Phương trình cân bằng lực như sau:
FM = FL + FD + FG + FQ (3.2.1)
• Lực cản lăn được tính:
FL = f.G (3.2.2)
Trong đó ta có:
f là hệ số cản lăn. Theo phạm vi hoạt động thường xuyên của xe là công viên, hệ số cản lăn được tính cho đường đất cứng với f = 0,025 ÷ 0,035.
Chọn f = 0,025;
G là tổng trọng lượng của xe, ở đây G = 450.10 = 4500 (N); Suy ra: FL = 4500 x 0,025 = 112,5 (N)
FD = G x tanα (3.2.3) Trong đó ta có:
α là góc dốc của mặt đường, chọn α = 180 (tương ứng với độ dốc 33%) Suy ra: FD = 4.500 x 0,33 = 1.485 (N)
• Lực cản gió được tính:
FG = k.S.v2; (3.2.4)
Trong đó ta có:
k là hệ số cản khơng khí. Đối với xe con vỏ hở k = 0,4÷0, 5 (Ns2/m4) chọn k = 0,4 (Ns2/m4)
S là diện tích cản chính diện. S = 0,8.B.H B: chiều rộng tồn bộ ơ tơ, B = 1,18 (m) H: chiều cao tồn bộ của ơ tơ, H = 1,1 (m)
Nên S = 0,8 x 1,18 x 1,1= 1,04 (m2).
V là vận tốc lớn nhất của xe, vận tốc lớn nhất của xe được chọn là V = 40(km/h) = 11,11 (m/s)
Suy ra: FG = 0,4 x 1,04 x 11,112 = 51,35 (N).
• Lực quán tính:
FQ = M a (3.2.5)
Trong đó ta có:
M là khối lượng tồn bộ, M = 450 (kg) a là gia tốc của xe. Chọn gia tốc a = 1(m/s2)
Suy ra: FQ = 450 x 1 = 450 (N).
Từ những tính tốn trên, thay các giá trị vừa tính được vào cơng thức (3.2.1) ta được:
FM = 112,5 + 1.485 + 51,35 + 450 = 2.098,85 (N).
Công suất cần thiết của động cơ điện để cân bằng với công cản của xe trong trường hợp này là:
PM = PCG / (3.2.6)
Suy ra ta có:
PM = 2.098,85 / 0,85= 2469,23 (W)
Vậy ta chọn động cơ điện một chiều có cơng suất tại số vịng quay lớn nhất của nó lớn hơn 2,5kw = 3,35 HP. Yêu cầu đặt ra phải chọn động cơ đáp ứng khả năng vượt dốc lớn nhất của xe.
Trên thị trường hiện nay động cơ của hảng NETGAIN là phổ biến và được tin dùng, căn cứ các thông số của nhà sản suất cung cấp ta chọn loại động cơ: WarP13