Xe đạp là phương tiện di chuyển dễ dàng sử dụng và phù hợp với nhiều lứa tuổi. Dù vậy, không phải ai cũng biết các bộ phận của xe đạp gồm những gì và nguyên lý hoạt động như thế nào. Cùng tìm hiểu bài viết sau đây để có thêm kiến thức hay ho về loại phương tiện này nhé!
So với thiết kế sơ khai cách đây hơn 200 năm, thì chiếc xe đạp ngày nay đã có sự thay đổi rõ rệt về cấu tạo. Chiếc xe đạp đầu tiên của loài người có cấu tạo khá đơn giản, chỉ gồm có hai chiếc bánh xe và khung xe; toàn bộ đều được làm bằng gỗ. Ngày nay, xe đạp tuy rằng có rất nhiều kiểu dáng khác nhau, được sử dụng với những mục đích khác nhau nhưng chúng vẫn có một số điểm chung về cấu tạo và nguyên lý truyền động.
1. Khung sườn xe
Khung xe thường được làm bằng các vật liệu chịu lực cao như thép , nhôm , carbon , titanium . Với ưu điểm là độ cứng , độ bền và tuổi thọ cao, khung xe đóng vai trò là sương sống của xe đạp vì nó giúp liên kết các bộ phận còn lại khác của xe thành một khối thống nhất .
Khung sườn xe
Một bộ khung xe cơ bản gồm những bộ phận sau:
- Cụm tam giác phụ: gồm Seat Stays (đỡ yên sau), Chain Stay (cố định xích), Seat Tube (trụ đỡ cọc yên). Ba bộ phận này kết hợp lại tạo thành cụm cố định cho phần bánh sau của xe.
- Cụm tam giác chính: gồm Top Tube (thanh đỡ ngang), Seat Tube (trụ đỡ cọc yên), Down tube (thanh đỡ dưới). Ba bộ phận này giúp nâng đỡ trọng lượng cơ thể người dùng. Đồng thời tạo liên kết với hai cụm bánh trước sau của xe.
- Cụm đầu xe: gồm Head Tube (thanh đỡ cụm tay lái), Fork (phuộc xe). Cụm này liên kết với cụm tam giác chính để liên kết với bánh trước và tay lái. Ở một số loại xe địa hình (MTB), phuộc xe còn có chức năng giảm xóc, giúp di chuyển dễ dàng trên những con đường khó đi.
2. Hệ thống truyền lực
2.1 Bàn đạp
Có cấu tạo có 2 phần gồm thân chính gắn với bàn đạp chân và trục chính nối với phần cuối tay quay. Về cách thức hoạt động, người dùng sẽ đạp lên bàn đạp, truyền lực đến trục quay phía dưới theo chuyển động tròn giúp xe di chuyển về phía trước.
2.2 Đùi đĩa
Đây là bộ phận có kích thước lớn nhất hệ truyền lực. Dựa vào số lượng xích líp, có 3 loại đĩa:
+Đĩa đơn: Đĩa bảo vệ dây sên được thiết kế bám sát mặt trong và ngoài của chuỗi xích.
+Đĩa đôi: Gồm 1 vòng lớn 53 bánh răng và 1 vòng nhỏ 39 bánh răng hạn chế làm dây sên bị chéo.
+Đĩa ba: Gồm vòng ngoài 50 bánh răng, vòng giữa 39 bánh răng và vòng trong 30 bánh răng. Nhờ đó người dùng có thể tùy chỉnh bánh răng lớn nhất nhưng không gặp hiện tượng chéo dây sên.
2.3 Trục giữa
Đây là bộ phận có kích thước nhỏ, dạng hình ống hẹp nằm ở vị trí giữa xe đạp và giữ vai trò gắn kết khung và bánh răng xe hoạt động nhịp nhàng. Dựa vào loại hệ trục, trục giữa gồm trục lỗ vuông, trục rỗng và trục liền thể.
2.4 Đĩa (đĩa xích)
Có dạng hình tròn có răng, là bộ phận để dây xích đi qua và truyền động khi xe chạy. Đĩa xích làm từ chất liệu nhôm nhẹ và bền hoặc từ carbon, titan. Tùy theo số lượng răng, đĩa có nhiều loại khác nhau. Tuy nhiên, đĩa càng lớn thì càng tạo ra sức nặng khi đạp.
2.5 Xích
Đây là dạng dây dài được tạo từ nhiều mắt xích nhỏ giữ vai trò kết nối giữa phần trước xe và phần sau xe truyền động hỗ trợ xe tiến về phía trước.
2.6 Líp
Được gắn ở bánh sau của xe đạp với cấu tạo từ những đĩa răng xếp tầng lên nhau. Líp gồm 2 bộ phận chính là vành (bánh răng xếp tầng nằm trong trung tâm bánh xe) và cốt (có 2 rãnh nằm trong 2 bánh răng, với mỗi rãnh gồm 1 lò xo nhỏ và 1 cái lẫy). Líp giữ nhiệm vụ nhận chuyển động từ xích và truyền lực đến bánh sau, giúp bánh xe quay theo chiều thuận và di chuyển về phía trước.
Các bộ phận của xe đạp gồm đùi, xích, líp, bàn đạp, đĩa, trục giữa phối hợp truyền lực giúp xe chuyển động về phía trước
Với cấu tạo như thế, hệ truyền lực hoạt động dựa trên nguyên lý: Nếu xe đang chạy nhưng bàn đạp đứng yên thì đĩa xích sẽ không quay. Nhưng bánh xe vẫn lăn về trước theo quán tính, nhông và đĩa xích cũng quay theo chiều kim đồng hồ. Ngược lại, nếu xe không di chuyển và ta xoay đĩa ngược chiều kim đồng hồ thì các răng bên trong trượt lên làm đĩa xích không quay được, dẫn đến bánh xe dừng quay.
3. Hệ thống chuyển động
- Trục: Được làm bằng chất liệu thép cho độ bền cao khi sử dụng, giữ vai trò giúp bánh xe quay quanh trục qua ổ bi.
- Moay-ơ: Làm bằng thép giúp kết nối trục giữa và vành của bánh xe thông qua nan hoa.
- Vành bánh xe: Là khung bánh xe được làm từ chất liệu hợp kim thép hoặc hợp kim nhôm với độ bền cao.
- Nan hoa: Gồm những thanh nhỏ làm từ thép giữ vai trò kết nối trục xe và vành xe, giúp bánh xe căng đều, tăng sức chịu lực.
- Săm, lốp: Là phần vỏ ngoài của bánh xe làm từ chất liệu cao su tổng hợp, giữ vai trò làm tăng độ êm của xe khi chuyển động.
Hệ thống chuyển động hoạt động theo nguyên tắc dẫn động và truyền lực.
Hệ thống chuyển động giữ vai trò chuyển đổi lực tác động từ người dùng vào xe thành lực để xe tiến về phía trước. Khi người dùng tạo lực lên bàn đạp, đùi xe nhận được lực rồi làm trục giữa quay, dẫn đến đĩa quay và xích chuyển động. Từ đó, xích kéo líp và bánh sau cùng quay, xe thuận lợi tiến về phía trước.
4. Hệ thống lái
- Tay lái (ghi đông): Có thiết kế tùy theo mục đích sử dụng xe và sở thích của người dùng. Tay lái được gắn ở phần phía trước của xe, có nhiệm vụ điều khiển hướng và giữ thăng bằng khi xe vận hành.
Tay lái
- Cổ phuộc: Có công dụng dẫn hướng di chuyển và nâng đỡ trọng lượng của xe thông qua bánh xe trước. Thường có 2 loại phuộc là phuộc bánh trước và phuộc bánh sau.
Cố phuộc
Hệ thống lái quyết định hướng đi của xe theo nguyên lý: Tay người dùng tác động lên tay lái của xe, truyền lực đến cổ phuộc, càng trước, bánh xe trước giúp thay đổi hướng di chuyển của xe. Cũng có nghĩa là xe chỉ có thể rẽ hướng trái hoặc phải khi bánh xe được điều khiển theo đúng hướng.
5. Hệ thống phanh
5.1 Hệ thống phanh của xe đạp gồm:
- Tay phanh: Được gắn trên tay lái của xe đạp cho phép người dùng bóp phanh nhằm kéo cáp truyền lực xuống củ phanh.
- Dây phanh: Là bộ phận kết nối củ phanh và tay phanh xe đạp, có vai trò truyền lực kéo khi bóp phanh.
- Cụm má phanh: Được đặt ở khu vực kết nối với bánh xe, có công dụng giảm ma sát để kiểm soát tốc độ xe.
Hệ thống phanh
5.2 Hiện nay có 2 loại phanh chủ yếu
- Phanh niềng (phanh cơ) hoạt động dựa trên một đòn bẩy gắn ở vị trí tay lái. Loại phanh này có ưu điểm gọn nhẹ, giá thành rẻ nhưng tạo lực ma sát lớn, dễ làm mòn vành và bánh xe.
- Phanh đĩa gồm 1 đĩa kim loại hoặc “rotor” đặt tại trung tâm bánh xe và hoạt động dựa vào dây phanh hoặc thủy lực. Loại phanh này dễ thay thế và không bào mòn vành xe, nhưng tích nhiệt cao nên làm hiệu quả phanh giảm và dễ làm phanh bị hỏng.
Với các bộ phận của xe đạp như thế, hệ thống phanh hoạt động dựa trên nguyên lý: Khi người dùng bóp tay thắng, lực truyền từ dây thắng đến má phanh, đẩy má phanh ép vào bánh xe đang quay, từ đó tạo ra ma sát lên bánh xe. Khi lực bóp càng tăng thì lực ma sát cũng lớn hơn, cùng với tác dụng của kẹp phanh giúp giảm tốc độ xe.
6. Các bộ phận khác
Ngoài ra, còn phải kể đến các bộ phận khác của xe đạp như:
Khung sườn xe: Đây là bộ phận xe đạp quan trọng kết nối các phần khác, được làm từ hợp kim thép hoặc nhôm, carbon đảm bảo độ bền cao.
Yên xe: Là vị trí ngồi của người lái thường có độ rộng và độ êm phù hợp, tạo tư thế ngoài thoải mái. Yên xe có các bộ phận gồm vỏ yên xe, phần yên cứng, khung dưới yên xe, bộ phận siết chặt và bộ phận điều chỉnh chiều cao.
Ổ bi: Đây là bộ phận đặt ở những chi tiết thường xuyên chuyển động xoay tròn kết hợp với nhau, chẳng hạn như moay-ơ kết nối với trục bánh trước và trục bánh sau. Ổ bi gồm có côn, nồi, bi. Khi xe vận hành, bi sẽ di chuyển giữa côn và nồi nhằm giảm thiểu ma sát, tránh tình trạng các bộ phận bị mài mòn nhanh chóng.
Chuông: Có cấu tạo rỗng, dạng hình vòm, được làm bằng kim loại như titan, thép. Chuông có công dụng tạo ra âm thanh báo hiệu khi di chuyển trên đường.
Qua bài viết này, hy vọng bạn đã hiểu thêm về các bộ phận cấu thành nên xe đạp thể thao, cũng như một số lưu ý về việc bảo dưỡng xe đạp. Chúc bạn sớm chọn được một chiếc xe đạp phù hợp với bản thân.
