Xe thiết kế với động cơ điện dùng để chạy chủ yếu trong các đô thị. Trong đô thị tốc độ tối đa cho phép của xe máy là 40 km/h và ơ tơ là 50 km/h. Vì vậy với đề tài này để phù hợp với quy định lựa chọn vận tốc tối đa để thiết kế là 40 Km/h.
Công suất cần thiết của động cơ điện có thể tạo ra lực kéo tiếp tuyến ở các bánh xe chủ động (hai bánh xe sau) của ô tô thiết kế được sử dụng để khắc phục các lực cản chuyển động sau: lực cản lăn, lực cản dốc, lực cản không khắ và lực quán tắnh.
Hình 2.8 Sơ đồ đặt lực
Trường hợp tổng qt, ta có phương trình cân bằng lực kéo như sau:
Fte = Frr ổ Fi + Fa ổ Fc (3.1)
Trong đó:
Fte - lực kéo tiếp tuyến phát ra ở các bánh xe chủ động. Frr - lực cản lăn.
Fc - lực cản dốc. Fa - lực cản không khắ. Fi- lực cản quán tắnh.
Tắnh cho trường hợp xe lên dốc (cho độ dốc là 10%) ỚLực cản lăn được tắnh:
Frr = f.(Z1 + Z2) = f.Gtb.cosα
Với f: là hệ số cản lăn (f =0,02: đối với đường nhựa).
Gtb = mg=1000.9,81 = 9810 (N): là tổng trọng tải của xe thiết kế. ( g: gia tốc trọng trường, lấy g=9,8 m/s2)
Do đó Frr = 0,02.9810.cos10o = 193,2(N).
Ớ Lực cản lên dốc được tắnh:
Fc = Gtb.sinα ,với sinα là độ dốc của mặt đường, nếu độ dốc là 10% thì ta sẽ có: Fc = 9810. Sin10o = 1703,5 (N).
ỚLực cản không khắ: Fa = ρ C .F.v2
Trong đó:
ρ là mật độ khơng khắ: ρ = 1,24 kg/m3;
C là hệ số khắ động của ô tơ; C phụ thuộc hình dạng khắ động học của xe, chất lượng
bề mặt vỏ xe,... : xe du lịch: C = 0,3 ọ 0,45; xe khách: C = 0,4 ọ 0,6; xe tải : C = 0,6 ọ 0,85. Chọn C=0,45
F là diện tắch chắnh diện của xe (m2): Xe tải: F = BH;
Xe du lịch: F= 0,85BH
Trong đó: B là chiều rộng cơ sở của xe; H là chiều cao của xe. Với xe thiết kế chọn : F=0,85 BH
F=0,85.1,4.1,75=2,08
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).
Vậy: Fa = ρ C .F.v2= 0,5. 1,24. 0,45. 2,08. = 71,64 (N)
Ớ Lực cản quán tắnh:
Khi ô tô chuyển động không ổn định (lúc tăng tốc hoặc giảm tốc) sẽ xuất hiện lực quán tắnh. Lực quán tắnh Fi gồm 2 thành phần:
-Lực quán tắnh do gia tốc các khối lượng chuyển động tịnh tiến của ô tô, kắ hiệu là Fti. Được xác định theo công thức:
Fti = m.a
Trong đó:
Fti: Lực quán tắnh của các khối lượng chuyển động tịnh tiến [N]; a: gia tốc chuyển động của xe [m/s2];
m: Tổng khối lượng của xe và người [kg];
- Lực quán tắnh do gia tốc các khối lượng chuyển động quay của oto (gồm các khối lượng chuyển động quay của động cơ điện, của bánh răng hộp giảm tốc và các bánh xe). Nhưng do đại lượng này nhỏ, ắt ảnh hưởng đến kết quả nên có thể bỏ qua.
Khi đó lực cản qn tắnh của ơ tơ được tắnh:
Fi = Fti = m.a
Công suất động cơ để sử dụng cho các hoạt động của ô tô, chủ yếu là để khắc phục các sức cản. Không thể chọn công suất tại các vị trắ hoạt động bất kỳ của ô tô. Ta phải dựa vào các vị trắ làm việc đặc biệt.