4.3.4 Nghiên cứu, tính tốn để lựa chọn bánh xe, cầu xe
4.3.4.1 Tính tốn để lựa chọn bánh xe phù hợp cho xe ô tô điện
Đầu tiên ta cần xác định khoảng cách từ tâm cầu trƣớc đến trọng tâm khối lƣợng của xe điện.
Ta có một số dữ liệu sau đây:
Thơng thƣờng đối với xe ô tô 04 bánh, cầu sau chủ động thì trọng tâm sẽ đƣợc phân bố theo tỷ lệ từ 45% - 48% đối với cầu trƣớc (02 bánh trƣớc), còn cầu sau sẽ tỷ lệ 52% - 55% (02 bánh sau).
Phân bố trọng lƣợng tác động lên mỗi bánh xe nhƣ sau:
Thơng thƣờng thì mỗi bánh xe trên ô tô sẽ phân bố tải trọng đều nhau (tức 25% của trọng lƣợng ô tô tác dụng lên mỗi bánh xe).
Trên cơ sở lý thuyết thì ta chọn trọng lƣợng tác dụng lên cầu trƣớc (02 bánh trƣớc): X = 0,46
Phân bố trọng lƣợng tác dụng lên cầu sau (02 bánh sau): Y = 0,54
Ta chọn mỗi bánh xe trƣớc sẽ chịu tải 23% trên tải trọng toàn tải và mỗi bánh xe sau sẽ chịu tải 27% trên tải trọng toàn tải của xe điện.
G = G1 + G2 G1 = 0,46G G2 = 0,54G
Trong đó G: Trọng lƣợng tồn tải của xe (N);
G1: Trọng lƣợng tác dụng lên cầu trƣớc của xe (N); G2: Trọng lƣợng tác dụng lên cầu sau của xe (N). Ta có G = 4414,5 (N) nhƣ đã đƣợc tính bên trên:
G1 = 0,46 4414,5 = 2030,67 (N) G2 = 0,54 4414,5 = 2383,83 (N) Ta có P = P1 + P2
Trong đó
P: Tải trọng tác dụng lên mỗi bánh xe cầu trƣớc và cầu sau (N); P1: Tải trọng tác dụng lên mỗi bánh xe của cầu trƣớc (N); P2: Tải trọng tác dụng lên mỗi bánh xe của cầu sau (N). Pmax = P1 = = = 1015,335 (N)
Pmax = P2 = = = 1191,915 (N)
Tải trọng tối đa tác dụng lên mỗi bánh xe: m = (Với g 9,81) Mà m = m1 + m2
Trong đó m1: Tải trọng tối đa tác dụng lên 02 bánh xe trƣớc (kg); m2: Tải trọng tối đa tác dụng lên 02 bánh xe sau (kg). m1 = =
= 103,5 (kg) m2 = =
= 121.5 (kg)
Vì vậy ta phải chọn bánh xe có Pmax H > Pmax để đảm bảo an toàn cho xe và hành khách (với Pmax H là khả năng chịu tải của bánh xe).
Tham khảo thị trƣờng và ta chọn: bánh trƣớc là loại bánh xe khơng săm có thơng số 4.00 - 10, đây là loại bánh xe đƣợc sử dụng riêng cho xe điện loại 500kg. Bánh sau ta vẫn chọn bánh có kích thƣớc tƣơng đƣơng với hai bánh trƣớc, nó có thơng số 4.00 - 10 để chịu tải tốt hơn.
Với cỡ lốp xe có thơng số: 4.00 - 10 Ta có:
H: Chiều cao lốp xe (với H = B);
B: Chiều rộng của lốp xe (B = 4 25,4 = 101,6 (mm). Ta có: rbx = r0 (với r0 = H + )
Với rbx: Bán kính làm việc trung bình của bánh xe (mm); r0: Bán kính thiết kế của bánh xe (mm);
: Đƣờng kính vành bánh xe (inch);
: Hệ số tính đến sự biến dạng của lốp xe (chọn = 0,93).
Lốp có áp suất thấp: = 0,93 0,935 Lốp có áp suất cao: = 0,945 0,95
rbx = (H + = 0,93 (101,6 + = 212,6 (mm)
Ta có L = a + b (Với L = 1740 mm) Trong đó:
L: Chiều dài cơ sở của xe (mm);
a: Khoảng cách từ tâm bánh trƣớc đến trọng tâm xe (mm); b: Khoảng cách từ tâm bánh sau đến trọng tâm xe (mm). a = =
= 939,6 (mm) b = L – a = 1740 – 939,6 = 800,4 (mm)
Sau đây là một số chi tiết của xe đƣợc thiết kế bằng phần mềm Solidworks 3D: Mâm xe đƣợc thiết kế bằng hợp kim nhôm, là chi tiết cứng vững, bền và nhẹ.