Nghiên cứu thiết kế, chế tạo mô hình xe ô tô thân vỏ bằng vật liệu Composite, sử dụng năng lượng mặt trời và năng lượng điện phục vụ du lịch (phần chế tạo)

Sử dụng vật liệu mới trong chế tạo vỏ ô tô: Vật liệu truyền thống quan trọng nhất trong thành phần cấu tạo thân vỏ ô tô là thép. Sự kết hợp tinh tế giữa thép và các loại vật liệu khác như kim loại nhẹ là lựa chọn tối ưu cho vỏ ô tô trên dòng phổ thông bởi chi phí sản xuất thấp, nguồn nguyên liệu dồi dào. Song, vật liệu thép làm tăng khối lượng của ô tô dẫn đến tăng suất tiêu hao nhiên liệu, với các loại thép thông thường nếu có độ cứng cao rất khó định hình. Chính vì vậy việc nghiên cứu sử dụng các loại vật liệu mới trong chế tạo hệ thống thân vỏ ô tô nhằm giảm trọng lượng ô tô cũng là một vấn đề cần giải quyết hiện nay, nhất là trong bối cảnh ô tô sử dụng điện năng ngày càng phát triển, nếu giảm được trọng lượng của ô tô sẽ tăng hiệu quả sử dụng điện năng từ ắc quy.

Với những phân tích trên tôi chọn đề tài: “Nghiên cứu thiết kế, chế tạo mô hình xe ô tô thân vỏ bằng vật liệu composite, sử dụng năng lượng mặt trời và năng lượng điện phục vụ du lịch” (phần chế tạo) để thực hiện.

NỘI DUNG:

CHƯƠNG 1 - TỔNG QUAN VỀ Ô TÔ THÂN VỎ BẰNG VẬT LIỆU COMPOSITE, SỬ

DỤNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI VÀ NĂNG LƯỢNG ĐIỆN ..................................... 4

1.1. Tổng quan về xe ô tô sử dụng các nguồn năng lượng ................................. 4

1.1.1. Xu hướng phát triển ngành công nghiệp ô tô .............................................. 4

1.1.2. Ô tô sử dụng năng lượng điện kết hợp năng lượng mặt trời (NLMT) ......... 8

1.1.2.1. NLMT sử dụng cho ô tô ............................................................... 8

1.1.2.2. Tình hình nghiên cứu và phát triển................................................ 9

1.2. Công nghệ vật liệu trong chế tạo vỏ ô tô................................................... 13

1.2.1. Công nghệ chế tạo vỏ ô tô hiện nay .......................................................... 13

1.2.2. Ứng dụng vật liệu mới nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng, vận hành ô tô .. 14

1.2.2.1. Các nghiên cứu sử dụng vật liệu mới trong sản xuất ô tô ............. 15

1.2.2.2 Vật liệu composite trong chế tạo khung vỏ ô tô............................ 15

1.3. Những yêu cầu cấp thiết về môi trường trong việc hướng đến sử dụng ô tô

với nguồn năng lượng điện kết hợp năng lượng mặt trời ................................. 18

1.3.1. Ô nhiễm môi trường do khí thải của động cơ ô tô gây ra .......................... 18

1.3.1.1. NOx (Oxide nitơ)........................................................................ 18

1.3.1.2. Monoxide Cacbon (CO) ............................................................. 19

1.3.1.3. Hydrocacbon chưa cháy (HC)..................................................... 19

1.3.1.4. Bồ hóng - muội than, chì, lưu huỳnh ........................................... 19

1.3.2. Tác hại của các chất gây ô nhiễm từ khí thải động cơ đốt trong................ 19

1.3.2.1. Đối với con người ...................................................................... 19

1.3.2.2. Đối với môi trường..................................................................... 21

1.4. Kết luận.................................................................................................... 22

CHƯƠNG 2 - CƠ SỞ TÍNH TOÁN, CHẾ TẠO ............................................................... 24

2.1. Tổng quan về ô tô..................................................................................... 24

2.1.1. Giới thiệu chung........................................................................................ 24

2.1.2. Các lực và moment tác dụng lên ô tô trong quá trình chuyển động........... 25

2.1.2.1. Trọng lượng ............................................................................... 26

2.1.2.2. Phản lực của mặt đường ............................................................. 27

2.1.2.3. Lực cản dốc................................................................................ 28

2.1.2.4. Lực cản lăn ................................................................................ 28

2.1.2.5. Lực cản khí động học ................................................................. 28

2.1.2.6. Lực quán tính ............................................................................. 29

2.1.2.7. Lực kéo...................................................................................... 29

2.2. Năng lượng điện, năng lượng mặt trời sử dụng cho ô tô ........................... 30

2.2.1. Ô tô sử dụng năng lượng điện ................................................................... 30

2.2.2. Ô tô sử dụng pin nhiên liệu ....................................................................... 31

2.2.3. Ô tô sử dụng năng lượng mặt trời ............................................................. 32

2.2.3.1. Nguồn năng lượng mặt trời......................................................... 32

2.2.3.2. Sự phát triển năng lượng mặt trời tại Việt Nam ........................... 33

2.2.3.3. Pin mặt trời ................................................................................ 37

2.3. Vật liệu composite sử dụng chế tạo thân vỏ ô tô ....................................... 40

2.3.1. Định nghĩa và phân loại ............................................................................ 40

2.3.2. Cấu trúc vật liệu composite....................................................................... 42

2.3.4.1. Vật liệu nền (resin) ..................................................................... 44

2.3.4.2. Vật liệu cốt (vật liệu gia cường).................................................. 45

2.3.4.3. Chất xúc tác ............................................................................... 48

2.3.4.4. Các chất phụ khác ...................................................................... 48

2.3.3. Công nghệ chế tạo composite ................................................................... 49

2.4. Các phương pháp gia công cơ khí................................................................ 54

2.4.1. Thiết bị, quy trình gia công hàn................................................................. 55

2.4.1.1. Giới thiệu chung......................................................................... 55

2.4.1.2. Hàn hồ quang tay ....................................................................... 55

2.4.1.3. Quy trình gia công hàn ............................................................... 57

2.4.2. Thiết bị, quy trình gia công tiện ................................................................ 59

2.4.3. Thiết bị, quy trình gia công khoan............................................................. 62

2.4.4. Quy trình gia công cắt - mài...................................................................... 64

2.4.5. Quy trình gia công mài.............................................................................. 66

CHƯƠNG 3 - THỰC NGHIỆM CHẾ TẠO MÔ HÌNH XE THÂN VỎ BẰNG VẬT LIỆU

COMPOSITE, SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI VÀ NĂNG LƯỢNG ĐIỆN..... 68

3.1. Tổng quan về thực nghiệm chế tạo ........................................................... 68

3.1.1. Thông số kỹ thuật của xe mô hình ............................................................ 68

3.1.2. Đặc điểm các hệ thống trên xe .................................................................. 70

3.1.2.1. Hệ chassis .................................................................................. 70

3.1.2.2. Cụm động cơ - hệ thống truyền lực ............................................. 71

3.1.2.3. Cụm hệ thống treo...................................................................... 71

3.1.2.4. Cụm bánh xe - cầu xe ................................................................. 72

3.1.2.5. Hệ thống phanh .......................................................................... 72

3.1.2.6. Cụm hệ thống lái ........................................................................ 72

3.1.2.7. Cụm hệ thống điện ..................................................................... 73

3.2. Chế tạo các chi tiết chính trên xe mô hình ................................................ 74

3.2.1. Chế tạo khung xe ...................................................................................... 74

3.2.1.1. Chuẩn bị vật liệu ........................................................................ 74

3.2.1.2. Chế tạo khung xe........................................................................ 75

3.2.2. Chế tạo bộ phận giảm tốc động cơ điện .................................................... 76

3.2.2.1. Phương án truyền động............................................................... 76

3.2.2.2. Chuẩn bị vật liệu ........................................................................ 77

3.2.2.3. Tiến hành chế tạo ....................................................................... 78

3.2.3. Chế tạo hệ thống điều khiển động cơ........................................................ 78

3.2.3.1. Thiết kế mạch trên máy tính ....................................................... 78

3.2.3.2. Chế tạo bản mạch ....................................................................... 79

3.2.4. Chế tạo thân vỏ xe mô hình....................................................................... 80

3.2.4.1. Lựa chọn công nghệ chế tạo ....................................................... 80

3.2.4.2 Chế tạo thử.................................................................................. 82

3.2.4.3. Chế tạo hệ thống thân vỏ cho xe mô hình.................................... 83

3.3. Lắp ráp, hoàn thiện mô hình xe thân vỏ bằng vật liệu composite, sử dụng

năng lượng mặt trời và năng lượng điện .......................................................... 88

3.3.1. Đặc điểm quy trình công nghệ lắp ráp....................................................... 88

3.3.2. Lập sơ đồ lắp ráp....................................................................................... 88

3.3.3. Mô tả nguyên công lắp ráp........................................................................ 91

3.3.3.1. Lắp ráp gầm xe........................................................................... 91

3.3.3.2. Lắp ráp nội thất .......................................................................... 92

3.3.4. Lắp ráp gầm xe.......................................................................................... 94

3.3.4.1. Lắp ráp hệ thống treo.................................................................. 94

3.3.4.2. Lắp ráp hệ thống lái.................................................................... 95

3.3.4.3. Lắp ráp hệ thống phanh .............................................................. 96

3.3.4.4. Lắp ráp các hệ thống còn lại ....................................................... 97

3.4. Kiểm tra chất lượng sau lắp ráp ................................................................ 98

3.4.1. Kiểm tra tổng thể..................................................................................... 101

3.4.1.1. Kiểm tra khung, thân vỏ........................................................... 101

3.4.1.2. Động cơ và các bộ phận liên quan............................................. 102

3.4.1.3 Bánh xe và moayơ..................................................................... 102

3.4.2. Kiểm tra gầm xe...................................................................................... 102

3.4.2.1. Hệ thống phanh ........................................................................ 102

3.4.2.2. Cơ cấu lái, các đòn dẫn động lái................................................ 103

3.4.2.3. Các khớp cầu, khớp chuyển hướng ........................................... 103

3.4.2.4. Ngõng quay lái......................................................................... 103

3.4.2.5. Cầu xe...................................................................................... 103

3.4.3. Kiểm tra nội thất ..................................................................................... 104

3.4.3.1. Gương chiếu hậu ...................................................................... 104

3.4.3.2. Ghế ngồi .................................................................................. 104

3.4.3.4. Vô lăng lái ............................................................................... 104

3.4.3.5. Các pêđan phanh, ga................................................................. 105

3.4.3.6. Tấm pin mặt trời....................................................................... 105

3.4.4. Kiểm tra trên thiết bị............................................................................... 105

3.4.4.1. Lực phanh chính....................................................................... 105

3.4.4.2. Chạy thử trên đường................................................................. 106

CHƯƠNG 4 - KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ................................................................... 107

4.1. Kết luận.................................................................................................. 107

4.2. Kiến nghị ............................................................................................... 107

TÀI LIỆU THAM KHẢO

LINK DOWNLOAD