Tổng hợp những điều về các bộ phận xe đạp, có lẽ bạn chưa biết

Xe đạp là một loại phương tiện phổ biến ngày nay. Nhưng có lẽ có rất nhiều bộ phận và chi tiết quan trọng mà chúng ta thường không chú ý đến hoặc không biết rõ về chúng. Từ ổ bi cho đến chuông, chắn xích, đèn và chắn bùn, mỗi bộ phận đều có vai trò riêng trong việc tạo nên một chiếc xe đạp hoàn chỉnh và đảm bảo an toàn khi sử dụng. Trong bài viết này, hãy cùng Nghĩa Hải khám phá sâu hơn về cấu tạo, chức năng và vai trò của mỗi bộ phận xe đạp.

Giới thiệu về xe đạp

Xe đạp là gì?

Xe đạp là gì? Xe đạp là một phương tiện giao thông có cơ cấu đơn giản được sử dụng để di chuyển bằng sức người. Nó bao gồm một khung xe, hai bánh xe (thường là bánh đạp), một hệ thống truyền động (bao gồm bộ truyền động và bộ hãm), và một ghế ngồi để người điều khiển ngồi.

Nguyên lý hoạt động

Xe đạp hoạt động dựa trên nguyên lý chuyển động của bánh xe. Người điều khiển sử dụng sức người để đạp lên bánh đạp, tạo ra sức đẩy và chuyển động. Hệ thống truyền động chuyển đổi sức đẩy từ đạp vào bánh xe sau, tạo ra lực đẩy và giúp xe di chuyển. Bánh xe phía trước được sử dụng để điều khiển hướng di chuyển của xe.

Các loại xe đạp

Xe đạp có nhiều loại và được sử dụng cho nhiều mục đích khác nhau, bao gồm đi lại hàng ngày, thể thao, đua xe đạp, du lịch và khám phá. Nó là một phương tiện vận chuyển gần gũi với môi trường, không gây ô nhiễm và có lợi cho sức khỏe.

Tổng hợp các bộ phận xe đạp

Hệ thống truyền lực xe đạp

Hệ thống truyền lực xe đạp là gì? Hệ thống truyền lực của một xe đạp là cơ cấu giúp tăng cường sức đẩy từ người điều khiển để di chuyển xe một cách hiệu quả hơn. Đây là một phần quan trọng trong thiết kế của xe đạp hiện đại và có thể được chia thành ba loại chính: hệ thống truyền lực thông thường, hệ thống truyền lực chuyển đổi và hệ thống truyền lực điện.

Các thành phần của hệ thống truyền lực bao gồm:

Bàn đạp (pedal)

Bàn đạp (pedal) là bộ phận quan trọng trên xe đạp, được sử dụng để truyền lực từ người điều khiển vào xe và thúc đẩy nó di chuyển. Nó là một phần không thể thiếu trong hệ thống truyền lực của xe đạp và đóng vai trò quan trọng trong việc truyền tải năng lượng từ người điều khiển vào xe để thúc đẩy di chuyển. Bàn đạp có thiết kế đơn giản, bao gồm một thân chính kết nối với bàn đạp chân và một trục quay sắp xếp ở phần cuối của tay quay.

Khi người điều khiển đạp vào bàn đạp, lực được truyền vào trục quay dưới dạng chuyển động tròn, tạo ra sức đẩy và đẩy xe tiến về phía trước. Quá trình đạp vào bàn đạp tạo ra sự xoay và đẩy trục quay, qua đó truyền năng lượng vào hệ thống truyền động của xe và bánh xe sau. Điều này tạo ra sức đẩy cần thiết để vận chuyển xe đạp điều khiển và người điều khiển.

Đùi đĩa

Đùi đĩa (crankset) là một bộ phận quan trọng trong hệ thống truyền lực của xe đạp. Nó gắn trực tiếp vào trục trung tâm và chịu trách nhiệm chuyển động từ bàn đạp sang xe thông qua xích đạp. Đùi đĩa có kích thước lớn nhất trong hệ thống truyền lực và có thể được phân loại dựa trên số lượng đĩa bảo vệ xích.

• Đùi đĩa đơn: Đây là loại đùi đĩa chỉ có một đĩa bảo vệ xích. Thiết kế đơn giản này cho phép xích được đặt đúng vị trí mà không cần chuyển líp hoặc bộ định hình xích trước. Đùi đĩa đơn thường được sử dụng trong các loại xe đạp phục vụ cho đổ đèo và địa hình núi.
• Đùi đĩa đôi: Đùi đĩa đôi có thiết kế gồm hai đĩa bảo vệ xích. Thông thường, nó bao gồm một đĩa lớn với số răng 53 (53T) và một đĩa nhỏ với số răng 39 (39T). Thiết kế này giúp giảm khả năng xích bị chéo và tăng sự linh hoạt trong việc thay đổi bánh răng. Đùi đĩa đôi thường được sử dụng bởi các tay đua chuyên nghiệp hoặc trong các loại xe đạp đua.
• Đùi đĩa ba: Đùi đĩa ba có thiết kế gồm ba đĩa bảo vệ xích. Thông thường, nó bao gồm một đĩa lớn với số răng 50 (50T), một đĩa giữa với số răng 39 (39T) và một đĩa nhỏ với số răng 30 (30T). Thiết kế này cho phép người dùng tùy chỉnh bánh răng lớn nhất theo nhu cầu, nhưng có thể dễ dàng gặp hiện tượng xích bị chéo. Đùi đĩa ba thường được sử dụng trong các loại xe đạp đường trường, xe địa hình thế hệ cũ và các loại xe đạp đa dụng.

Các loại đùi đĩa này được chọn dựa trên mục đích sử dụng của xe đạp và yêu cầu cá nhân của người điều khiển.

Trục giữa

Trục giữa (bottom bracket) là một thành phần nhỏ hình ống chạy qua giữa khung xe đạp. Nó có vai trò quan trọng trong việc kết nối và truyền động giữa khung xe và bộ đĩa. Trục giữa cho phép hai thành phần này hoạt động một cách mượt mà theo ý muốn của người sử dụng.

Theo sự phát triển của xe đạp, hiện nay trục giữa được chia thành ba loại dựa trên loại hệ trục sử dụng: trục lỗ vuông, trục rỗng và trục liền thể. Hai loại phổ biến được sử dụng trên các mẫu xe đạp ngày nay là:

• Trục giữa lỗ vuông: Loại trục này có hình dạng lỗ vuông ở giữa và thường được sử dụng trên hầu hết các mẫu xe đạp thông thường. Tuy nhiên, do trọng lượng khá nặng, hiệu suất hoạt động không cao và dễ mòn, đây là một bộ phận thường được thay thế khi có nhu cầu nâng cấp xe.
• Trục giữa rỗng: Loại trục này có thiết kế rỗng ở giữa, thường được làm từ hợp kim nhôm hoặc thép không gỉ. Đây là loại trục giữa cao cấp và thường được sử dụng trên các mẫu xe đua cao cấp sử dụng bộ đĩa cốt rỗng. Trục giữa rỗng có tính nhẹ nhàng, cung cấp hiệu suất truyền động cao và khá bền, là lựa chọn ưu tiên cho những người muốn nâng cấp xe đạp đua của mình.

Đĩa

Đĩa xích (chainring) là một thành phần quan trọng trong hệ thống truyền động của xe đạp. Nó có hình dạng đĩa tròn với các răng cưa, cho phép xích đi qua và truyền động khi xe đạp hoạt động. Đĩa xích thường được làm từ nhôm để có trọng lượng nhẹ và độ bền. Trong các mẫu xe đạp cao cấp, đĩa xích cũng có thể được làm từ carbon hoặc titan.

Đĩa xích được phân loại dựa trên số lượng răng, và kích thước của đĩa tăng lên khi số răng tăng. Đĩa lớn sẽ tạo cảm giác đạp nặng hơn so với đĩa nhỏ.

Việc chọn đĩa xích phù hợp phụ thuộc vào mục đích sử dụng của xe đạp. Đĩa lớn thường được sử dụng trong xe đạp đường trường hoặc khi đạp ở tốc độ chậm. Trong khi đó, đĩa nhỏ giúp tăng hiệu suất truyền động và thích hợp cho việc leo đèo và chinh phục các địa hình núi. Hiện nay, nhiều xe đạp được trang bị bộ đĩa gồm 3 đĩa xích xếp chồng lên nhau để tăng tính linh hoạt và đa dụng.

Xích

Xích (chain) của xe đạp có dạng một chuỗi dài được tạo từ nhiều mắc xích nhỏ kết nối với nhau. Xích đóng vai trò quan trọng trong việc kết nối phần trước của xe (bao gồm lái, đùi và đĩa) với phần sau (bao gồm bánh răng líp và hub). Xích cho phép truyền động lực từ hệ thống đạp chân sang bánh xe và giúp xe đạp di chuyển về phía trước.

Hầu hết xích xe đạp được làm từ hợp kim thép, với đặc tính bền bỉ và khả năng chịu lực cao. Để đảm bảo hoạt động mượt mà của xe, cần thường xuyên bôi trơn xích và bánh răng líp. Việc bôi trơn giúp giảm ma sát và mòn của xích, tăng tuổi thọ và hiệu suất của hệ thống truyền động.

Líp

Líp đảm nhận vai trò là bộ phận nhận chuyển động từ xích và truyền đến bánh sau, giúp bánh xe quay theo chiều thuận và tiến về phía trước theo quán tính.

Líp xe đạp bao gồm 2 bộ phận chính: vành và cốt.

• Vành líp: Là phần các bánh răng xếp tầng nằm trên trung tâm bánh sau, gồm bánh răng phía ngoài và bánh răng phía trong có dạng răng cưa nghiêng về một phía ăn khớp với cá líp. Cá líp có dạng một lưỡi thép nhỏ.
• Cốt líp: Có hai rãnh để đặt 2 bánh răng, trong mỗi rãnh có một lò xo nhỏ hoặc một cái lẫy làm bằng sợi thép nhỏ có tính đàn hồi (còn gọi là râu tôm) luôn tì vào cá líp.

Nguyên lý hoạt động của hệ thống truyền lực

Quá trình truyền động bắt đầu từ bộ đĩa, nơi người lái đạp tạo lực đẩy lên xích thông qua bàn đạp. Xích chuyển động và di chuyển trên các răng bên trong của đĩa. Khi xích di chuyển qua các răng, nó kéo cốt líp, tạo ra lực xoắn truyền động đến bánh xe.

Bánh xe được kết nối với cá líp, một bộ phận có chức năng giúp bánh xe chỉ quay theo một hướng duy nhất. Cá líp có răng bên trong khớp với răng của cốt líp, tạo thành một cặp truyền động. Khi người lái đạp bàn đạp, lực xoắn từ cốt líp được truyền đến cá líp thông qua các răng. Tuy nhiên, cá líp chỉ quay theo một chiều, nghĩa là quay theo chiều kim đồng hồ. Do đó, khi ngừng đạp, cá líp không quay ngược lại và bánh xe vẫn tiếp tục quay tiến về phía trước nhờ tính quán tính.

Khi người lái đạp theo chiều ngược lại chiều kim đồng hồ, răng của đùi đĩa sẽ trượt lên trên cá líp và không tạo lực xoắn để quay cốt líp. Do tính chất quay một chiều của cá líp, bánh xe sẽ không quay và xe không di chuyển. Tuy nhiên, khi đạp theo chiều kim đồng hồ, lực xoắn từ đùi đĩa được truyền qua bộ truyền động và bánh xe quay, đẩy xe di chuyển về phía trước.

Hệ thống chuyển động

Hệ thống chuyển động của xe đạp gồm 2 bánh xe trước và sau, hợp thành từ các bộ phận: trục, moay- ơ, vành bánh xe, nan hoa, săm, lốp.

Trục

Trục (axle) của xe đạp thường được chế tạo từ thép để tăng độ bền khi sử dụng. Chức năng chính của trục là gắn kết các thành phần của bánh xe với nhau. Khi xe đạp di chuyển, bánh xe quay quanh trục thông qua hệ thống ổ bi.

Trục xe đạp được đặt trong ổ bi, và trong ổ bi có chứa các viên bi nhỏ. Các viên bi này giúp giảm ma sát giữa trục và moay-ơ (hub) khi xe hoạt động. Viên bi di chuyển một cách mượt mà và cho phép bánh xe xoay quanh trục một cách dễ dàng.

Việc sử dụng trục và ổ bi giúp hạn chế ma sát và mòn giữa các bộ phận của bánh xe, đồng thời tăng hiệu suất và tuổi thọ của hệ thống truyền lực trên xe đạp.

Moay-ơ

Bộ phận này cũng được làm bằng thép, đảm nhiệm liên kết phần trục giữa với vành của bánh xe thông qua nan hoa.

Vành bánh xe

Vành xe đạp thường được làm bằng hợp kim thép hay hợp kim nhôm, chắc chắn và có độ bền cao, được xem là bộ khung cho bánh xe.

Nan hoa

Nan hoa (spokes) trên xe đạp là các thanh nhỏ được làm từ thép, có vai trò kết nối giữa trục xe và vành xe. Chúng đóng vai trò quan trọng trong việc cố định hình dạng và tăng khả năng chịu lực cho bánh xe. Nan hoa đảm bảo rằng bánh xe được căng đều và không bị méo mó khi chuyển động.

Săm, lốp

Săm hay lốp là phần vỏ ngoài của bánh xe, được làm từ cao su tổng hợp. Bánh xe có săm bao bọc bên ngoài giúp tăng độ êm khi xe chuyển động trên đường.

Nguyên lý hoạt động của hệ thống chuyển động

Hệ thống chuyển động của xe đạp chuyển đổi lực từ người dùng thành động lực để di chuyển xe. Khi đạp bàn đạp, lực được truyền từ chân người đạp qua trục giữa, đĩa, xích, líp và cuối cùng là bánh xe sau, khiến xe chuyển động tiến về phía trước. Nguyên tắc này dựa trên truyền động xích và tốc độ đạp của người dùng để xác định vận tốc di chuyển của xe.

Hệ thống lái

Tay lái (ghi đông)

Ghi đông (hay tay lái) trên xe đạp được gắn ở phía trước của xe và có vai trò điều khiển hướng di chuyển và giúp người lái duy trì thăng bằng khi đạp xe. Ghi đông có thể được trang bị thêm các thiết bị như thắng, chuông hoặc cần sang số để sử dụng thuận tiện hơn.

Có nhiều kiểu dáng ghi đông khác nhau tùy thuộc vào kích cỡ, thiết kế và loại xe đạp. Người dùng cũng có thể mua ghi đông riêng và lắp vào xe theo sở thích cá nhân

Cổ phuộc

Cổ phuộc (hay phuộc trước) trên xe đạp có chức năng hướng dẫn và hỗ trợ trọng lượng của xe thông qua bánh xe trước. Ống nòng của cổ phuộc được đưa vào gióng đầu và cố định với phần cổ phuộc của xe đạp. Điều này cho phép cổ phuộc định hướng và duy trì sự ổn định của xe bằng cách hấp thụ và giảm xói mòn từ các bề mặt địa hình khác nhau.

Phuộc thường được chia thành hai loại là phuộc trước và phuộc sau, tùy thuộc vào nhà sản xuất và mục đích sử dụng của xe trên các loại địa hình khác nhau.

Nguyên lý hoạt động của hệ thống lái

Hệ thống lái điều khiển hướng đi của xe bằng cách tác động lên bánh xe trước:

• Người lái sử dụng tay lái để điều khiển xe. Lực tác động từ tay lái được truyền qua cổ phuộc, càng trước và tới bánh xe trước, thay đổi hướng chuyển động của xe. Bánh xe trước được điều khiển để xe rẽ theo hướng mong muốn (trái hoặc phải).
• Người lái điều khiển tay lái, lực được truyền đến cổ phuộc. Lực tiếp tục truyền tới càng trước và ảnh hưởng đến bánh xe trước, cho phép thay đổi hướng chuyển động của xe.

Hệ thống phanh

Hệ thống phanh giúp xe giảm tốc độ hoặc dừng lại theo ý muốn, đảm bảo an toàn khi lái xe. Có hai loại phanh chính là phanh đĩa và phanh niềng, phân loại dựa trên cấu trúc.

Một hệ thống phanh hoàn chỉnh bao gồm các thành phần sau:

• Tay phanh: Được gắn trên ghi đông (tay lái) của xe đạp, cho phép người lái bóp phanh để truyền lực xuống củ phanh.
• Dây phanh: Kết nối tay phanh và củ phanh, truyền lực từ tay phanh khi bóp phanh.
• Củ phanh: Gắn ở vị trí liên kết với bánh xe, có chức năng tạo ma sát để điều khiển tốc độ xe.

Hệ thống phanh đầy đủ và hoạt động tốt là quan trọng để đảm bảo khả năng kiểm soát tốc độ và an toàn khi lái xe.

Các bộ phận khác

Khung chịu lực (Khung sườn)

Khung chịu lực, hay còn được gọi là khung sườn, là một thành phần quan trọng của xe, chính như xương sống của toàn bộ chiếc xe. Nhiệm vụ chính của khung là kết nối các bộ phận khác nhau của xe lại với nhau, tạo thành một cấu trúc đồng nhất.

Ngày nay, khung chịu lực của xe đạp thường được sản xuất từ các vật liệu như hợp kim thép, hợp kim nhôm hoặc carbon, nhằm tăng độ bền và chịu lực tốt.

Yên xe

Yên xe đạp có vai trò là vị trí ngồi của người lái, đảm bảo vị trí điều khiển xe ổn định, thoải mái và hợp lý nhất.

Yên xe đạp bao gồm các thành phần sau:

• Vỏ yên xe: Thường được làm bằng chất liệu tổng hợp như da để tạo cảm giác êm ái cho người dùng khi đạp xe.
• Phần yên cứng: Định hình cho yên xe, thường có phần mũi được thiết kế gọn nhẹ và bo tròn. Thiết kế này giúp người ngồi thoải mái và dễ dàng di chuyển.
• Khung dưới yên xe: Kết nối yên xe với các phần khác của xe. Hầu hết các loại yên xe có khung dưới được cấu tạo từ hai đường song song. Tuy nhiên, có một số loại xe sử dụng khung dưới với 1, 3 hoặc 4 đường.
• Bộ phận siết chặt: Dùng để kết nối yên xe với bộ phận điều chỉnh độ cao của yên, đảm bảo yên được cố định và chắc chắn trên xe.
• Bộ phận điều chỉnh độ cao: Một yên xe đạp có thể có một hoặc nhiều bộ phận điều chỉnh độ cao. Chúng giúp hấp thụ hoặc giảm thiểu sự rung và sốc truyền lên từ khung xe trong quá trình đạp xe.

Ổ bi

Ổ bi là một bộ phận quan trọng trong các thiết bị có chuyển động xoay, giúp giảm thiểu ma sát và đảm bảo sự mượt mà của chuyển động. Nó thường được sử dụng trong các ứng dụng như moay-ơ liên kết với trục bánh trước và trục bánh sau của xe.

Cấu tạo cơ bản của ổ bi bao gồm các thành phần sau:

• Côn: Đây là một phần của ổ bi, được lắp vào trục hoặc được thiết kế liền trục giống như ở trục giữa. Côn có hình dạng nghiêng và giúp tạo ra một không gian hình côn.
• Bi: Đó là các viên bi nhỏ có hình dạng cầu, được đặt trong không gian hình côn giữa côn và nồi. Bi sẽ lăn trong không gian này khi có chuyển động, giúp truyền động và giảm ma sát.
• Nồi: Nồi là một thành phần trong ổ bi, có hình dạng hình côn và chứa bi. Nó giữ các viên bi trong vị trí và cung cấp hỗ trợ cho chuyển động xoay của ổ bi.

Khi ổ bi được sử dụng trong moay-ơ và trục bánh xe, nó giúp giảm ma sát và ngăn chặn sự tiếp xúc trực tiếp giữa moay-ơ và trục. Nếu không có ổ bi, sự tiếp xúc trực tiếp này sẽ tạo ra một lực ma sát lớn, làm tăng nhiệt độ tại điểm tiếp xúc và gây mài mòn nhanh hơn cho các chi tiết.

Chuông

Chuông xe đạp là một phụ kiện quan trọng được sử dụng để báo hiệu và giao thông khi đi trên đường. Chuông xe đạp có dạng hình vòm, thường được làm bằng kim loại như thép, titan,… Chuông có cấu tạo rỗng bên trong chứa cần kim loại và lò xo. Khi gạt cần, lò xo sẽ di chuyển và khi thả cần lò xo chạy về vị trí ban đầu tạo ra âm thanh.

Ngoài ra, xe đạp còn một số bộ phận phụ khác như chắn xích, đèn, chắn bùn,…được lắp thêm nhằm tạo sự thuận tiện và bảo vệ xe khi sử dụng.