Xe đạp là gì?
Xe đạp là một loại phương tiện đơn hoặc đôi chạy bằng sức người hoặc gắn thêm động cơ trợ lực,điều khiển bằng bàn đạp và tay lái, có hai bánh xe được gắn vào khung, một bánh trước dùng để điều hướng và một bánh sau để dẫn động.
Xe đạp là phương tiện di chuyển đơn, chạy bằng sức người hoặc gắn thêm động cơ trợ lực. Xe đạp gồm một bánh trước và một bánh sau, gắn với nhau thông qua hệ thống khung xe và cách nhau một khoảng vừa phải. Xe đạp có cấu tạo đơn giản, dễ sử dụng. Xe di chuyển bằng lực đạp của người tác dụng lên bàn đạp và giữ thăng bằng trong quá trình hoạt động nhờ định luật bảo toàn Momen quán tính.
Hình dạng và cấu hình cơ bản của một chiếc "xe đạp an toàn" điển hình đã thay đổi rất ít kể từ lần đầu được phát triển vào khoảng năm 1885. Tuy nhiên, nhiều chi tiết đã được cải thiện, đặc biệt là từ sự ra đời của vật liệu hiện đại và thiết kế dựa trên hỗ trợ của máy tính. Chính những điều này đã cho phép phổ biến các thiết kế chuyên dụng của nhiều loại xe đạp.
Xe đạp.
Xe đạp xuất hiện lần đầu vào thế kỷ XIX ở Châu Âu. Trong thời gian ngắn chỉ hơn 200 năm mà sang đầu thế kỷ 21 thị trường thế giới đã dung nạp và sử dụng hơn 1 tỷ chiếc xe đạp. Con số này vượt xa số lượng xe ô tô, cả về tổng số và số lượng kiểu xe.
Xe đạp là phương tiện giao thông chính ở nhiều nơi trên thế giới. Đồng thời xe đạp cũng là một môn thể thao và giải trí như môn đua xe đạp; đối với trẻ con xe đạp là một món đồ chơi trong khi người lớn dùng xe đạp như dụng cụ rèn luyện thân thể. Giới hữu chức cũng dùng xe đạp trong quân đội và cảnh sát. Vì tiện lợi nên xe đạp có mặt trong ngành dịch vụ chuyển phát nhanh.
Phát minh ra xe đạp đã có một tác động to lớn đối với xã hội, cả về văn hóa và tiến bộ các phương pháp công nghiệp hiện đại. Một số bộ phận cấu tạo cũng đóng vai trò quan trọng cho phát triển của ô tô ban đầu được phát minh để sử dụng cho xe đạp, bao gồm vòng bi, lốp khí nén, bánh xích điều khiển bằng xích và nan hoa của bánh xe.
Sơ lược về lịch sử của xe đạp.
Một điều khiến xe đạp trở nên đặc biệt là chúng không chỉ đại diện cho sự phát triển của công nghệ mà còn là sự phát triển của kỹ năng con người. Mặc dù nhiều công nghệ được tạo ra để làm cho cuộc sống trở nên đơn giản và dễ dàng hơn, nhưng rất ít phát minh đã đạt được điều đó đồng thời yêu cầu người dùng rèn luyện cơ thể và rèn luyện các giác quan về sự cân bằng và phối hợp.
Để thực sự đánh giá cao phát minh tuyệt vời này, chúng ta hãy nhìn lại quá trình ra đời của xe đạp. Chúng tôi sẽ đề cập đến những thiết kế xe đạp đầu tiên trong lịch sử được tìm thấy cho đến thời kỳ hiện đại để đưa ra bản tóm tắt đầy đủ nhất có thể. Bắt đầu nào.
Thiết kế ban đầu
Bản phác thảo xe đạp những năm đầu tiên.
Những chiếc xe đạp đầu tiên đã không tồn tại cho đến vài trăm năm trước, nhưng có một số bản phác thảo được tìm thấy trong thời kỳ Phục hưng giống như một thiết bị trông giống như một chiếc xe đạp.
Bản phác thảo sớm nhất được ghi nhận có từ năm 1534 ở Ý và được cho là của Gian Giacomo Caprotti, người học việc của danh họa nổi tiếng Leonardo da Vinci. Tuy nhiên, giáo sư vật lý và người phụ trách bảo tàng Hans-Erhard Lessing đã chỉ trích những bản phác thảo này là một trò lừa bịp từ năm 1998, nhưng một số người có học vẫn giữ giá trị của chúng cho đến ngày nay, cuối cùng khiến người ta khó xác định đâu là sự thật.
Ngoài ra còn có một thiết bị được gọi là célérifère được cho là do một người có tên là Comte de Sivrac thiết kế trong cung điện hoàng gia Pháp, mặc dù hoàn toàn có thể những báo cáo này chỉ đơn giản là sự hiểu sai về một thiết bị bốn bánh hiện có của các nhà báo vào thời điểm đó. Tiền thân của chiếc xe đạp được cho là này có hai bánh, không có tay lái và được cung cấp năng lượng bằng cách đi bộ trên mặt đất trong khi người lái ngồi trên khung gỗ của nó.
Ngày nay, có rất nhiều tranh cãi xung quanh việc đâu mới là tổ tiên của chiếc xe đạp hiện đại bây giờ. Và giả thuyết thuyết phục nhất về lịch sử ra đời của xe đạp và được nhiều người ủng hộ nhất là Celerifere.
Celerifere được phát minh vào năm 1790 bởi Comte Mede de Sivrac – một nhà phát minh người Pháp. Nó có 4 bánh và 1 chỗ ngồi , đồng thời không có tay lái và bàn đạp. Nhưng ít nhất nó còn trông giống 1 chiếc xe đạp. Cách sử dụng chiếc xe này cũng rất đơn giản. Ta sẽ tăng lực về trước bằng cách đi bộ hoặc chạy để đẩy xe về phía trước sau đó lướt trên xe. Tuy không có giá trị như một phương tiện giao thông nhưng “cỗ máy chạy” của Sivrac đã đặt nền móng cho sự phát triển của xe đạp sau này.
Đổi mới năm 1800
Đến năm 1813, xe đạp tiếp tục được thay da đổi thịt nhờ Nam tước Karl Friedrich Drais. Sáng tạo mới này giúp xe đạp có khả năng thay đổi hướng dễ dàng hơn trước. Tuy nhiên lúc này xe đạp vẫn chỉ như một thứ đồ chơi hơn là một chiếc xe vì muốn xe di chuyển người dùng phải tự đẩy chân của mình trên đường.
Xe đạp thực sự thành hình thức giao thông sau khi hai anh em Ernest Michaux và Pierre Michaux lắp thêm bàn đạp và trục quay vào sát hai bánh xe. Và từ đó, xe đạp chính thức có tên là xe đạp “bicycle” và có hình thức khá giống với xe đạp hiện nay.
Năm 1817 : Sự ra đời của xe đạp
Sự ra đời của xe đạp: Cỗ máy chạy.
Đầu thế kỉ XIX,đây được xem là mốc thời gian đầu trong lịch sử ra đời của xe đạp khi chiếc xe đạp đầu tiên trên thế giới được ra đời. Và người đầu tiên có ý tưởng phát minh ra chiếc xe đạp đầu tiên ấy là ông Baron von Drais – một Nam tước người Đức. Chiếc xe được thiết kế với mục đích ban đầu là để giúp cho ông di chuyển nhanh hơn quanh khu vườn hoàng gia. "Cỗ máy chạy" (hay Laufmaschine) năm 1817 của ông đã được cấp bằng sáng chế một năm sau đó vào năm 1818, trở thành thiết bị thương mại thành công đầu tiên thuộc loại này. Có biệt danh là velocipede hoặc ''ngựa bảnh bao'', nó khá phổ biến trong một thời gian và lan rộng qua nhiều quốc gia khác nhau đến tận nước Anh trước khi một số lượng lớn các vụ tai nạn buộc các quan chức thành phố ở châu Âu phải cấm nó trong một thời gian, mặc dù các báo cáo về các phiên bản chạy bằng chân có thể được tìm thấy ít nhất đến năm 1866.
Ngay lần đầu ra mắt trước công chúng trong lịch sử ra đời của xe đạp, ông đã di chuyển được 1 quãng đường khá xa (khoảng 13km) chỉ trong 1 tiếng đồng hồ. Thiết kế và cách sử dụng của chiếc xe cũng khá đơn giản. Toàn bộ chiếc xe được làm bằng gỗ có khối lượng hơn 20kg.
Hai chiếc bánh được làm bằng gỗ bọc sắt có kích thước bằng nhau được cố định trên thân xe cũng làm bằng gỗ. Bánh trước có thể đổi hướng, bánh sau được thiết kế để giảm tốc độ. Cách sử dụng cũng tương tự như celerifere, chúng ta lấy đà bằng cách chạy bộ sau đó lướt trên xe để di chuyển.
Trong những năm 1820 và hơn thế nữa, các nhà phát minh ở một số quốc gia khác nhau đã làm việc để cải thiện thiết kế ban đầu của Drais, với Denis Johnson ở London là một ví dụ đáng chú ý vì đã giúp hợp lý hóa thiết kế. Xe đạp ba và bốn bánh cũng bắt đầu xuất hiện trong thời gian này, vì ý tưởng về việc người lái tự cân bằng hầu hết đã bị loại bỏ.
Năm 1839, thợ rèn người Scotland Kirkpatrick MacMillan đã tạo ra thứ mà nhiều người tin là phương tiện cơ giới đầu tiên trên hai bánh, dựa trên cơ chế của tàu hơi nước và có khả năng là người đầu tiên trong lịch sử gây ra tai nạn giao thông bằng xe đạp. Ngoài ra còn có Gavin Dalzell vào năm 1845, người được cho là đã tạo ra một chiếc máy tương tự để giúp ông thực hiện công việc xếp nếp, mặc dù không có bằng chứng thực tế nào về việc ông đã từng tuyên bố bất kỳ thiết kế nào giống xe đạp.
Trên đây là thời kỳ đầu tiên trong lịch sự ra đời của xe đạp mà bài viết giới thiệu đến quý đọc giả, chúng ta sẽ cùng xem qua thời kỳ tiếp theo trong lịch sử ra đời của xe đạp nhé.
Năm 1860 : Sự xuất hiện của bàn đạp
Sự xuất hiện của bàn đạp.
Phiên bản tiếp theo của xe đạp trong lịch sử ra đời của xe đạp có thiết kế khá giống với phiên bản trước của nó ( phiên bản xe đạp của Drais ) nhưng được trang bị 1 bàn đạp được lắp trực tiếp vào bánh trước. Thiết kế này được nhà phát minh người Pháp Pierre Michaux thiết kế và ứng dụng.
Thiết kế này khá được ưa chuộng vào thời bấy giờ. Thậm chí việc sở hữu chiếc xe này còn trở thành 1 xu hướng của thời điểm đó. Tuy nhiên, lúc bấy giờ, chiếc xe vẫn còn khá nhiều nhược điểm.
Đặc biệt là gây cảm giác khó chịu cho người điều khiển xe đạp khi đi qua các đoạn đường gồ ghề, khiến xe rung lắc mạnh, gây ra nhiều tai nạn.
Năm 1863 mang theo chiếc xe đạp Macmillan do Pierre và Ernest Michaux thiết kế. Là chiếc xe đạp được sản xuất hàng loạt đầu tiên, nó nhanh chóng nổi tiếng là không thoải mái và khó giữ thăng bằng trên những con đường rải sỏi, một số người đặt biệt danh cho nó là "máy lắc xương" vì mức độ rung lắc của bánh xe bằng gỗ. Tuy nhiên, nó có thể chạy tốt trên đường ray xe lửa, tiện ích của nó đã giúp nó trở nên phổ biến.
Giai đoạn hoàng kim của xe đạp bắt đầu từ năm 1870. Nhờ sự phát triển của công nghệ luyện kim tạo người ta đã tạo nên những chiếc xe có phần khung chắc chắn bằng kim loại, chịu được trọng lượng lớn. Thiết kế bàn đạp vẫn được gắn vào 2 bánh trước như ở phiên bản đầu tiên trong lịch sử ra đời của xe đạp. Ngoài ra, lốp xe được làm từ cao su cứng cùng với các thanh hoa nan dài và mỏng đã giúp cho xe đạp chuyển động mượt mà và nhanh hơn rất nhiều, lên đến 24km/h. Thành tựu này ghi dấu ấn của hai nhà sáng chế mang tên James Straley và William Hillman.
Tuy nhiên, tất cả những điều tốt đẹp sẽ kết thúc khi sự nổi tiếng của người thợ làm khung xe nhanh chóng lụi tàn ở Pháp trong cuộc chiến tranh Pháp-Phổ năm 1870, chỉ đạt được thành công vừa phải ở Hoa Kỳ trước khi nó chìm vào quên lãng. Những lỗi thiết kế chính của nó đã khiến nó không thể bắt kịp ở bất kỳ nơi nào khác, những lỗi sẽ sớm được khắc phục bằng bước nhảy vọt tiếp theo.
Mười năm sau, xe đạp lại được một lần nữa lột xác với sáng tạo của Harry John Lawson. Ông đã tạo nên chuỗi dây xích nối từ bánh sau đến trục bánh xe trước giúp xe đạp chuyển động mượt mà và an toàn hơn. Cũng trong năm này, xe đạp bắt đầu được sản xuất hàng loạt với số lượng lớn tại Mỹ. Xe đạp bánh cao xuất hiện trong lịch sử ra đời của xe đạp.
Chiếc xe đạp có khung bằng đồng là một yếu tố chính trong các bộ phim câm cổ điển, được biết đến với bánh trước hình nan hoa khổng lồ đặc biệt. Với các thiết kế của Eugène Meyer mà sau này được James Starley cải tiến, chiếc xe đạp trở nên bóng bẩy hơn, nhẹ hơn và ổn định hơn.
Tuy nhiên, nó không phải là không có vấn đề riêng của nó. Đồng penny-farthing nổi tiếng là khó lắp và khả năng thực sự cưỡi nó của một người bị giới hạn bởi chiều dài chân của họ. Di chuyển ở tốc độ cao hơn cũng có thể khiến nó trở nên không ổn định. Nói chung, các tay đua sẽ cần phải cực kỳ thành thạo để sử dụng nó đúng cách, mặc dù những sửa đổi vào cuối những năm 70 và đầu những năm 80 đã cố gắng hỗ trợ điều đó.
Năm 1880 – 1899 : Thời đại hoàng kim trong lịch sử ra đời của xe đạp.
Năm 1880,trong lịch sử ra đời của xe đạp, chiếc xe Dicycle được nhà phát minh người Anh E.C.F. Otto chế tạo và cho ra mắt. Chiếc xe được thiết kế khá đặc biệt. Có 2 bánh bằng nhau về kích thước được đặt song song ở 2 bên. Người điều khiển xe ngồi ở giữa và đạp bàn đạp làm cho xe di chuyển về phía trước. Tuy nhiên, mẫu xe này không được sản xuất đại trà do sự phức tạp trong khâu điều khiển xe.
Tuy nhiên, vào năm 1885, sự thay đổi lớn nhất đối với khái niệm về xe đạp đã xảy ra khi John Kemp Starley hoàn thiện "xe đạp an toàn". Dựa trên chiếc "xe đạp nhỏ" ba bánh năm 1979, chiếc xe đạp này sử dụng bộ truyền động bằng xích bánh xe để hỗ trợ người lái di chuyển các bánh xe, cho phép các thiết kế chuyển ghế về phía tâm xe thay vì qua một bánh. Do đó, xe đạp trở nên an toàn hơn, ổn định hơn và dễ điều khiển hơn rất nhiều.
Mẫu xe năm 1885.
Năm 1888, thời kỳ tiếp theo trong lịch sử ra đời của xe đạp, chiếc xe đạp được cho là nguyên mẫu của những chiếc xe đạp hiện nay được ra đời. Chủ nhân của phát minh đó là nhà phát minh John Kemp Starley. Hai chiếc bánh xe được thiết kế bằng nhau, cố định trên khung xe kim loại rỗng.
Đồng thời các thiết kế như dậy phanh, bàn đạp đều được tích hợp trong phiên bản này của xe đạp. Và sau đó khoảng 2-3 năm, chiếc xe được đưa vào sản xuất đại trà và phổ biến rộng rãi.
Sẽ là một thiếu sót rất lớn nếu như không nhắc tới John Dunlop – nhà phát minh Scotland. Ông là người đã chế tạo ra lốp xe.
Việc phát minh ra lốp khí nén cho xe đạp đã giúp giải quyết được nhược điểm của xe đạp trong lịch sử ra đời của xe đạp là di chuyển sẽ bị xóc khi đi vào các đoạn đường gồ ghề. Giúp chiếc xe di chuyển mượt mà hơn. Chiếc lốp xe đạp được làm bằng cao su kết hợp với phiên bản nguyên mẫu trên của xe đạp chính là hình ảnh của chiếc xe đạp hiện nay của chúng ta.
Qua hơn 2 thế kỉ lịch sử ra đời của xe đạp, xe đạp đã được cải tiến và phát triển qua nhiều phiên bản trước khi được hoàn thiện thành phiên bản nhỏ gọn, tiện lợi như ngày hôm nay.
Đó là nhờ một phần công lao không thể thiếu của các nhà phát minh , sáng chế của thời kì trước. Trong tương lai, các chiếc xe đạp dự định là sẽ còn được nâng cấp và phát triển lên nhiều phiên bản hiện đại khác nữa để phục vụ cho nhu cầu ngày càng lớn của chúng ta.
Tiền thân của xe đạp ngày nay
Tiền thân của xe đạp ngày nay.
Năm 1888, xe đạp bắt đầu hoàn thiện dần với khung xe bằng kim loại rỗng thiết kế hình “kim cương”, lốp xe bằng cao su mềm được bơm khí nén, phanh đĩa, líp xe,… và trở thành phương tiện giao thông không thể thiếu của người bấy giờ.
Như vậy, để có được chiếc xe đạp tiện dụng, hữu ích như hiện nay, hàng chục nhà phát minh đã phải làm việc và sáng tạo không ngừng nghỉ suốt hơn hai trăm năm. Đó là một hành trình dài và đầy thử thách. Hành trình của trái tim, khối óc, mồ hôi và cả nước mắt. Hành trình của những ý tưởng làm nên lịch sử của cả loài người.
Nối tiếp mạch sáng tạo đó, ngày nay những nhà sản xuất xe đạp cũng đang không ngừng nghiên cứu để biến xe đạp trở thành phương tiện hoàn hảo hơn nữa. Năm 1987 đánh dấu sự ra đời của hãng xe đạp hàng đầu thê giới mang tên xe đạp Totem thuộc tập đoàn Golden Whell. Golden Whell có trụ sở tại Mỹ mang tên America Golden Whell và vô số trụ sở tại các nước châu u khác. Xe đạp Totem được sản xuất chính tại nhà máy cực lớn nằm ở phía Bắc Trung Quốc từ đó xuất khẩu ra hơn 100 thị trường khác nhau. Không chỉ xuất khẩu xe đạp nguyên chiếc, Totem còn mở rộng xuất khẩu phụ tùng xe như ghi đông, giảm sóc, yên, pốt tăng, và nhận được những đơn đặt hàng “khủng” từ các hãng sản xuất xe đạp danh tiếng như TREK (Mỹ) , BMX (Đức),…
Theo đánh giá của giới chuyên môn, xe đạp Totem đã tạo ra bước ngoặt mới cho công nghệ sản xuất xe chuyên nghiệp, đặc biệt là dòng xe đạp địa hình và xe đạp trẻ em. Hàng loạt sáng chế mới hữu ích đã được ra đời và áp dụng ngay trên mỗi chiếc xe đạp Totem như: lớp sơn bền màu thân thiện với môi trường, vành nan hoa 28 nan cho chuyển động mượt mà, hệ thống phanh V-Brake, khung xe hợp kim nhôm Alloy 6061,….
Sự hoàn hảo của những năm 1900
Xe đạp dần trở nên hoàn thiện.(Xe địa hình 1973)
Năm 1890, Roberton ở Anh và Édouard Michelin ở Pháp làm cho bánh có thể tháo lắp được.
Các công ty như Raleigh, Schwinn và các nhà sản xuất xe đạp lớn khác bắt đầu hoạt động lần đầu tiên vào cuối những năm 1890, với hoạt động kinh doanh bùng nổ vào những năm 1900. Tuy nhiên, xe đạp an toàn sẽ sớm bị loại bỏ, được thay thế bằng kiểu xe mui trần vẫn được sử dụng ngày nay ở nhiều nơi trên thế giới.
Năm 1920, do xe quá nặng nên người ta đã đổi thành ruột rỗng cho xe nhẹ hơn, chất liệu của xe thì được đổi thành hợp kim.
Năm 1920- Xe đạp trẻ em được phát minh. Thiết kế này, nặng khoảng 65 pound, bắt chước các khía cạnh của xe cơ giới khi ô tô trở nên hấp dẫn hơn xe đạp.
Năm 1930- Schwinn thêm phuộc lò xo và lốp béo để xử lý việc lạm dụng các cậu bé tuổi teen. Điều này sau đó đã trở thành thiết kế sơ bộ cho xe đạp leo núi.
Việc sản xuất hàng loạt bởi các công ty lớn đã giúp chiếc roadster nhanh chóng trở nên phổ biến, sự tập trung vào độ bền khiến nó trở thành lựa chọn hàng đầu cho nhân viên bưu điện và cảnh sát sử dụng trong công việc. Ngoài ra, các kiểu dáng dành riêng cho phụ nữ (những người có trang phục ít phù hợp với xe đạp khung kim cương truyền thống) và cách sử dụng thể thao đã giúp đảm bảo tuổi thọ của nó trong gần 50 năm cho đến đầu thế kỷ này.
Roadster chịu trách nhiệm tạo ra tư thế lái thẳng đứng hơn thường thấy ở những chiếc xe đạp hiện đại, cũng như hệ thống sang số cho phép đạt tốc độ cao hơn và linh hoạt hơn khi lái xe. Hệ thống phanh cũng được cải tiến, cho phép dừng hoàn toàn và xuống dốc.
Năm 1973 xe địa hình được chế tạo ở California.
Đến những năm 1980, thậm chí còn có nhiều loại xe đạp hơn. Xe đạp dành cho xe đạp leo núi hoặc BMX bắt đầu xuất hiện, với việc sử dụng chúng trong các môn thể thao mạo hiểm và đua xe ngày càng nhiều do các nhà sản xuất ngày càng có nhiều vật liệu tốt hơn. Những chiếc xe đạp đi lại được thiết kế đặc biệt cho việc đi lại cũng bắt đầu cất cánh, giúp nhận thức rõ hơn về lợi ích của việc tập thể dục lần đầu tiên phổ biến vào những năm 60 và 70.
Tuy nhiên, vào cuối những năm 80 và đầu những năm 90, xe đạp gần như không còn đổi mới. Do các quy định mới của các cơ quan quản lý thể thao quy định một chiếc xe đạp phải như thế nào để thi đấu hợp lệ, các nhà thiết kế ít có khả năng đổi mới nhiều hơn là cải tiến những gì họ đã làm. Do đó, có rất ít thay đổi cơ bản đối với hình thức hoặc chức năng chung của xe đạp kể từ thời điểm đó.
Xe đạp thời hiện đại
Chiếc xe thể thao hiện đại.
Thế kỷ 20 đến nay - Xe đạp được cải tiến, những dòng xe đạp hiện đại ra đời
Xe đạp tiếp tục được cải tiến vào năm 1920, do khối lượng xe quá nặng gây khó khăn trong việc di chuyển. Các nhà sáng chế đã cải tiến nó thành xe có hệ thống ruột rỗng, chất liệu được đổi thành hợp kim bền bỉ hơn, giúp người lái điều khiển dễ dàng hơn.
Giữa thế kỷ 20, nhiều bộ phận khác trên xe đạp được tiếp tục chế tạo và hoàn thiện. Điển hình vào năm 1973, những chiếc xe đạp địa hình bắt đầu được đưa vào chế tạo ở California.
Năm 2000- Xe đạp chạy bằng năng lượng mặt trời- được thiết kế bởi Miroslav Miljevic để bao gồm pin chạy bằng năng lượng mặt trời. Dành cho người đi làm để khi họ để xe đạp bên ngoài cả ngày, họ sẽ không phải đạp xe về nhà.
Trong thời hiện đại, chiếc xe đạp hầu như không thay đổi về hình dáng chung. Sự khác biệt nổi bật nhất giữa xe đạp bây giờ và trước đây là sự tích hợp ngày càng nhiều của các dạng công nghệ khác nhau vào xe đạp. Điều này áp dụng cho cả bản thân xe đạp cũng như cách chúng được sản xuất và thiết kế, với công nghệ mới tạo ra những chiếc xe đạp hợp lý và hiệu quả nhất từng thấy.
Điều này đã mở ra cánh cửa cho các loại xe đạp mới với cấu tạo và tính năng chuyên dụng. Trong khi một số công nghệ xe đạp mới hơn (chẳng hạn như phanh đĩa) đang được sử dụng trong hầu hết các loại xe đạp hiện đại, chức năng và hình thức của xe đạp đường phố (được chế tạo mỏng và nhẹ nhất có thể, với lốp mỏng) và xe đạp leo núi (với to hơn, béo hơn) lốp xe và khung chắc chắn hơn) tiếp tục phân kỳ.
Xe đạp hybrid (loại xe kết hợp các yếu tố từ xe đạp đường phố và xe đạp leo núi) đã trở nên phổ biến, tích hợp sự thoải mái với khả năng gia tăng và có tới 14 bánh răng để chuyển đổi giữa các loại. Xe đạp nằm nghiêng cũng phổ biến trong một số nhóm nhất định, với thiết kế thoải mái của chúng được ưa chuộng để thư giãn và vui vẻ, mặc dù vẫn tồn tại một liên đoàn đua bao gồm loại xe đạp này và các loại xe đạp "bị cấm" khác trong các cuộc thi lớn.
Từ đầu thế kỷ 21, xe đạp được cải tiến mạnh mẽ với sự phát triển của công nghệ. Đến năm 2021, hàng loạt xe đạp với các thương hiệu nổi tiếng được ra đời để đáp ứng nhu cầu của người sử dụng. Mặc dù khó có thể nói xe đạp sẽ trông như thế nào vào cuối thế kỷ 21, nhưng có thể chắc chắn rằng chúng ta sẽ tiếp tục thấy vật liệu và cấu trúc được cải tiến, thiết kế chuyên biệt và khác biệt hơn, đồng thời tích hợp nhiều tính năng mới và mới lạ hơn. Cơ hội cho những chiếc xe đạp mới và cải tiến chưa bao giờ thú vị hơn thế!
Xe đạp của tương lai: Chúng ta sẽ đi xe gì trong những năm tới?
Theo nhiều cách, chúng ta đang sống trong tương lai. Cuộc cách mạng kỹ thuật số, vốn đã thay đổi cuộc sống của chúng ta, thực sự chỉ mới bắt đầu. Ai có thể tưởng tượng rằng một ngày nào đó chúng ta sẽ sử dụng điện thoại như một phương tiện thanh toán? Kết quả là (và do biến đổi khí hậu), chúng ta bị ám ảnh bởi tương lai , có lẽ hơn bao giờ hết. Điều đó cũng áp dụng cho các triết gia, nhà khoa học, kiến trúc sư, nhà sản xuất ô tô và thậm chí cả nhà thiết kế xe đạp.
Xe đạp của tương lai.
Chiếc xe đạp đã không thay đổi nhiều trong thế kỷ qua – như người ta nói, nếu thứ gì đó hoạt động tốt, đừng sửa nó – nhưng nếu những thiết kế được mô tả dưới đây là bất kỳ dấu hiệu nào, thì chiếc xe đạp của tương lai sẽ gần như thay đổi cuộc chơi giống như chiếc xe đạp điện thoại di động (nhưng dường như nó vẫn sẽ có hai bánh xe và tay lái).
Khái niệm xe đạp đường phố đô thị Cube loại bỏ ống yên xe và các phần trên của khung tiêu chuẩn để thay thế bằng hệ thống ba mảnh có bánh sau chỉ được gắn qua trục. Nhờ đó, mẫu xe này nhẹ hơn đáng kể (do đó nhanh hơn nhiều) và hấp dẫn hơn nhiều so với mẫu xe chúng ta đang sử dụng ngày nay. Một vấn đề có thể là tính ổn định và độ bền, đặc biệt là đối với bánh sau 'nổi' trên các bề mặt gồ ghề như đá cuội.
Khái niệm xe đạp thể thao Furious của Nenad Kostadinov loại bỏ ống xả và thanh giằng trên nhưng vẫn có vẻ đủ mạnh mẽ và ổn định cho các bề mặt đầy thách thức. Điều làm cho thiết kế này trở nên độc đáo và hoàn toàn mang tính tương lai là máy tính tích hợp, hiển thị một loạt dữ liệu về chuyến đi như tốc độ, vị trí và mức tiêu thụ calo. Thông tin được hiển thị phía trước và trung tâm trong suốt chuyến đi để người lái luôn biết mình đang ở đâu và có thể tiêu thụ bao nhiêu bánh pizza vào buổi tối hôm đó mà không cảm thấy tội lỗi.
Khái niệm Xe đạp thông minh của Chris Boardman có thể là mô hình chính xác nhất về những thay đổi mà chúng ta có thể mong đợi ở những chiếc xe đạp trong tương lai. Vận động viên giành huy chương vàng Olympic người Anh và là người chiến thắng chặng Tour de France đã thiết kế một chiếc xe đạp có động cơ dự phòng chạy bằng năng lượng mặt trời, một máy tính tích hợp, một máy quét bảo mật vân tay và bánh xe không có nan hoa. Và, vâng, nó trông cũng rất tuyệt. Thực tế là nó hiện chỉ có sẵn dưới dạng thiết kế cho thấy có thể phải nhiều năm nữa chúng ta mới nhìn thấy nó trên đường phố. Nhưng chúng ta đang nói về tương lai, phải không?
Xe đạp của tương lai.
Wire Bike Concept của Ionit Predescu là một thiết kế khác giảm trọng lượng để tăng tốc độ. Nó làm như vậy bằng cách sử dụng hệ thống khung treo thay vì khung xe đạp truyền thống. Giống như một cây cầu treo, trọng lượng của chiếc xe đạp giúp duy trì hình dạng và sự ổn định của cấu trúc. Các bộ phận chắc chắn của xe đạp sẽ được làm bằng sợi carbon và dây cáp sẽ bằng Kevlar nhẹ.
Mando Footloose là một chiếc xe đạp đô thị gấp, không xích, sử dụng các giải pháp công nghệ cao từ ngành công nghiệp ô tô để giúp việc đạp xe trong thành phố trở nên an toàn và hiệu quả. Chiếc xe đạp nhỏ này tạo ra năng lượng thông qua việc đạp. Năng lượng đó sau đó được lưu trữ trong một pin lithium cung cấp năng lượng cho một động cơ nhỏ. Xe đạp hoàn toàn tự động và thậm chí còn tự động phát hiện độ dốc để sang số.
Xe Eco 07 Bike Concept của Victor Aleman là sở thích cá nhân của tôi vì nó được thiết kế để có thể tháo rời hoàn toàn và nằm gọn trong một hộp đựng có kích thước bằng một chiếc cặp. Nó cũng có vẻ tốt. Thật không may, thiết kế hiện tại không có nghĩa là phải tháo rời hàng ngày mà chỉ khi bạn không sử dụng nó trong một thời gian. Nhưng ai đó chắc chắn sẽ giải quyết vấn đề đó. Bởi vì, nếu bạn nghĩ về nó, bạn sẽ có thể đạp xe đi làm, đến nhà hàng hoặc nhà riêng, tháo chiếc xe đạp ra, cho vào một chiếc ba lô được thiết kế đặc biệt và mang theo bên mình. Không còn vấn đề đỗ xe, không còn vật lộn để đưa xe đạp vào thang máy hoặc mang nó lên cầu thang. Và nếu bạn đang thực hiện một số hoạt động đạp xe leo núi nghiêm túc và đến địa hình không thể vượt qua – bạn không cần phải dắt xe đạp lên hoặc xuống một con dốc khó khăn nữa.
Cấu tạo
Có thể nói từ khi ra đời tới nay, chiếc xe đạp đã được con người cải tiến rất nhiều về cấu tạo cũng như những tính năng của nó. Từ những chiếc xe đạp đầu tiên chỉ phục vụ mục đích đi lại là chính, thì ngày nay chiếc xe đạp không những phục vụ đi lại, mà nó còn là một phương tiện thi đấu thể thao, giải trí...
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.
Phân chia theo công dụng thì xe đạp bao gồm những bộ phận chính sau:
a. Hệ thống truyền lực gồm: Bàn đạp (pê-đan), đùi, trục giữa, đĩa, xích, líp.
Hệ thống truyền lực.
+Bàn đạp có cấu tạo bao gồm một trục chính, đùi và bàn đạp để chân. Trục chính được lắp vào phía dưới trục yên xe.
+Đùi và đĩa xe đạp làm bằng thép không gỉ bền bỉ, chắc chắn.
+Xích hay còn gọi là sên, bao gồm nhiều con lăn được nối với nhau bằng khóa nối xích xe đạp (masterlink).
+Líp xe đạp nhận truyền động từ xích và chuyển đến bánh sau của xe, làm bánh xe quay và chỉ quay theo chiều thuận. Nhờ có líp, người đi xe không cần đạp bàn đạp liên tục mà bánh xe vẫn chuyển động về phía trước theo quán tính. Líp gồm hai bộ phận chính là: vành và cốt.
+Vành líp có răng ở phía ngoài và trong. Răng ngoài để ăn khớp với xích, răng trong có dạng răng cưa nghiêng về một phía ăn khớp với cá líp là một lưỡi thép nhỏ. Cốt líp có hai rãnh để đặt hai cá líp, trong mỗi rãnh có một lò xo nhỏ hoặc một cái lẫy làm bằng sợi thép nhỏ có tính đàn hồi (gọi là râu tôm) luôn tì vào cá.
+Cốt líp lắp chặt với moay-ơ bánh sau bằng ren. Bình thường, đầu nhọn của cá líp quay theo chiều thuận (chiều kim đồng hồ) nhờ bộ phận truyền động xích. Trong khi đó, lò xo đẩy cá líp lên làm răng trong vành líp mắc vào cá líp kéo cốt líp quay theo cùng chiều với vành của líp, làm bánh xe quay theo.
Khi đang đi xe, nếu ta không đạp bàn đạp, vành líp không quay, theo quán tính bánh xe vẫn lăn về phía trước, cốt líp cùng cá líp quay theo chiều kim đồng hồ, khi quay cá líp trượt trên răng trong của vành líp, ép lò xo xuống, đồng thời phát ra tiếng kêu "tạch tạch".
Khi xe đang đứng yên, nếu ta quay đùi đĩa theo chiều ngược chiều kim đồng hồ làm răng trong trượt lên cá líp nên cốt líp không quay được, do đó bánh xe không quay. Bởi vậy líp được gọi là khớp quay một chiều.
b. Hệ thống chuyển động: Bánh xe (trước và sau). Bánh xe gồm: trục, moay-ơ, nam hoa, vành, săm, lốp.
Hệ thống chuyển động.
- Trục được làm bằng thép, bánh xe quay trên trục thông qua ổ bi.
- Moay- ơ thường làm bằng thép, được liên kết với vành bánh xe bằng nan hoa.
- Nan hoa làm bằng thép.
- Vành bánh xe làm bằng hợp kim nhôm hoặc thép, có đường kính thông thường là 650mm.
- Săm, lốp được chế tạo từ cao su tổng hợp giúp tăng độ êm cho xe trong quá trình chuyển động.
Hệ thống truyền lực và chuyển động có tác dụng truyền lực và truyền động. Khi chúng ta đạp bàn đạp, lực truyền qua đùi xe làm trục giữa quay, đĩa quay kéo xích chuyển động, xích kéo líp cùng bánh sau quay (bánh chủ động), khi bánh xe quay và lăn trên mặt đường làm cho xe chuyển động về phía trước. Nguyên tắc truyền động như sau: Lực từ chân người đạp -> bàn đạp -> đùi xe -> trục giữa -> đĩa -> xích -> líp -> bánh xe sau -> xe chuyển động.
Chuyển động được truyền từ trục tới xích, líp nhờ sự ăn khớp giữa các mắt xích và răng trên đĩa, líp nên được gọi là truyền động xích. Vận tốc của xe đạp ngoài sự phụ thuộc vào tốc độ đạp của người đi xe còn phụ thuộc vào tỉ số truyền của bộ truyền động xích.
c. Hệ thống điều khiển gồm: Tay lái (ghi đông), cổ phuốc.
Hệ thống điều khiển.
Hệ thống điều khiển giúp chúng ta có thể điều khiển xe một cách nhẹ nhàng và dễ dàng nhất có thể khi muốn chuyển hướng. Bánh xe trước làm nhiệm vụ dẫn hướng, hướng chuyển động của xe phụ thuộc vào hướng chuyển động của bánh xe trước, do người điều khiển bẻ tay lái (ghi - đông) sang phải hoặc sang trái. Nguyên tắc truyền động như sau: Tay người đi xe -> tay lái của xe (ghi- đông) -> cổ phuốc -> càng trước -> bánh xe trước -> hướng chuyển động của xe.
d. Hệ thống phanh: Phanh xe bao gồm tay phanh và dây phanh và má phanh.
Hệ thống phanh.
Đây là một phát minh lớn giúp người điều khiển xe đạp làm chủ vận tốc khi di chuyển trên đường để có được sự an toàn tối thiểu khi điều khiển xe. Khi đang di chuyển người lái muốn dừng xe lại có thể bóp tay phanh, ngay lúc đó má phanh ở hai bên sẽ ép vào vành bánh xe, nhằm giảm tốc độ và cho xe ngừng di chuyển.
e. Khung chịu lực: Trước kia khung xe được cấu tạo bằng vật liệu gỗ, nhưng ngày nay khung xe đã được thay thế bởi vật liệu thép. Vì ưu điểm của vật liệu thép là có độ cứng, độ bền và tuổi thọ cao hơn so với khung gỗ. Khung xe chính là xương sống của xe đạp, liên kết toàn bộ các bộ phận khác lại với nhau thành một khối thống nhất.
f. Hệ thống chuyên chở gồm: Yên xe, giỏ đựng hàng, gác ba ga (bộ phận đèo hàng):
Hệ thống chuyên chở
Hệ thống chuyên chở giúp cho người điều khiển xe đạp có được vị trí thoải mái và hợp lý nhất. Yên xe được thiết kế trên khung xe, thường được bọc một lớp nệm giúp người dùng thoải mái khi lái xe. Gác ba ga được lắp ở phía sau yên, nằm trên trục bánh sau của xe. Giỏ đồ sẽ được gắn đầu xe phía trên bánh trước.
Ngoài ra xe đạp còn có các bộ phận khác như: chắn bùn, chắn xích, chuông, đèn… và một chi tiết tuy nhỏ nhưng rất quan trọng trong xe đạp đó là ổ bi.
Ổ bi dùng để giảm ma sát giữa các chi tiết có chuyển động quay tròn tương đối với nhau như: moay-ơ với trục bánh trước, trục bánh sau…
Cấu tạo của ổ bi gồm: nồi, bi, côn. Côn được lắp vào trục (hoặc được chế tạo liền trục như ở trục giữa). Nồi lắp và moay-ơ. Khi làm việc, bi lăn giữa nồi và côn. Ổ bi được lắp giữa trục bánh xe và moay-ơ.
Nếu không có ổ bi, khi quay moay-ơ sẽ cọ xát lên trục gây ma sát lớn, nhiệt độ tại mối ghép tăng làm cho chi tiết bị mài mòn nhanh.
Xe đạp còn được coi là một môn thể thao với các thể loại khác nhau: Trong nhà, đường trường, địa hình, trial, v.v. và được thi đấu trong ASIAD, Asian Indoor Games, SEA Games, Olympic,…
Nguyên lý hoạt động của xe đạp
Nguyên lý hoạt động.
- Chuyển động: Khi có lực tác động của người lái lên bàn xe đạp và đùi xe, bàn đạp quay tròn kéo theo trục giữa, đĩa, líp và bánh xe sau quay theo, làm cho xe bắt đầu chuyển động.
- Đổi hướng chuyển động: Tay người điều khiển sẽ tác động lên cổ xe và ghi đông. Trục cổ xe xoay hướng nào thì bánh xe trước sẽ rẻ sang hướng đó.
- Dừng xe: Khi bạn muốn xe đứng yên, bạn chỉ cần bóp phanh xe đạp. Khi bóp phanh, má phanh ở hai bên sẽ ép vào vành xe, giúp bạn giảm tốc độ và dừng xe lại.
Xe đạp gồm những loại nào?
Xe đạp được thiết kế với nhiều mẫu mã khác nhau. Mỗi chiếc xe sẽ có những đặc điểm riêng để di chuyển thuận tiện trên từng loại địa hình. Thông thường, xe sẽ được phân thành 2 nhóm lớn:
- Nhóm xe đạp thông dụng: Gồm các mẫu xe đạp đường phố (City Bike) có kiểu dáng tương tự như dòng xe đạp truyền thống. Mọi người có thể dùng để rèn luyện sức khỏe, đi học hoặc đi làm trên những con đường bằng phẳng và ít gồ ghề.
Xe đạp thông dụng.
- Nhóm xe đạp thể thao:
Xe đạp đua (Road Bike): Có phần lốp bánh xe nhỏ để giảm ma sát với mặt đường. Người lái có thể chạy với tốc độ cao trên địa hình bằng phẳng.
Xe đạp đua.
Xe đạp đi phượt (Touring Bike): Các mẫu xe này thường có khung sườn dài và chịu được tải trọng lớn. Bạn có thể dùng để đi phượt trên những con đường bằng phẳng hoặc ít gồ ghề.
Xe đạp đi phượt.
Xe đạp địa hình (Mountain Bike): Xe đạp có thiết kế khung sườn to, phần lốp xe có nhiều gai giúp người lái di chuyển an toàn trên con đường núi dốc, có các chướng ngại vật.
Xe đạp địa hình.
