Sau khi đã phác thảo thiết kế sơ bộ chúng ta hãy cùng nhau bắt tay vào “Thiết Kế – Chế Tạo – Tối Ưu Xe Thế Năng” để có được một xe thế năng: thỏa các điều kiện của thể lệ thi, thỏa các yếu tố vật lý, thỏa các tính toán, kỹ thuật, v.v… và sẽ mang lại kết quả cao trong cuộc thi sắp diễn ra.
THIẾT KẾ XE THẾ NĂNG
Trước khi thiết kế chi tiết chúng ta phải tập trung nghiên cứu thật kỹ phần nội dung của thể lệ thi để tiến hành thiết kế các bộ chi tiết của xe: Hình dáng, vật liệu sử dụng, bánh & trục xe, bồn chứa chất lỏng, cách lắp ráp các bộ phận tại điểm thi, v.v… cụ thể như sau:
Mô tả hình dáng, khối lượng: xe chở theo một mô hình bồn chứa chất lỏng chiều ngang tối đa 12 cm, chiều cao tối đa 15 cm; chiều dài xe không giới hạn, Tổng khối lượng xe đã có chứa 1 lít chất lỏng vào bồn chứa không quá 2 kg. Bồn chứa chất lỏng là vật liệu rắn, không sử dụng các vật liệu sản xuất sẵn như chai, bồn, hộp, lon, ống, bao (bịch), tuýp có thể chứa chất lỏng để lắp ráp, chế tạo bồn chứa. không quá 1 lít chất lỏng. Lỗ (miệng) để cho chất lỏng vào bồn được đặt phía trên có kích thước sao cho vòi bơm chất lỏng có tiết diện tròn đường kính 4 cm lọt vào dễ dàng.
Vật liệu sử dụng, quy cách bánh & trục xe: Các vật tư, linh kiện rời được sử dụng: các tấm, thanh nhựa, gỗ, thuỷ tinh, kim loại, ổ bi (bạc đạn) rời, ốc, vít, đinh, đinh tán… để làm khung sườn xe, trục và bánh xe. Không sử dụng các vật liệu sản xuất sẵn như bánh xe, đĩa CD, đĩa DVD… để lắp ráp, chế tạo. Xe có từ 3 đến 4 bánh xe. Bánh xe có dạng đĩa tròn (hình trụ dẹp), được cưa, cắt ra từ các tấm vật liệu nhựa, gỗ hoặc kim loại; không sử dụng vật liệu, bánh xe theo hình dạng sẵn có. Không sử dụng trực tiếp ổ bi (bạc đạn) để làm bánh Các bánh xe gắn với trục bánh xe bằng các ổ bi (bạc đạn), trục bánh xe gắn cố định với thân xe. Khi xe chuyển động, các bánh xe lăn trên mặt đường, trục bánh xe và thân xe chuyển động tịnh tiến với mặt đường. Các bánh xe chuyển động độc lập nhau.
Cách lắp ráp khi dự thi: Thí sinh được tự gia công trước các linh kiện theo các hình thù, kích thước khác nhau (hình tấm đa giác, tấm tròn, khối hộp, thanh hình trụ, khối trụ…) để khi dự thi có thể lắp ráp xe theo các phương án khác nhau. Các phần rời không được được hàn sẵn với nhau. Ổ bi (bạc đạn) để rời không được gắn sẵn vào bánh xe. Do đó để thuận lợi khi lắp ráp ta nên gia công các bộ phận và nghiên cứu kỹ thuật sao cho khi lắp ráp đơn giản, xe hoạt động tốt, không cân chỉnh nhiều.
CÁC DỤNG CỤ CẦM TAY CẦN TRANG BỊ
Kính và găng tay bảo hộ:
Cân điện tử:
Bộ dủa các loại:
Khoan cầm tay:
Cưa sắt cầm tay:
Thước kẹp điện tử hiển thị LCD dài 300mm
Bộ kiềm các loại:
CHẾ TẠO XE THẾ NĂNG
Sau khi đã có các thông số thiết kế chi tiết chúng ta sẽ tiến hành lựa chọn loại vật liệu phù hợp để chế tạo xe đáp ứng các chỉ tiêu kỹ thuật theo thể lệ cuộc thi và xe hoạt động tốt, giảm thiểu việc tinh chỉnh để đạt kết quả cao.
Chế tạo bồn chứa chất lỏng:
Bồn chứa chất lỏng: Sử dụng một tấm nhựa dẽo độ dày khoảng 0.3 đến 0.5mm gấp thành khối hình hộp chữ nhật như hình minh họa, các cạnh ghép nối cuối cùng sử dụng keo dán tổng hợp để tăng khả năng chống rò rĩ chất lỏng, chịu được lực va đập cao.+ Chiều ngang = 9 cm, chiều cao = 7cm; chiều dài = 17cm;
Thể tích bồn chứa: 9 x 7 x 17 = 1.071ml = 1.07 lít
Vỏ bồn = 0,08Kg; sử dụng nhựa dẽo dày 0.5mm.
Vỏ bồn được bắt cố định lên khung xe bằng 02 bát nhôm và 04 vis 03 mm.
Dùng compa quay 01 lỗ đường kính 4cm mặt trên của bồn, dùng dao rọc giấy khoét theo để tạo lỗ rót chất lỏng, nắp đậy lỗ rót dùng vật liệu đàn hồi có đường kính ngoài 6cm.
KẾT QUẢ:
Khối lượng vỏ bồn chứa: 79g
Chế tạo bánh xe:
Chọn loại vòng bi: số lượng 04 cái: loại thông dụng, dễ mua và có kích thước nhỏ để không chiếm khối lượng tổng của xe, do xe có khối lượng nhỏ (2Kg), vận tốc quay nhỏ, v,v…Nên sử dụng vòng bi 626-2Z nắp chặn thép hai bên để chống bụi tốt, thông số kỹ thuật:
Đường kính trong vòng bi (d): 6mm;
Đường kính ngoài (D): 19mm;
Độ dày vòng bi (B): 6mm;
Khối lượng: 8.13g
Chọn nhựa PE chế tạo vành trong của bánh xe: số lượng 04 cái được thiết kế với các thông số kỹ thuật thiết kế như sau:
Vành trong của bánh xe được thiết kế dày = 4mm; đường kính = 140mm;
Tâm của vành lắp vòng bi 626-2Z; dày = 10mm;
Khi đi mua nên mua nhựa PE có bề dày = 15mm, đường kính nhựa PE = 160mm để thợ cơ khí gia công thuận lợi.
Chọn thép tấm chế tạo vành ngoài của bánh xe: số lượng 04 cái được thiết kế với các thông số kỹ thuật thiết kế như sau:
Vành ngoài của bánh xe được thiết kế dày = 8 mm; đường kính ngoài = 145mm; đường kính trong 140mm, để lắp vành trong dễ dàng.
Khi đi mua chọn thép tấm đường kính ngoài D = 160mm, độ dày S = 12mm để thợ cơ khí gia công thuận lợi.
KẾT QUẢ:
Khối lượng 01 bánh xe = 186.5g
Khối lượng 04 bánh xe = 186.5g x 4 = 746g
Chế tạo trục và khung xe: 
Chọn trục bánh xe: số lượng 02 trục
Sau khi đã chọn được vòng bi 626-2Z, ta sẽ tiến hành chọn trục bánh xe với các thông số kỹ thuật đã thiết kế như sau:
Đường kính trong = 6mm;
Chiều dài trục = 125mm;
Chất liệu: kim loại đặc mạ Crom, chống oxy hóa;
Chiều dài: 1000mm;
Do chiều dài một cây trục = 1000mm, ta dùng thước kẹp đo chiều dài trục = 125mm, lấy dấu, dùng cưa sắt cắt ra thành 02 trục bánh xe. Sau đó thử độ khít giữa vòng bi và trục để kiểm tra, nếu đường kính trục hơi lớn hơn đường kính vong bi ta sẽ dùng giấy nhám rà cho vừa để dễ lắp ráp.Khi đã có 02 trục bánh xe, ta sẽ nhờ thợ cơ khí gia công rãnh ở hai đầu trục để lắp phe cài chữ E giữ cố định vòng bi theo kích thước tiêu chuẩn DIN 6799 như bảng sau:
Chọn thanh nhôm la dẹp làm khung xe: số lượng 02 thanh
Ta sẽ tiến hành làm khung xe với các thông số kỹ thuật đã được thiết kế như sau:
Chiều dài thanh nhôm la dẹp làm khung xe = 270mm;
Bề dày thanh nhôm la dẹp = 4mm;
Bề rộng thanh nhôm la dẹp làm khung xe = 30mm
Khoảng cách giữa hai tâm của trục xe: 180mm
Đường kính lỗ trục = 6mm
Lỗ trục bánh sau cách khung xe: 15mm
Khung xe được cố định bằng 02 thanh nhôm tròn đặc đường kính = 8mm; chiều dài = 90mm.
KẾT QUẢ:
Khối lượng của khung xe và 02 trục = 162g.