Thiết kế khung xe đạp địa hình nói lên điều gì?

Chắc hẳn, nếu các bạn là một fan cứng của dòng xe đạp địa hình, hay còn gọi là Mountain Bike, thì đều đã nghe đi nghe lại hoặc nhìn thấy ở rất nhiều nơi cụm từ Bike Geometry.
Vậy Geometry là gì, mà lại quan trọng tới vậy?
Các đường góc cạnh, kích thước đều là những thứ sẽ quyết định chiếc xe của bạn sẽ cho bạn những ưu, nhược điểm gì. 

Hiểu được về Bike Geometry, chúng mình sẽ dễ dàng chọn cho mình một chiếc xe phù hợp với nhu cầu sử dụng của chính mình hoặc giúp người thân lựa xe nè. 

#1 Reach, Head Angle, Seat Tube Angle, Wheelbase, Bottom Bracket Height,...những cái này là gì đây?
Các thuật ngữ này chúng mình sẽ gặp xuyên suốt trong chủ đề này, mỗi từ đều góp phần rất quan trọng vào cách chiếc xe của bạn vận hành.
Reach: Độ rướn người.

Frame Reach - Được tính từ trung tâm ống cọc yên cho tới trung tâm trục cổ.

Rider Reach - Được tính từ đầu chóp yên cho tới trung tâm trục cổ.

Head Angle - Độ nghiêng trục cổ.

Seat Tube Angle - Độ nghiêng ống cọc yên.

Wheelbase - Chiều dài cơ sở, được xác định bằng khoảng cách giữa trục bánh trước cho tới trục bánh sau.

Bottom Bracket Height - Độ cao của trục khuỷu so với mặt đất.

Bottom Bracket Drop - Độ cao giữa trục khuỷu so với trục bánh trước/ sau.

Chainstay Length - Độ dài khung xích, tính từ trục xỏ bánh sau cho tới trung tâm trục khuỷu.

Trên đây là những yếu tố mà cá nhân mình cho là quan trọng nhất trong việc quyết định chiếc xe được vận hành thế nào.

Đầu tiên, chúng ta cùng đồng ý rằng Bike Geometry rất quan trọng, nhưng ngoài ra có những yếu tố sẽ can thiệp vào Bike Geometry, điều này làm cho những thông số mà hãng đưa ra chỉ mang tính chất tham khảo. 

Tyres: Lốp, đúng vậy, các cỡ lốp khác nhau có thể ảnh hưởng tới Bottom Bracket Height (Độ cao của trục khuỷu so với mặt đất).

Material: Chất liệu, nghe thì có vẻ không liên quan lắm, nhưng phải chấp nhận rằng khung được làm từ Carbon thì ít có sai số hơn là khung nhôm, mặc dù mình không phải là fan của Carbon.

Từ digital cho tới physical: Những thông số mà các hãng xe đưa ra được dựa trên bản vẽ kỹ thuật trên máy tính, và sẽ có sai số khi đưa ra sản xuất, gia công thực tế.

Sai số, là một vấn đề rất lớn và vẫn tồn tại tới ngày nay trong cơ khí nói chung. Ví dụ, Rockshox Lyrik có tổng chiều dài từ đỉnh của vai phuộc cho tới trục xỏ bánh (axle to crown) dài hơn Fox 36 mặc dù có cùng fork travel (hành trình nhún của phuộc. Và điều này thì sẽ ảnh hưởng trực tiếp tới Head Angle.

Trọng tâm, sự phân bổ cân nặng của cơ thể người lái sẽ thay đổi dựa theo sự thay đổi của Bike Geometry. Dưới đây, cùng mình tìm hiểu về sự ảnh hưởng trực tiếp tới trọng tâm bởi những yếu tố trên.

Wheelbase / Chiều dài cơ sở

Cùng nhìn wheelbase và trọng tâm của người lái như 1 hình tam giác, thì chúng ta có thể dựa trên Bike Geometry mà đưa ra những thông tin như sau.

Việc làm ngắn rear centre giúp trọng tâm người lái được dồn về phía sau nhiều hơn nhưng ngược lại làm ngắn front centre lại đưa trọng tâm người lái tiến về phía trước.

Khi bánh xe 29" được ra đời, để tránh việc tổng chiều dài cơ sở (overall wheelbase) tăng lên, các hãng sản suất đã giảm reach và tăng head angle, cả 2 điều này đều giúp đưa trọng tâm người lái về phía trước, cải thiện rất nhiều cho độ bám của bánh trước cũng như đè được đầu xe xuống khi leo ở những con dốc có độ nghiêng cao.

Bottom Bracket Height / Độ cao trục khuỷu so với mặt đất

Cái này sẽ góp phần quyết định vào khoảng "Gầm" hay cái mà bạn lo sợ khi chạy địa hình mà pedal đập vào đá.
Vậy, tăng BB Height thì sẽ làm giảm độ ổn định của xe, giảm BB Height thì sẽ bị mất khoảng sáng gầm nên mình sẽ chọn 1 BB Height vừa phải nha.

Trên một số xe đời mới được trang bị công nghệ Flip Chip cho phép thay đổi BB Height, cái này khá được chuộng ở nước ngoài... vì cái này còn chưa phổ biến lắm ở Việt Nam. Một công nghệ rất hay ho và thú vị.

Như chúng ta đã biết ở trên thì việc tăng chiều dài của front centre thì sẽ đưa trọng tâm của người lái về phía sau, nhưng Mondraker, một hãng xe đã giảm chiều dài stem (pô-tăng) từ 70mm còn 10mm, và thêm trực tiếp 60mm bị cắt giảm đó vào chiều dài front centre và thực sự nó đã đem lại hiệu quả leo lớn hơn hẳn. Vì sao vậy?
Việc đưa front-centre dài ra cũng đã tác động tới việc phân bổ cân nặng, trọng lượng giúp cho đầu xe có lực bám tốt hơn. Vậy nên hiện nay việc thiết kế vị trí đặt thùng pin cho xe MTB điện cũng là một bài toán khó nhằn, mặc dù vị trí đặt pin không ảnh hưởng tới geometry của xe, nhưng việc phân bổ trọng lượng khác nhau sẽ cho những cảm giác lái rất khác.

Rear Centre / Hay còn được biết tới như Chainstay length.

Như ở phần Wheelbase phía trên chúng ta đã nói tới việc rút ngắn Rear Centre lại thì sẽ đưa trọng tâm của người lái, phân bố cân nặng về phía sau nhiều hơn và ngược lại khi chúng ta tăng chiều dài Rear Centre thì sẽ đưa trọng tâm của người lái về phía trước.
Và dựa theo các kích cỡ của khung, khi front centre được tăng/giảm thì rear centre cũng sẽ tăng/giảm theo để khớp với nhau.
Một số hãng sẽ sản xuất 2 cỡ Rear End (Phần khung sau hoặc rear triangle) khác nhau, ví dụ như khung xe size XS/S/M thì sẽ dùng Rear End có chiều dài khung xích là 415mm, còn khung xe size L/XL thì sẽ dùng Rear End có chiều dài khung xích là 420mm chẳng hạn.
Vậy tại sao các hãng không sản xuất 5 cỡ Rear End khác nhau tương ứng với 5 cỡ khung xe XS/S/M/L/XL?
Việc sản xuất 4 hay 5 cỡ Rear End khác nhau sẽ tăng chi phí sản xuất lên rất nhiều lần và cũng gặp khó khăn trong việc ghép chúng lại với nhau. Phải đảm bảo rằng rear-end này được lắp với đúng front-end kia, cái này áp dụng với cả việc hàn rear-end vào front-end của xe hardtail (xe một giảm xóc).

Head Angle / Độ nghiêng trục cổ

Trước đây không lâu thì người ta vẫn thường nhìn vào Head Angle để phán đoán rằng đó là loại xe gì, có một luật bất thành văn vào thời điểm đó về Head Angle của các loại xe như 64 độ cho xe Downhill, 66 độ cho Enduro/All-mountain, 68 độ cho xe Trail và 70 độ cho xe Cross-country.

Nhưng hiện này thì đã khác, khi người ta bắt đầu có khái niệm "Down-country" dành cho những chiếc xe Cross-country với hành trình fork 120mm và góc cổ cỡ 66 độ. 

Một góc cổ choãi hơn không chỉ thay đổi cách lái của chiếc xe, nó còn tăng chiều dài Front-centre và đồng thời đã thay đổi sự phân bổ cân nặng của chiếc xe. Nếu mình giảm 2 độ góc cổ trên một chiếc xe Trail bằng việc trang bị cho nó một chiếc Fork có hành trình 150mm, đồng thời Front-centre của chiếc xe của mình đã tăng khoảng 20mm.

Seat Angle / Độ nghiêng của ống cọc yên

Khi nhắc đến Seat Angle thì có thể gây ra hiểu nhầm, vì cái chúng ta thực sự tính ở đây là độ nghiêng của ống cọc yên so với mặt đất. Lưu ý, ống cọc yên là seat tube được dùng để đút cọc yên (seatpost) vào. 

Góc cọc yên thực tế (Actual seat tube angle) là góc cọc yên sẽ không thay đổi, trong khi đó góc cọc yên sử dụng (Effective seat tube angle) là góc cọc yên sẽ thay đổi dựa vào chiều dài của cọc yên, cọc yên càng dài thì offset càng tăng và làm cho góc cọc yên sẽ choãi ra và ngược lại.
Chúng ta gọi là góc cọc yên sử dụng vì cái này sẽ thay đổi dựa theo chiều cao của người lái, có một số hãng đưa ra thông số góc cọc yên của 4 cỡ khung khác nhau cùng là một thông số ví dụ như 63 độ. Điều này là hoàn toàn sai, vì như ở trên đã nói góc cọc yên sử dụng sẽ thay đổi dựa trên chiều cao của người lái.

Reach & Top Tube / Độ rướn và chiều dài toptube.

Reach (độ rướn) sẽ cho chúng ta biết về khoảng trống khi đạp xe, việc đùi mình có gần với tay lái hay không, hay sải tay của mình là thừa hay thiếu.
Việc góc cọc yên choãi hơn đồng thời sẽ tăng chiều dài của toptube. Đây cũng là lí do mà ở bên Road, họ ít sử dụng các cỡ khung như S/M/L... mà lại sử dụng chiều dài của top tube, độ rướn để xác định khung thích hợp hơn vì điều này sẽ chính xác hơn là các cỡ S/M/L/XL.
Nếu cả 2 chiếc xe có cùng độ rướn, chiếc xe có độ dài toptube dài hơn đảm bảo sẽ có góc cọc yên choãi hơn, dù cho là hãng có công bố góc cọc yên của 2 chiếc là như nhau đi chăng nữa.

Hiểu hơn về Bike Geometry sẽ giúp chúng mình đưa ra quyết định lựa chọn khung, cũng như để có thể trả lời một cách khoa học hơn về việc "Tại sao xe của bạn leo dốc nhàn thế?" và "Tại sao xe của bạn đổ đèo "bám" quá vậy?" 

Sau bài viết này thì chúng ta cũng đã biết việc thiết kế một chiếc khung xe đạp dựa vào rất nhiều yếu tố, và việc thay đổi yếu tố này đã ảnh hưởng lớn tới các yếu tố khác như thế nào.
Một ví dụ về việc bike geometry rất phức tạp, đó là một người bạn đã feedback lại về việc Bottom Bracket Height (Chiều cao của trục khuỷu so với mặt đất) quá thấp, dẫn tới việc bạn ấy liên tục bị chạm pedal vào bề mặt địa hình, và việc này chỉ xảy ra khi bạn ấy leo dốc. Khi mình test chiếc xe của bạn ấy thì nhận ra không có vấn đề gì với chiều cao của trục khuỷu, thực tế là khi bạn ấy leo với chiều dài cọc yên ở mức cao nhất, điều này sẽ ảnh hưởng tới góc cọc yên, khiến nó choãi hơn. Và khi bạn ấy leo dốc với chiều dài cọc yên đó sẽ đưa cân nặng của bạn ấy về phía sau nhiều hơn, điều này cũng làm tăng lực tác động lên phuộc sau của bạn ấy, làm tăng SAG của phuộc sau.

SAG* : Độ nhún của giảm xóc dưới cân nặng của cơ thể, quần áo,.. của bạn khi "Chỉ ngồi" trên xe tại chỗ.

Link bài viết gốc: https://www.mbr.co.uk/news/tech-feature-mountain-bike-geometry-397826