ASI101 - Chương 12: Bánh xe và lốp

Đáp án đúng: "Increased rolling resistance, heat buildup, and shoulder wear". Lốp non làm vết tiếp xúc dài ra và thành lốp biến dạng nhiều hơn ở mỗi vòng quay; công biến dạng đó biến thành nhiệt tích trong thân lốp, đồng thời lực cản lăn tăng và tải dồn ra hai vai nên hai mép gai mòn nhanh hơn phần giữa. Lựa chọn "Reduced heat buildup and uniform wear" nói ngược cơ chế trễ đàn hồi: áp suất càng thấp thì biến dạng càng lớn, nhiệt càng nhiều và vết mòn càng lệch. Lựa chọn "Lower braking performance in wet only" bó hẹp hậu quả vào riêng mặt đường ướt, trong khi lốp non còn làm xe chậm phản ứng lái và tăng nguy cơ hỏng lốp ở mọi điều kiện. Lựa chọn "Improved fuel economy" mâu thuẫn với chính lực cản lăn tăng thêm, vì động cơ phải sinh thêm công nên tốn nhiên liệu hơn.

Đáp án đúng: "It distorts the tire from circular to flat in the contact patch area.". Tải trọng tĩnh từ xe truyền qua vành xuống thân lốp, ép phần lốp nằm dưới trục bẹt xuống để tạo diện tích tiếp xúc đủ lớn với mặt đường; nhờ vậy áp suất tiếp xúc cân bằng được với tải, và chính vùng bẹt này mới sinh ra lực bám. Lựa chọn "It maintains the tire's circular shape." bỏ qua biến dạng bắt buộc đó, vì một lốp vẫn tròn đều khi chịu tải thì chỉ chạm đường theo một đường thẳng và không đỡ nổi tải. Lựa chọn "It causes the tire to become rigid." nhầm nguyên nhân với kết quả: độ cứng của lốp do kết cấu bố, cao su và áp suất hơi quyết định, không phải do đặt tải. Lựa chọn "It increases the tire's air pressure." sai về bản chất, bởi thể tích khí gần như không đổi khi đặt tải, tải được đỡ nhờ vết tiếp xúc nở rộng.

Đáp án đúng: "To ensure safety and durability during operationavoid bending or compressive load acting on the wheel". Nan hoa thép được căng sẵn nên chỉ làm việc ở trạng thái kéo: tải từ moay ơ treo xuống những nan phía trên, còn nan phía dưới giảm bớt lực căng thay vì bị nén. Nhờ cách chịu lực đó, nan mảnh không bị cong hay mất ổn định, bánh vừa nhẹ vừa bền trong suốt quá trình vận hành. Lựa chọn "To maintain aesthetic quality" nhầm hiệu ứng phụ với mục đích thiết kế, vì vẻ cổ điển của bánh nan chỉ là kết quả. Lựa chọn "To improve fuel efficiency" lệch trọng tâm: khối lượng bánh có ảnh hưởng tới quán tính quay, nhưng nan hoa được tính toán theo điều kiện chịu lực. Lựa chọn "To reduce noise levels" sai hẳn, bởi bánh nan hở không cách âm và nan lỏng còn phát ra tiếng kêu khi lăn.

Đáp án đúng: "It directly affects steering geometry and driver comfort". Bánh xe lắp đúng tâm, đúng lực siết và cân bằng động thì trục quay trùng tâm hình học, giữ được các góc đặt bánh như camber, caster và độ chụm; lắp lệch hay mất cân bằng sẽ sinh rung ở vô lăng, xe nhao lái và lốp mòn lệch, tức ảnh hưởng thẳng tới hình học lái lẫn cảm giác ngồi. Lựa chọn "It enhances the vehicle's color" không có quan hệ cơ học nào với quy trình lắp ráp bánh. Lựa chọn "It increases engine efficiency" đặt sai vị trí trong chuỗi truyền lực, vì hiệu suất động cơ do quá trình cháy và ma sát bên trong động cơ quyết định. Lựa chọn "It reduces maintenance costs" cùng lắm là hệ quả gián tiếp về sau, không phải tác động trực tiếp mà câu hỏi đang nhắm tới.

Đáp án đúng: "Maximum sustained speed capability under specified conditions". Ký hiệu tốc độ là chữ cái đứng cuối dãy thông số lốp, cho biết vận tốc cao nhất mà lốp còn chịu được lâu dài khi bơm đúng áp suất và mang tải trong giới hạn cho phép; vượt ngưỡng đó, nhiệt sinh trong thân lốp tăng nhanh hơn khả năng toả nhiệt và lốp có thể tách lớp. Lựa chọn "Maximum load the tyre can carry" ứng với chỉ số tải, một con số riêng đứng ngay trước ký hiệu tốc độ và tra bảng ra kilôgam. Lựa chọn "Rim diameter in inches" là con số chỉ đường kính vành trong quy cách lốp, chỉ dùng để khớp lốp với vành. Lựa chọn "Treadwear index number" thuộc nhóm thông số đánh giá độ bền gai, in riêng trên hông lốp cùng chỉ số bám và chịu nhiệt.

Đáp án đúng: "To carry the tire". Vành là phần kim loại định hình mặt tựa cho tanh lốp, giữ lốp đúng vị trí khi xe quay vòng và chịu toàn bộ lực từ mặt đường truyền qua lốp vào moay ơ; với lốp không săm, vành còn tạo bề mặt kín khí để giữ áp suất. Lựa chọn "To increase the vehicle's speed" nhầm vai trò, vì tốc độ do công suất động cơ và tỉ số truyền quyết định, vành chỉ là chi tiết đỡ. Lựa chọn "To enhance fuel efficiency" chỉ đúng ở mức phụ: vành nhẹ làm giảm khối lượng không được treo và quán tính quay, nhưng đó là hệ quả của vật liệu chứ không phải nhiệm vụ chính. Lựa chọn "To provide aesthetic appeal" chỉ nói tới phần trang trí bên ngoài, trong khi bỏ vành đi thì lốp không còn chỗ lắp, tức chức năng chịu lực mới là cái gốc.

Đáp án đúng: "To serve as a cushion for the car axle". Khối khí nén bên trong và phần cao su thành lốp biến dạng đàn hồi khi bánh qua ổ gà hay gờ đường, hấp thụ phần lớn xung lực trước khi nó truyền tới cầu xe và hệ treo, đồng thời giữ vết tiếp xúc bám mặt đường để truyền lực kéo, lực phanh và lực ngang. Lựa chọn "To enhance engine performance" không đúng vì công suất và mô men là việc của động cơ, lốp chỉ là nơi tiêu thụ chứ không tạo ra. Lựa chọn "To improve fuel consumption" chỉ chạm tới một hệ quả phụ qua lực cản lăn, không phải nhiệm vụ cơ bản của lốp. Lựa chọn "To increase vehicle weight" đi ngược mục tiêu thiết kế, bởi khối lượng không được treo càng nhỏ thì xe càng êm và bám đường tốt hơn.

Đáp án đúng: "Lower rolling resistance and better tread life". Ở lốp hướng tâm, lớp sợi mành chạy vuông góc với phương lăn còn đai thép chạy vòng quanh dưới mặt gai, nên thành lốp mềm riêng còn vùng gai cứng riêng; mặt gai ít bị dồn và trượt cục bộ khi lăn, sinh nhiệt ít hơn, lực cản lăn giảm và mòn đều hơn nên dùng được lâu hơn lốp mành chéo. Lựa chọn "Higher rolling resistance and poorer heat dissipation" chính là nhược điểm của kết cấu mành chéo, nơi các lớp sợi đặt chéo cọ vào nhau và hoá nhiệt. Lựa chọn "No difference in sidewall flexibility" trái với điểm khác biệt cốt lõi, vì tách rời thành lốp và đai gai mới là cái làm nên loại lốp này. Lựa chọn "Only off-road advantages" thu hẹp sai, bởi ưu thế rõ nhất lại nằm ở chạy đường nhựa tốc độ cao.

Đáp án đúng: "By applying balancing weights to the rim". Câu hỏi đòi cách làm, và cách làm là đặt bánh lên máy cân, đo vị trí cùng độ lớn của khối lượng lệch rồi kẹp hoặc dán đối trọng chì lên vành đúng điểm đối diện, sao cho khối tâm trùng trục quay ở cả mặt phẳng dọc lẫn ngang. Lựa chọn "By adjusting tire pressure" không giải quyết được lệch khối lượng, vì bơm hơi chỉ đổi độ cứng và hình dạng vết tiếp xúc chứ không dời khối tâm của bánh. Lựa chọn "To maintain optimal handling and extend tire life" nêu lợi ích thu được sau khi cân xong, tức trả lời câu hỏi tại sao chứ không phải bằng cách nào. Lựa chọn "To reduce maintenance costs" cũng là một kết quả gián tiếp chứ không mô tả thao tác kỹ thuật nào, nên không đáp ứng dạng câu hỏi đang hỏi.

Đáp án đúng: "To maintain optimal handling and extend tire life". Các góc đặt bánh xe quyết định hướng lăn thật của lốp; khi góc chụm hay góc nghiêng lệch khỏi trị số thiết kế, lốp vừa lăn vừa bị kéo trượt ngang một chút suốt hành trình, làm mòn vẹt một bên vai gai, xe bị kéo lệch và vô lăng không tự trả. Chỉnh lại các góc đó trả xe về trạng thái lái ổn định và cho lốp mòn đều. Lựa chọn "To keep the vehicle clean" không dính dáng gì tới hình học bánh xe. Lựa chọn "To enhance the vehicle's appearance" nhầm sang thẩm mỹ, trong khi sai lệch góc đặt chỉ lộ ra ở vết mòn và cảm giác lái. Lựa chọn "To ensure the vehicle's air conditioning system functions properly" thuộc hệ thống điều hoà, hoàn toàn độc lập với hệ treo và lái.