi có rất nhiều điều khác biệt. Khi làm mơ hình thì cũng có nhiều chỗ chưa tốt,
vì thời gian làm đồ án tương đối ngắn và kiến thức cịn hạn hẹp nên vấn đề sai sót là
khơng thể khơng xảy ra, song nhóm em cũng đã có những kinh nghiệm và kỹ năng
trong q trình làm mơ hình đồ án lần này.
Nhóm em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy, thầy đã hỗ trợ và giúp đỡ nhóm
em trong suốt q trình chúng em làm đồ án để hồn thành tốt đồ án mơn học này.Vì
kiến thức bản thân chúng em cịn hạn chế, trong q trình học tập, và hồn thiện đồ án
này nhóm em khơng tránh khỏi những sai sót và thiếu sót, kính mong nhận được
những ý kiến đóng góp từ thầy.
LỜI NÓI ĐẦU
Cùng với sự phát triển của các ngành cơng nghiệp khác thì ơ tơ ln là ngành cơng
nghiệp đóng vai trị quan trọng trong nền cơng nghiệp thế giới. Trong những năm gần đây thì
các hãng ơ tơ vẫn không ngừng đưa ra các mẫu xe mới ngày càng tân tiến hơn, hiện đại hơn.
Như nhóm chúng em tìm hiểu xe càng tân tiến hiện đại thì hệ thống điện trên xe càng nhiều và
phức tạp hơn. Hệ thống cảnh báo va chạm và báo tai nạn qua điện thoại cũng không kém phần
quan trọng. Nhiệm vụ quan trọng nhất của hệ thống cảnh báo va chạm và báo tai nạn qua điện
thoại là thiết bị giúp cho người lái quan sát rõ hơn các góc chết, giảm thiểu tối đa tai nạn xảy ra
trong quá trình di chuyển trên đường, còn một số nhiệm vụ như là báo tin nhắn về điện thoại,
giúp cho người thân biết được tình hình xảy ra va chạm của người điều khiển, giảm thiểu va
chạm và quan trọng nhất vẫn là độ an tồn cho chính người điều khiển. Thấy được sự quan
trọng của hệ thống cảnh báo va chạm và báo tai nạn qua điện thoại đối với người điều khiển ô tô
và qua một thời gian do dự, cuối cùng nhóm chúng em cũng đã tìm được đề tài phù hợp với khả
năng và lĩnh vực yêu thích. Từ đó nhóm chúng em đã quyết định chọn đề tài “ Hệ thống cảnh
báo va chạm và báo tai nạn qua điện thoại” để tìm hiểu cho đồ án lần này.
So với kiến thức học trên lớp thì thực tế có nhiều cái phức tạp hơn, tầm hiểu biết cũng
hẹp hòi nhưng với sự hướng dẫn của thầy Nguyễn Phụ Thượng Lưu, nhóm em sẽ cố gắng hồn
thành đồ án đúng thời hạn.
MỤC LỤC
DANH MỤC HÌNH ẢNH............................................................................................ iv
DANH MỤC BẢNG.................................................................................................... vi
LỜI NĨI ĐẦU............................................................................................................... 1
LỜI CẢM ƠN................................................................................................................ 3
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ XE ĐIỆN.................................................................. 4
1.1. Giới thiệu chung về các loại xe điện................................................................... 4
1.1.1. Tình hình phát triển xe điện......................................................................... 4
1.1.2. Tìm hiểu cấu hình của ơ tơ điện................................................................... 7
1.1.3. Cấu hình của ô tô điện.................................................................................. 7
1.2. Sơ lược về mô hình xe Gocar........................................................................... 10
CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN CHẾ TẠO...................13
2.1. Phân tích phương án chế tạo............................................................................. 13
2.2. Lựa chọn loại hình kết cấu khung..................................................................... 14
2.2.1. Phân tích loại hình khung xe Gocar............................................................ 14
2.2.2. Lựa chọn kết cấu khung............................................................................. 16
2.3. Lựa chọn phương án dẫn động và dẫn hướng xe điện....................................... 17
2.3.1. Phương án dẫn động điện gồm một động cơ điện dẫn động vi sai..............17
2.3.2. Phương án dẫn động điện độc lập từng bánh.............................................. 17
CHƯƠNG 3: TÍNH TỐN, THIẾT KẾ, CHẾ TẠO KHUNG GẦM VÀ HỆ THỐNG
ĐIỆN............................................................................................................................ 19
3.1. Khung xe.......................................................................................................... 19
3.1.1. Công dụng.................................................................................................. 19
3.1.2. Yêu cầu...................................................................................................... 19
3.1.3. Phân tích hình dáng của khung................................................................... 19
3.1.4. Kiểm tra bền khung xe............................................................................... 22
3.1.5. Chế tạo khung xe........................................................................................ 34
3.2. Hệ thống treo.................................................................................................... 36
3.2.1. Công dụng.................................................................................................. 36
3.2.2. Yêu cầu...................................................................................................... 37
3.2.3. Lựa chọn hệ thống treo............................................................................... 38
3.2.4. Lắp đặt hệ thống treo.................................................................................. 38
3.3. Hệ thống lái...................................................................................................... 39
3.3.1. Cơng dụng.................................................................................................. 39
3.3.2. u cầu...................................................................................................... 39
3.3.3. Phân tích kết cấu hệ thống lái và nguyên lý làm việc................................. 40
3.3.4. Thiết kề hình thang lái................................................................................ 41
3.3.5. Lắp đặt hệ thống lái.................................................................................... 44
3.4. Hệ thống phanh................................................................................................ 45
3.4.1. Công dụng.................................................................................................. 45
3.4.2. Yêu cầu...................................................................................................... 45
3.4.3. Lựa chọn hệ thống phanh........................................................................... 47
3.4.4. Lắp đặt hệ thống phanh.............................................................................. 48
3.5. Tính tốn hệ thống động lực và kiểm tra tính ổn định của xe............................ 49
3.5.1. Xác định công suất của động cơ điện.......................................................... 50
3.5.2. Lựa chọn, tính tốn ắc quy......................................................................... 53
3.5.3. Khả năng leo dốc của ơ tơ - độ dốc cực đại................................................ 54
3.5.4. Tính tốn ổn định khi xe chuyển động quay vòng trên mặt đường nghiêng
ngang 55
3.6. Cấu trúc điện động lực xe Gocar...................................................................... 59
3.6.1. Tổng quan về hệ thống điện xe Gocar........................................................ 59
3.6.2. Nguyên lý hoạt động.................................................................................. 64
CHƯƠNG 4: KIỂM TRA, THỬ NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ.....................................69
4.1. Kiểm tra tổng quát xe sau khi lắp ráp hồn thiện.............................................. 69
4.2. Thử nghiệm tính ổn định của xe....................................................................... 71
CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT.................................................................. 73
5.1. Kết Luận........................................................................................................... 73
5.2. Đề xuất ý kiến................................................................................................... 73
TÀI LIỆU THAM KHẢO........................................................................................... 75
DANH MỤC HÌNH ẢNH
Trang
Hình 1.1. Ơ tơ điện........................................................................................................ 5
Hình 1.2. Xe máy điện................................................................................................... 5
Hình 1.3. Xe điện sử dụng trong các khu du lịch và resort............................................ 6
Hình 1.4. Xe điện sử dụng trong sân golf...................................................................... 6
Hình 1.5. Xe điện mini dành cho trẻ em........................................................................ 7
Hình 1.6. Sơ đồ khối điều khiển xe điện........................................................................ 8
Hình 1.7. Cấu hình các loại phương pháp dẫn động điện............................................... 9
Hình 1.8. Xe Gocar tự chế dành cho giới trẻ................................................................ 11
Hình 1.9. Xe Gocar dành cho trẻ em............................................................................ 11
Hình 1.10. Xe Gocar dùng trong các cuộc đua thể thức F............................................ 12
Hình 2.1. Loại khung hình chiếc thang........................................................................ 14
Hình 2.2. Loại khung liền ống rỗng............................................................................. 15
Hình 2.3. Loại khung hình sương sống........................................................................ 16
Hình 2.4. Phương pháp dẫn động gồm một động cơ điện dẫn động vi sai...................17
Hình 2.5. Phương pháp dẫn động gồm hai động cơ độc lập......................................... 18
Hình 3.1. Các kích thước cơ bản của khung xe............................................................ 20
Hình 3.2. Hình dạng khung sườn 3D của xe Gocar...................................................... 21
Hình 3.3. Thứ tự các điểm nút của khung sườn trong RDM........................................ 24
Hình 3.4. Hình hiển thị biểu đồ phân bố lực lên khung khi xe phanh gấp....................26
Hình 3.5. Biến Dạng khung khi xe phanh gấp............................................................. 26
Hình 3.6. Biểu đồ lực dọc tác động lên khung khi xe phanh gấp.................................27
Hình 3.7. Biểu đồ lực cắt tác động lên khung khi xe phanh gấp.................................. 27
Hình 3.8. Biểu đồ momen xoắn của khung khi xe phanh gấp......................................28
Hình 3.9. Biểu đồ momen uốn của khung khi xe phanh gấp........................................ 28
Hình 3.10. Biểu đồ ứng suất của khung khi xe phanh gấp........................................... 29
Hình 3.11. Biểu đồ đặt lực lên khung xe ở chế độ quay vịng...................................... 31
Hình 3.12. Biến Dạng khung khi xe quay vịng........................................................... 31
Hình 3.13. Biểu đồ lực dọc tác động lên khung khi xe quay vịng...............................32
Hình 3.14. Biểu đồ lực cắt tác động lên khung khi xe quay vòng................................ 32
Hình 3.15. Biểu đồ momen xoắn của khung khi xe quay vịng.................................... 33
Hình 3.16. Biểu đồ momen uốn của khung khi xe quay vịng...................................... 33
Hình 3.17 Biểu đồ ứng suất của khung khi xe phanh gấp............................................ 34
Hình 3.18. Các dụng cụ, thiết bị phụ trợ cầm tay......................................................... 34
Hình 3.19. Đo và đánh dấu chuẩn kích thước trên kim loại......................................... 35
Hình 3.20. Cắt kim loại................................................................................................ 35
Hình 3.21. Hàn liên kết giữa các chi tiết kim loại........................................................ 36
Hình 3.22. Hình vẽ thể hiện hệ thống treo sau............................................................. 38
Hình 3.23. Hệ thống treo sau của xe Gocar sau khi đã lắp đặt..................................... 39
Hình 3.24. Hình mơ phỏng truyền động lái xe Gocar.................................................. 40
Hình 3.25. Sơ đồ hình thang lái................................................................................... 41
Hình 3.26. Đồ thị đặc tính hình thang lái..................................................................... 44
Hình 3.27. Hệ thống lái sau khi đã chế tạo và lắp đặt.................................................. 45
Hình 3.28. Kết cấu hệ thống phanh xe Gocar.............................................................. 47
Hình 3.29. Cơ cấu phanh trống dẫn động cơ khí lắp đặt ở vị trí hai bánh sau..............48
Hình 3.30. Các lực tác dụng lên ơ tơ khi lên dốc......................................................... 50
Hình 3.31. Hình dạng bề ngoài của động cơ điện liên kết với bánh xe........................53
Hình 3.32. Hình dạng ắc quy....................................................................................... 53
Hình 3.33. Sơ đồ lực và momen tác dụng lên ô tô khi chuyển động trên đường nghiêng
ngang........................................................................................................................... 56
Hình 3.34. Sơ đồ lực và moomen tác dụng lên ô tô khi chuyển động trên mặt đường
nghiêng ngang.............................................................................................................. 57
Hình 3.35. Sơ đồ mạch điều khiển động cơ xe Gocar.................................................. 59
Hình 3.36. Động cơ điện tích hợp với bánh xe............................................................ 59
Hình 3.37. Cấu tạo động cơ điện.................................................................................. 60
Hình 3.38. Sơ đồ đấu mạch ắc quy............................................................................... 61
Hình 3.39. Mạch hạ áp và thơng số kỹ thuật................................................................ 61
Hình 3.40. Cảm biến quang và thơng số kỹ thuật......................................................... 62
Hình 3.41. Sơ đồ khối tay ga xe đạp điện.................................................................... 62
Hình 3.42. Sơ đô mạch bộ điều khiển động cơ điện..................................................... 63
Hình 3.43. Sơ đồ mạch điều khiển động cơ khi xe chạy tiến tới không đánh vô lăng
hoặc đánh vô lăng với góc nhỏ hơn 20o....................................................................... 64
Hình 3.44. Sơ đồ mạch điều khiển động cơ khi xe chạy tiến tới và vô lăng đánh sang
phải với góc đánh vơ lăng lớn hơn 20o......................................................................... 65
Hình 3.45. Sơ đồ mạch điều khiển động cơ khi xe chạy tiến tới và vơ lăng đánh sang
trái với góc đánh vơ lăn lớn hơn 20o............................................................................ 66
Hình 3.46. Sơ đồ mạch điều khiển động cơ xe Gocar ở trạng thái chạy lùi khơng đánh
vơ lăng hoặc đánh vơ lăng với góc nhỏ hơn 20o........................................................... 67
Hình 3.47. Sơ đồ mạch điều khiển động cơ xe Gocar ở trạng thái chạy lùi và vô lăng
đánh sang trái với góc đánh lớn hơn 20o...................................................................... 67
Hình 3.48. Sơ đồ mạch điều khiển động cơ xe Gocar ở trạng thái chạy lùi và vô lăng
đánh sang phải với góc đánh vơ lăn lớn hơn 20o.......................................................... 68
Hình 4.1. Chạy thử nghiệm xe Gocar ở điều kiện mặt đường bằng phẳng...................71
Hình 4.2. Kiểm tra khả năng leo dốc xe Gocar............................................................ 72
Hình 4.3. Kiểm tra khả năng quay vịng xe Gocar....................................................... 72
DANH MỤC BẢNG
Trang
Bảng 3.1. Tọa độ các điểm của khung xe trong RDM....................................23
Bảng 3.2. Giá trị góc βtt theo hàm β = f (θ, α)................................................43
Bảng 3.3. Giá trị góc β tương ứng với góc α lựa chọn theo cơng thức cotgβ –
........................................................................................................
cotgα = b
43
L
Bảng 3.4. Thông số kỹ thuật của xe Gocar chạy điện.....................................49
Bảng 4.1. Nội dung kiểm tra phần khung, thân vỏ........................................ 69
Bảng 4.2. Nội dung kiểm tra động cơ và bánh xe.......................................... 69
Bảng 4.3. Nội dung kiểm tra hệ thống phanh................................................ 69
Bảng 4.4. Nội dung kiểm tra hệ thống lái...................................................... 70
Bảng 4.5. Nội dung kiểm tra hệ thống treo.................................................... 70
Bảng 4.6. Nội dung kiểm tra hệ thống điện động lực....................................70
CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU VỀ CÁC LOẠI XE CHẠY ĐIỆN
1.1.
Đặt vấn đề
1.1.1.
Tình hình phát triển xe điện
Trước tình hình giá xăng dầu thế giới ngày càng tăng như hiện nay, và các
nguyên liệu chất đốt cũng như nguồn dầu khí ngày càng cạn kiệt thì nhu cầu sử dụng
nguồn nguyên liệu mới thay thế những nguồn nguyên liệu đang sử dụng hiện thời
trong việc vận hành các loại phương tiện vận chuyển là một nhu cầu cấp thiết. Chính
vì vậy năng lượng điện là nguồn nguyên liệu phù hợp nhất để thay thay thế cho các
loại nguyên liệu hiện nay.
Chúng ta sẽ khơng có gì ngạc nhiên khi hệ thống xe điện ra đời và ngày càng
phát triển trên thế giới hiện nay. Hầu hết các nhà sản xuất tập trung phát triển hệ thống
xe điện với những phương tiện xe điện phổ biến thông dụng phục vụ nhu cầu của con
người như: xe hơi điện, xe moto điện, xe đạp điện...vv Công nghệ ngày càng phát triển
và hiện đại trong lĩnh vực thiết kế bộ điều khiển với nhiều tính năng cho xe điện, tạo
nhiều thuận tiện cho việc điều khiển cũng như thích ứng với phương tiện sử dụng
nguồn nguyên liệu mới này.
Các loại xe điện cũng ngày càng được tân trang và thiết kế đẹp hơn, đồng thời
cũng đạt được nhiều tính năng như các phương tiện chạy bằng xăng, dầu. Nhiều hãng
xe hơi lớn tên tuổi trên thế giới cũng đã bắt đầu chuyển hướng đầu tư qua các loại hình
xe hơi điện có kết cấu và hình dáng đẹp, đảm bảo các chức năng vận hành như xe hơi
hiện tại.
Về nhu cầu sử dụng, xe điện là loại phương tiện giao thông đã và đang được sử
dụng rộng rãi trên toàn thế giới trong nhiều loại phương tiện. Đặt biệt ngày nay, xe
điện khơng cịn đơn thuần là xe điện công cộng và tàu điện như thế kỷ trước nữa. Ngày
nay xe điện được ứng dụng trên nhiều loại phương tiện, các phương tiện này dùng
động cơ điện để làm xe chuyển động. Có thể liệt kê một số loại xe điện theo lĩnh vực
và theo cách sử dụng của chúng như sau:
9
- Ơ tơ điện : xe điện sử dụng nguồn điện acqui hoặc dùng năng lượng mặt trời.
Các loại xe này được ứng dụng trên cả ô tô cá nhân, ơ tơ tải phục vụ cơng cộng.
Hình 1.1. Ơ tơ điện
- Xe máy điện và xe đạp điện: loại phương tiện đang có xu hướng phát triển
mạnh hiện nay vì tính nhỏ gọn, giá thành phù hợp, thuận tiện trong việc di chuyển.
Hình 1.2. Xe máy điện
- Xe điện dùng trong các khu du lịch và resort : đây là loại phương tiện dùng
chở khách trong thành phố, các khu du lịch hay resort và khá phổ biến ở các nước trên
thế giới cũng như nước ta.
Hình 1.3. Xe điện sử dụng trong các khu du lịch và resort
- Loại xe điện dùng trong thể thao: phục vụ các mục đích khác nhau như sử
dụng để thuận tiện chuyên chở khách đi lại trong các sân golf, sân thi đấu thể thao lớn.
Hình 1.4. Xe điện sử dụng trong sân golf
- Xe điện mini: đây là loại xe mà người sử dụng chủ yếu là trẻ em, dùng trong
các khu vui chơi giải trí.
Hình 1.5. Xe đua thể thức nhỏ
1.1.2. Tìm hiểu cấu hình của ơ tơ điện
Nhìn chung ơ tơ điện sử dụng một động cơ điện đóng vai trị là động lực kéo
cho xe, nguồn năng lượng tương ứng cho động cơ điện đó chính là ắc quy hay pin
nhiên liệu.
Ơ tơ điện có nhiều ưu điểm hơn các loại phương tiên sử dụng động cơ đốt trong
chẳng hạn như không phát thải khí ơ nhiễm, hiệu suất làm việc cao, độc lập với nguồn
năng lượng dầu mỏ, yên tĩnh và hoạt động trơn tru. Các nguyên tắt hoạt động cơ bản
giữa ô tô điện và phương tiện sử dụng động cơ đốt trong là tương tự nhau. Tuy nhiên
vẫn có một số khác biệt giữa phương tiện sử dụng động cơ đốt trong và ô tô điện
chẳng hạn như sử dụng một bồn chứa xăng so với nguồn pin, động cơ đốt trong so với
động cơ điện, và khác nhau về yêu cầu truyền dẫn động lực.
1.1.3. Cấu hình của ô tô điện
Một ô tô điện về cơ bản gồm ba hệ thống chủ yếu: hệ thống động lực điện, hệ
thống năng lượng và các phần tử phụ trợ khác.
- Hệ thống động lực điện bao gồm: hệ thống điều khiển xe, bộ chuyển đổi
điện, các động cơ điện, truyền động cơ khí và bánh xe.
- Hệ thống năng lượng bao gồm: bộ phận quản lý năng lượng và bộ phận tiếp
nhận năng lượng điện.
- Hệ thống phụ trợ bao gồm: các hệ thống đèn tín hiệu, chiếu sáng, điều hịa.
Dựa trên các yếu tố đầu vào điều khiển từ chân ga và bàn đạp phanh, hệ thống
điều khiển xe cung cấp tín hiệu điện thích hợp cho bộ chuyển đổi năng lượng điện có
chức năng điều chỉnh dịng điện giữa điện động cơ và nguồn năng lượng. Những
nguồn năng lượng mới được tái sinh trong q trình phanh có thể được nạp vào nguồn
năng lượng chính.
Hình 1.6. Sơ đồ khối điều khiển xe điện
Có nhiều loại xe điện có thể có cấu tạo khác nhau do các biến thể dựa trên đặc
điểm của động lực điện và các nguồn năng lượng như trong Hình 1.7 dưới đây.
Hình 1.7. Cấu hình các loại phương pháp dẫn động điện
M: động cơ điện; HS: hộp số; VS: truyền lực chính và vi sai; GT: hộp giảm tốc
A. Hình 1.7 – A cho thấy hình thức đầu tiên của xe điện, trong đó một động cơ
điện thay thế cho động cơ đốt trong của một chiếc xe thơng thường. Nó bao gồm một
động cơ điện, một ly hợp, hộp số, và một bộ vi sai. Khớp ly hợp và hộp số có thể được
thay thế bằng hộp số tự động.
B. Với một động cơ điện có cơng suất liên tục trong một phạm vi tốc độ dài,
một tỉ số truyền cố định có thể thay thế cho hộp số nhiều cấp và giảm bớt sự cần thiết
của một ly hợp. Cấu hình này khơng chỉ làm giảm kích thước và trọng lượng của
truyền động cơ khí, nó cũng đơn giản hoá cho con người trong việc điều khiển truyền
ngắt dẫn động từ động cơ.
C. Tương tự như Hình 1.7 – B, động cơ điện, cặp bánh răng cố định và bộ vi sai
có thể được bố trí tích hợp thành cụm trong khoảng giữa hai bán trục bánh xe chủ
động.
Việc điều khiển càng đơn giản và chắc chắn.
D. Trong Hình 1.7 – D, truyền động vi sai được thay thế bằng cách sử dụng hai
động cơ điện. Mỗi động cơ dẫn động một bánh xe và hoạt động ở một tốc độ khác
nhau khi chiếc xe chuyển hướng hay quay vòng.
E. Nhằm tiếp tục đơn giản hóa việc điều khiển xe, động cơ có thể được đặt phía
trong một bánh xe. Một cặp bánh răng nhỏ được đặt trong bánh xe để giảm tốc độ và
nâng cao momen động cơ.
F. Loại bỏ hoàn toàn truyền động bánh răng giữa động cơ điện và bánh xe chủ
động, đầu ra roto của một động cơ điện tốc độ thấp đặt bên trong bánh xe có thể được
kết nối trực tiếp với các bánh xe. Việc kiểm soát tốc độ của động cơ điện tương đương
với việc kiểm sốt tốc độ của bánh xe, và vì thế tốc độ của xe được điều khiển. Tuy
nhiên, việc sắp xếp địi hỏi các động cơ điện phải có một momen xoắn cao hơn để khởi
động và tăng tốc xe.
1.2.
Sơ lược về mơ hình xe Gocar
Gocar (hay cịn gọi là Go Kart) là một dạng xe tự chế. Tuy với bề ngoài nhỏ bé
nhưng với mỗi cách độ máy khác nhau sẽ có những tốc độ đáng ngạc nhiên đến không
ngờ. Gocar trở nên phổ biến và ngày càng phát triển quy mơ hơn. Có nhiều loại hình
và kiểu dáng và loại đa dạng từ các mơ hình khơng có động cơ như phương tiện di
chuyển của trẻ em đến các mơ hình xe đua cao cấp như Supercar. Xe Gocar có nhiều
kích cỡ, hình dạng và thiết kế khác nhau phụ thuộc vào độ tuổi và kích thước của
người lái. Những chiếc xe này thường được tự chế tùy theo yêu cầu hay mong muốn
thiết kế nào mà người sử dụng muốn đưa vào nó. Giống như bao lại phương tiện thơng
thường khác, xe Gocar cũng cần có các yếu tố cần thiết cơ bản như là khung gầm,
động cơ và hệ thống phanh và lái...vv.
Hình 1.8. Xe Gocar tự chế dành cho giới trẻ
Hình 1.9. Xe Gocar dành cho trẻ em
Hình 1.10. Xe Gocar dùng trong các cuộc đua thể thức F
Tương tự như Hình 1.10 – B, động cơ điện, cặp bánh răng cố định và bộ vi sai có thể được
bố trí tích hợp thành cụm trong khoảng giữa hai bán trục bánh xe chủ động.
Việc điều khiển càng đơn giản và chắc chắn.
CHƯƠNG 2
PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN CHẾ TẠO
2.1.
Phân tích phương án chế tạo
Để chọn đúng phương án chế tạo phù hợp với điều kiện kinh tế bản thân, giảm
giá thành chế tạo xe, nâng cao tính ổn định và an tồn cho xe, phần này sẽ trình bày
những phương án thiết kế chế tạo xe mơ hình xe Gocar chạy điện công thức bánh xe
4x2 với 2 bánh sau là chủ động.
Phương án chế tạo sử dụng các linh phụ kiện tương đương có sẵn
Với phương án này chúng tơi chỉ cần tính tốn những thơng số cần thiết của xe
và sau đó chọn những linh kiện có sẵn tương đương trên thị trường, kiểm nghiệm lại
để lắp đặt. Việc tính tốn này sẽ dễ dàng và dễ tìm kiếm các linh kiện. Phương án này
có những ưu điểm và nhược điểm như sau:
Ưu điểm:
- Chi phí chế tạo thấp.
- Điều kiện kỹ thuật được đảm bảo, dễ thực hiện.
- Việc tìm kiếm lắp ráp linh kiện dễ hơn.
- Vấn đề bảo dưỡng sữa chữa cũng dễ dàng
Nhược điểm:
- Do hệ thống và linh kiện là chọn nên khơng đồng bộ, khơng tối ưu hóa được
các chức năng của xe.
- Khơng có nhiều lựa chọn bố trí kỹ thuật trên xe, cũng như sự tiện nghi.
- Thời gian sử dụng thấp do các chi tiết không đồng bộ.
- Chưa thể hiện được tính sáng tạo về mặt thiết kế
Phương án chế tạo mới một số hệ thống và lựa chọn các linh phụ kiện tương đương
có sẵn
Với phương án này, ta sẽ thiết kế lại khung gầm của xe, hệ thống dẫn động, hệ
thống cung cấp năng lượng và các hệ thống khác như lái, treo, phanh theo các quy định
an tồn khi lưu thơng trên đường. Chọn các linh phụ kiện có sẵn theo các thơng số tính
tốn, kiểm nghiệm lại sau đó lắp ráp hoàn chỉnh. Các hệ thống dẫn động, khung gầm,
lái, treo, phanh có thể mua các linh kiện đã qua sử dụng với điều kiện phải đáp ứng các
yêu cầu kỹ thuật và chỉnh sửa theo các kích thước của bản vẽ theo thiết kế.
Ưu điểm:
- Phù hợp với yêu cầu kỹ thuật.
- Giảm chi phí sản xuất, giảm giá thành xe.
- Thời gian để hoàn thành kịp tiến được rút ngắn.
- Giá thành sẽ ít hơn so với đóng mới.
- Đảm bảo sự an tồn, ổn định khi sử dụng.
- Có thể có nhiều phương án bố trí thích hợp.
Nhược điểm:
- Các hệ thống hoạt động với hiệu suất chưa cao và còn phát sinh tiếng ồn.
Kết luận: dựa vào những phân tích ở trên, thấy rằng phương án 2 thể hiện tính
hợp lý và khả thi cao.Vậy phương án 2 được lựa chọn để chế tạo mô hình ơ tơ.
2.2.
2.2.1.
Lựa chọn loại hình kết cấu khung
Phân tích loại hình khung xe Gocar
Khung gầm hình chiếc thang
Hình 2.1. Loại khung hình chiếc thang
Khung gầm hình thang là loại khung gầm ra đời sớm. Nhìn bề ngồi, trơng nó
chẳng khác nào một chiếc thang với hai thanh nằm dọc nối với nhau bằng các thanh
ngang hoặc giằng chéo vào hai bên. Các thanh dọc là thành phần chịu lực chính.
Chúng có khả năng chịu tải và các lực tác động theo chiều dọc xuất hiện khi tăng tốc
hoặc phanh. Các thanh ngang hay giằng chéo vào hai bên có tác dụng chống đỡ các lực
tác dụng bên đồng thời tăng khả năng chịu xoắn của khung.
Ưu điểm: cấu trúc đơn giản, giá thành rẻ, dễ chế tạo và lắp ráp bằng tay.
Nhược điểm: vì có cấu trúc 2 chiều nên độ cứng xoắn thấp hơn hẳn so với các loại
khung gầm khác, đặc biệt là khi chịu tác động của trọng tải đứng hoặc xóc nảy lên.
Khung liền ống rỗng
Hình 2.2. Loại khung liền ống rỗng
Khung liền ống rỗng sử dụng hàng tá các ống sắt hình trịn (hoặc hình vng để
dễ nối với các tấm pa-nơ ốp thân mặc dù hình trịn mới là loại chịu lực tối đa). Các ống
được đặt theo nhiều hướng khác nhau nhằm tạo ra lực cơ học chống lại các lực tác
động từ khắp mọi nơi. Chúng được hàn lại với nhau và tạo thành một cấu trúc rất phức
tạp. Để tạo ra sự chịu lực mạnh hơn sao cho phù hợp với các loại xe thể thao tính năng
cao, khung gầm hình ống rỗng thường đi kèm với một cấu trúc rắn chắc bên dưới cửa,
kéo theo chiều cao bất thường của khung cửa và sự bất tiện khi bước vào bên trong
khoang lái.
Ưu điểm: rắn chắc từ mọi phía so với khung gầm hình chiếc thang.
Nhược điểm: rất phức tạp, tốn kém và mất nhiều thời gian để chế tạo. Bên cạnh
đó, loại khung gầm này chiếm rất nhiều không gian, tăng chiều cao của ngưỡng cửa và
gây khó khăn cho người sử dụng khi ra vào xe.
Khung gầm hình xương sống
Hình 2.3. Loại khung hình xương sống
Khung gầm hình xương sống rất đơn giản: một hoặc hai xương sống là hình ống
rắn chắc nối trục trước và sau đồng thời hai bên xương sống được liên kết thêm dạng
ống sườn bên lưng nên gần như chịu được toàn bộ lực cơ học. Loại khung này có thể
ứng dụng cho dịng xe thể thao loại nhỏ. Nhờ đó, bộ khung gầm trở nên nhẹ và chắc.
Ưu điểm: thích hợp cho dịng xe thể thao loại nhỏ. Cấu trúc đơn giản giúp giảm
chi phí và dễ chế tạo bằng tay. Tiết kiệm không gian hơn cả loại khung gầm liền khối.
Nhược điểm: khung gầm xương sống không thể bảo vệ người lái trong các vụ
va chạm bên hoặc so le.
2.2.2.
Lựa chọn kết cấu khung
Xét điều kiện hoạt động của của mơ hình xe Gocar tự chế là chạy trên mặt
đường bằng phẳng ít gồ ghề và độ dốc thấp với vận tốc tối đa là 30 km/h nên việc các
tải trọng tác động lên khung xe là không nhiều, chủ yếu là tải trọng người ngồi đặt lên
khung xe và các ảnh hưởng từ lực li tâm khi quay vịng hoặc lực qn tính khi phanh.
Ngoài ta,
