Để có thể mơ phỏng lại phuộc trước nhóm em đã tháo rời phuộc trước ra và vẽ lại những chi tiết bên trong nhằm đáp ứng được những nhu cầu sau này như thử độ nhún, khả năng chịu tải của xe,… Phuộc này gồm các chi tiết như các hình sau:
42
Hình 2.35 Lị xo phuộc trước
43
Hình 2.37 Ốc đầu phuộc
Hình 2.38 Ty phuộc đã ghép lị xo vào bên trong
Sau khi thiết kế được cây phuộc trái thì bọn em đã bắt tay vào định hình lại vị trí bắt heo dầu và ghép vào chân phuộc phải để có được một cặp phuộc hồn chỉnh.
44
Hình 2.39 Chân phuộc sau khi thêm vị trí để bắt heo dầu
Sau khi hồn thành hết các bước vẽ chi tiết thì bọn em tiến hành ghép lại thành một khối thống nhất.
Hình 2.40 Cặp phuộc hồn chỉnh
Sau khi hồn thành cặp phuộc thì chúng em tiếp tục đo đạc chảng ba dưới và chảng ba trên và tiến hành vẽ trên nền SolidWord.
45
Hình 2.41 Chảng ba dưới
46
Hồn thành được chảng ba trên dưới thì nhóm em di chuyển xuống phần bánh xe bánh trước là dạng bánh nan hoa ban đầu chúng em dự định sẽ sử dụng bánh mâm nhưng do thiết kế cổ điển nên bánh nan hoa sẽ phù hợp hơn.
Hình 2.43 Bánh nan hoa trước
Cuối cùng là ghi đông phần quyết định vị trí ngồi của người lái như thế nào phần ghi đơng này nhóm em giữ lại ghi đơng ngun bản theo xe vì nó cho người lái một tư thế ngồi rất thoải mái khơng bị q dốc về phía trước gây mỏi. Ngồi ra phần ghi đơng cịn có phần gù theo xe giúp giảm hiện tượng xốc gây mỏi và giúp cân bằng tay lái, chống rung.
47
Hình 2.44 Ghi đơng xe
Sau khi các thành phần phía trước đã đầy đủ thì nhóm em bắt đầu chuyển sang tính tốn phần phía sau gồm giảm xóc sau, gắp sau, moto điện, pin nhiên liệu.
2.3.3 Lựa chọn và thiết kế phần đuôi xe
Ở phần sau nhóm em quyết định sử dụng gắp đơi và phuộc lị xo sau vì hai thành phần này được sử dụng rất nhiều và những ứng dụng của chúng trong xe điện rất nhiều vì đáp ứng được các nhu cầu như bền, chi phí sản suất thấp,…. Dưới đây là một số số thông tin cơ bản về cả hai thành phần.
2.3.3.1 Lựa chọn
Bắt đầu nói về sự khác biệt giữa gắp đơi và gắp đơn. Đầu tiên đó là gắp đơi với hình dạng thiết kế phổ biến nhất từ xe máy, xe điện phổ thông lên đến Superbike hiệu suất cao.
Điểm đặc biệt là tất cả các thay đổi cũng được xem là khá đơn giản và không quá phức tạp, ví dụ như cài đặt khoảng cách xích, chỉ cần nới lỏng các bu lông cố định trục và điều chỉnh khoảng cách ở đuôi chuỗi. Cũng vô cùng thuận tiện với việc thay má phanh sau (xe sử dụng thắng đĩa ở sau), chỉ cần nới lỏng các bu lơng lắp trên phanh, bạn có thể tháo bơm phanh phía sau.
Nhưng về việc tháo bỏ bánh sau được coi là một chút khó khăn, bởi vì phải tháo ốc tán cốt cố định trục sau đó kéo trục ra, đặc biệt cần phải cẩn thận khi đưa bánh xe ra để không va vào những thứ khác gây trầy xước và hư hại.
48
Hình 2.45 Bộ gắp đơi cơ bản
Về mặt sản xuất thì gắp đơi được xem là ít chi phí hơn bởi có thể sử dụng nhiều loại vật liệu từ thép đến nhôm tùy thuộc vào yêu cầu nhà sản xuất và loại xe. Do đó nó được coi là một lợi thế hoàn hảo để sử dụng từ hạng xe đường phố đến đường đua và giá sẽ thấp hơn so với gắp đơn.
Đến với đơn vị gắp đơn. Điều đầu tiên mà nhiều người ngay cả mình đều thích thú có lẽ là phần thiết kế khá độc đáo và khác hoàn toàn so với gắp đôi phổ thông. Tại thời điểm này, bất kể mơ hình xe nào được trang bị gắp đơn đều trở nên độc đáo và nổi bật.
Ngoài việc sở hữu thiết kế đẹp mắt ra thì mặt thuận tiện cũng đáng được nhắc đến như việc thay đổi hoặc tháo rời các bộ phận như bánh sau cũng khá dễ dàng, chỉ cần nới lỏng đai ốc ở trung tâm của bánh xe, bạn có thể ngay lập tức tháo bánh xe ra khỏi trục.
Tiếp tục với việc bảo dưỡng hệ thống phanh, nó cũng được xem là khá dễ dàng thực hiện ở một mức độ nhất định. Nhưng về mặt điều chỉnh khoảng cách của chuỗi xích tải có thể hơi khó khăn, bởi vì có thể u cầu sử dụng một công cụ chuyên dụng chuyên dành cho gắp đơn để điều chỉnh bánh sau và xích xe một cách phù hợp và đơi khi các trung tâm dịch vụ sửa chửa nhỏ lại khơng có.
49
Hình 2.46 Bộ gắp đơn cơ bản
Từ ý kiến của nhiều người đã qua sử dụng thì hầu như khơng có gì khác biệt trong việc điều khiển 2 chiếc xe tương tự nhau với 2 thiết kế gắp đôi và gắp đơn về độ cân bằng và trọng lượng.
Nhưng thực tế thì sẽ có một chút khác biệt nằm ở sự điều chỉnh hệ thống giảm xóc sau. Dựa trên sự đánh giá của các tay đua chuyên nghiệp được xem là chính xác nhất, bởi vì cả 2 loại gắp này đều được thiết kế để xử lý các bộ phận với khối lượng khác nhau, và nó phụ thuộc vào tổng thể chiếc xe được thiết kế từ nhà sản xuất đã tính đến độ cân bằng của chiếc xe.
50
Hình 2.47 Một trong những chiếc Tesla tương lai sử dụng gắp đơn
Cho đến hiện nay gắp đơn đã khá nổi tiếng với hầu hết những người đam mê xe. Nhưng có bao nhiêu người sẽ thực sự hiểu rằng sự khác biệt giữa những chiếc gắp đôi tiêu chuẩn và những chiếc gắp đơn dành cho những chiếc xe Superbike đắt tiền? Vì vậy muốn trải nghiệm thực sự điều khác biệt này thì phải bỏ ra số tiền không hề nhỏ.
2.3.3.2 Thiết kế
Sau khi tham khảo các ý kiến trên mạng và thầy hướng dẫn nhóm em đã chọn dùng gắp đơi có sẵn của xe thay vì gắp đơn do việc sử dụng gắp đơn sẽ dẫn tới chi phí lớn khi thực hiện đồ án vì vậy việc lựa chọn gắp đơn theo xe là lựa chọn hợp lý và cũng giúp cho hệ thống truyền lực không bị thay đổi quá nhiều so với nguyên bản của xe.
51
Hình 2.49 Hình ảnh gắp sau thực tế
Đến bộ phận phuộc sau nhóm em đã chọn dùng phuộc lị vo vì nó dễ tinh chỉnh thay đổi theo nhu cầu làm đồ án sau khi đo đạc thực tế nhóm em đã dựng mơ hình 3D lên SolidWorks.
52
Đến bánh sau nhóm em đã thay cả cụm bánh sau thành một motor điện công suất 1000W ở phía sau cũng là phần quan trọng nhất của nội dung đồ án tốt nghiệp của nhóm em.
Nhóm em cịn mơ phỏng lại thêm một số chi tiết như yên xe, bình xăng, bộ thắng trước, heo dầu, trên xe để có được một chiếc xe hồn chỉnh
Hình 2.51 n xe được thiết kế lại
53
Hình 2.53 Bộ Driver
54
Hình 2.55 Cùm phanh dầu
55
Hình 2.57 Moto điện đã được tích hợp với mâm
Sau khi hồn thành đủ các chi thiết liên qua thì bọn em đã tiến hành lắp ráp trên nền SolidWord. Và đây thiết kế hoàn thiện trên SolidWorks.
56
Chương 3
MÔ 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 hồn 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 đôi dạng lò 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 địn được cố định bằng bu long.
Hình 3.8 Hình ảnh phuộc sau (mơ 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 mô 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 mô tơ và thắng trước bọn em sử dụng thắng đĩa với phanh thủy lực 2 pittơng.
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 tồn 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 tồn 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 đơng 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 q 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.