3.1.1 Tính chọn động cơ
3.1.1.1 Các thơng số đề ra để chọn động cơ
Tải trọng: Tải trọng của xe được tính dựa vào số hành khách mà xe có thể chở được và trọng lượng của xe.
- Xe máy điện nên số hành khách tối đa là hai với cân nặng mỗi người là 60kg. - Tấm pin mặt trời, khung để tấm pin và tải trọng hành lí là 30kg.
- Xe máy điện có trọng lượng trung bình 50 – 80 kg.
Khối lượng toàn bộ của xe: 200 kg.
Vận tốc cực đại của xe: Vmax = 30km/h = 8,33m/s.
Điều kiện đường: xe chạy trong các khu vực nhỏ như công viên, khu vui chơi, khu cho người khuyết tật … và xa hơn là chạy trong thành phố.
Hệ số cản lăn f0 với f0 = [0,015 – 0,018] , chọn f0 = 0,015.
35
Hệ số cản khơng khí Cx: Cx = [0,35 – 0,5], chọn Cx = 0,4 N.s2/m4.
Diện tích cản chính diện S : S = [1,6 – 2,5], chọn F = 2 m2.
3.1.1.2 Tính chọn động cơ điện
Lực kéo tiếp tuyến ở bánh xe chủ động của xe thiết kế được sử dụng để khắc phục các lực cản chuyển động sau: lực cản lăn, lựa cản dốc, lực cản khơng khí, lực cản qn tính.
Phương trình cân bằng lực kéo: [4] Fk = Ff ± Fi + F𝜔 ± Fj Trong đó:
Fk : lực kéo tiếp tuyến ở bánh xe chủ động
Ff : lực cản lăn
Fi : lực cản dốc
F𝜔: lực cản khơng khí
Fj : lực cản quán tính
Trong trường hợp xe lên dốc độ dốc 10%. Lực cản lăn Ff = f.Gtb.cosα = 0,015 . 200 . 9,81 . cos (60) = 29,3 N Lực cản lên dốc Fi = Gtb.sinα = 200 . 9,81 . sin 60 = 205,1 N Lực cản không khí F𝜔 = 0,625.Cx.S.v2 = 0,625. 0,4 . 2 . 8,332 = 34,7 N Lực cản quán tính Fj = Gtb.a = 200 . 1 = 200 N Với a là gia tốc của xe, chọn a = 1m/s2
Thay vào phương trình cân băng lực kéo ta được
Fk = 29,3 + 205,1 + 34,7 + 200 = 469,1 N
Đó là trường hợp cực đoan của cơng suất. Trong thực tế 4 lực cản này thường không xảy ra cùng lúc. Chẳng hạn:
36
Khi xe lên dốc chạy đều và vận tốc nhỏ, có thể bỏ qua lực cản quán tính và lực cản khơng khí.
Khi xe đang chạy ở tốc độ tối đa thì xem như khơng tồn tại lực cản lên dốc và lực quán tính.
Như vậy, lực cần thiết của động cơ ở hai trường hợp này được tính là: Ffi = Ff + Fi = 29,3 + 200 = 229,3 N
F𝑓𝜔 = Ff + F𝜔 = 29,3 + 34,7 = 64 N
Cả hai trường hợp này đều có lực cản chung nhỏ hơn trường hợp tổng quát và phù hợp với chế độ hoạt động thực tế của xe. Xét hai trường hợp.
Xe chạy ở tốc độ tối đa được xem là sử dụng tối đa công suất động cơ.
Xe leo dốc mặc dù có lực cản lớn hơn nhưng xe chạy với tốc độ nhỏ thì cơng suất phụ tải cũng sẽ bé hơn trường hợp xe chạy ở tốc độ tối đa.
Vì vậy ta chọn trường hợp ở tốc độ tối đa và công suất cản của xe lúc này là: N𝑒𝜔 = F𝑓𝜔 . v = 64 . 8,33 = 533,1 W
Công suất cực đại yêu cầu của động cơ: 𝑁𝑒𝑐𝑡 = 𝑁𝑒𝜔
0,8 = 533,1
0,8 = 666,4 𝑁 Trong đó n là hiệu suất của động cơ điện là ≥ 80%. Chọn động cơ ứng với công suất cực đại:
Ne max = (1,1 – 1,25). Nect = 733 – 833 W Chọn Ne max = 800W.
3.1.2 Xe máy điện trước khi cải tạo
Chọn xe máy điện Vespas Dibao vì xe sở hữu động cơ đảm bảo yêu cầu và có thiết kế dễ cải tạo.
Bảng 3.1 Thơng số kỹ thuật của xe máy điện Vespas Dibao
Loại xe Xe máy điện hai bánh
Hãng sản xuất Dibao, xuất xứ Đài Loan
37
Động cơ 800W, 3 pha, khơng chổi than
Kích thước xe 1640mm x 640mm x 1200mm
Trọng lượng xe 70kg
Vận tốc tối đa 40 – 50 Km/h
Thời gian sạc 5 giờ
Loại phanh Bánh trước phanh đĩa, bánh sau phanh trống
Tình trạng ban đầu của xe:
Động cơ hoạt động ổn định.
Nguồn: một vài ắc quy bị phù do sử dụng lâu.
Ngoại hình xe: Bị trầy xướt và cũ.
Hệ thống điện bị sửa và độ chế.
Vận tốc tối đa: 39km/h.
Trọng lượng xe: 50kg.
Bạc đạn cổ xe bị vỡ dẫn đến cổ xe yếu.
3.1.3 Thiết kế khung đặt tấm pin năng lượng mặt trời
Dựa trên ý tưởng của dịng xe Sidecar có nguồn gốc từ thế chiến thứ 2 cịn được sử dụng cho đến ngày nay, được Philippines phát triển thành dòng xe Tricycle được sử dụng phổ biến của người dân và các nước trong khu vực Đông Nam Á hay trên thế giới sử dụng với các tên gọi khác nhau.