55
Hình 2.57 Moto điện đã được tích hợp với mâm
Sau khi hoàn thành đủ các chi thiết liên qua thì bọn em đã tiến hành lắp ráp trên nền SolidWord. Và đây thiết kế hồn thiện trên SolidWorks.
56
Chương 3
MƠ PHỎNG, THI CÔNG, LẮP RÁP VÀ THỰC NGHIỆM
3.1 Mơ phỏng
3.1.1 Thiết kế hồn chỉnh
Trong chương này, thiết kế cuối cùng của khung xe được trình bày và giải thích. Ý tưởng chính là phải rõ ràng từng bộ phận sẽ tạo thành phần thân của chiếc xe. Khung, khung phụ và tay đòn cấu thành các bộ phận cơ bản của khung và đã được phát triển.
57
3.1.2 Khung sườn
Hình 3.2 Khung xe sau khi hoàn thành thiết kế
Chúng em sử dụng kiểu khung giá đỡ đơn vì sự gọn nhẹ cũng nhưng phổ biến của nó. Nhược điểm lớn nhất ở đây là kiểu khung sườn này khơng có diện tích rộng nên chúng em đã hàn thêm khung đỡ phụ nhằm có vị trí cho việc để ắc quy. Ngồi ra bình xăng giả trên khung sườn này cũng được giữ nguyên để ra dáng xe café racer.
3.1.3 Hệ thống treo trước
Chúng em sử dụng phuộc ống lồng truyền thống vì giá thành rẻ được sử dụng phổ biến và dễ dàng tìm mua. Phuộc này đã được tùy biến về vụ trí đặt cụm phanh để phù hợp hơn. Một số thay đổi thay đổi về cụm chạc 3 và gá nâng ghi đông để dáng ngồi được thoải mái khơng gị bó như xe café racer cổ điển.
58
Hình 3.3 Vị trí bàn đạp phanh, yên xe, tay lái được đặt phù hợp để
thoải mái cho người lái
59
3.1.4 Vị trí đặt ắc quy
Chúng em đã cắt 1 phần của khung sườn và hàn thẳng khung đỡ ắc quy vào khung sườn. Hình ảnh mơ phỏng:
60 Hình ảnh thực tế:
Hình 3.6 Khung đỡ ắc quy được hàn vào khung sườn (thực tế) 3.1.5 Cánh tay đòn (gấp)
Cánh tay đòn này chúng em lấy nguyên bản từ xe 67 và đã có 1 chút tùy chỉnh để tăng trục cơ sở của xe nhằm giúp xe chạy ổn định hơn. Cụ thể thì cánh tay địn này đã được tăng thêm 80mm.
61
3.1.6 Hệ thống treo sau
Chúng em sử dụng phuộc treo đơi dạng lị xo nhằm phù hợp với thiết kế của khung giá đỡ đơn. Sự phổ biến cũng như giá cả hợp lý của nó cũng là 1 ưu điểm để chúng em quyết dịnh chọn nó để thiết kế.
Hệ thống này bao gồm 2 phuộc lò xo, 1 đầu được gắn vào vị trí ngã ba sau của khung sườn đầu còn lại gắn vào cánh tay đòn được cố định bằng bu long.
Hình 3.8 Hình ảnh phuộc sau (mô phỏng)
3.1.7 Bánh trước, bánh sau và cụm thắng
Bánh trước và sau sử dụng kiểu vành 17 inch và kiểu vành nan hoa cho xe giảm khối lượng đi đáng kể. Trong đó bánh sau được thiết kết tích hợp mơ tơ điện và lược bỏ đi phần nhông sên đĩa mang lại sự thon gọn cho xe. Thắng sau đã được bọn em tích hợp trong mơ tơ và thắng trước bọn em sử dụng thắng đĩa với phanh thủy lực 2 pittông.
62
Hình 3.9 Hình ảnh phanh đĩa trước 2 pittơng và vành kiểu nan hoa (mơ phỏng)
Hình 3.10 Hình ảnh phanh sau được tích hợp vào mơ tơ điện
63
3.1.8 Mô phỏng lực
Phân tích phần tử hữu hạn là một kỹ thuật số để tìm lời giải gần đúng cho các bài tốn giá trị biên cho các phương trình vi phân riêng bằng cách chia nhỏ toàn bộ miền bài toán thành các phần đơn giản hơn, được gọi là phần tử hữu hạn. Các phương pháp khác nhau từ phép tính các biến thể được sử dụng để giải quyết vấn đề bằng cách giảm thiểu một hàm lỗi liên quan.
Chia lưới là quá trình chuyển đổi một cơ thể rắn thành một loại các nút và phần tử. Các nút là các điểm số ít trên phần thân của thành phần. Các thực thể hình học được tạo ra bằng cách nối các nút được gọi là phần tử. Tất cả các tính tốn u cầu của phần mềm được thực hiện tại các nút. Các giá trị thu được tại các nút được nội suy trong toàn bộ phần tử.
Hình 3.11 Chia lưới vật thể cần tính tốn
Sau khi cho lực tác dụng là 200N và tải trọng phân bố đều để phần mềm SolidWorks Simulator tính tốn thì kết quả ban đầu cho thấy phần khung sườn nơi người lái là yếu nhất và phải cần gia cố thêm 4 thanh sắt để nơi này vững chắc hơn. Sau đây là hình ảnh trước và sau khi gia cố.
64 Khung sườn:
Hình 3.12 Trước khi gia cố khung sườn ở vị trí ngồi của người lái.
65 Cánh tay đòn
Khi tác dụng lực vượt quá giới hạn bền tải (cụ thể là 500N) lên bề mặt như hình thì chúng ta dễ dàng thấy phần giữa của cánh tay đòn là phần biến dạng nhiều nhất và có xu hướng cong xuống. Sau đây là hình ảnh mơ phỏng:
Hình 3.14 Mơ phỏng giới hạn bền tải của cánh tay đòn làm bằng vật liêu AISI 4130.
Chạc ba
Chạc ba là bộ phận khá quan trọng trên 1 chiếc xe máy. Nó vừa chịu dao động từ mặt đường, vừa là cơ cấu dẫn hướng lại còn phải tải thêm trọng lượng của người lái và thân xe. Sau đây là hình ảnh của chạc 3 sau khi phải chịu lực tác dụng qua mức giới hạn bền tải cho phép:
Hình 3.15 Chạc ba bị biến dạng sau khi tác dụng lực quá lớn.
Có thể thấy phần nối giữa cổ lái và nơi đặt giảm xóc trước bị biến dạng nhiều nhất. Đây cũng là nơi dễ bị phá hủy nhất của chi tiết này.
66
3.2 Lắp ráp 3.2.1 Khung sườn
Để tiết kiệm chi phí chúng em đã sử dụng lại khung sườn của một chiếc win100 và tiến hành cải thạo thay đổi theo mục đích sử dụng cho đồ án tốt nghiệp vì khung sườn của xe này đơn giản, chắc chắn và dễ cải tạo mà không ảnh hưởng quá nhiều tới các hoạt động khác trên xe. Vì khơng sử dụng động cơ đốt trong nên chúng em đã cắt bỏ đi pát treo máy khung chứa bộ phận ắc quy và hàn một bộ khung mới để chứa bộ ắc quy lớn hơn và nhằm gia cố cho xe thay cho những bộ phận gia cố đã bị cắt bỏ.
Chúng em cịn cắt ngắn ln phần đuôi sau để lắp một bộ đèn hậu mới và cũng đã thay đổi một bộ chắn bùn khác sau đó tinh chỉnh và lắp lên xe.
67
3.2.2 Lắp tay thắng trước và tay thắng sau
Ở đây chúng em chọn lắp tay thắng trước là phanh dầu vì lực phanh trước cần mạnh và tức thì nên chúng em quyết định chọn phanh dầu cho được khả năng phanh tốt và độ trễ thấp mà cịn có cả tính thẩm mỹ cao.
68
Hình 3.18 Lắp tay thắng sau
Ở phanh sau chúng em lựa chọn phanh đùm được tích hợp sẵn trong bánh sau vì phanh đùm cho một cảm giác phanh êm hơn giúp người lái cảm thấy thoải mái khi chạy và cũng nâng cao thẩm mỹ vì bộ phận phanh đã được thiết kế ở bên trong bánh sau.
69
Hình 3.20 Lắp ráp tay thắng ghi đông trên SolidWorks 3.2.3 Lắp bộ phuộc 3.2.3 Lắp bộ phuộc
Hình 3.21 Sau khi lắp chảng ba dưới
Sau khi lắp ráp chảng ba dưới chúng em đã bắt đầu đưa phuộc trước vào để điều chỉnh tư thế lái sao cho thoải mái và cân chỉnh sao cho hai cây phuộc bằng nhau.
70
Hình 3.22 Lựa chọn và lắp bộ phuộc trước cân chỉnh cho đều cả hai cây phuộc
Ở bước này chúng em lựa chọn phuộc nguyên bản theo xe và bộ chảng ba trên dưới để tiết kiệm chi phí chế tạo khung những vậy bộ phuộc trước dài giúp cho vị trí ngồi của người lái rất thoải mái không gây mỏi sau khi đi một doạn đường dài liên tục chúng em cũng đã sử dụng bộ ghi đông khác cao hơn để tư thế người lái không bị dồn quá nhiều và phía trước
71
Hình 3.24 Lắp chảng ba dưới trên SolidWorks 3.2.4 Chọn lựa và lắp bánh trước 3.2.4 Chọn lựa và lắp bánh trước
Ở bánh trước vì đã sử dụng lại phuộc nguyên bản nên chúng em sử dụng lại bộ chắn bùn trước.
72
Phần này chúng em đã dự định thay một cặp bánh khác cỡ to hơn để giúp chiếc xe nhìn chắc chắn hơn nhưng do khoảng cách giữa hai cây phuộc khá nhỏ không vừa với những cỡ bánh lớn hơn nên chúng em quyết định giữ lại cặp bánh zin và thay một bộ vỏ mới giúp xe ổn định hơn chống trơn trượt do bộ võ cũ đã hao mịn.
73
Hình 3.27 Lắp bánh trước heo trước trên SolidWorks 3.2.5 Lắp ráp heo trước 3.2.5 Lắp ráp heo trước
Hình 3.28 Heo dầu và pát heo đã được lắp hoàn chinh lên xe và hoạt động bình
74
Đi cùng với bộ tay dầu trước chúng em cũng lựa chọn một con heo dầu nissin hai piston để có lực phanh dài hơn tạo sự êm ái khi sử dụng chúng em đã làm lại pát heo để vừa với phuộc nguyên bản và ăn hết bố
3.2.6 Bánh sau, gắp, phuộc sau
Sau khi hồn thành bánh trước thì chúng em chuyển tới bộ phận phía sau, khi đã chắc chắn bánh sau sẽ vừa với gấp zin theo xe chúng e đã tiến hành lắp ráp gắp sau lên xe vì khơng cịn sử dụng đến bộ nhơng sên đĩa nên bọn em cũng đã tháo bỏ cao su gắp đi để tăng tính thẩm mỹ hơn, bọn em giữ lại pát bắt carte để làm nơi giữ bộ dây tải cho motor điện ở phía sau tránh để dây điện quá rối và gây nguy hiểm trong quá trình xe vận hành trên đường.
75
Hình 3.30 Phuộc sau được lắp hoàn chỉnh
Sau khi đã có gắp sau chúng em đã lắp phuộc sau vào để xem tư thế ngồi của người lái có quá cao hoặc quá thấp sau đó sẽ chỉnh sửa lại và cũng ướm thử mâm sau để chắc chắn mâm sau sẽ vừa khơng thì sẽ thay bằng một bộ gắp khác.
76
Hình 3.31 Bộ gắp sau zin, motor điện đã đợc lắp thử lên xe
77
Bánh sau bọn em đã thay bằng một moto điện có cơng suất 1000w phanh sau cũng được tích hợp vào bên trong.
Gắp sau chúng em sử dụng lại gắp zin để có sự chắc chắn tránh trường hợp phải thay đổi quá nhiều ở bộ phận truyền lực. Phần đậy điện bọn em đã đưa vào trong một ống nhựa cột gọn vào pát carte tránh các tác nhân bên ngoài gây hư hại đến dàn điện và cũng tránh được việc cạ, cấn gây đứt dây tải gây nguy hiểm cho người lái. Vì đã thay đổi bánh sau nên chúng em đã loại bỏ phần chắn bùn theo xe và thay bằng một bộ chắn bùn khác sau khi chỉnh sữa thì đã lắp hồn chỉnh lên xe cho xe một ngoại hình đặc trưng của xe café racer.
78
Hình 3.34 Chắn bùn sau đã qua chỉnh sữa 3.2.7 Ngoại thất 3.2.7 Ngoại thất
Do chúng em làm theo kiểu café racer nên ngoại thất chúng e đã thay yên zin bằng yên da khác, bình xăng chúng em cũng thay bằng một bình xăng khác và chỉnh sửa lại một số chi tiết đễ lắp vừa vào khung.
79
Hình 3.36 Bình xăng mới sau khi thay đổi và chỉnh sửa lắp hoàn chỉnh lên xe
80
Chương 4
ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ VÀ KẾT LUẬN 4.1 Đánh giá kết quả
Sau quãng thời gian khi nghiên cứu và thực hiện đề tài “Thiết kế, chế tạo xe máy điện” nhóm đã tìm hiểu và đạt được kết quả như sau:
+ Vận dụng kiến thức đã học ở trường đưa vào thực tế.
+ Tính tốn được khả năng chịu tải, góc đặt phuộc trước và sau, chọn những trang thiết bị làm giảm trọng lượng xe, tạo thoải mái cho người lái.
+ Mô phỏng thành cơng mơ hình xe máy điện trên phần mềm SolidWorks.
+ Mơ phỏng thành công khả năng chịu tải của vật liệu trên phần mềm SolidWorks.
+ Thi cơng lắp ráp hồn chinh mơ hình vật lý. Tuy nhiên bên cạnh đó, vẫn cịn một số hạn chế:
+ Sau khi thi cơng lắp ráp hồn chỉnh mơ hình vật lý, mơ hình vẫn chưa thể thực hiện thử nghiệm trên đường vì lý do khách quan.
+ Một số vấn đề bất cập mà nhóm chưa thực hiện giải quyết triệt để. Thuận lợi:
+ Nhóm đã nhận được sự giúp đỡ tận tình của GVHD Huỳnh Quang Thảo trong thời gian thực hiện đề tài.
+ Với sự phát triển của Internet nhóm đã dễ dàng tiếp cận với các thơng tin trong và ngoài nước.
Khó khăn
+ Vì tình hình dịch bệnh Covid 19, gây khó khăn trong việc thực hiện mơ hình cũng như việc tương tác giữa các thành viên trong nhóm nên đề tài thực hiện chưa đạt được kết quả tốt nhất.
Tuy nhiên, với sự cố gắng và nỗ lực của các thành viên trong nhóm cũng như sự hỗ trợ tận tình của GVHD Huỳnh Quang Thảo nên đề tài đã hoàn thành đúng tiến độ.
4.2 Kết luận
Xe máy điện hiện đang là xu hướng phát triển của xã hội và có thể là một phương tiện được sử dụng để di chuyển chủ yếu trong tương lai. Nắm bắt được vấn đề đó,
81
nhóm lựa chọn thực hiện để cải thiết kế, chế tạo xe máy điện" và đã đạt được thành cơng nhất định. Tuy nhiên, trong q trình thực hiện để tải do ảnh hưởng của tình hình dịch bệnh, để tài chỉ tập trung vào thiết kế hệ thống điện trên xe máy điện, những tính năng cơ bản trên xe hoạt động ổn định. Bên cạnh đó, các cơng đoạn sau có thể sẽ được thực hiện trong tương lai:
- Trang bị các tính năng an tồn trên xe, đổi với một chiếc xe tay điện hiện nay việc lưu thơng trên đường khơng chỉ có vận hành xe mà cịn phải đảm bảo được các yêu cầu đặt ra về an toàn hệ thống cảnh báo và chạm, hệ thống phanh ABS, hệ thống hãm phanh điện... nhằm giúp xe đạt được độ tin cậy cao khi lưu thông trên đường. - Trang bị các tính năng tiện ích phù hợp với nhu cầu của xã hội hệ thống chống trộm, hệ thống định vị xe.
Với tốc độ phát triển của công nghệ hiện nay, việc thơng minh hóa chiếc xe đang là xu hưởng ở thời đại công nghệ 4.0. Câu yêu cầu khắt khe đặt ra đối với môi trường hiện nay gây trở ngại không nhỏ cho ngành công nghiệp ô tô cũng như xe máy sử dụng động cơ đốt trong trên thế giới, những chiếc xe được sản xuất được đòi hỏi nghiêm ngặt về chất lượng khí thải bên cạnh đó là về tình trạng thiếu hụt năng lượng hóa thạch trong tương lai. Có thể thấy được sự thuận lợi của thị trường xe điện đang ngày càng phát triển ở thế giới cũng như trong nước. Các phương tiện sử dụng năng lượng điện có thể trở thành xu hướng phát triển mới cho nền công nghiệp nước nhà.
82
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] ThS. Hoàng Thị Oanh. Giáo trình vẽ kỹ thuật. Trường Đại học Công nghệ TpHCM, năm 2017, trang 1 - 12.
[2] ThS. Nguyễn Văn Long Giang. Giáo trình nhập mơn ngành công nghệ kỹ thuật ô
tô. Trường Đại học Công nghệ Tp.HCM, năm 2018, trang 12 - 17.
[3] TS. Nguyễn Phụ Thượng Lưu. Giáo trình tính tốn thiết kế ô tô. Trường Đại học