Các yêu cầu ngày càng nghiêm ngặt mà nhiều chính phủ trên thế giới đặt ra liên quan đến việc phát thải của ô tô đã dẫn đến sự cấp thiết phải tạo nên những phương tiện tiêu thụ năng lượng sạch thay vì năng lượng hóa thạch như trước kia.

Cùng với sự phổ cập của xe điện/hybrid, ngành công nghiệp ô tô cũng đã cho ra đời rất nhiều phát kiến để đáp ứng được các yêu cầu cụ thể của hai dòng xe trên. Continental – hãng sản xuất lốp xe hàng đầu thế giới đã giới thiệu đến công chúng mẫu bánh xe ý tưởng mới có khả năng khắc phục được những yếu điểm và tăng hiệu suất cho xe điện.

Cơ chế hoạt động của hệ thống phanh trên xe điện

Điều đầu tiên cần phải kể đến là phương cách hoạt động của phanh xe. Trên những chiếc xe điện và hybrid, hệ thống phanh được kết hợp giữa phanh ma sát và phanh tái tạo năng lượng. Trong quá trình giảm tốc, động lượng của chiếc xe được chuyển đổi thành điện năng để gia tăng phạm vi hoạt động của xe. Việc lái xe nhấn bàn đạp phanh không đồng nghĩa rằng hệ thống phanh ma sát đã thực sự được kích hoạt. Và khi lái, tài xế sử dụng phanh ma sát càng ít càng tốt.

Cấu tạo của bánh xe trong thiết kế ý tưởng của Continental.

Vấn đề bắt đầu nảy sinh khi xe được phanh gấp, mô men giảm tốc của mô tơ điện không còn đủ năng lượng, do đó phanh ma sát sẽ cần thiết trong trường hợp này. Tài xế đương nhiên sẽ cần một hệ thống phanh đáng tin cậy để đảm bảo an toàn lái xe. Tuy nhiên, do ít sử dụng, hệ thống phanh ma sát có thể gặp vấn đề rỉ sét trên đĩa phanh vì có ít ma sát giữa má phanh và đĩa phanh. Ngoài ra, hệ thống phanh khẩn cấp tự động trong gói an toàn của xe hơi có cơ chế hoạt động dựa hoàn toàn vào phanh ma sát.

Thiết kế bánh xe mới của Continental và ưu điểm

Nghịch lý phía trên đòi hỏi phải có hướng giải pháp mới do việc sử dụng phanh thông thường là không hiệu quả trên những chiếc xe điện. Vì lẽ đó, hãng Continental đã đưa ra một thiết kế bánh xe ý tưởng mới để giải quyết vấn đề khi di chuyển nhờ vào điện năng.

Trong thiết kế ý tưởng, vành bánh xe bao gồm một vành trong bằng nhôm cùng với đĩa phanh và vành ngoài đi kèm với lốp. Trái với phanh thông thường, đĩa phanh được làm bằng nhôm thay vì bằng thép với đường kính lớn hơn, cho hiệu quả phanh tốt hơn. Xe điện tạo ra điện năng bổ sung thông qua quá trình hồi phục (phanh xe sử dụng mô tơ điện), giúp chiếc xe có thể chạy được quãng đường dài hơn và phanh ma sát ít được sử dụng hơn.

Đĩa phanh bằng nhôm chống ăn mòn cũng giúp ngăn ngừa tình trạng rỉ sét- nguyên nhân làm giảm hiệu quả trên ổ đĩa phanh bằng thép thông thường.

Thiết kế bánh xe mới của Continental mang đến rất nhiều lợi ích cho xe điện.

Một ưu điểm khác mà thiết kế bánh xe ý tưởng mang lại là giảm khối lượng. Mặc dù nhà cung cấp Continental không đưa ra con số chính thức, song thiết kế trên đã giúp chiếc xe tương lai nhẹ hơn nhiều nhờ vào việc sử dụng vật liệu nhẹ.

Ngoài ra, do hiệu ứng đòn bẩy với tay đòn đài trên đĩa phanh có đường kính lớn, một lực kẹp tương đối nhỏ cũng đủ để mang đến hiệu quả phanh cao. Vì nhôm là chất dẫn nhiệt rất tốt nên lượng nhiệt sản sinh trong quá trình phanh sẽ nhanh chóng tiêu tan.

Dựa trên các kết quả thử nghiệm ban đầu, Continental cho biết đĩa phanh nhôm không bị mòn và vết mài mòn chỉ xuất hiện trên các má phanh. Tuy nhiên, nhờ vào thiết kế thông minh của bánh xe ý tưởng, việc thay thế cả miếng đệm lẫn bánh xe là vô cùng dễ dàng.

Một trong những điểm mấu chốt khác nhưng không nằm ở khía cạnh hiệu suất. Thiết kế phanh mới giúp chiếc xe giảm bớt tiếng ồn - yếu tố quan trọng đối với những chiếc xe điện. Do đĩa phanh được cố định ở bên ngoài và quá trình phanh xe được khởi nguồn từ bên trong, kẹp phanh có thể được thiệt kế đặc biệt nhẹ và cứng. Lực phanh được truyền một cách đối xứng vào trong trung tâm của trục và điều này giúp giảm tiếng ồn một cách đáng kể.

NgocDiep (forum.autodaily.vn)