Tổng hợp các loại phuộc trước môtô

Bài viết xin giới thiệu về các loại phuộc trước môtô. Từ “phuộc” được bắt nguồn từ tiếng Pháp (fourche) hay tiếng Anh (fork) nghĩa là cái xiên, là hình ảnh quen thuộc của cặp ống nhún gắn trên chạc ba xe máy. Thông tin về khởi nguồn của phuộc trước đều không nói rõ ràng về thời gian nhưng theo thông tin tổng hợp thì phuộc trước xe bắt đầu được ứng dụng phổ biến trên xe máy vào những năm đầu của thập niên 50. Chiếc phuộc tiền thân của các dạng phuộc hiện nay là phuộc xà nhà (girder)

Phuộc trước môtô là gì?

Phuộc trước môtô – một bộ phận nối kết giữa bánh trước và chảng ba xe máy (càng trước) có tác dụng giúp hạn chế tối đa sự giằng xóc của phần cổ xe khi đi trên những con đường xấu. Nhờ có phuộc trước mà phần tay lái (ghi-đông) sẽ dễ dàng điều khiển hơn khi gặp chướng ngại và người điều khiển sẽ bớt mỏi tay, vai hơn khi lái xe trên những đoạn đường dài. Công dụng là thế nhưng mấy ai biết được sự phát triển và các kiểu phuộc trước môtô?

Các loại phuộc trước môtô

1. Phuộc lồng (telescopic)

Phuộc lồng sử dụng ống phuộc, bên trong có chứa những chi tiết như lò xo, ty phuộc và dầu giảm chấn nhằm giúp triệt tiêu tối đa lực chấn động từ bánh trước lên tay lái. Đây là loại phuộc thông dụng nhất hiện nay được sử dụng trong hầu hết các dòng xe thương mại. Tùy thuộc vào nhà sản xuất mà loại phuộc này có hoặc không có phần cao su bao bọc. Phần cao su này mục đích là để chống bụi bẩn có thể làm xước ty phuộc( điển hình như phuộc của Honda 67 hay Bonus 125).
Tổng hợp các loại phuộc trước môtô

Cấu tạo phuộc lồng

Sự hoạt động của bộ phận giảm dao động được biểu diễn như sau: Giả sử khi xe chạy trên đường cán phải 1 viên đá, khi đó bánh xe tác dụng lực lên hệ thống nhún. Lúc này ở bộ phận giảm dao động dầu chảy nhanh từ khoang 1 sang 2 qua tiết diện lớn, nên lò xo nén nhanh -> rung động bị hấp thụ. Khi bánh xe đang nằm trên hòn đá, lò xo dùng lực đàn hồi bật trờ lại, lúc này ở bộ phận giảm dao động dầu chảy ngược từ khoang 2 sang khoang 1, nhưng tiết diện chảy từ khoang 2 sang 1 nhỏ nên dầu chảy chậm, lò xo giản ra từ từ nên xe ko bị “bật nảy”.

 

Hoạt động của phuộc lồng
Ưu điểm của loại phuộc này:
* Dễ thiết kế, lắp ráp và giá rẻ.
* Nhẹ hơn các loại phuộc cũ
* Nhìn sạch sẽ và dễ cân chỉnh cho phù hợp với mục đích của người sử dụng hơn.
Nhược điểm:
* Một số loại phuộc không có ống cao su bảo vệ nên thường dẫn đến tình trạng xước ty, rỗ ty phuộc
* Xì dầu thủy lực bên trong ống phuộc qua ron/gioăng (joint) nếu lực nén quá mạnh.
* Dễ cong ty khi có va chạm (lực tương đối mạnh)
* Ít có cảm giác hơn các phuộc khác khi xảy ra hỏng hóc

 

Thiết kế của phuộc lồng
Thông thường, loại phuộc này được thiết kế với phần trụ nằm phía trên, được siết chặt vào phần chảng ba và phần ống phuộc (chi tiết trượt) thì được cố định vào lốp trước. Trên một số xe thể thao hiện đại, hầu hết các xe địa hình (off-road) thì hệ thống này bị đảo ngược lại (tức là phần ống phuộc được cố định vào chảng ba và phần trụ được cố định vào lốp trước) và được gọi là “phuộc đảo” hay phuộc upside-down (gọi tắt là USD).
Phuộc đảo upside-down (USD)
Lợi thế của kiểu đảo ngược này:
Làm giảm trọng lượng của phuộc (do được đảo ngược nên các thành phần bên trong phuộc được thay thế bằng những loại vật liệu nhẹ hơn thông thường)
Làm tăng độ êm ái, đàn hồi của phuộc khi có lực tác động (khi đảo ngược hành trình phuộc thì lực tác động từ bánh trước lên phuộc ít hơn và lực từ chảng ba xuống phuộc nhiều hơn làm cho hành trình của phuộc dài hơn nên sẽ êm ái hơn)
Tuy nhiên, kiểu phuộc này cũng có nhược điểm là dễ bị vỡ ống chứa dầu hoặc bị rò (xì) dầu thủy lực trong ống chứa ra ron/gioăng (joint).

Theo ghi nhận thì chiếc xe đầu tiên được áp dụng hệ thống phuộc lồng với dầu thủy lực này là BMW R12 và R17 được xuất xưởng vào 1935. Mặc dù hệ thống phuộc lồng nhưng không có sử dụng dầu thủy lực được áp dụng trên xe máy vào năm 1908 bởi một hãng xe của Anh và 1934 bởi hãng xe của Đan Mạch nhưng cả 2 lại không được ghi nhận vì hệ thống phuộc này chưa hoàn chỉnh.

 

BMW R12, mẫu xe đầu tiên sử dụng phuộc lồng, thường được dùng trong chiến tranh

2. Phuộc nhíp (trailling link)

Loại phuộc đặc biệt này sử dụng hệ thống nhún đàn hồi như của các loại xe tải hiện nay – lá nhíp sắt. Từ bánh trước, thông qua một khớp các đăng, lực va đập khi qua chướng ngại vật sẽ được truyền tải một phần nhỏ vào càng trước còn lại sẽ truyền lên trục nối với nhíp theo phương thẳng đứng và nhíp sẽ có nhiệm vụ triệt tiêu phần lớn lực này giúp cho người sử dụng có thể điều khiển dễ dàng hơn.

Một dạng phuộc nhíp Ưu điểm của loại phuộc này: Đơn giản, Rẻ tiền, Dễ sửa chữa và thiết kế, độ bền cao Nhược điểm: – Không hiệu quả khi gặp lực tác động lớn.

– Giảm tuổi thọ phuộc và chức năng giảm xóc cũng giảm đi nhiều nếu đi vào đường xấu.
Chính vì những nhược điểm này nên loại phuộc này hiếm được sử dụng. Chính mẫu phuộc giúp cho hãng Indian Motocycle – Mỹ trở nên nổi tiếng và trở thành đặc trưng riêng của họ. Những mẫu xe máy đầu tiên của BMW cũng áp dụng loại phuộc này.

BMW R32 được áp dụng phuộc nhíp và cũng là mẫu xe thành công của hãng xe đến từ Đức

3 Phuộc giò gà (leading link)

Phuộc giò gà là loại phuộc có chảng ba được liên kết với bánh trước thông qua một thanh nối (link) và một khớp có thể xoay được (pivot point). Trên chảng ba cũng có một chốt dùng để gắn bộ phận giảm xóc, đầu còn lại của bộ phận giảm xóc được gắn trực tiếp vào bánh trước.
Sơ đồ hoạt động phuộc giò gà
Khi có va chạm với chướng ngại vật, lực tác động trực tiếp lên thanh nối và sẽ được chuyển qua bộ phận giảm xóc và như thế người điều khiển sẽ không bị ảnh hưởng nhiều bởi tác động này.
Ưu điểm:
 – Rẻ tiền.
 – Hiệu quả cao ở ngay cả những tác động nhỏ.
 – Dễ nhận biết khi xảy ra hư hỏng nhằm tránh hậu quả đáng tiếc cho người sử dụng
Nhược điểm:
– Độ bền kém khi gặp những tác động lớn
– Khi đi qua những con đường có bề mặt dốc dễ bị mất ổn định

Tóm lại, phuộc giò gà là loại phuộc tuyệt vời khi đi trong thành phố nhưng lại không nên sử dụng để đi việt dã.

Xem thêm: Các loại khung xe máy

4. Phuộc lò xo (springer)

Đây là một dạng phuộc đàn anh cuộc phuộc giò gà. Dạng phuộc này không có hệ thống nhún (ống ty, lò xo) đặt trong vỏ phuộc nhưng nó được đưa hẳn ra bên ngoài chảng ba (càng trước). Dạng phuộc này được sử dụng trên các mẫu xe cổ điển hoặc chopper. Tuy nhiên ngày nay mẫu phuộc này cũng được áp dụng trên phiên bản Softtail Springer của Harley Davidson.

Đây là kiểu phuộc với hệ thống nhún đặc biệt được đặt gần chảng ba (càng trước) hoặc lồng vào trục giữa chảng ba và song song với 2 chân trụ của bánh trước. Khớp bản lề ở bánh trước có nhiệm vụ nối bánh trước với phuộc và đôi chân trụ. Ngoài ra, nhiệm vụ chính của khớp này chính là truyền tải chấn động khi va chạm với chướng ngại vật lên phuộc trước khi chân trụ bị tác động

Phuộc lò xo

5. Phuộc Earles

Phuộc Earles – được lấy tên theo người sáng chế –  là một ví dụ về sự đa dạng của kiểu phuộc sử dụng dẫn động trước (phuộc giò gà cũng là một dạng dẫn động trước). Kiểu phuộc này được phát mình vào năm 1953 bởi một người anh tên Ernest Earles với hệ thống nhún – kiểu phuộc lồng – được gắn vào gần trục của bánh trước. Không giống như phuộc lồng thông thường, phuộc Earles an toàn hơn khi bóp phanh hoặc  gặp chướng ngại vật. Kiểu phuộc này chắc chắn hơn phuộc lồng, đặc biệt là khi vào cua (rẽ) gấp như khi đua xe hoặc khi vào cua (rẽ) bằng “xe xuồng”(sidecar)

Thiết kế của phuộc Earles

Khi thắng gấp, khung phuộc tạo thành một thế tam giác cân, tất cả các lực đều dồn lên phuộc và đi theo phương xuống mặt đất – điều này không thể thực hiện được trên phuộc lồng – tạo ra sự an toàn cao cho người điều khiển.

 

Mẫu cấu tạo thiết kế phuộc Earles
Khá nhiều hãng xe đã áp dụng kiểu phuộc này cho các mẫu xe đua của mình vào năm 1953 như MV Agusta, BMW. Ngoài ra, mẫu thiết kế này cũng được nhiều hãng xe áp dụng lên các kiểu xe chuyên dụng đi đường trường hoặc địa hình như Douglas motorcycle. Từ 1955 đến 1969, BMW đặc biệt chỉ sử dụng kiểu phuộc này trên các dòng xe của mình.
Thiết kế Earles trên BMW
Tuy nhiên, bên cạnh những lợi thế đó thì mẫu phuộc này cũng có nhược điểm là có nguy cơ giảm độ bám của bánh trước nên dần ít được sử dụng.

6. Phuộc xà nhà (Girder)

Một trong những loại phuộc đầu tiên cho xe máy mang tên girder, bao gồm một cặp trục thẳng nối liền với chảng ba bằng một khớp liên kết có thể xoay được còn lò xo được đặt vào trục giữa của chảng ba.
Cơ cấu của phuộc Girder
Dạng phuộc girder sử dụng trên mẫu xe độ chopper
Khi có va chạm, lực tác động sẽ dồn lên 2 chân trụ phía trước, đẩy 2 chân này theo hướng lên trên và nén lò xo nằm trên trục giữa của chảng ba lại nhằm làm giảm sự tác động của lực va đập.

 7. Phuộc tay đòn xa (telelever)

Dạng phuộc này có tên gốc là Saxon-Motodd nhưng được BMW ưu ái gọi riêng thành một tên khác là Telelever. Nó có một cánh tay đòn (swingarm) rời gắn liền với sườn xe và một hệ thống nhún được đặt trên cánh tay đòn này có tác dụng làm giảm sự giằng xóc tối đa cho người điều khiển.
Thiết kế của telelever
Theo như thiết kế của Telelever, do cánh tay đòn được đặt trùng tâm với tay lái nên khi gặp đường xóc hoặc phanh lại thì lò xo trên cánh tay đòn bị nén lại, làm cho chiều dài cơ sở của xe bị kéo dài ra, khiến cho xe có xu hướng “chúi” về trước (dù không cần phánh gấp), giảm thiểu hiện tượng trượt bánh – đây là ưu điểm chính của kiểu thiết kế này. Tuy nhiên, yếu điểm của dạng phuộc này cũng là đây, khi lò xo đàn hồi lại sau khi bị nén (hồi nguyên) thì toàn bộ lực bị tác động lên sườn xe thay vì chỉ tay lái nên dù được sự êm ái nhưng không tránh khỏi “thiếu cảm giác” hay gọi theo cách khác là “phiêu”, “bay bay”.
BMW R1200GS – mẫu xe sử dụng telelever

8. Phuộc tay đòn đôi Hossack/Fior (Duolever)

Sau phiên bản tay đòn đơn, BMW đã bỏ công “phù phép” và cho ra đời phiên bản cải tiến mang tên Duolever dựa trên phiên bản đàn anh Telelever. Thiết kế này được phát triển bởi Norman Hossack và được Claude Fior, John Britten sử dụng trên những mẫu xe đua của mình. Vào năm 2004, BMW chính thức giới thiệu mẫu xe K1200S với đôi phuộc mới mang tên Duolever. Nối tiếp thành công đó, BMW cho ra đời K1200S, K1200R và K1200GT đều sử dụng Duolever.

 Thiết kế của Duolever
Thiết kế của dạng phuộc này khác hoàn toàn so với Telelever. Bộ phận giảm xóc được gắn liền với càng trước xe bởi 2 tay đòn, giữa 2 tay đòn này có một khớp bản lề nối càng xe với phần trục cổ xe theo phương vuông góc với mặt đất nên Hossack gọi đây là “cơ cấu lái vuông góc” (steered upright).
Với Duolever, khi vào cua (rẽ) thì chiều dài cơ sở của xe và độ nghiêng của phuộc hầu như không bị thay đổi tạo ra sự ổn định rất cao cho người lái.
Nguồn: Thanh Phan
Sưu tầm từ toiyeuxe