So với xe đạp thông thường, trọng lượng bổ sung của xe đạp điện cũng khá đáng kể, thường nặng hơn khoảng 20 đến 30 phần trăm do các động cơ và cụm pin bên trong. Khi những chiếc xe nặng hơn này đạt tốc độ từ 20 đến 28 dặm/giờ (tương đương khoảng 32 đến 45 km/giờ), việc dừng xe trở nên khó khăn hơn nhiều. Ví dụ, việc dừng hẳn lại ở tốc độ 25 dặm/giờ thực tế cần lực phanh gấp khoảng hai lần so với khi dừng ở tốc độ 15 dặm/giờ, dựa trên các nguyên lý vật lý liên quan đến tính toán năng lượng chuyển động (một công thức tương tự như F bằng một nửa khối lượng nhân với vận tốc bình phương). Do nhu cầu phanh tăng lên này, các nhà sản xuất cần thiết kế hệ thống phanh có khả năng chịu được lượng nhiệt tích tụ và áp lực vật lý lớn hơn trong khi vẫn đảm bảo an toàn cho người lái trên đường.
Hệ thống hỗ trợ điện tạo ra các tình huống tải nặng thường xuyên, đặc biệt là khi xuống dốc hoặc dừng đột ngột trong giao thông.
Ứng suất nhiệt kéo dài này làm suy giảm khả năng điều chỉnh và độ bền của các bộ phận chỉ trong vài phút.
Phanh thông thường được thiết kế cho tải trọng nhẹ hơn (<45 lb) và sử dụng ngắt quãng, khiến chúng không phù hợp với yêu cầu của xe đạp điện. Các điểm hư hỏng chính bao gồm:
Các nhà sản xuất cảnh báo không nên sử dụng các bộ phận không được đánh giá dành cho xe đạp điện. Các nâng cấp chuyên dụng giải quyết các vấn đề này thông qua việc quản lý nhiệt tốt hơn và vật liệu chắc chắn hơn.
Đĩa phanh lớn hơn tăng đòn bẩy và mô-men xoắn tại trục, cải thiện lực dừng. Một đĩa phanh 203mm tạo ra lực lớn hơn 27% so với đĩa 160mm trong điều kiện giống nhau (Nghiên cứu Hệ thống Phanh SAE 2023). Lợi thế cơ học này rất quan trọng đối với xe đạp điện, nơi tổng trọng lượng thường vượt quá 250 lbs - cao hơn 65% so với xe đạp truyền thống.
Xe đạp điện thường sử dụng ba kích thước đĩa phanh:
Địa hình dốc đòi hỏi đĩa phanh 200mm để hạn chế hiện tượng mất lực phanh xuống dưới 1,5% trong các đoạn đổ dốc dài. Người dùng trong thành phố nên chọn đĩa 180mm, cân bằng giữa lực phanh và trọng lượng. Hình ảnh nhiệt cho thấy đĩa 203mm hoạt động mát hơn 112°F so với đĩa 160mm trong điều kiện giao thông dừng và chạy liên tục (Urban Mobility Lab 2024).
Hầu hết các khung xe đạp điện hỗ trợ tối đa đĩa 203mm; vượt quá giới hạn có thể gây mỏi càng. Bộ chuyển đổi kiểu Post-mount cho phép nâng cấp từ đĩa 160mm lên 203mm mà không cần chỉnh sửa khung, tuy nhiên 70% trường hợp cần lắp đặt chuyên nghiệp để tránh lệch kẹp phanh (National Bicycle Institute 2024).
Hiệu suất tối ưu của đĩa phanh phụ thuộc vào phương pháp gắn kết, thiết kế tản nhiệt và tính tương thích với khung xe.
đĩa phanh 6-bolt sử dụng ốc lục giác đảm bảo tính tương thích phổ biến và dễ dàng thay thế nhưng lại làm tăng khối lượng quay. Hệ thống centerlock sử dụng trục răng và vòng khóa cho phép thay thế không cần dụng cụ và cải thiện độ đồng tâm, tuy nhiên chúng yêu cầu loại trục giữa chuyên dụng. Các bộ chuyển đổi nhẹ (<20g) cho phép linh hoạt giữa các tiêu chuẩn, như đã được xác nhận bởi các nghiên cứu về hiệu suất hệ thống truyền động năm 2023.
Hầu hết các xe đạp sử dụng tiêu chuẩn IS (International Standard) thường yêu cầu loại bộ chuyển đổi nào đó khi kết hợp với các mô hình phanh đĩa mới trên khung xe đời cũ. Hệ thống post mount, trong đó được thiết kế để vặn trực tiếp vào khung xe, hiện đã trở thành tiêu chuẩn phổ biến trên hầu hết các mẫu xe đạp leo núi điện hiện nay. Điều khiến thiết lập này được ưa chuộng là việc nâng cấp đĩa phanh trở nên dễ dàng hơn bằng cách thêm các miếng đệm để tăng thêm khoảng cách 20mm. Các tùy chọn flat mount rõ ràng ghi điểm nhờ trọng lượng nhẹ hơn, tuy nhiên người lái có thể gặp phải sự hạn chế về kích thước đĩa trừ khi đầu tư vào các loại giá đỡ đặc biệt. Theo nghiên cứu thị trường gần đây, khoảng bảy trong số mười khung xe hiện nay có thể sử dụng được đĩa cỡ từ 180 đến 203mm nếu dùng bộ chuyển đổi phù hợp, mang đến cho người đi xe sự linh hoạt lớn tùy thuộc vào điều kiện và sở thích lái xe của họ.
Những người đi xe trong thành phố yêu thích má phanh hữu cơ vì cảm giác phanh mượt mà và ít gây ồn khi di chuyển trong đô thị. Tuy nhiên, theo một số thử nghiệm gần đây của Phòng Thử nghiệm Phanh (Brake Performance Lab), nhược điểm là chúng có xu hướng mòn nhanh hơn khoảng 40% so với loại thiêu kết khi sử dụng trên xe đạp điện. Má phanh kim loại thiêu kết về cơ bản là hỗn hợp giữa đồng và thép, giúp chúng chịu nhiệt tốt hơn và duy trì hiệu suất ổn định ngay cả trong những lần phanh kéo dài khi xuống dốc dài. Tuy nhiên, má phanh này cũng có những điểm hạn chế. Chúng chắc chắn gây ồn hơn so với má phanh hữu cơ, nhưng tiếng ồn gia tăng đó là điều đáng chấp nhận đối với những người cần một sản phẩm có độ bền cao hơn. Xe chở hàng và xe đạp điện leo núi đặc biệt được lợi từ loại má phanh này, vì chúng thường xuyên phải chở tải trọng nặng hoặc di chuyển trên địa hình xấu, nơi mà độ bền của phanh đóng vai trò quan trọng nhất.
Má phanh hữu cơ giảm hiệu quả trong điều kiện ẩm ướt, làm tăng quãng đường dừng xe từ 15–20%. Má phanh gốm kim loại giữ được 90% hiệu suất khi khô ráo trong điều kiện mưa nhờ cấu trúc xốp giúp thoát nước hiệu quả. Tuy nhiên, chúng làm tăng tốc độ mài mòn đĩa phanh tới 25% so với má phanh hữu cơ.
Ở khu vực đồi núi, má phanh hữu cơ chỉ sử dụng được từ 300–500 dặm, trong khi má phanh gốm kim loại có thể chịu được từ 800–1.200 dặm. Người sử dụng muốn giảm thiểu bảo dưỡng nên cân nhắc dùng má phanh gốm kim loại dù chi phí ban đầu cao hơn. Các hợp chất lai từ các nhà sản xuất như Shimano và SRAM hiện nay cung cấp khả năng điều chỉnh và chống mài mòn cân bằng, ngày càng được người dùng xe đạp điện touring ưa chuộng.
Kết hợp má phanh với đĩa phanh một cách phù hợp sẽ tối ưu hóa hiệu suất. Má phanh hữu cơ hoạt động tốt nhất với đĩa trơn để giảm tiếng ồn, trong khi má phanh dạng ép (sintered) phù hợp hơn với đĩa có rãnh hoặc đĩa tản nhiệt giúp giải nhiệt nhanh hơn 30%. Đĩa phanh hiện đại được thiết kế với các hoa văn cắt bằng laser giúp giảm hiện tượng bám glazing trên má phanh – một vấn đề đặc trưng của xe đạp điện – kéo dài tuổi thọ má phanh thêm 20% mà không làm giảm lực phanh.
Xe đạp điện tạo ra nhiều năng lượng động học hơn do trọng lượng tăng thêm (20–30 lbs) và tốc độ cao hơn (lên đến 28 mph), khiến khả năng tản nhiệt trở nên đặc biệt quan trọng. Nếu không có hệ thống quản lý nhiệt hiệu quả, các vật liệu ma sát sẽ vượt quá ngưỡng nhiệt độ an toàn trong quá trình dừng liên tục hoặc khi xuống dốc, dẫn đến giảm lực phanh và mài mòn nhanh hơn – ảnh hưởng đến an toàn.
Các rô-to thông gió sử dụng luồng không khí giữa các bề mặt ma sát để tạo ra làm mát đối lưu. Khi kết hợp với các má phanh dạng thiêu kết vẫn duy trì hiệu quả ở nhiệt độ lên đến 932°F, các hệ thống này xử lý tải nhiệt cực đoan tốt hơn nhiều so với các lựa chọn hữu cơ. Các đặc điểm hình học như cánh hình nan hoa hoặc các rãnh hình lưỡi liềm giúp tăng cường lưu lượng không khí và giảm cong vênh do ứng suất nhiệt.
Các bài kiểm tra xuống dốc có kiểm soát cho thấy các hệ thống nâng cấp vẫn giữ được 92% khả năng dừng ban đầu sau khi phanh liên tục, trong khi hệ thống phanh tiêu chuẩn bị mất hoàn toàn hiệu suất trong cùng điều kiện. Hình ảnh nhiệt cho thấy các điểm nóng hình thành sau 25–30 giây phanh mạnh mà không có quản lý nhiệt thích hợp.
Các giải pháp tiên tiến bao gồm rotor có cánh tản nhiệt làm tăng diện tích bề mặt lên 40% và rotor nhiều lớp với lõi nhôm tản nhiệt. Những rotor này được kết hợp với các kênh lưu thông không khí theo hướng dẫn được thiết kế tích hợp qua các càng phuộc và khung xe, chuyển đổi thiết kế hệ thống phanh sang quản lý nhiệt toàn diện thay vì chỉ tập trung vào ma sát.
Hot News
© Bản quyền 2024 Công ty Công nghệ Hình ảnh Mới Thâm Quyến. Mọi quyền được bảo lưu Privacy policy
EN
AR
BG
HR
CS
DA
NL
FI
FR
DE
EL
IT
JA
KO
NO
PL
PT
RO
RU
ES
SV
TL
ID
LV
LT
SR
SK
SL
UK
VI
ET
HU
MT
TH
TR
FA
MS
GA
IS
