4.3.10.1 Thiết kế tay khóa cửa trên cửa xe của xe ô tô điện
Cũng nhƣ qua việc hội ý và thảo luận nhằm trao đổi ý kiến lẫn nhau, nên nhóm chúng em đã có một ý tƣởng làm khóa cửa cho xe ơ tơ điện đƣợc thiết kế với cấu tạo nhƣ sau:
1 – Tay nắm cửa ngoài 2 – Trụ trƣợt
3 – Thanh trƣợt 4 – Rãnh trƣợt
5 – Tay nắm cửa trong 6 – Cửa xe
7 – Nam châm 8 – Thanh khóa
9 – Chốt giữ 10 – Móc khóa
Tay nắm cửa ngoài: Tay nắm cửa ngồi đƣợc bố trí ngồi trời, đặc biệt hơn là chi tiết này đƣợc làm bằng gỗ, nhẹ cùng với thiết kế gọn gàng nhằm mục đích chính để sử dụng cho việc đóng mở cửa xe ơ tơ điện.
Trụ trƣợt: Đƣợc làm bằng loại vít vặn gỗ, có đƣờng kính 05 mm đƣợc gia công làm nhẵn ở phần thân và phần đi của vít, nhằm mục đích tạo nên độ láng cho thanh khóa và nam châm có thể di chuyển ổn định hơn.
Thanh trƣợt: Là chi tiết đƣợc gia cơng bằng gỗ, nhằm mục đích tạo nên mặt phẳng cho tay nắm cửa ngồi có một mặt phẳng để trƣợt một cách ổn định hơn và không gây ảnh hƣởng đến cửa xe.
Rãnh trƣợt: Rãnh trƣợt là đƣợc dùng khoan tay để tạo nên, với chiều rộng 06 mm thuận tiện cho việc di chuyển qua lại của trụ trƣợt. Đồng thời rãnh trƣợt đƣợc bố trí ở cửa xe và thanh trƣợt với một kích thƣớc nhƣ nhau để thuận tiện cho việc di chuyển.
Tay nắm cửa trong: Tay nắm cửa trong đƣợc bố trí ở bên trong của xe, đặc biệt hơn là chi tiết này đƣợc làm bằng gỗ (là vật liệu thân thiện với môi trƣờng), là vật liệu nhẹ cùng với thiết kế hình chữ T gọn gàng nhằm mục đích chính để sử dụng cho việc đóng mở cửa xe ơ tơ điện.
Cửa xe: Đƣợc bố trí theo tính tốn của nhóm, đồng thời cửa xe đƣợc làm bằng vật liệu composite nên cửa xe có khả năng chống nƣớc và rất bền trong thời tiết ở Việt Nam ta.
Nam châm: Nhóm em đã sử dụng loại nam châm tròn 15 3 mm lỗ vát 04 mm để làm khóa cửa xe.
Thanh khóa: Đƣợc làm bằng gỗ có nhiệm vụ dùng để cài khóa cửa với móc khóa, thanh khóa đóng vai trị quan trọng trong việc đảm bảo cửa xe đang ở trạng thái khóa cửa hay chƣa.
Chốt giữ: Đƣợc làm bằng loại nam châm dẻo và đƣợc cắt ra thành hình vng với kích thƣớc 10 10 mm, với mục đích cố định thanh khóa (khơng cho thanh khóa di chuyển ra khỏi trụ trƣợt).
Móc khóa: Chi tiết này đƣợc làm bằng vật liệu thép với bề dày 1,4 mm, đƣợc gia cơng, tạo hình bằng kiềm tay nhằm mục đích giữ cho thanh khóa ở đúng vị trí khi đang ở trong trạng thái khóa cửa xe, bên cạnh đó móc khóa đƣợc cố định trên khung vỏ thân xe bằng những con ốc bắn vít.
Sau đây là tay khóa cửa trên cửa xe của xe ô tô điện đƣợc thiết kế bằng phần mềm Solidworks 3D:
Hình 4.109: Thiết kế tay khóa cửa trên cửa xe của ơ tơ điện bằng phần mềm thiết
kế Solidworks 3D
Hình 4.111: Hình chiếu bằng của tay khóa cửa trên cửa xe đƣợc thiết kế
Hình 4.112: Hình chiếu cạnh của tay khóa cửa trên cửa xe đƣợc thiết kế
Tay khóa cửa trên cửa xe ở trạng thái mở khóa đƣợc thể hiện rõ nét thơng qua hình ảnh sau đây:
Khi cửa xe đang ở trạng thái mở cửa thì lúc này tay nắm cửa ngoài sẽ tiếp xúc trực tiếp với thanh trƣợt do có bốn cục nam châm trịn có lỗ đƣợc đặt cùng cực với nhau nằm phía bên trong cửa xe, chính vì đặc tính cùng cực nên nam châm lúc nào cũng ở trạng thái đẩy nhau. Nam châm sẽ di chuyển cùng với trụ trƣợt (trụ trƣợt đƣợc cố định với tay nắm cửa ngoài), đồng thời nam châm này đƣợc bố trí với mục đích chính là ln tạo một lực đẩy ở thanh khóa và đƣợc giữ cố định bởi chốt giữ. Tay nắm cửa trong sẽ đƣợc bố trí nằm cố định trên thanh khóa, di chuyển cùng tốc độ với thanh khóa, đóng vai trị trong việc đóng cửa xe khi có ngƣời vào trong xe. Đồng thời khi ở trạng thái mở cửa thì thanh khóa sẽ khơng đƣợc móc với móc khóa nên cửa xe có thể mở ra một cách dễ dàng.
Tay khóa cửa trên cửa xe ô tô điện ở trạng thái khóa cửa đƣợc thể hiện rõ nét thơng qua hình ảnh sau đây:
Khi ở trạng thái khóa cửa xe thì lúc này các nam châm sẽ ở trạng thái nén lại mạnh hơn so với ban đầu, do bởi tác động của ngoại lực từ phía tay nắm cửa ngồi (hay tay nắm cửa trong). Ở trạng thái này thì thanh khóa sẽ đƣợc móc vào móc khóa và đƣợc giữ cố định bởi móc khóa nhờ vào cái móc đƣợc bố trí trên móc khóa. Do đang ở trạng thái khóa cửa xe, nên thanh khóa đƣợc giữ bởi móc khóa, hồn tất việc khóa cửa xe.
4.3.10.2 Nguyên lý hoạt động của tay khóa cửa trên xe ơ tô điện
Giả sử xe đang khóa cửa và ngƣời bên ngoài muốn vào xe thì ta thực hiện các bƣớc sau đây:
Bƣớc 1: Dùng tay kéo tay nắm cửa ngồi số (1) theo chiều vng góc với cửa xe số (6). Lúc này do các nam châm số (7) đang đối diện với nhau và cùng cực nên sẽ tạo lực nén khi ta kéo tay cửa ra ngồi (vì bản chất nam châm cùng cực thì đẩy và khác cực thì hút).
Bƣớc 2: Ta đẩy tay nắm cửa ngồi số (1) về phía trƣớc của xe. Thì lúc này tay nắm cửa ngồi số (1) đi về phía trƣớc và đƣợc trƣợt trên thanh trƣợt số (3) của tay nắm cửa ngồi số (1), nhờ có tay nắm cửa ngoài số (1) đã di chuyển trụ trƣợt số (2) về phía trƣớc theo đƣờng rãnh trƣợt số (4). Đồng thời di chuyển thanh khóa số (8) về phía trƣớc của xe và tách ra khỏi móc khóa số (10).
Bƣớc 3: Hoàn thành việc mở cửa của xe.
Giả sử xe khơng khóa cửa và ngƣời bên ngồi muốn khóa cửa xe thì ta thực hiện các bƣớc sau đây:
Bƣớc 1: Dùng tay kéo tay nắm cửa ngồi số (1) kéo về phía sau của xe. Lúc này dƣới tác động của tay nắm cửa ngồi số (1) đã di chuyển thanh khóa số (8) về phía sau nhờ vào trụ trƣợt số (2) thông qua rãnh trƣợt số (4). Lúc này thì thanh khóa số (8) sẽ di chuyển để móc vào móc khóa số (10), thực hiện q trình khóa xe.
4.3.10.3 Thiết kế tay nắm cốp sau trên xe ơ tơ điện
Hình 4.115: Cấu tạo của tay nắm cốp sau trên xe ô tô điện
1 – Cốp sau xe 2 – Tay nắm cốp sau
3 – Vít bắn gỗ 4 – Nam châm viên tròn
5 – Nam châm hình chữ nhật 6 – Khớp giữ nam châm Cốp sau xe: Đƣợc làm bằng composite, đƣợc sử dụng để chứa đựng hành lý,
đồ đạc của hành khách,…
Tay nắm cốp sau: Đƣợc làm hồn tồn bằng gỗ, có nhiệm vụ chính trong việc đóng mở cốp sau của xe và đây cũng là tay nắm thuận tiện cho việc đóng mở cốp sau của xe bằng tay.
Vít bắn gỗ: Đƣợc làm từ hợp kim nên có độ bền rất chắc chắn, nó dùng để vít vào gỗ. Đồng thời nó cịn đóng vai trị trong việc cố định vị trí của nam châm viên trịn khơng để nam châm bị di chuyển.
Nam châm viên tròn: Nam châm viên trịn có lỗ đƣợc làm từ đất hiếm, có đƣờng kính 20 mm với bề dày 05 mm. Và đây là loại nam châm có lực hút tƣơng đối mạnh.
Nam châm hình chữ nhật: Nam châm hình chữ nhật đƣợc làm từ đất hiếm, có kích thƣớc 20 10 5 mm. Và đây cũng đƣợc xem là loại nam châm có lực hút tƣơng đối mạnh.
Khớp giữ nam châm: Đƣợc làm từ thép có bề dày 1,4 mm, đƣợc nghiên cứu và tính tốn để có thể thiết kế ra sản phẩm nhƣ một cái móc câu, giúp giữ cố định nam châm hình chữ nhật ở bên trong.
Sau đây là tay nắm cốp sau của xe đƣợc thiết kế bằng phần mềm Solidworks 3D:
Hình 4.116: Thiết kế tay nắm cốp sau của xe bằng phần mềm thiết kế Solidworks
3D
Hình 4.118: Hình chiếu bằng của tay nắm cốp sau của xe đƣợc thiết kế
4.3.10.4 Nguyên lý hoạt động của tay nắm cốp sau của xe ô tô điện
Khi mở cốp sau của xe:
Tay nắm cốp sau số (2) đƣợc giữ cố định với cốp sau xe số (1) thông qua ốc bắn gỗ. Khi ta tác dụng lực kéo vào tay nắm cốp sau số (2) thì lúc này nam châm viên trịn số (4) sẽ dịch chuyển theo tay nắm cốp sau số (2) nhờ vào vít bắn gỗ số (3). Khi ta kéo tay nắm cốp sau số (2) đến một khoảng cách nhất định thì lực hút giữa nam châm viên trịn số (4) và nam châm hình chữ nhật số (5) sẽ giảm đi lực hút tác dụng lên nhau. Lý do giảm lực hút giữa hai loại nam châm này là bởi có khớp giữ nam châm số (6) đã giữ cố định nam châm hình chữ nhật số (5), không cho di chuyển.
Khi đóng cốp sau của xe:
Khi ta đóng cốp sau của xe thì lúc này cốp sau xe số (1) đang ở trạng thái hạ xuống từ từ, cho đến khi đến một khoảng cách nhất định thì sẽ xảy ra lực hút giữ hai loại nam châm viên tròn số (4) và nam châm hình chữ nhật số (5) với nhau. Đặc biệt hơn cả nhóm chúng em có bố trí thêm một nam châm hình chữ nhật số (5) ở giữa để tăng thêm lực hút cho cốp sau xe số (1), nhằm mục đích giữ cho cốp sau xe số (1) có thể giữ yên khi xe chạy trên những cung đƣờng. Khi hạ tay nắm cốp sau số (2) hồn tồn xuống hết thì ta sẽ kết thúc q trình đóng cốp sau của xe.
4.3.11 Sơn khung sƣờn xe và vỏ ngồi của xe ơ tơ điện
Sơn xe là một trong những phần quan trọng và không thể thiếu trong việc làm ra một chiếc xe, thế nên nhóm chúng em đã rất chú trọng trong công đoạn sơn xe. Việc chú trọng trong việc sơn xe nhằm tạo nên một bề mặt đẹp, tăng tính thẩm mỹ, chống gỉ thép, chống nƣớc và bảo vệ lớp vỏ ngồi của xe ơ tơ điện,…
Khi sơn xe thì nhóm chúng em đã đặt an toàn lao động lên hàng đầu, bởi chúng em biết sơn là một trong những vật liệu mang tính độc hại cho sức khỏe ngƣời. Nên nhóm chúng em đã đặt ra một số điều bắt buộc trƣớc khi sơn xe đƣợc thể hiện cụ thể nhƣ sau:
An toàn cho những ngƣời làm việc xung quanh mình; Khơng đƣợc hàn, cắt, mài trong khu vực sơn;
Cấm mọi nguồn lửa;
Đảm bảo trang bị đồ bảo hộ lao động đầy đủ (nhƣ quần áo bảo hộ, mũ, găng tay cao su, giày bảo hộ, kính bảo hộ, mặt nạ chống độc loại có lõi lọc) trƣớc khi bắt đầu sơn.
Bên cạnh việc đảm bảo về vấn đề an toàn lao động cho bản thân và mọi ngƣời xung quanh thì chúng em đã tính đến việc che chắn trƣớc khi bắt tay vào việc sơn xe và đảm bảo sơn một cách hiệu quả nhất. Nhóm chúng em đã dùng băng dính và giấy che lên bề mặt không cần sơn nhằm mục đích tránh bụi sơn bám vào những vùng không cần sơn.
Việc am hiểu sơn cũng nhƣ sử dụng đƣợc súng phun sơn một cách tối ƣu nhất khi sơn xe cũng là một trong những yếu tố quan trọng ở ngƣời sơn xe. Nhóm chúng em đã quyết định chọn loại súng phun sơn bầu trên (súng sơn tự chảy), bởi loại này mang một số ƣu điểm nhƣ sau:
Linh hoạt trong sử dụng; Tiêu thụ ít khí nén;
Sự thay đổi của lƣợng sơn thoát ra đƣợc duy trì bé nhất, vì có sự thay đổi độ nhớt của sơn.
Và sau đây là một số cách sử dụng súng phun sơn một cách hiệu quả để đảm bảo bề mặt sơn có chất lƣợng tốt nhất:
Duy trì khoảng cách của súng phun sơn đến bề mặt cần phun (từ 100 đến 200 mm là phù hợp);
Góc của súng phun sơn (phải đƣợc đặt vng góc với bề mặt phun sơn); Tốc độ di chuyển của súng phun sơn (khoảng từ 900 đến 1.200 mm/s);
Lƣợt sơn chồng nhau (chiều rộng phần chồng nhau phù hợp là xấp xỉ 1/2 đến 2/3 của vệt sơn).
4.3.11.1 Sơn khung sườn xe của xe ơ tơ điện
Nhóm chúng em đã chọn màu sơn đen trong việc sơn khung sƣờn xe, bên cạnh việc tạo một lớp màng mỏng để bảo vệ khung sƣờn thép khỏi bị ảnh hƣởng bởi các thời tiết bên ngoài (nhƣ nắng, mƣa). Đặc biệt hơn hết là màu sơn đen sẽ tạo nên sự rắn chắc cho khung sƣờn xe ô tô điện.
Việc sơn khung sƣờn xe ơ tơ điện thì nhóm chúng em đã dùng cọ sơn để sử dụng trong q trình sơn. Vì cọ sơn có kích thƣớc nhỏ gọn, linh hoạt khi sơn, dễ sử dụng và lại phổ biến trên thị trƣờng với đầy đủ kích cỡ. Đặc biệt khi sơn khung sƣờn xe phải sử dụng lƣợng sơn vừa phải không quá nhiều lên cọ sơn, tránh để lãng phí sơn và tránh để sơn rơi xuống nền đất.
4.3.11.2 Sơn vỏ ngồi của xe ơ tơ điện
Sơn toàn bộ vỏ ngồi của ơ tơ điện là một trong những công đoạn sẽ tạo ra một chiếc xe đẹp, thẩm mỹ và tôn lên vẻ đẹp của ngƣời làm xe. Nhóm chúng em đã sử dụng súng phun sơn bầu trên để tiến hành sơn toàn bộ vỏ ngồi của xe, bởi tính linh hoạt của nó và dễ sử dụng.
Màu camay là một trong những loại màu đẹp và đang đƣợc ƣa chuộng hiện nay. Màu camay là sự kết hợp giữa sơn màu thông thƣờng với các sắc tố xà cừ để tạo nên vô số màu sắc khác nhau. Đây là loại sơn ít chịu ảnh hƣởng của thời tiết và hóa chất nên thƣờng khơng bị bong tróc, ố vàng, loang lổ hay rêu mốc. Nên nhóm chúng em quyết định đã chọn màu camay xanh dƣơng để sơn cho phần dƣới của vỏ
ngồi của xe ơ tơ điện và chọn màu camay đen để sơn phần trên của xe, nhằm tạo nên một chiếc xe đậm chất thể thao và tạo nên sự kích thích cho mọi ánh nhìn.
Hình 4.121: Sơn thân vỏ xe ô tô điện 02 chỗ ngồi
4.3.12 Tính tốn bán kính quay vịng và kiểm tra ổn định của xe ơ tơ điện
4.3.12.1 Tính tốn, xác định bán kính quay vịng của xe ơ tơ điện
Bán kính quay vịng nhỏ nhất theo vệt bánh xe phía trƣớc bên ngồi đƣợc tính theo cơng thức:
Rmin =
+
Trong đó:
q – Góc quay trung bình của các bánh xe dẫn hƣớng (q = 300 - 350) L – Chiều dài cơ sở của ô tô điện (L = 1,740 m)
B – Khoảng cách tâm của hai trụ đứng cầu trƣớc (B = 0,860 m) Từ đó: => Rmin =
+
4.3.12.2 Tính tốn, kiểm tra tính ổn định của xe ơ tơ điện
Xác định tọa độ trọng tâm của ô tô điện
Tọa độ trọng tâm theo chiều dọc của ô tô điện
Khoảng cách từ trọng tâm ô tô đến tâm cầu trƣớc và cầu sau: a =
(m) Trong đó:
Z2 – Trọng lƣợng phân bố lên trục cầu sau của ô tô (N);
Z2 không tải = 153 9,81 = 1500,93 (N) (153 kg ứng với 51% của 300 kg);
Z2 có tải = 243 9,81 = 2383,83 (N) (243 kg ứng với 54% của 450 kg).
G0 – Trọng lƣợng của ô tô điện (N);
G0 không tải = 300 9,81 = 2943 (N);
G0 có tải = 450 9,81 = 4414,5 (N).
L – Chiều dài cơ sở của ô tô điện (L = 1,740 m) Từ đó:
+ Khoảng cách từ trọng tâm ô tô đến tâm cầu trƣớc khi khơng có tải là: a1 =
= 0,887 (m)
+ Khoảng cách từ trọng tâm ô tô đến tâm cầu trƣớc khi có tải là: a2 =
= 0,940 (m)
+ Khoảng cách từ trọng tâm ô tô đến tâm cầu sau khi khơng có tải là: b1 = L – a1 = 1,740 – 0,887 = 0,853 (m)
+ Khoảng cách từ trọng tâm ô tô đến tâm cầu sau khi có tải là: b2 = L – a2 = 1,740 – 0,940 = 0,800 (m)
Để xác định đƣợc tính ổn định của ơ tơ khi chạy trên đƣờng thì ta cần xét về