19
a. Trọng tâm nằm ngang của xe:
Khối lượng xe khi không tải: 105kg.
Chiều dài cơ sở của xe là 1230mm = 1,23m.
Trọng lượng phía trước (Wf) = trọng lượng phía sau (Wr) = Khối lượng xe/2 = 50,25 Kg.
Thơng thường, vị trí nằm ngang của trọng tâm là giữa các bánh xe và Wf = Wr, cho độ lệch trọng lượng 50/50. Đây là một giá trị gần đúng rất có thể sử dụng cho nhiều phép tính.
Vị trí nằm ngang của trọng tâm trên trục hoành.
X= Trọng lượng trước (Wr) x Chiều dài cơ sở (WB)/ [Trọng lượng trước+Trọng lượng sau (Wr) = 50,25 x 1,23/ [50,25+50,25]= 0,589 m.
b. Vị trí nằm dọc của trọng tâm trên trục tung
h= cot(arcsin(y/WB)) * [{(Wr * WB)/(Wf+Wr)}-X]+(Rf+Rr)/2. h = chiều cao của trọng tâm.
y = chiều cao bánh trước được nâng lên trên bánh sau. Rf = bán kính của lốp trước.
Rr = bán kính của lốp sau.
Bán kính lốp xe trước = bán kính lốp xe sau = 8,5 inches = 0,256 m. Bánh trước và sau cùng trên một mặt phẳng nằm ngang nên y = 0. Vậy vị trí trọng tâm theo trục tung là:
h= cot(arcsin(0/1,23)) * [{(50,25*1,23)/105}-0,589]+(0,256*2)/2 = 0,256m.
Trọng tâm trên xe của chúng em có tọa độ (0,589.0,256)m.
2.2.6 Tần số dao động và chu kì dao động của hệ thống treo
Nếu hệ thống giảm xóc của xe máy điện hoạt động kém, thì xe máy điện sẽ dao động ít nhất, chẳng hạn như khi đi qua đường xóc và sau khi dừng lại. Tần số dao động cà chu kì dao động của xe sẽ là:
Tần số dao động của hệ thống treo trên xe (f). Khối lượng của xe (m) là 105 kg.
20
Ta có: f= ( )x = x =3,97 Hz. Chu kì dao động của hệ thống treo (T). T= 1/f =1/3,97 = 0,25 (s).
2.2.7 Các lực tác dụng
Các phép tính sau đây được thực hiện khi xét rằng lực 2g tác dụng, g = 9.81 m/s. Trọng lượng ước tính = 220 kg (trọng lượng của xe + người lái).
Tải trọng tác động = g * trọng lượng ước tính = 9,81 * 220 = 2158 N.
Ngoài ra, thời gian tác động = (Khối lượng * Vận tốc) / Tải trọng tác động. Giả sử tốc độ tối đa = 58 km / h, tức là vận tốc = 16,11 m /s.
Thời gian tác động = (220 * 16.11) /4316.4 = 0,82 giây ứng suất năng suất= 460 MPA.
Ta có chiều dài trục cơ sở là: 1230mm.
→ Góc cổ = acrtan( chiều cao cổ/ chiều dài cơ sở)= arctan(520/1230)=230
Lực cản dốc: 𝐹𝐼 = 𝐺 * 𝑠𝑖𝑛𝛼. Trong đó: G là trọng lượng xe (N). 𝛼 là góc dốc mặt đường. Ta chọn độ dốc mặt đường là 10% → 𝛼 = 5o43’. Vậy 𝐹𝐼 = 𝐺 * 𝑠𝑖𝑛𝛼 = 1,176 * 0,09961 = 117,14136 (𝑁).
Tổng lực cản khơng khí = lực cản gió + lực cản khơng khí tác động lên xe .
a. Lực cản gió: 𝐶𝑤 = [0,98(𝑤⁄𝑉) 2 + 0,63(𝑤⁄𝑉)]. 𝐶𝑟𝑤 − 0,4(𝑤⁄𝑉).
Trong đó:
w – tốc độ gió trung bình (mph).
v – tốc độ của xe. Crw – hệ số cản của gió. 1,4 cho xe sedan.
1,2 cho xe có khí động học hình giọt nước.
1,6 cho xe sedan mở cửa sổ. → Chọn Crw = 1,2 cho xe máy điện. Vậy 𝐶𝑤 = [0,98(7,5⁄25) 2 + 0,63(7,5⁄25)].1,2 − 0,4(7,5⁄25) = 0,8124. b. Lực cản khơng khí: 𝐹𝑊𝑋 = 𝐶𝑑. 𝐴. 𝑉 2 /391.
21 FWX – lực cản khơng khí xe phải chịu (lb). Cd – hệ số cản khơng khí của xe.
Đối với xe máy Cd = 0,5 – 1 → ta chọn Cd = 0,75. A – diện tích mặt cắt theo phương lực cản của khơng khí (ft2) 𝐴 = 2,3.3,28 = 7,544 (𝑓𝑡2 ).
V – tốc độ xe (mph).
𝐹𝑊𝑋 = 0,75.7,544.252 391 = 9,04 (𝑙𝑏). 𝐹𝑊(𝐶𝑊) = 0,32352.9,04 = 2,925 (𝑙𝑏). Vậy 𝐹𝑊 = 𝐹𝑊𝑋 + 𝐹𝑊(𝐶𝑊) = 9,04 + 2,925 = 11,965 (𝑙𝑏) = 53,22 (𝑁).
c. Lực cản lăn: 𝐹𝐹 = 𝐶𝑟 * 𝐺 * 𝑐𝑜𝑠𝛼
Trong đó: Cr – hệ số cản lăn → chọn Cr = 0,01. G – trọng lượng xe. Ta chọn độ dốc mặt đường là 10% → 𝛼 = 5o43’.
Vậy 𝐹𝐹 = 0,01 * 1,176 * 0,995 = 11,7 (𝑁) Lực quán tính: 𝐹𝑗 = 𝑚 * 𝑎
Trong đó: m – khối lượng xe (kg) a – gia tốc xe → chọn a = 1,5 (m/s2) Vậy 𝐹𝑗 = 120 * 1,5 = 180 (𝑁)
22
2.3 Thiết kế
2.3.1 Lựa chọn và thiết kế khung sườn
Để có thể bắt đầu vào việc làm đồ án tốt nghiệp xe máy điện thì đầu tiên cần phải có khung sườn trước vì nó là thành phần cơ bản, là nền móng để bắt đầu phục vụ cho việc làm đồ án thì trước tiên ta sẽ vào phần lựa chọn khung sườn.
2.3.1.1 Lựa chọn
+ Khung thép nguyên tấm