2.2.1 Lựa chọn khung sườn
Sự khác biệt chính về cấu trúc giữa xe máy động cơ IC thông thường và xe máy điện là hệ thống sản xuất điện của xe. Các thành phần của động cơ xe máy như động cơ, hệ thống xả và bình xăng được thay thế bằng hệ thống pin và mô tơ điện. việc thiết kế và kết hợp các hệ thống cơ khí khác nhau như hệ thống treo trước và sau, hệ thống truyền động, phanh và ghế ngồi của xe là tương tự nhau đối với cả hai loại xe máy. Do đó, khung xe máy phải được thiết kế sao cho có khơng gian dành cho động cơ và hệ thống xả và bình xăng sẽ được thay thế bằng hệ thống pin và động cơ điện mà không ảnh hưởng đến hoạt động của các hệ thống liên quan trên xe.
Xem xét các thông số thiết kế và an toàn khác nhau, khung giá đỡ đơn (single cradle chassis) đã được xem xét và chọn dùng cho xe điện vì so với các khung xe máy khác thì khung giá đỡ đơn nhẹ hơn những khung khác thiết kết đơn giản tiết kiệm được nguyên vật liệu khi sản xuất nhưng vẫn cung cấp được độ cứng cao do được thiết kế một ống sắt to ở giữa khung được bao gồm các ống thép có đường kính khác nhau và khả năng chịu lực cao được hàn lại với nhau để tạo thành một cấu trúc gắn kết các thành phần khác nhau của xe. Đặc trung của khung này là động cơ cũng sẽ là một bộ phận chịu lực và cũng đóng vai trị như khung gầm xe, giúp cho kiểu khung này có giá thành thấp và nhẹ. Cũng nhờ vậy mà kiểu khung này đã được chọn để sử dụng làm khung xe điện vì dù có loại bỏ các bộ phận như động cơ, hệ thống xả, hệ thống nhiên liệu,… Thay thế bằng động cơ điện và pin năng lượng thì vẫn đáp ứng được yêu cầu hoạt động ổn định của xe. Không những vậy với khối lượng nhẹ của loại khung giá đỡ đơn và việc thay động cơ đốt trong, bình nhiên liệu, hệ thống xả càng làm cho trọng lượng của xe nhẹ hơn có được một gia tốc lớn hơn. Và với việc thay đổi bánh sau truyền thống bằng một động cơ điện có khối
14
lượng nặng hơn giúp cho xe có khả năng bám đường tốt hơn. Vì vậy khung giá đỡ đơn là loại khung phù hợp nhất để sử dụng làm khung xe điện hơn những loại khung khác. 2.2.2 Lựa chọn vật liệu Bảng 2.1 Thành phần vật chất Nguyên tố Định lượng (%) Sắt (Fe) 97,03 – 98,22 Crom (Cr) 0,80 – 1,10 Magie (Mn) 0,40 – 0,60 Cacbon (C) 0,280 – 0,330 Silicon (Si) 0,15 – 0,30 Molybdenum (Mo) 0,15 – 0,25 Lưu huỳnh (S) 0,040 Photpho (P) 0,035 Bảng 2.2 Tính chất cơ học Tính chất Đơn vị Độ bền kéo 560 Mpa Độ bền uốn 490 Mpa
Modun đàn hồi 190 – 210 Gpa
Modun nén 140 Gpa
Ứng suất cắt 80 Gpa
Hệ số Poisson 0,27 – 0,30
Tỷ trọng 7,85 g/cm3
15
Việc lựa chọn vật liệu trong thiết kế phụ thuộc vào các yếu tố khác nhau như tải trọng, chức năng, khí hậu tình trạng, thời gian tồn tại và chi tiêu tổng thể. Cân nhắc các yếu tố trên, việc lựa chọn vật liệu đã được thực hiện để thiết kế một loại khung hiệu quả và tiết kiệm. Hợp kim thép, nhôm và các hợp kim của nó, Titan, sợi Carbon được ưa thích loại vật liệu trong suốt lựa chọn. Tương đối, AISI 4130 hợp kim thép đã được sử dụng trong nghiên cứu này vì nó dễ kiếm, hiệu quả về chi phí và có các đặc tính cơ học được cải thiện.
Hình 2.2 Thép hợp kim AISI 4130 2.2.3 Tính tốn góc cổ 2.2.3 Tính tốn góc cổ
Việc lựa chọn góc cổ là một phần quan trọng trong thiết kế khung xe . Rake Angle cịn được gọi là góc cổ, là góc giữa cổ trục và trục thẳng đứng của trục bánh xe. Nó quyết định loại xe cho dù đó là loại xe du lịch hay thể thao. Nó đóng một vai trị quan trọng trong việc tạo ra sự ổn định của phương tiện giao thơng. Góc của cổ trước so với trục thẳng đứng là 19-24ᵒ và có thể tối ưu hóa chiều dài của xe.
Ta có chiều dài trục cơ sở là: 1230mm.
Chiều cao cổ (chiều dài từ tâm bánh xe đến chạc ba trên): là 520mm. → Góc cổ = acrtan(chiều cao cổ/ chiều dài cơ sở)= arctan(520/1230)=230
16 .