Vì sao xe điện lại nhanh mòn lốp hơn xe xăng?
(CLO) Xe điện nặng hơn 4.700 pound, mô-men xoắn tức thì vượt 400 lb-ft khiến lốp mòn nhanh, chi phí thay tăng 40%.
Xe điện đã mang đến nhiều thay đổi đáng kể trong trải nghiệm lái xe, nhưng chúng lại không hề "nhẹ nhàng" với lốp xe. Người sở hữu xe điện có thể nhận thấy một điều bất thường: lốp xe dường như không bền bỉ như kỳ vọng.
Điều này không phải là cảm giác thoáng qua. Xe điện thực sự khắc nghiệt hơn với cao su, và lý do không chỉ nằm ở khả năng tăng tốc vượt trội của chúng.
Từ trọng lượng, cách truyền mô-men xoắn, đến cơ chế phanh và điều khiển, xe điện đặt ra hàng loạt thách thức mới mà lốp xe phải đối mặt. Những yếu tố này giải thích tại sao xe điện "ngốn" lốp nhanh hơn dự đoán, đồng thời làm rõ sự khác biệt cơ bản của lốp xe điện so với lốp thông thường.
Mô-men xoắn tức thì tạo áp lực lớn
Động cơ điện không cần thời gian để tích tụ sức mạnh mà cung cấp công suất ngay lập tức. Toàn bộ mô-men xoắn được truyền đến lốp xe ngay khi người lái đạp ga. Với hầu hết xe điện, con số này vượt quá 400 lb-ft từ lúc khởi động, đôi khi còn cao hơn.
Điều này tạo ra cảm giác lái thú vị, nhưng lực xoắn mạnh mẽ ấy lại khiến lốp xe mòn nhanh hơn so với hệ truyền động truyền thống. Động cơ đốt trong tăng tốc dần, cho phép lốp xe bám đường trước khi chịu tải tối đa.
Xe điện bỏ qua giai đoạn này. Hệ quả là nhiều cao su bị bỏ lại trên đường, đặc biệt trong những lần xuất phát mạnh mẽ hoặc khi lái xe trong điều kiện giao thông đô thị với nhiều lần dừng và đi.
Trọng lượng lớn gia tăng căng thẳng
Hầu hết xe điện đều nặng hơn đáng kể so với các mẫu xe chạy xăng tương đương. Chẳng hạn, một chiếc Tesla Model S có trọng lượng vượt quá 4.700 pound, phần lớn nhờ khối pin khổng lồ. Trọng lượng tăng thêm này đặt tải trọng thẳng đứng lớn hơn lên mỗi lốp xe, làm tăng lực cản lăn và đẩy nhanh quá trình mài mòn.
Ngay cả khi xe được vận hành nhẹ nhàng, khối lượng dư thừa vẫn gây áp lực lên gai lốp. Hiện tượng này càng rõ rệt khi vào cua hoặc phanh, khi lốp xe phải đối phó với quán tính lớn hơn.
Áp lực gia tăng không chỉ rút ngắn tuổi thọ lốp mà còn buộc các nhà sản xuất phải xem xét lại độ bền và thiết kế cấu trúc của chúng.
Phanh tái sinh làm thay đổi kiểu mòn
Khác với phanh truyền thống, xe điện sử dụng phanh tái sinh để giảm tốc, biến động cơ điện thành máy phát điện. Cơ chế này rất hiệu quả về năng lượng, nhưng nó thay đổi cách lốp xe bị mài mòn.
Thay vì tiếp xúc đều với má phanh, tải trọng giảm tốc dịch chuyển về phía trước theo từng đợt không đều. Điều này có thể gây mòn không đồng đều trên bề mặt gai lốp, đặc biệt ở phía trước xe.
Dù phanh tái sinh giúp kéo dài tuổi thọ má phanh, nó không mang lại lợi ích tương tự cho lốp xe. Người lái có thể nhận thấy lốp trước mòn nhanh hơn dự kiến, nhất là trong điều kiện đô thị nơi phanh tái sinh hoạt động mạnh mẽ hơn.
Lốp lực cản lăn thấp hy sinh độ bền
Lốp chuyên dụng cho xe điện thường sử dụng hợp chất có lực cản lăn thấp để tối ưu hóa quãng đường di chuyển. Điều này đồng nghĩa với việc giảm ma sát với mặt đường, nhưng cũng làm giảm độ bền.
Những lốp này thường mềm hơn, với gai lốp được thiết kế để giảm lực cản thay vì kéo dài tuổi thọ. Sự đánh đổi này khá rõ ràng. Dù chúng giúp xe đi xa hơn sau mỗi lần sạc, chúng có thể mòn sớm hơn hàng nghìn dặm so với lốp truyền thống.
Khi kết hợp với trọng lượng lớn và mô-men xoắn tức thì của xe điện, nhược điểm này càng trở nên nổi bật theo thời gian.
Vectoring mô-men xoắn và hai động cơ tăng áp lực
Nhiều xe điện hiện đại ứng dụng hệ thống vectoring mô-men xoắn hoặc hai động cơ để phân phối công suất hiệu quả hơn. Điều này cải thiện độ bám đường và hiệu suất, nhưng đồng thời tạo thêm áp lực ngang lên lốp xe, đặc biệt trong lúc tăng tốc và vào cua.
Các hệ thống này liên tục điều chỉnh công suất phân bổ cho từng bánh xe. Kết quả là khả năng xử lý được nâng cao, nhưng lốp xe phải chịu nhiều căng thẳng hơn.
Qua thời gian, điều này dẫn đến các kiểu mòn khác biệt so với xe dẫn động cầu trước hoặc cầu sau thông thường.
Áp suất lốp cao đẩy nhanh hao mòn
Lốp xe điện thường yêu cầu áp suất không khí cao hơn để hỗ trợ trọng lượng lớn và duy trì hiệu suất. Trong khi xe chạy xăng thông thường đề xuất mức 32–35 PSI, nhiều xe điện nâng con số này lên trên 40 PSI.
Điều này giúp giảm lực cản lăn, nhưng cũng ảnh hưởng đến cảm giác lái và độ mòn lốp. Áp suất cao làm giảm độ uốn của thành lốp, nhưng nếu không được kiểm soát tốt, nó lại làm tăng mòn ở trung tâm gai lốp.
Đồng thời, nó khuếch đại phản hồi từ mặt đường, khiến lốp xe phải chịu nhiều va chạm nhỏ hơn. Tình trạng này có thể đẩy nhanh quá trình xuống cấp, nhất là trên những đoạn đường gồ ghề.
Thành lốp gia cố sinh nhiệt nhiều hơn
Để đối phó với trọng lượng và mô-men xoắn, lốp xe điện được chế tạo với thành lốp chắc chắn hơn. Những gia cố này giúp duy trì hình dạng lốp dưới tải nặng, nhưng cũng giữ nhiệt nhiều hơn khi vận hành.
Sự tích tụ nhiệt làm cao su phân hủy nhanh hơn, đặc biệt ở vùng khí hậu nóng hoặc khi lái xe với tốc độ cao. Chu kỳ nhiệt không phải vấn đề mới, nhưng ở xe điện, nó diễn ra mạnh mẽ hơn.
Vì xe điện gần như không phát ra tiếng ồn, người lái dễ bỏ qua mức độ làm việc căng thẳng của lốp xe bên dưới. Nhiệt độ này âm thầm làm giảm tuổi thọ lốp trước khi họ kịp nhận ra.
Sự yên tĩnh của xe điện làm nổi bật tiếng ồn từ lốp xe. Để khắc phục, các nhà sản xuất thường thêm bọt giảm âm hoặc thiết kế lại gai lốp để vận hành êm ái hơn.
Tuy nhiên, những thay đổi này thường đi kèm với sự đánh đổi về tuổi thọ và hiệu suất. Hợp chất mềm giảm tiếng ồn đường thường mòn nhanh hơn, nhất là khi chịu áp lực từ mô-men xoắn liên tục và phanh tái sinh.
Trong khi cabin giữ được sự yên bình, lốp xe lại phải làm việc quá sức. Đây là sự cân bằng thường ưu tiên sự thoải mái hơn độ bền lâu dài.
Do cấu tạo đặc biệt, lốp xe điện có giá thành cao hơn lốp thông thường. Thành lốp gia cố, hợp chất tùy chỉnh và tính năng giảm âm khiến chi phí tăng lên. Vì mòn nhanh hơn, tần suất thay thế cũng nhiều hơn.
Một số lốp chuyên dụng cho xe điện có thể đắt hơn 20–40% so với lốp truyền thống tương đương. Thêm vào đó, sự hạn chế về kích cỡ và thương hiệu khiến bảo dưỡng lốp xe trở thành một trong những chi phí ẩn khi sở hữu xe điện.
Thói quen lái xe quyết định tuổi thọ lốp
Xe điện hấp dẫn với mô-men xoắn tức thì và khả năng tăng tốc dễ dàng. Điều này rất thú vị, nhưng nếu người lái thường xuyên đạp ga mạnh, lốp xe sẽ mòn cực nhanh.
Ngay cả ở chế độ tiết kiệm năng lượng, những lần xuất phát gấp hoặc vào cua gắt cũng khiến lốp hao mòn vượt mong đợi. Lái xe cẩn thận có thể kéo dài đáng kể tuổi thọ lốp xe điện.
Tuy nhiên, thực tế là ít ai mua xe điện dẫn động bốn bánh hai động cơ chỉ để vận hành nhẹ nhàng. Dù trong đô thị hay trên đường trường, cách lái xe ảnh hưởng lớn hơn đến tuổi thọ lốp xe điện so với xe chạy xăng.