Đại Học Quốc Gia Thành Phố Hồ Chí Minh TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA NGÔ ANH TUẤN NGHIÊN CỨU MẪU XE SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI CHUYÊN NGÀNH : ÔTÔ – MÁY KÉO LUẬN VĂN THẠC SĨ Tp HỒ CHÍ MINH, tháng 06 năm 2009 CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH Cán hướng dẫn khoa học : Cán chấm nhận xét : Cán chấm nhận xét : Luận văn thạc sĩ bảo vệ HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA, ngày tháng năm ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHIÃ VIỆT NAM Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc -oOo - Tp HCM, ngày tháng năm 2009 NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: NGƠ ANH TUẤN……… Giới tính : Nam Ngày, tháng, năm sinh: 04 – 10 -1983………… Nơi sinh : Tây Ninh Chuyên ngành: KỸ THUẬT Ô TÔ – MÁY KÉO Khoá (Năm trúng tuyển): 2007 1- TÊN ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU MẪU XE SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG MẮT TRỜI 2- NHIỆM VỤ LUẬN VĂN: - Tình hình nhiên liệu giới Việt nam - Năng lượng măt trời pin nhiên liệu - Pin nhiên liệu - Ứng dụng lượng mặt trời pin nhiên liệu ô tô Hiệu kinh tế xã hội - Nghiên cứu mẫu xe dùng lượng mặt trời Việt nam Chọn phương án thiết kế xe mẫu Chọn nguồn động lực xe dùng lượng mặt trời tính tốn động lực học xe Thiết kế kỹ thuật - Thiết kế mô hình xe lượng mặt trời chế tạo xe mơ hình - Kết luận hướng phát triển đề tài - NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: /2008 - NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 06/2009 - HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: (Ghi đầy đủ học hàm, học vị ): GVC TS Nguyễn Hữu Hường Nội dung đề cương Luận văn thạc sĩ Hội Đồng Chuyên Ngành thông qua CÁN BỘ HƯỚNG DẪN (Họ tên chữ ký) GVC TS Nguyễn Hữu Hường CHỦ NHIỆM BỘ MÔN QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH (Họ tên chữ ký) PGS.TS Phạm Xuân Mai Đặt vấn đề Trang LỜI CẢM ƠN - - Em xin gửi lời cảm ơn Xí nghiệp khí tơ An Lạc, khí Đức Cường tạo điều kiện cho em nghiên cứu loại xe sản xuất quý công ty, hỗ trợ trang thiết bị, vật dụng cung cấp tài liệu cần thiết cho em trình thực đề tài Em xin cảm ơn tất thầy cô Khoa Kỹ thuật Giao thông, Bộ mơn Ơ tơ - Máy động lực thầy hết lịng nhiệt tình giảng dạy chúng em năm học vừa qua, đem lại cho chúng em kiến thức để thực đề tài tự tin vững bước chặng đường tới Em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến thầy Nguyễn Hữu Hường tận tình hướng dẫn, bảo, theo sát em trình thực luận văn Xin cảm ơn tất bạn bè thân hữu chân thành giúp đỡ, đóng góp ý kiến, động viên em thực thành công đề tài Mặc dù nổ lực để thực đề tài này, phạm vi nghiên cứu rộng, đối tượng nghiên cứu mẻ, phức tạp hạn chế kinh nghiệm thực tế nên khơng tránh khỏi thiếu sót, hạn chế q trình nghiên cứu, mong thầy bạn góp ý Một lần em xin chân thành cảm ơn Người thực đề tài LV ThS: Nghiên cứu mẫu xe sử dụng lượng mặt trời Đặt vấn đề Trang TÓM TẮT LUẬN VĂN - - Nghiên cứu lượng mặt trời sử dụng cho ô tô nguồn nhiên liệu thay nhiên liệu truyền thống gốc hóa thạch khơng nằm ngồi mục đích tìm kiếm nguồn lượng thay Bên cạnh đó, giải vấn đề nhiễm mơi trường Bởi lượng mặt trời nguồn lượng vô tận, siêu hồn tồn miễn phí - Nội dung nghiên cứu: Bao gồm chương: Chương Tổng quan nhiên liệu Chương Năng lượng mặt trời pin nhiên liệu Chương Nghiên cứu ứng dụng lượng mặt trời mẫu xe thiết kế Chương Tính tốn động lực học mẫu xe sử dụng lượng mặt trời Chương Thiết kế kỹ thuật Chương Kết luận hướng phát triển Sau trình tìm hiểu, tính tốn thiết kế, mẫu xe lượng mặt trời mà chúng tơi thiết kế có khả đáp ứng tốt yêu cầu lại thông thường Đồng thời, mẫu xe thiết kế nước bước khởi đầu cho việc nghiên cứu ứng dụng lượng mặt trời vào giao thông, phù hợp với điều kiện khí hậu Việt Nam, tính kinh tế cao,… góp phần giảm bớt nhiễm mơi trường, vấn đề quan tâm, thành phố lớn Việt Nam LV ThS: Nghiên cứu mẫu xe sử dụng lượng mặt trời Đặt vấn đề Trang MỤC LỤC Đề mục Trang Trang bìa Lời cảm ơn Tóm tắt luận văn Mục lục ĐẶT VẤN ĐỀ Chương TỔNG QUAN VỀ NHIÊN LIỆU 1.1 Tình hình nhiên liệu giới 1.2 Tình hình nhiên liệu Việt Nam 12 1.2.1 Tác hại chất gây nhiễm khí xả động dùng nhiên liệu truyền thống 14 1.2.1.1 Đối với sức khỏe người 14 1.2.1.2 Đối với môi trường 15 a Thay đổi nhiệt độ khí 15 b Ảnh hưởng đến sinh thái 16 1.2.2 Tình hình ứng dụng lượng mặt trời 16 Chương NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI VÀ PIN NHIÊN LIỆU 2.1 Năng lượng mặt trời 19 2.1.1 Giới thiệu pin mặt trời 19 2.1.1.1 Mặt trời nguồn xạ mặt trời 19 2.1.1.2 Ứng dụng lượng mặt trời 23 2.1.1.3 Pin mặt trời, cấu tạo nguyên lý hoạt động 26 2.1.1.3.1 Cấu tạo 27 2.1.1.3.2 Nguyên lý hoạt động 31 2.1.1.4 Ưu điểm ô tô lượng mặt trời 35 2.1.1.5 Nhược điểm ô tô lượng mặt trời 36 2.2 Pin nhiên liệu 38 2.2.1 Ưu điểm 38 LV ThS: Nghiên cứu mẫu xe sử dụng lượng mặt trời Đặt vấn đề Trang 2.2.2 Nhược điểm 38 2.2.3 Đặc điểm pin nhiên liệu 38 2.2.4 Độ tin cậy hiệu suất 39 2.2.5 Đặc tính mơi trường 41 2.3 Năng lượng mặt trời pin nhiên liệu ứng dụng ô tô 42 2.4 Hiệu kinh tế xã hội 44 2.5 Đánh giá ô nhiễm môi trường 45 2.6 Khả tiêu hao lượng 45 2.7 Kết luận 46 Chương NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG NLMT TRÊN MẪU XE THIẾT KẾ 3.1 Thiết kế mẫu xe sử dụng NLMT 47 3.1.1 Mục tiêu thiết kế 47 3.1.2 Yêu cầu kỹ thuật 48 3.1.3 Chọn phương án thiết kế 49 3.1.3.1 Phương án 49 3.1.3.2 Phương án 49 3.1.3.3 Chọn phương án thiết kế 50 3.1.3.4 Nguyên lý cụm mẫu xe NLMT 51 3.1.3.4.1 Động điện sử dụng xe NLMT 52 3.1.3.4.2 Yêu cầu bình điện cung cấp lượng cho xe 53 3.1.3.4.3 Pin mặt trời 53 3.1.3.4.4 Bộ chuyển đổi lượng mặt trời 54 3.2 Chọn nguồn động lực học cho mẫu xe NLMT 54 3.2.1 Tính tốn chọn động cho xe NLMT 54 3.2.2 Tính chọn động cho xe mơ hình 56 3.3 Đặc tính động điện 56 3.3.1 Cấu tạo motor 56 3.3.2 Suất điện động 60 3.3.3 Momen 60 3.3.4 Dòng điện 61 LV ThS: Nghiên cứu mẫu xe sử dụng lượng mặt trời Đặt vấn đề Trang 3.3.5 Tốc độ 62 3.3.6 Công suất hiệu suất 63 3.4 Lưu trữ nguồn lượng điện 64 3.4.1 Giới thiệu ắc quy 64 3.4.2 Các phương pháp phóng nạp ắc quy 69 3.4.2.1 Phóng điện ắc quy 69 3.4.2.2 Nạp với dịng điện khơng đổi 70 3.4.2.3 Nạp với dòng điện giảm dần 70 3.4.2.4 Nạp với điện không đổi 71 3.4.2.5 Nạp thay đổi với điện không đổi 71 3.4.3 Các chế độ vận hành 71 3.4.3.1 Chế độ nạp thường xuyên 71 3.4.3.2 Chế độ phóng nạp xen kẽ 72 3.4.4 Đặc tính ắc quy sử dụng cho xe NLMT 72 3.4.4.1 Lựa chọn ắc quy 72 3.4.4.2 Đặc tính phóng điện 73 3.4.4.3 Thời gian sử dụng ắc quy 74 3.5 Điều khiển động 75 3.5.1 Lý thuyết điều khiển tốc độ động DC 76 3.5.2 Mạch điều khiển động 77 Chương TÍNH TỐN ĐỘNG LỰC HỌC MẪU XE NLMT 4.1 Kiểm tra động lực học xe NLMT 81 4.1.1 Chọn sơ động 81 4.1.2 Đồ thị cân công suất 83 4.1.3 Đồ thị cân công suất xe chuyển động đường 84 4.1.4 Đồ thị cân công suất xe chuyển động đường có độ dốc khác 85 4.1.5 Đồ thị cân lực kéo 86 4.1.6 Đồ thị cân lực kéo xe chuyển động đường 87 LV ThS: Nghiên cứu mẫu xe sử dụng lượng mặt trời Đặt vấn đề Trang 4.1.7 Đồ thị cân lực kéo xe chuyển động đường có dốc khác 88 4.1.8 Đồ thị nhân tố động lực học 90 4.1.9 Nhận xét kết trình kiểm tra động lực học 91 4.2 Kiểm tra ổn định 92 4.2.1 Thơng số bố trí chung 92 4.2.1.1 Thơng số bố trí chung kích thước 92 4.2.1.2 Thơng số bố trí chung khối lượng 94 4.2.1.3 Các thông số khác 95 4.2.2 Xác định tọa độ trọng tâm 95 4.2.2.1 Xác định trọng tâm người điều khiển 96 4.2.2.2 Xác định trọng tâm xe 99 4.2.3 Kiểm tra độ ổn định xe 104 4.2.3.1 Kiểm tra ổn định dọc tĩnh 104 4.2.3.1.1 Khi xe đứng yên quay đầu lên dốc 104 4.2.3.1.2 Khi xe đứng yên quay đầu xuống dốc 106 4.2.3.2 Tính định dọc động 107 4.2.3.2.1 Khi xe chuyển động lên dốc 107 4.2.3.2.2 Khi xe chuyển động xuống dốc 108 4.2.3.3 Kiểm tra ổn định ngang 109 4.2.3.3.1 Kiểm tra ổn định xe đứng yên đường nghiệng ngang 109 4.2.3.3.2 Kiểm tra ổn định xe quay vòng 110 4.3 Kiểm tra tính chất động lực học khác 112 4.4 Tóm tắt q trình tính tốn bố trí chung 113 Chương THIẾT KẾ KỸ THUẬT 5.1 Khung xe 115 5.1.1 Công dụng 115 5.1.2 Cấu tạo – Tính bền chi tiết 115 5.1.2.1 Tính bền khung xương 116 5.1.2.1.1 Xây dựng mơ hình tính 116 LV ThS: Nghiên cứu mẫu xe sử dụng lượng mặt trời Đặt vấn đề Trang 5.1.2.1.2 Đặt ngàm, đặt lực tác dụng 121 a) Đặt ngàm 121 b) Đặt lực 121 5.1.2.1.3 Kết tính bền khung xương 123 5.2 Hệ thống treo 127 5.2.1 Công dụng 127 5.2.2 Cấu tạo 128 5.2.3 Phương án bố trí giảm chấn lên xe 130 5.3 Bố trí hệ thống lái 131 5.3.1 Công dụng 131 5.3.2 Cấu tạo 132 5.4 Bố trí hệ thống phanh 133 5.5 Tính bền mối hàn khung xương 133 5.6 Tính bền ổ bi khớp nối thân cụm bánh xe sau 134 Chương KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 6.1 Kết luận 137 6.2 Hướng phát triển 138 TÀI LIỆU THAM KHẢO 139 LV ThS: Nghiên cứu mẫu xe sử dụng lượng mặt trời Chương 5: Thiết kế kỹ thuật Hình 5.6 Lực cắt tác dụng lên khung Hình 5.7 Momen xoắn tác dụng lên khung xương LV ThS: Nghiên cứu mẫu xe sử dụng lượng mặt trời Trang 125 Chương 5: Thiết kế kỹ thuật Hình 5.8 Momen uốn tác dụng lên khung xương Hình 5.9 Ứng suất pháp xuất khung LV ThS: Nghiên cứu mẫu xe sử dụng lượng mặt trời Trang 126 Chương 5: Thiết kế kỹ thuật Trang 127 Hình 5.10 Năng lượng biến dạng Sau tính tốn có kết quả: + Chuyển vị lớn khung xương là: xzmax = 0,7999 mm + Ứng suất lớn nhất: σmax = 70,24 Mpa < [σ]= 220 Mpa + Moment xoắn lớn nhất: MTmax = 12502,71 Nmm + Moment uốn lớn nhất: MFZmax = 37022,66 Nmm Vậy sau tính tốn, ta nhận thấy chuyển vị khung nhỏ ứng suất sinh thỏa mãn điều kiện, nằm giới hạn bền vật liệu 5.2 HỆ THỐNG TREO 5.2.1 Công dụng Hệ thống treo dùng để nối đàn hồi khung xe với hệ thống chuyển động xe Nhiệm vụ chủ yếu hệ thống treo giảm va đập, tải trọng từ bánh xe lên khung xe, làm cho xe chuyển động êm dịu qua mặt đường gồ ghề không phẳng Theo thiết kế bố trí chung, trọng lượng xe không lớn điều kiện di chuyển xe không phức tạp ghồ ghề, nên ta khơng dùng nhíp mà dùng ống LV ThS: Nghiên cứu mẫu xe sử dụng lượng mặt trời Chương 5: Thiết kế kỹ thuật Trang 128 giảm chấn loại xe đạp điện thông thường gắn vào cầu sau xe Một đầu ống giảm chấn gắn với khung hai pát, đầu lại gắn vào tay quay Tay quay dùng để bắt bánh xe phía sau 5.2.2 Cấu tạo Kết cấu bản, giảm chấn thủy lực xe có cấu tạo tương tự giảm chấn tơ, nhíp tơ thay lị xo gắn bọc bên ống giảm chấn Xem xét cấu tạo phuộc trước xe đạp điện sau: Hình 5.11 Bộ phuộc nhún trước xe gắn máy * Nguyên lý hoạt động : Giảm chấn dùng để dập tắt dao động vỏ xe lốp xe cách chuyển dao động thành nhiệt Giảm chấn xe máy hay xe đạp điện loại giảm chấn thủy lực Ta tham khảo cấu tạo nguyên lý hoạt động giảm chấn xe ô tô, có nguyên lý hoạt động tương tự xe gắn máy LV ThS: Nghiên cứu mẫu xe sử dụng lượng mặt trời Chương 5: Thiết kế kỹ thuật Trang 129 Hình 5.12 Kết cấu giảm chấn thủy lực * Cấu tạo: Trong thân 15 có xilanh 8, piston 11 với cán piston chuyển dịch xylanh Bên xylanh chứa dầu giảm chấn Ở đáy piston có lỗ phân bố hai đường kính khác Các lỗ vịng có đường kính lớn đĩa van chuyển đậy lại, lỗ vịng có đường kính nhỏ đậy van giãn nở 13 Giảm chấn hoạt động dựa theo nguyên tắc tạo sức cản nhớt sức cản qn tính chất lỏng cơng tác qua lỗ tiết lưu nhỏ để hấp thụ lượng dao động phần tử đàn hồi gây Ngun lý thể qua sơ đồ hình 5.13 Để thực nguyên lý này, cấu tạo giảm chấn gồm ống xi lanh pittông Trên thân pittơng có làm lỗ nhỏ để thơng hai khoang hai phía pittơng với Trong khoang chứa xi lanh người ta đổ dầu đặc biệt gọi dầu giảm chấn Trong hệ thống treo đầu vỏ xi lanh nối với phần không treo (Tay quay bánh xe), đầu cần pittông nối với phần treo (Khung xe , người hành lý) LV ThS: Nghiên cứu mẫu xe sử dụng lượng mặt trời Chương 5: Thiết kế kỹ thuật Trang 130 Hình 5.13 Nguyên lý hoạt động giảm chấn Khi xe dao động lên xuống làm cho pittông giảm chấn dịch chuyển tương đối xi lanh với tần số biên độ dao động Khi pittông dịch chuyển nén dầu khoang dầu có áp suất phải qua lỗ tiết lưu để sang khoang bên Do có sức cản lỗ tiết lưu nên lượng dao động hệ thống treo giảm chấn hấp thụ biến thành nhiệt toả mơi trường xung quanh 5.2.3 Phương án bố trí giảm chấn lên xe Thiết kế ta dùng giảm chấn sau xe đạp điện Qua đo đạc thực tế: ta đặt tải 400 N lên giảm chấn giảm chấn dịch chuyển đoạn không 10 mm Khi xe hoạt động thực tế, với hệ số tải trọng động k = 1,5; lực tác dụng lên lò xo giảm chấn là: F = ( RB/2).(60/100) = (1065/2).(60/100) = 319,5 N Vậy độ dịch chuyển tối đa giảm chấn không 10 mm Ống giảm chấn liên kết bulông 10 mm: + Đầu gắn vào pát sắt chữ u hàn dình với khung xe bulông LV ThS: Nghiên cứu mẫu xe sử dụng lượng mặt trời Chương 5: Thiết kế kỹ thuật Trang 131 F Hình 5.14 Bố trí đầu giảm chấn ghế + Đầu gắn vào pát sắt (chữ U) bulơng Hình 5.15 Bố trí đầu ống giảm chấn 5.3 BỐ TRÍ HỆ THỐNG LÁI 5.3.1 Công dụng Hệ thống lái dùng để điều khiển hướng chuyển động xe theo ý muốn người lái Để người điều khiển cho xe có hướng chuyển động xác lưu LV ThS: Nghiên cứu mẫu xe sử dụng lượng mặt trời Chương 5: Thiết kế kỹ thuật Trang 132 thông đường, cần né tránh chướng ngại vật gặp phải dùng để thay đổi hướng chuyển động xe Theo thiết kế bố trí chung, hệ thống lái bố trí phía trước, hai bánh xe trước có nhiệm vụ dẫn hướng cho xe Khi người điều khiển tác động lên vơ lăng làm cho vơ lăng góc xoay α, thông qua trụ đứng, tay quay kéo cấu hình thang lái làm cho bánh trước xoay góc α, làm đổi hướng chuyển động xe Hình 5.16 Sơ đồ mơ bán kính quay vòng hệ thống lái xe 5.3.2 Cấu tạo Kết cấu bản, hệ thống lái xe có cấu tạo tương tự hệ thống lái ô tô Nhưng xe có lượng tác dụng lên bánh trước tương đối nhẹ, nên hệ thống lái xe lượng mặt trời khơng sử dụng cấu trục vít - bánh vít hay cấu dẫn động mà lực dẫn động làm bánh xe quayvòng trực tiếp từ lực tác dụng tay người điều khiển lên vành vơ lăng Hệ thống lái xe bố trí tổng thể hình vẽ bên dưới: LV ThS: Nghiên cứu mẫu xe sử dụng lượng mặt trời Chương 5: Thiết kế kỹ thuật Trang 133 Bánh xe Trục vô lăng Trục bánh xe Vô lăng Thanh ngang Đòn kéo Hình 5.17 Cấu tạo hệ thống lái mẫu xe thiết kế + Cấu tạo: Hệ thống lái gồm có: vơ lăng lái, trụ đứng bắt cứng với vơ lăng Trụ đứng gồm phần, phần trụ đứng nối với phần trụ đứng nối chữ thập để làm thay đổi hướng truyền momen quay Trụ đứng bắt với ngang thông qua khớp xoay, ngang nối địn kéo khớp xoay để truyền momen làm bánh xe trục xoay bánh xe quanh tâm xoay 5.4 BỐ TRÍ HỆ THỐNG PHANH Hệ thống phanh có cơng dụng hãm vận tốc chuyển động xe gặp chướng ngại vật đường hay muốn dừng xe khẩn cấp Do xe có tải nhẹ vận tốc khơng lớn, ta sử dụng loại phanh đùm xe đạp bánh xe 5.5 TÍNH BỀN MỐI HÀN KHUNG XƯƠNG CHÍNH Trong kết cấu, tất mối liên kết liên kết phương pháp hồ quang điện thuộc mối hàn góc Vì vậy, ta tính bền mối hàn có giá trị chịu lực lớn Ta có cơng thức tính bền mối hàn góc sau: τ' = 6M ≤ [τ' ] 0.7.k.l LV ThS: Nghiên cứu mẫu xe sử dụng lượng mặt trời (5.1) Chương 5: Thiết kế kỹ thuật Trang 134 Với: - τ’ : ứng suất hàn (MPa) - M : moment uốn tác dụng điểm hàn Ta có, theo biểu đồ moment uốn, moment uốn lớn khung vị trí ghế ngồi (dầm L62), ống φ = 25,4 mm M = 37022,66 N.mm - k : bề rộng mối hàn Ta chọn: k = mm - l : chiều dài đường hàn Ở đây, ta coi đường hàn chu vi ống C = π.d = 3,14.25,4 = 79,756 mm - [τ’] : ứng suất hàn cho phép [ τ '] = 0,6.[σ k ] = ⇒τ' = σch ε 240.0,9 = 0,6 ≈ 99,7(MPa) [S].K σ 1,3.1 (5.2) 6.37022, 66 = 16, 63( MPa ) 0, 7.3.(79, 756)2 => τ’ < [τ’] : mối hàn thỏa bền 5.6 TÍNH BỀN Ổ BI TẠI KHỚP NỐI GIỮA THÂN VÀ CỤM BÁNH XE SAU Cách bố trí ổ bi biểu diễn sau: Hình 5.18 Sơ đồ bố trí ổ bi Với kích thước trục 20, ta chọn ổ bi đỡ dãy (GOST 8338 - 75), cỡ siêu nhẹ, vừa có thơng số sau: - Kí hiệu ổ: 1000904 LV ThS: Nghiên cứu mẫu xe sử dụng lượng mặt trời Chương 5: Thiết kế kỹ thuật Trang 135 - Đường kính trong: d = 20 mm - Đường kính ngồi: D = 37 mm - Bề rộng: B = mm - Khả tải động: C = 5,14 kN - Khả tải tĩnh: Co = 3,12 kN * Tính bền ổ bi: Sơ đồ phân tích lực tác dụng lên ổ bi: Hình 5.19 Sơ đồ lực tác dụng lên ổ bi - Ổ bi chịu lực hướng tâm có giá trị: Ta có bánh xe bắt với khung xe thơng qua ổ bi đỡ Hệ số phân bố tải trọng bánh xe sau 0,75; hệ số tải động ta chọn k = 1,5 Ta có lực hướng tâm ổ bi chịu: F= 0, 75.1500.1,5 = 421,88( N ) ( có hai ổ bi khớp nối) - Tải trọng tương đương: Q = V F Kt Kn (5.3) Với: + V: hệ số tính đến vịng quay Ở đây, vịng quay, chọn V = 1,2 + F: lực hướng tâm tác dụng lên ổ bi, F = 0,422 kN + Kt: hệ số tải trọng động ổ bi, Kt = LV ThS: Nghiên cứu mẫu xe sử dụng lượng mặt trời Chương 5: Thiết kế kỹ thuật Trang 136 + Kn: hệ số nhiệt độ, Kn = => Q = 1,2 x 0,422 x x = 1,01 kN - Thời gian làm việc tương đương ổ bi: L= L h 60.n (tr.v.qu) 106 (5.4) Với: + Lh : thời gian làm việc ổ bi Ta chọn ổ bi làm việc ngày giờ, sử dụng năm Lh = x x 365 = 10950 h + n: số vòng quay tối đa ổ bi Khi v = 25 km/h, ta có: n = 331,57 vịng/phút ⇒L= 10950.60.331,57 = 217,84 triệu vòng quay 106 - Kiểm tra ổ bi theo điều kiện tải động: Ctt = Q.L1/ m ≤ C Với: + m: số mũ, m = ổ bi + Q = F = 0,422 kN ⇒ Ctt = 0, 422.217,841/3 = 2, 539 kN ⇒ Ctt = 2,539 kN < C = 5,14 kN => Ổ bi thỏa bền theo điều kiện tải động - Kiểm tra theo điều kiện tải tĩnh: Qo = F = 0,422 kN < Co = 3,12 kN => Ổ bi thỏa bền theo điều kiện tải tĩnh LV ThS: Nghiên cứu mẫu xe sử dụng lượng mặt trời (5.5) Chương 6: Kết luận hướng phát triển Chương Trang 137 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN - - 6.1 KẾT LUẬN Như trình bày phần trên, để đảm bảo cho mẫu xe di chuyển khuôn viên trường học, công viên lưu thông đường cách thoải mái an toàn Ở chương giới thiệu, có mẫu kiểu dáng xe lượng sản xuất nước ngoài, nhiên vấn đề phải giảm giá thành sản xuất cải tiến mẫu mã Ngồi ra, nhà nước nên có sách hỗ trợ ưu tiên thuế công ty hay sở có dự định nghiên cứu sản xuất đại trà phương tiện lại không gây ô nhiễm sử dụng nguồn lượng lượng mặt trời, nhằm giảm giá thành đến mức thấp Có Việt Nam có hội để sở hữu loại xe thân thiện với môi trường tiết kiệm chi phí lại cho cá nhân có nhu cầu Trong thời gian bốn tháng, thực tương đối hoàn chỉnh vấn đề sau: − Thiết kế tổng thể kiểu xe lượng mặt trời có kiểu dáng phù hợp với điều kiện Việt Nam có khối lượng nhẹ − Tính bền xác khung xương chương trình RDM − Trình bày tổng thể hệ thống phanh, treo, tận dụng chi tiết có sẵn thị trường, rút ngắn thời gian chế tạo − Mẫu xe đảm bảo yêu cầu TCVN accu, động cơ… − Kiểu dáng thiết kế đảm bảo yêu cầu động lực học tối thiểu dành cho loại xe di chuyển đường phố đô thị đông đúc tương đối phẳng − Xe có khả leo dốc, trọng tâm xe bố trí thấp để bảo thơng số ổn định an tồn − Thời gian sử dụng xe, ước tính độ bền chi tiết khí năm Riêng pin lượng mặt trời (là chi tiết đắt mẫu xe này) sử dụng đến khoảng 25 năm LV ThS: Nghiên cứu mẫu xe sử dụng lượng mặt trời Chương 6: Kết luận hướng phát triển Trang 138 − Quãng đường xe ước tính khoảng 50 km, thời gian sử dụng accu khoảng 2h15’ − Hồn thành mơ hình xe điện có accu nạp điện từ lượng mặt trời Tuy nhiên, hạn chế công nghệ, thời gian tiến hành nghiên cứu thực tế mẫu xe lượng mặt trời, đề tài nghiên cứu tương đối mẻ nước, giới dừng lại mức thử nghiệm, nên đề tài nghiên cứu luận văn tồn sau: − Mẫu thiết kế chưa tối ưu hóa mặt kết cấu − Do thời gian ngắn nên chưa có điều kiện đo kiểm thực tế khả làm việc động điện chọn, xác định xác thơng số khối lượng, vị trí trọng tâm ghế người ngồi, nên thơng số tính tốn có tính chất tương đối, tham khảo ban đầu − Chưa xây dựng quy trình cơng nghệ chế tạo khung xương cách hồn chỉnh xác − Chưa thiết kế cách hoàn chỉnh cụm hệ thống 6.2 HƯỚNG PHÁT TRIỂN Trong tương lai, đề tài đuợc đưa vào ứng dụng thực tiễn, với phát triển công nghệ tạo Việt Nam, lượng mặt trời trở thành nguồn lượng phổ biến, ta phát triển thay đổi thiết kế theo hướng sau: − Tính tốn tối ưu hóa khung xương, thay khung xương sắt khung xương sử dụng vật liệu mới, bền nhẹ nhằm giảm khối lượng xe − Tồi ưu hóa kết cấu hệ thống treo xe − Cải thiện, nâng cao hiệu suất nạp − Thay accu 12V – 24Ah accu có dung lượng lớn hơn, tùy theo yêu cầu người sử dụng − Cải tiến điều khiển trung tâm để việc điều khiển nhẹ nhàng, linh hoạt xác − Có thể bố trí thiết kế lại hệ thống đèn chiếu sáng tín hiệu cho có tính thẩm mĩ cao LV ThS: Nghiên cứu mẫu xe sử dụng lượng mặt trời Chương 6: Kết luận hướng phát triển Trang 139 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Hữu Cẩn, Dư Quốc Thịnh, Phạm Minh Thái, Nguyễn Văn Tài, Lê Thị Vàng Lý thuyết ô tô máy kéo Nhà xuất bn Khoa học Kỹ thuật, 2003 [2] Nguyễn Hữu Cẩn - Phan Đình Kiên Thiết kế tính tốn tơ máy kéo tập - Nhà xuất Đại học Trung học chuyên nghiệp, 1985 [3] Phạm Xuân Mai - Nguyễn Hữu Hường - Ngơ Xn Ngát Tính tốn sức kéo ô tô máy kéo Nhà xuất Đại học Quốc gia Tp Hồ Chí Minh, 2001 [4] Nguyễn Hữu Lộc người khác Cơ sở thiết kế máy tập – Trường Đại học Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh, 2002 [5] Trịnh Chất - Lê Văn Uyển Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí tập – Nhà xuất Giáo dục, 2002 [6] Vũ Tiến Đạt Vẽ khí Trường Đại học Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh, 1994 [7] Đỗ Văn Dũng Hệ thống điện động Nhà xuất Đại học Quốc gia Tp Hồ Chí Minh, 2004 [8] Đặng Vũ Ngoạn tác giả Vật liệu kỹ thuật Nhà xuất Đại học Quốc gia Tp Hồ Chí Minh, 2002 [9] Phan Đình Huấn Tính kết cấu phần mềm phần tử hữu hạn RDM Nhà xuất khoa học kỹ thuật 2003 [10] Trần Thế San – Nguyễn Ngọc Phương Sổ tay chế tạo máy thực hành ngày Nhà xuất Đà Nẵng, 2005 [11] Hoàng Dương Hùng Năng lượng mặt trời lý thuyết ứng dụng Khoa công nghệ nhiệt lạnh, trường đại học Bách Khoa Đà Nẵng, 2008 [12] Hoàng Dương Hùng, Nguyễn Bổn Giáo trình chun đề lượng mặt trời Khoa cơng nghệ nhiệt lạnh, trường đại học Bách Khoa Đà Nẵng, 2004 [13] Trịnh Quang Dũng, Lê Hoàng Tố Điện mặt trời phục vụ phát triển nông thôn Nhà xuất nông nghiệp, 2000 [14] Và số trang web liên quan: www.engelmotor.com; www.robotstorehk.com; www.vocw.edu.vn; www.voltatech.co.kr; www.solarenergy.org; www.winstonsolar org; www.lowtechmagazine.com; LV ThS: Nghiên cứu mẫu xe sử dụng lượng mặt trời ... lượng mặt trời LV ThS: Nghiên cứu mẫu xe sử dụng lượng mặt trời Chương 3: Ng /cứu ứng dụng lượng mặt trời mẫu xe thiết kế Trang 47 Chương NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI TRÊN MẪU XE THIẾT... nạp lượng thách thức đáng để quan tâm nghiên cứu LV ThS: Nghiên cứu mẫu xe sử dụng lượng mặt trời Chương 2: Năng lượng mặt trời pin nhiên liệu Trang 46 2.7 KẾT LUẬN Việc nghiên cứu ứng dụng lượng. .. nhiều LV ThS: Nghiên cứu mẫu xe sử dụng lượng mặt trời Chương 2: Năng lượng mặt trời pin nhiên liệu Trang 19 Chương NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI VÀ PIN NHIÊN LIỆU - - 2.1 NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI 2.1.1