4.3.5.3 Nguyên lý hoạt động của hệ thống lái trên xe ô tô điện
Sơ đồ 4.2: Sơ đồ khối của hệ thống lái trên xe ô tô điện 02 chỗ ngồi
Nguyên lý hoạt động của hệ thống lái: Khi ngƣời lái tác dụng lực vào vô lăng (hay cịn gọi là vành tay lái) thì lúc này vơ lăng sẽ tiếp nhận mơ men quay của tài xế và truyền lực cho trục lái chính đƣợc đặt trong ống đỡ (ống đỡ đặt cố định vào khung sƣờn xe). Khi trục lái chính quay thì lực sẽ truyền xuống các khớp nối dẫn động các đăng đã đƣợc bố trí với góc độ phù hợp với khung sƣờn xe. Nhờ có các khớp các đăng mà lực quay đã truyền tới cơ cấu lái (trục vít – thanh răng), giúp chuyển từ chuyển động quay thành chuyển động thẳng tịnh tiến ở thƣớc lái (qua trái, qua phải). Khi thƣớc lái chuyển động sẽ tác động vào rô tuyn lái trong rồi đến rơ tuyn lái ngồi. Nhờ có sự liên kết giữa rơ tuyn lái ngồi và cam quay đã giúp bánh xe có thể quay sang phải hay quay sang trái theo ý của tài xế.
4.3.6 Nghiên cứu, thiết kế hệ thống phanh sau của xe ô tô điện
Nhƣ chúng ta đã biết hệ thống phanh đóng một vai trị cực kỳ quan trọng vì nó ảnh hƣởng trực tiếp đến tính mạng con ngƣời, nó giúp xe chạy ổn định trong các điều kiện lái. Hệ thống phanh bao gồm các bộ phận trực tiếp tạo ra lực cản và làm việc theo nguyên lý ma sát.
Yêu cầu cần thiết cho hệ thống phanh:
Đảm bảo tính ổn định và điều khiển ơ tơ khi phanh;
Phải có hiệu quả phanh cao khi phanh đột ngột vì một lý do nào đó (nhƣ gặp chƣớng ngại vật);
Phải có khả năng thốt nhiệt tốt; Phanh phải êm dịu;
Điều khiển nhẹ nhàng, thuận tiện và lực cần thiết tác dụng lên bàn đạp chân phanh phải nhỏ;
Làm việc bền vững và phải có độ tin cậy cao để giữ an tồn cho ngƣời lái. Thơng thƣờng đối với các xe ô tô ngày nay sẽ dùng cơ cấu phanh guốc đối với 02 bánh xe sau. Cùng với việc thiết kế ô tô điện chạy với tốc độ trung bình dao động từ 35 40 km/h, nhóm chúng em quyết định sử dụng phanh tang trống cho hệ thống phanh sau bởi một số ƣu điểm sau đây:
Phanh tang trống có thể cung cấp nhiều lực phanh hơn so với phanh đĩa dù có cùng đƣờng kính nhƣ nhau;
Phanh tang trống có một trống phanh chụp che má phanh bên trong nên có thể tránh đƣợc bụi bẩn, bùn đất;
Phanh tang trống rẻ hơn so với phanh đĩa;
Phanh tang trống có hiệu ứng tự cung cấp tích hợp, địi hỏi ít nguồn cung năng lƣợng hơn là phanh đĩa;
Phanh tang trống có tần số bảo trì thấp hơn một chút do khả năng chống ăn mòn tốt hơn phanh đĩa;
Kết cấu đơn giản, tồn bộ thành phần đƣợc tích hợp bên trong tang trống, tạo thuận lợi cho việc bảo dƣỡng, sửa chữa;
Có tuổi thọ lâu hơn phanh đĩa.
4.3.6.1 Tính tốn mơ men phanh của bánh xe sau cho xe ơ tơ điện
Để có thể phanh một cách hiệu quả thì phải đảm bảo khi tác dụng lực phanh, các bánh xe phải ln có khả năng bám với mặt đƣờng tốt. Để tránh xảy hiện tƣợng trƣợt lết khi phanh thì lực phanh sinh ra khơng đƣợc có giá trị quá lớn, phải ở trong một khoảng nhất định. Vì khi xảy ra hiện tƣợng trƣợt lết ở bánh xe thì mơ men phanh khơng tăng mà cịn có xu hƣớng giảm đi do hệ số bám giảm đi đáng kể. Thế nên ta cần phải tính tốn mơ men phanh cần thiết sinh ra tại các bánh xe khi phanh.
Do cơ cấu phanh đƣợc đặt trực tiếp ở các bánh xe (phanh tang trống) thì mơ men phanh cần thiết sinh ra khi phanh ở cầu sau là:
MP =
.rbx
Trong đó:
G: Trọng lƣợng tồn tải của xe, G = 450 (kg);
a: Khoảng cách từ tâm bánh trƣớc đến trọng tâm xe, a = 939,6 (mm); jmax: Gia tốc chậm dần cực đại của xe khi phanh, chọn jmax = 5,5 (m/s2); hg: Chiều cao trọng tâm của xe, hg = 1 (m);
rbx: Bán kính làm việc trung bình của bánh xe, rbx = 212,6 (mm) = 0,2126 (m);
: Hệ số bám của bánh xe với mặt đƣờng, chọn = 0,6; với g 9,81 (m/s2).
Trong trƣờng hợp ta đã biết đƣợc trọng lƣợng toàn tải của xe đƣợc phân ra cầu trƣớc G1 và cầu sau G2 thì ta có thể tính tốn đƣợc mơ men phanh sinh ra ở mỗi cơ cấu phanh trong từng bánh xe sau thông qua công thức:
MP = . .rbx Trong đó:
m2: Hệ số phân bố lại tải trọng cầu sau khi phanh; G2: Trọng lƣợng tĩnh tác dụng lên cầu sau của xe (kg).
m2 = 1 Với a = 939,6 (mm) = 0,9396 (m) m2 = 1 0,403 G2 = 0,54 450 = 243 (kg) Mô men phanh của bánh xe sau:
MP = . .rbx = = 6,246 (kG.m) = 62,46 (Nm)
Lƣu ý: Tất cả các cơng thức và tính tốn về mơ men phanh đã bỏ qua các lực cản khơng khí và lực cản lăn, hệ số bám của tất cả các bánh xe là nhƣ nhau.
4.3.6.2 Cấu tạo của hệ thống phanh sau của xe ô tô điện
Cấu tạo của hệ thống phanh sau của xe ô tô điện: