34
Khi có va chạm với chướng ngại vật, lực tác động trực tiếp lên thanh nối và sẽ được chuyển qua bộ phận giảm xóc và như thế người điều khiển sẽ khơng bị ảnh hưởng nhiều bởi tác động này.
Hình 2.25 Phuộc giị gà leading link
Ưu điểm của phuộc giò gà Leading Link: – Rẻ tiền.
– Hiệu quả cao ở ngay cả những tác động nhỏ.
– Dễ nhận biết khi xảy ra hư hỏng nhằm tránh hậu quả đáng tiếc cho người sử dụng.
Nhược điểm của phuộc giò gà Leading Link: – Độ bền kém khi gặp những tác động lớn.
– Khi đi qua những con đường có bề mặt dốc dễ bị mất ổn định.
Tóm lại, phuộc giị gà là loại phuộc tuyệt vời khi đi trong thành phố nhưng lại không nên sử dụng để đi việt dã.
35
Phuộc lò xo là một dạng phuộc đàn anh cuộc phuộc giò gà. Dạng phuộc này khơng có hệ thống nhún (ống ty, lò xo) đặt trong vỏ phuộc nhưng nó được đưa hẳn ra bên ngồi chảng ba (càng trước). Dạng phuộc này được sử dụng trên các mẫu xe cổ điển hoặc chopper.
Hình 2.26 Cấu tạo phuộc lò xo Springer
Tuy nhiên ngày nay mẫu phuộc này cũng được áp dụng trên phiên bản Softtail Springer của Harley Davidson.
Đây là kiểu phuộc với hệ thống nhún đặc biệt được đặt gần chảng ba (càng trước) hoặc lồng vào trục giữa chảng ba và song song với 2 chân trụ của bánh trước. Khớp bản lề ở bánh trước có nhiệm vụ nối bánh trước với phuộc và đôi chân trụ.
Ngồi ra, nhiệm vụ chính của khớp này chính là truyền tải chấn động khi va chạm với chướng ngại vật lên phuộc trước khi chân trụ bị tác động.
Ưu điểm của phuộc lò xo Springer: – Rẻ tiền.
36
– Dễ nhận biết khi xảy ra hư hỏng nhằm tránh hậu quả đáng tiếc cho người sử dụng.
Nhược điểm của phuộc lò xo Springer: – Độ bền kém khi gặp những tác động lớn.
– Khi đi qua những con đường có bề mặt dốc dễ bị mất ổn định. Phuộc Earles:
Phuộc Earles – được lấy tên theo người sáng chế – là một ví dụ về sự đa dạng của kiểu phuộc sử dụng dẫn động trước (phuộc giò gà cũng là một dạng dẫn động trước).
Phuộc Earles được phát mình vào năm 1953 bởi một người anh tên Ernest Earles với hệ thống nhún – kiểu phuộc lồng – được gắn vào gần trục của bánh trước.
Hình 2.27 Cấu tạo cơ bản Phuộc Earles
Khi thắng gấp, khung phuộc tạo thành một thế tam giác cân, tất cả các lực đều dồn lên phuộc và đi theo phương xuống mặt đất – điều này không thể thực hiện được trên phuộc lồng – tạo ra sự an toàn cao cho người điều khiển.
37
Khá nhiều hãng xe đã áp dụng kiểu phuộc này cho các mẫu xe đua của mình vào năm 1953 như MV Agusta, BMW. Ngoài ra, mẫu thiết kế này cũng được nhiều hãng xe áp dụng lên các kiểu xe chuyên dụng đi đường trường hoặc địa hình như Douglas motorcycle. Từ 1955 đến 1969, BMW đặc biệt chỉ sử dụng kiểu phuộc này trên các dịng xe của mình.
Hình 2.28 Thiết kế phuộc Earles trên BMW
Ưu điểm của phuộc Earles:
- An tồn hơn khi bóp phanh hoặc gặp chướng ngại vật. - An toàn khi cua gấp, đặc biệt cho xe sidercar.
Nhược điểm của phuộc Earles: - Làm giảm độ bám của bánh trước. Phuộc xà nhà (Girder):
Phuộc Girder là một trong những loại phuộc đầu tiên cho xe máy, bao gồm một cặp trục thẳng nối liền với chảng ba bằng một khớp liên kết có thể xoay được cịn lò xo được đặt vào trục giữa của chảng ba.
38
Khi có va chạm, lực tác động sẽ dồn lên 2 chân trụ phía trước, đẩy 2 chân này theo hướng lên trên và nén lò xo nằm trên trục giữa của chảng ba lại nhằm làm giảm sự tác động của lực va đập.
Phuộc tay đòn xa (Telelever):
Phuộc tay đòn xa có tên gốc là Saxon-Motodd nhưng được BMW ưu ái gọi riêng thành một tên khác là Telelever. Nó có một cánh tay địn (swingarm) rời gắn liền với sườn xe và một hệ thống nhún được đặt trên cánh tay địn này có tác dụng làm giảm sự giằng xóc tối đa cho người điều khiển.
Hình 2.30 Cấu tạo Phuộc tay địn xa Telelever
Theo như thiết kế của Telelever, do cánh tay đòn được đặt trùng tâm với tay lái nên khi gặp đường xóc hoặc phanh lại thì lị xo trên cánh tay đòn bị nén lại, làm cho chiều dài cơ sở của xe bị kéo dài ra, khiến cho xe có xu hướng dốc về trước (dù khơng cần phanh gấp), giảm thiểu hiện tượng trượt bánh – đây là ưu điểm chính của kiểu thiết kế này.
Tuy nhiên, yếu điểm của dạng phuộc này cũng là đây, khi lò xo đàn hồi lại sau khi bị nén (hồi ngun) thì tồn bộ lực bị tác động lên sườn xe thay vì chỉ tay lái nên dù được sự êm ái nhưng không tránh khỏi “thiếu cảm giác” .
Ưu điểm của phuộc tay đòn xa Telelever: - Giảm hiện tượng trượt bánh khi phanh. Nhược điểm của phuộc tay đòn xa Telelever: - Khó cảm nhận được độ nhún của bánh trước.
39
Phuộc tay địn đơi Hossack/Fior (Duolever):
Sau phiên bản tay địn đơn, BMW đã bỏ cơng cải tiếng và cho ra đời phiên bản cải tiến mang tên Duolever dựa trên phiên bản đàn anh Telelever.
Thiết kế này được phát triển bởi Norman Hossack và được Claude Fior, John Britten sử dụng trên những mẫu xe đua của mình. Vào năm 2004, BMW chính thức giới thiệu mẫu xe K1200S với đôi phuộc mới mang tên Duolever. Nối tiếp thành cơng đó, BMW cho ra đời K1200S, K1200R và K1200GT đều sử dụng Duolever.
Hình 2.31 Mẫu K1200R của BMW trang bị phuộc tay địn đơi
Thiết kế của dạng phuộc này khác hoàn toàn so với Telelever. Bộ phận giảm xóc được gắn liền với càng trước xe bởi 2 tay đòn, giữa 2 tay địn này có một khớp bản lề nối càng xe với phần trục cổ xe theo phương vng góc với mặt đất nên Hossack gọi đây là “cơ cấu lái vng góc” (steered upright).
Sau khi tham khảo tất cả loại phuộc ở đây nhóm em đã quyết định chọn phuộc ống lồng vì nó cũng là bộ giảm xóc zin của xe giúp nhóm em có thể tiết kiệm được chi phí khi làm đồ án ngồi ra nó cũng đáp ứng đủ được các nhu cầu như rẻ các phụ tùng thay thế dễ tìm kiếm và dễ sửa chưa hoặc tinh chỉnh .
40
2.3.2.2 Thiết kế
Hình 2.32 hình thực tế của phuộc trước
Sau khi đo đạc và tính tốn vị trí ngồi của người lái chúng em đã cắt phuộc ngắn đi 1.5mm để vị trí ngồi của người lái khơng q cao và phuộc không bị nén quá sớm và cũng giúp cho xe chạy ổn định hơn do phuộc trước khi bị hạ thấp xuống tư thế ngồi của người lái sẽ hơi dốc tạo một lực lên phuộc trước giúp bánh xe bám xuống đường nhiều ổn mà không ảnh hưởng nhiều đến việc đánh lái.
41
Hình 2.33 Phuộc trước sau khi dùng phần mềm SolidWorks vẽ lại
Đây là hình ảnh bên ngồi của phuộc trước mà bọn em đã cắt ngắn và ráp thử lên xe dùng phần mềm SolidWork để mơ phỏng hình ảnh thực tế.
Hình 2.34 Cấu tạo bên trong của phuộc trước
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 hoàn 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 khơng q 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 lông 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 hồn 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