Top 10 phát minh mang tính cách mạng trong ngành xe hơi

Ngành công nghiệp ô tô là một ngành không ngừng phát triển, hướng đến sự tăng cường sức mạnh và hiệu suất. Như với hầu hết các lĩnh vực công nghệ, tự động hóa đã phát triển theo cấp số nhân trong thế kỷ trước, những cải tiến mới dường như xuất hiện hàng ngày.

Nhìn vào những chiếc siêu xe ngày nay như Lotus Emira hay Ferrari GTB, hầu như không ai có thể tin rằng chúng xuất phát từ những chiếc xe chạy bằng hơi nước ọp ẹp từ cuối thế kỷ 19.

Có lẽ khía cạnh thú vị nhất của sự đổi mới là hầu hết những cải tiến này đều được tưởng tượng bởi các nhà phát minh ban đầu khi hình thành ý tưởng về ô tô. Tuy nhiên, do những hạn chế trong công nghệ vào thời điểm đó, nhiều thứ đã không được thực hiện cho đến nhiều năm sau. Dưới đây là 10 phát minh như vậy đã thay đổi hoàn toàn cách các nhà sản xuất chế tạo ô tô:

10. Động cơ đốt trong

Ban đầu được lên ý tưởng bởi Nicolaus Otto vào năm 1876 và sau đó được Gottleib Daimer chỉnh sửa và tối ưu hóa vào năm 1885, động cơ đốt trong đã khai sinh ra khái niệm về ô tô hiện đại. Nó vượt trội hơn động cơ hơi nước, về cả hiệu suất và sức mạnh.

Năm 1891, Karl Benz, đã đăng kí cho động cơ này vào bằng sáng chế Benz-Motorwagen, chiếc xe đầu tiên kết hợp động cơ đốt trong với khung gầm.

9. Cấu trúc Unibody

Cấu trúc Unibody

Mặc dù thường bị xác định nhầm là "monocoque" (nguyên khối), Unibody hoặc Unit-Body Chassis (cấu trúc Unibody) hoạt động bằng cách phân phối lực đỡ của xe giữa lớp vỏ bên ngoài và khung sườn của máy.

Sự phân bổ công việc này làm giảm áp lực lên khung và cho phép tối ưu hóa hiệu suất. Được lên ý tưởng lần đầu tiên vào năm 1922, khung gầm Unibody đã không được sử dụng cho đến năm 1934 khi một công ty Pháp tên là Citroën chế tạo mẫu xe đầu tiên sử dụng thiết kế này. Ngày nay hầu hết mọi chiếc xe đều sử dụng một số loại khung gầm Unibody, trừ một số xe tải và xe công nghiệp vẫn sử dụng thiết kế "body-on-frame" truyền thống.

8. Bộ tăng áp

Được giới thiệu lần đầu tiên từ những năm 60, bộ tăng áp vẫn chưa được chấp nhận rộng rãi trong lĩnh vực ô tô cho đến thập kỉ 70 của thế kỉ trước. Đây là sáng chế cho phép ô tô đạt được tốc độ và mô-men xoắn cao hơn trong khi sử dụng ít nhiên liệu hơn. Nó được ra mắt tại sự kiện đua xe F1, tạo ra cú hích giúp tăng áp trở thành một thuật ngữ phổ biến hơn.

Với sự tăng trưởng về mức độ phổ biến và những tiến bộ không ngừng về hiệu suất và tối ưu hóa của các kỹ sư, hệ thống tăng áp đã sớm trở nên không thể thay thế ngay cả cho đến hiện tại.

7. Phun nhiên liệu

Được thiết kế ban đầu vào cuối những năm 1800, các kim phun nhiên liệu không được sử dụng đúng cách trong tự động hóa cho đến giữa những năm 1980. Nhu cầu này nảy sinh từ vô số các lỗi liên quan tới bộ chế hòa khí. Là cơ chế chính chịu trách nhiệm điều tiết việc sử dụng nhiên liệu, bộ chế hòa khí phức tạp một cách không cần thiết và sử dụng quá nhiều năng lượng. Giờ đây, khi nó đã bị loại bỏ, các hệ thống phun nhiên liệu sẽ cung cấp trực tiếp lượng xăng phù hợp khi cần thiết bằng cách phun vào động cơ từng đợt ngắn và có kiểm soát.

Nhờ phát minh mang tính cách mạng về hệ thống phun nhiên liệu hiện đại, bộ chế hòa khí đã trở nên lỗi thời.

6. Động cơ hình bán cầu

Được đặt biệt danh là "Hemi", những động cơ siêu mạnh này đứng sau tốc độ đáng kinh ngạc của những chiếc xe cơ bắp thời kì đầu. Cung cấp sức mạnh cho những chiếc xe mang tính biểu tượng như Plymouth Barracuda và Dodge Daytona, động cơ bán cầu đã để lại ấn tượng lâu dài trong quá trình phát triển của ô tô. Bằng cách làm đỉnh xi-lanh hình bán cầu tăng diện tích bề mặt, các kỹ sư đã tăng khả năng hấp thụ nhiệt và làm cho động cơ hoạt động tốt hơn với ít nhiên liệu hơn.

Thật không may, do các vấn đề về tốc độ nén và lưu lượng không khí, động cơ Bán cầu đã sớm được thay thế bằng động cơ Pent-mui, có mặt trên hầu hết các mẫu xe ngày nay.

5. Hệ thống phanh tái sinh

Lần đầu tiên được sử dụng trong AMC Amitron 1967, phanh tái sinh là một trong những phát minh tuyệt vời. Điểm đặc biệt của phanh tái sinh là nó có thể cung cấp năng lượng và sạc pin cho xe cộ bằng cách biến động năng của việc phanh xe thành điện năng, giúp tiết kiệm điện. Trên thực tế, đây là một trong những yếu tố đóng góp lớn nhất giúp cải thiện yếu tố tự động của ô tô.

4. Kiểm soát ổn định điện tử

Vào một ngày giông bão năm 1989, kỹ sư Frank Werner-Mohn của Mercedes-Benz đang lái thử một mẫu xe mới trên tuyết thì chiếc xe bất ngờ mất lái và lao xuống mương. Anh ta hứa với bản thân rằng sẽ khắc phục sự cố khiến chiếc xe mất kiểm soát. Sau hai năm nghiên cứu, kỹ sư và nhóm của ông đã phát triển một hệ thống giúp ổn định các phương tiện bị trượt bánh bằng cách tự động điều khiển ngắt quãng trên các bánh xe riêng lẻ.

Mercedes ngay lập tức triển khai hệ thống Kiểm soát ổn định điện tử vào chiếc limousine S-Class 1995 của họ. Ngay sau đó, hệ thống này đã được tích hợp vào tất cả các mẫu xe của Mercedes và thậm chí còn được cung cấp cho các nhà sản xuất ô tô khác, giúp việc tự động hóa an toàn hơn nhiều.

3. Tay lái trợ lực

Ngày trước, chỉ những người có sức khỏe thì mới có thể lái xe hơi. Trước khi các nhà sản xuất bắt đầu trang bị hệ thống lái trợ lực cho các mẫu xe của họ, tất cả các công việc khó khăn khi quay vô-lăng đều dồn vào người lái. Mặc dù phát minh này của Francis Davis đã được giới thiệu một vài lần trong khoảng thời gian những năm 30, nhưng hệ thống lái trợ lực vẫn chưa bắt đầu xuất hiện cho đến Thế chiến 2.

Những người lính đã phải lái những chiếc xe cực kỳ nặng qua những địa hình hoàn toàn không xác định; do đó, các công ty đã chuyển sang sử dụng hệ thống lái trợ lực để giảm thiểu nỗ lực cần thiết khi kiểm soát các phương tiện nói trên. Sau chiến tranh, các nhà sản xuất nhận ra rằng hệ thống lái trợ lực có thể mang lại lợi ích cho người lái xe ngay cả trong những tình huống bình thường nên đã ứng dụng và ngày một cải tiến sao cho đơn giản hơn.

2. Hộp số ly hợp kép

Hộp số ly hợp kép là tác phẩm của kỹ sư người Pháp Adolphe Kégresse vào năm 1939. Kégresse đã phát triển khái niệm ban đầu về hộp số hoạt động thành hai bộ phận, một bộ ly hợp điều khiển số lẻ và bộ ly hợp còn lại là bánh răng chẵn. Bằng cách này, chiếc xe có thể duy trì lực kéo và mô-men xoắn trong khi chuyển từ hộp số này sang hộp số kia, cả khi lên số và xuống số.

Mặc dù loại hộp số xuất hiện thưa thớt trong thế kỷ 20 với hình dạng những chiếc xe đua, nhưng chính chiếc Volkswagen Golf R32 2003 khiêm tốn đã đưa khái niệm Hộp số ly hợp kép trở thành xu hướng phổ biến. Ngày nay, nhiều chiếc xe được trang bị phiên bản DCT, từ sedan thông thường đến siêu xe như Bugatti Veyron, Mustang Shelby và Porche 911.

1. Thân xe làm từ sợi carbon

Được xuất hiện lần đầu trên chiếc BMW I3 vào năm 2010, thân xe bằng sợi carbon là một trong những cải tiến mới nhất trong ngành công nghiệp ô tô. Với sự ra đời của thân carbon, ô tô trở nên nhẹ hơn và nhờ vậy cũng tiết kiệm nhiên liệu hơn. Giống như khung nhôm, ra mắt vào đầu những năm 80 của thế kỉ trước, khung bằng sợi carbon nhẹ hơn nhiều, nhưng vẫn đảm bảo hiệu suất và độ bền vượt trội.

Nhờ việc tối ưu hóa trong sản xuất carbon, vật liệu này đã trở nên rẻ hơn và dễ sản xuất hơn nhiều. Đây chính là lý do tại sao hầu hết các mẫu xe hiện nay đều có thân xe bằng carbon sang trọng và bền bỉ.