Động cơ đốt trong và xe chạy nhiên liệu đầu tiên

Những chiếc xe tự vận hành đầu tiên chạy bằng động cơ hơi nước, vào năm 1769 dựa trên nguyên lý đó một người Pháp tên Nicolas Joseph Cugnot đã chế tạo ra chiếc xe ôtô đầu tiên, chiếc xe này được CLB xe hơi Hoàng Gia Anh và CLB xe hơi Pháp xác nhận là chiếc xe hơi đầu tiên.

Xe gắn động cơ hơi nước đầu tiên do Cugnot chế tạo

Vậy tại sao rất nhiều cuốn sách lịch sử lại cho rằng cả Gottlieb Daimler và Karl Benz là người phát minh ra xe ôtô? Đó là bởi vì cả hai ông đã chế tạo thành công chiếc xe chạy xăng đầu tiên khởi đầu cho kỷ nguyên của xe hơi hiện đại. Về hình thức và nguyên lý hoạt động cơ bản những chiếc ôtô mà Daimler và Benz phát minh ra cũng giống như xe hơi mà hiện nay chúng ta đang sử dụng. Tuy nhiên, thật công bằng nếu như cho rằng chỉ có một người duy nhất phát minh ra ôtô.

Động cơ – Trái tim của ôtô

Động cơ đốt trong là loại động cơ sử dụng lực đẩy do nhiên liệu cháy nổ để đẩy Pittông bên trong xi – lanh, chuyển động tịnh tiến của Pittông làm quay trục cơ sau đó làm bánh xe chuyển động nhờ xích tải hoặc trục chuyển động. Các loại nhiên liệu phổ biến nhất cho ôtô là xăng và dầu hỏa.

Tóm tắt về lịch sử động cơ đốt trong bao gồm những sự kiện đáng chú ý như sau:

1680: Nhà vật lý học người Đức Christian Huygens thiét kế loại động cơ chạy bằng thuốc súng (loại động cơ này không được đưa vào sản xuất)

1807: Francois Isaac De Rivaz người Thụy Điển phát minh loại động cơ đốt trong dùng hỗn hợp khí Hydro và Ôxi làm nhiên liệu. Rivaz thiết kế riêng một chiếc xe sử dụng động cơ này (chiếc xe đầu tiên gắn động cơ đốt trong), tuy nhiên thiết kế của ông đã thành công như mong đợi.

1824: Kỹ sư người Anh, Samuel Brown cải tiến một động cơ hơi nước cũ Newcomen thành động cơ chạy gas và thử nghiệm trên một chiếc xe trên khu đồi Shooter ở Anh.

1858: Jean Joseph, một Kỹ Sư người Bỉ xin cấp bằng sáng chế chiếc xe động cơ đốt trong tác động kép, đánh lửa điện sử dụng nhiên liệu khí than (1860).

Vào năm 1863, Lenoir gắn động cơ này (đã được cải tiến, sử dụng nhiên liệu xăng và bộ chế hòa khí đơn giản) vào một chiếc xe coòng ba bánh và thực hiện thành công chuyến đi mang tính lịch sử với quãng đường 50 dặm!

1862: Kỹ Sư người Pháp ông Alphonse Beau De Rochas đệ đơn cấp bằng sáng chế động cơ bốn kỳ số 52593 ngày 16 tháng 01 năm 1862 (nhưng đã không sản xuất).

1864: Siegfried Marcus, Kỹ Sư người Áo đã chế tạo một loại động cơ xi – lanh với bộ chế hòa khí rất thô sơ và sau đó gắn lên một chiếc xe ngựa và đã vận hành thành công trên quãng đường đá dài 500 foot! (152,4m). Vài năm sau đó, Marcus thiết kế một chiếc xe có thể vận hành với tốc độ 10dặm/giờ và một số sử gia cho rằng đây mới chính là chiếc xe sử dụng động cơ xăng đầu tiên trên thế giới.

1873: Kỹ Sư người Mỹ, George Brayton phát triển (nhưng không thành công) loại động cơ 2 kỳ chạy dầu hỏa (loại động cơ này dùng hai xi- lanh bơm ngoài). Tuy vậy, loại động cơ này được coi như là động cơ dầu an toàn có giá trị ứng dụng đầu tiên.

1866: Hai Kỹ Sư người Đức, Eugen Langen và Nikolas August Otto cải tiến các thiết kế của Lenoir và De Rochas và đã tạo ra được động cơ chạy gas có hiệu suất lớn hơn.

1876: Nikolas August Otto phát minh thành công và được cấp bằng sáng chế động cơ bốn kỳ thì hai loại động cơ này thường được gọi là “Chu kỳ Otto”

1876: Dougald Clerk chế tạo thành công động cơ hai kỳ đầu tiên

1883: Kỹ Sư người Pháp, ông Edouard Delamare – Deboutevile chế tạo động cơ 4 ci – lanh chạy bằng gas đốt lò. Không thể chắc chắn rằng những gì ông làm có phải là việc chế tạo ôtô hay không. Tuy nhiên, thiết kế của ông khá tiến bộ vào thời điểm đó, về một phương diện nào đó còn tiên tiến hơn cả thiết kế của Daimler và Benz, ít nhất là về lý thuyết.

1885: Gottlieb Daimler phát minh loại động cơ có thể được coi như là nguyên mẫu của động cơ xăng hiện với xi- lanh thẳng đứng và sử dụng bộ chế hòa khí (cấp bằng năm 1889). Daimler lần đầu tiên chế tạo xe hai bánh gắn động cơ có tên “Reitwagen”, một năm sau đó loại động cơ này ông chế tạo chiếc ôtô 4 bánh đầu tiên trên thế giới.

1886: Vào ngày 29 tháng 01, Kar Benz nhận băng sáng chế đầu tiên cho xe ôtô với động cơ xăng.

1889: Daimler chế tạo động cơ 4 kỳ cải tiến có xu páp hình nấm và 2 xi- lanh nghiêng kiểu chữ V

1890: Wilhelm Mayback chế tạo động cơ 4 kỳ, 4 xi- lanh đầu tiên.

Thiết kế động cơ và thiế kế ôtô là việc làm không thể tách rời, hầu hết các nhà thiết kế động cơ được nhắc đến ở trên kiêm luôn việc thiết kế xe ôtô và một số đã trở thành nhà sản xuất ôtô lớn nhất thế giới. Tất cả các nhà sáng chế và những phát minh của họ đều có đóng góp quan trọng trong tiến trình của ôtô với động cơ đốt trong.

Nicolas Otto

Một trong những thiết kế quan trọng nhất là của Nicolas August Otto, ông đã sáng chế động cơ chạy xăng có hiệu suất cao vào năm 1876. Otto tạo ra loại động cơ đốt trong 4 kỳ thường được gọi là “Động cơ chu kỳ Otto” và ngay sau khi thành công với động cơ này ông đã đưa ra nó vào sử dụng cho xe gắn máy. Cống hiến của Otto trong lịch sử được phát triển sử dụng rộng rãi cho đến tận ngày nay cho tất cả các xe chạy nhiên liệu lỏng.

Karl Benz

Vào năm 1885, Kỹ Sư cơ khí người Đức, Karl Benz thiết kế và chế tạo chiếc xe ôtô chạy băng động cơ đốt trong đầu tiên trên thế giới. Ngày 29 tháng 01 năm 1886. Benz nhận bằng sáng chế đầu tiên (DRP số 37435) cho xe ôtô chạy bằng khí đốt. Loại xe đó có 3 bánh. Loai xe đó có 3 bánh đến năm 1891 Benz chế tạo chiếc xe 4 bánh đầu tiên. Cho đến năm 1900. Benz & Cie., công ty đầu tiên do các nhà phát minh sáng lập ra đã trở thành hãng sản xuất ôtô lớn nhất thế giới. Benz cũng là nhà phát minh đầu tiên kết hợp động cơ đốt trong với phần khung gầm so chính ông thiết kế.

Gottleib Daimler

Vào năm 1885, Gottleib Daimler cùng với đối tác của mình là Wilhl Mayback cải tiến động cơ đốt trong của Otto và đệ đơn cấp bằng sáng chế cho phát kiến này và đây chính là nguyên mẫu động cơ xăng hiện nay. Daimler và Otto có mối liên kết khăng khít với nhau, Daimler làm việc ở vị trí giám đốc kỹ thuật cho nhà máy Deutz Gasmotorenfabrik trong đó Nicolas Otto cũng là đồng sở hữu vào năm 1872. Vậy nên cũng đã có tranh cãi về việc ai là người phát kiến ra xe máy đầu tiên: Otto hay Daimler.

Động cơ Daimler – Maybach đời 1885 nhỏ, nhẹ, chạy nhanh, dùng bộ chế hòa khí bơm xăng và xi- lanh thẳng đứng. Kích cỡ, tốc độ và hiệu suất của loại động cơ này đã tạo nên cuộc cách mạng về thiết kế xe hơi. Vào ngày 08 tháng 03 năm 1886, Daimler lắp loại động cơ này vào khung xe ngựa và qua đây phát kiến này được xem là thiết kế xe ôtô 4 bánh đầu tiên và ông được coi như nhà thiết kế đầu tiên của loại động cơ đốt trong có tính hữu dụng.

Vào năm 1889, Daimler phát minh động cơ đốt trong 4 kỳ thì có van hình nấm và 2 xi – lanh hình chữ V. Cũng giống như động cơ Otto đời 1876, loại động cơ mới của Daimler đặt nền tảng cho động cơ ôtô hiện đại ngày nay. Cũng vào năm 1889, Daimler và Mayback chế tạo chiếc xe ôtô đầu tiên từ con số không, họ đã không cải tiến từ những chiếc xe cũ như trước đây họ đã từng làm. Chiếc Daimler mới có hộp số 4 tốc độ với tốc độ tối đa 10 dặm/ giờ.

Năm 1890, Daimler thành lập Daimler Motoren – Gesllschft để sản xuất các mẫu xe theo thiết kế của ông. Mười một năm sau đó, Wilhelm Mayback thiết kế ra xe Mercedes.

Lịch sử ra đời của xe hơi

Chiếc xe 3 bánh gắn động cơ của Lenoir

Vào những năm đầu của thế kỷ 20 doanh số của xe ôtô động cơ xăng bắt đầu vượt qua tất cả các loại xe gắn động cơ khác. Thị trường phát triển mạnh với các loại xe ôtô tiết kiệm nhiên liệu và nhu cầu về ngành công nghiệp sản xuất cũng trở lên cấp thiết.

Hãng sản xuất ôtô đầu tiên trên thế giới thuộc về người Pháp, hãng Panhars & Levassor (1889) và Peugeot (1891), Nhà sản xuất ôtô ở đây là các nhà chế tạo ôtô với mục đích thương mại chứ không đơn thuần là nhà chế tạo, thiết kế xe để thử nghiệm động cơ của họ như trước đây. Daimler và Benz khởi sự sau khi các nhà thiết kế động cơ thử nghiệm trở thành những nhà sản xuất ôtô chuyên nghiệp và cả hai đã kiếm tiền bằng việc nhượng quyền các sáng chế và bán động cơ xe cho các hãng sản xuất ôtô.

Rene Panhard và Emile Levassor

Emile Levassor cầm lái chiếc Panhard đầu tiên cùng vợ, bà Louise và cộng sự Rene Panhard ngồi phía sau.

Khi bắt tay vào sản xuất xe hơi, Rene Panhard và Emile Levassor vẫn còn là đồng sở hữu có cơ sở sản xuất máy chế biến gỗ. Vào năm 1890 họ cho ra đời chiếc xe hơi đầu tiên sử dụng động cơ của Daimler với sự ủy quyền cảu Edouard Sarazin người nhượng quyền hợp pháp sáng chế của Daimler tại Pháp. (Nhượng quyền một phát minh có nghĩa bạn phải trả một khoản phí và bạn co quyền chế tạo và sử dụng phát minh của người khác để kiếm lợi nhuận, trong trường hợp này Sarazin có quyền chế tạo và bán động cơ của Daimler tại Pháp) Hai ông không chỉ sản xuất ôtô mà còn hoàn thiện thiết kế của thân xe. Những chiếc xe do Panhard – Levassor chế tạo được trang bị hệ thống li hợp (côn) điều khiển bằng bàn đạp, một xích truyền lực tới hộp số và một bộ tản nhiệt phía trước. Lervassor là nhà thiết kế đầu tiên dời động cơ lên phía trước và sử dụng cấu trúc dẫn động cần sau. Thiết kế này được gọi là hệ thống Panhard và nhanh chóng trở thành tất cả tiêu chuẩn cho tất cả các xe ôtô vì nó tạo ra sự cần bằng và vận hành tốt hơn. Panhard và Levassor cũng được xem là nhà phát minh của hộp số hiện đại được lắp trên mẫu xe Panhard 1895. Hai ông cùng với Armand Peugot chia sẻ quyền sử dụng phát minh động cơ của Daimler. Một xe của Peugot dành chiếc thắng trong cuộc đua đầu tiên tổ chức tại Pháp đã giúp Peugot khẳng định vị thế của hãng và doanh thu cũng được cải thiện đáng kể. Oái oăm thay, cuộc đua từ Paris đến Marseille kết thúc với một tai nạn chết người mà trong đó người tử nạn lại chính là Emile Levassor! Trước đây người Pháp không tiêu chuẩn hóa ôtô, mỗi chiếc sản xuất ra đều khác nhau cho đến khi mẫu xe Benz Velo 1894 với 134 chiếc hoàn toàn giống nhau được sản xuất vào năm 1895.

Charles và Frank Duryea

Nhà sản xuất ôtô gắn động cơ xăng đầu tiên của Mỹ là anh em nhà Duryea, ban đầu là nhà sản xuất xe đạp nhưng họ luôn để mắt động cơ xăng của ôtô và kết quả là chiếc xe đầu tiên gắn động cơ của họ ra đời năm 1893 tại Springfield, Masssachusetts. Cho đến năm 1896, công ty Duryea Motor Wagon đã đưa ra 13 mẫu xe, trong đó có một mẫu xe Limousine đắt tiền còn được duy trì cho tới những năm 20.

Ransome Eli Olds

Mẫu xe hàng loạt đầu tiên tại Mỹ là 1901 Curved Dash Oldsmobile do nhà sản xuất người Mỹ Ransome Eli Olds (1864-1950) chế tạo.

Rasem Eli Olds

Olds đưa ra ý tưởng đầu tiên về dây chuyền lắp ráp và cũng là người khởi xướng khu công nghiệp Detroit. Ông và thân phụ, Pliny Fisk Olds bắt đầu sản xuất động cơ hơi nước và động cơ xăng tại Lansing, Michigan vào năm 1885. Olds thiết kế chiếc ôtô dùng động cơ hơi nước đầu tiên của ông vào năm 1887. Năm 1899, với những kinh nghiệm gặt hái được về động cơ xăng, Olds chuyển tới Detroit lập ra Olds Motor Works và khởi nghiệp bằng việc sản xuất những chiếc xe rẻ tiền. Ông sản xuất mẫu xe 425 Curved Dash Olds vào năm 1901 và là nhà sản xuất ôtô hàng đầu của Mỹ từ 1901 đến 1904.

Henry Ford

Nhà sản xuất xe hơi người Mỹ Henry Ford (1863-1947) phát kiến dây chuyền lắp ráp hoàn thiện và lắp đặt hệ thống băng chuyền đầu tiên ccho nhà máy ôtô Highland của ông tại Michiganvào khoảng năm 1913 – 1914. Dây chuyền lắp ráp giảm thiểu chi phí bằng cách rút ngắn thời gian lắp ráp,mẫu xe nổi tiếng của Ford, Model “T” được lắp ráp hoàn thiện trong 93 phút.

Ford đưa ra mẫu xe đầu tiên Quadrcyle vào tháng 01 năm 1896. Tuy nhiên, thành công chie đến sau khi ông lập ra Ford Motor vào năm 1903, đây là công ty thứ ba được lập ra để sản xuất những chiếc xe do ông thiết kế. Ford giới thiêu mẫu xe “T” năm 1908 và thành công ngay lập tức. Sau khi lắp đặt dây chuyền lắp ráp năm 1913, Ford trở thành nhà sản xuất ôtô lớn nhất thế giới. Tính đến 1927, đã có tới 15 triệu xe Model “T” xuất xưởng.

Henry Ford

Một thắng lợi khác nữa của Ford là trận chiến pháp lý với George B. Selden người nắm giữ bằng sáng chế cho loại động cơ xăng, trên cơ sở này tất cả các nhà sản xuất ôtô tại Mỹ phải trả tiền bản quyền cho ông ta (mặc dù ông ta chưa bao giờ sản xuất một động cơ nào). Ford không chấp nhận bản quyền của Selden và đã mở ra cho nước Mỹ một thị trường mới : Ôtô rẻ tiền.

Các phát minh và Lịch sử ra đời của xe ôtô

Như chúng ta đã biết, ôtô không được phát minh ra chỉ trong ngày một ngày hai và là phát minh riêng của nhà sáng chế nào. Lịch sử của ôtô phản ánh sự tiến bộ diễn ra trên khắp thế giới. Ước tính đã có khoảng trên 100,000 sáng chế để tạo nên chiếc xe ôtô hiện đại ngày nay. Tuy vậy, chúng ta vẫn có thể thấy được có rất nhiều phát minh ở thời kỳ sơ khai đã đặt nền móng cho sự phát triển của xe hơi. Chúng ta hãy bắt đầu với những mô hình lý thuyết đầu tiên về ôtô đã được Leonardo Da Vinci và Isaac Newto tạo dựng.

Vào năm 1769, chiếc xe tự vận hành đầu tiên là một chiếc xe kéo quân sự do Nicolas Joseph Cugnot (1725- 1804), một kỹ sư kiêm thợ cơ khí người Pháp chế tạo. Chiếc xe này được quân đội Pháp sử dụng vào việc kéo pháo, chiếc xe chỉ có 3 bánh và đạt được với vận tốc 2,5 dặm/giờ (khoảng 5km/giờ). Cứ sau 10 đến 15 phút vận hành thì xe lại phải dừng lại chờ cho đủ nước. Động cơ và nồi hơi được lắp đặt tách biệt ở phía trước xe.

Chiếc xe của Cugnot đâm vào bức tường đá

Vào năm 1771, chính Cugnot lái một chiếc xe của ông gây tai nạn đâm xe vào một vách tường đá, và ông được xem là người đàu tiên bị tai nạn ôtô đó cũng là khởi đầu những rủi ro cho nhà sáng chế này. Sau cái chết của một nhà tại trợ và một nhà tài trợ khác bị trục xuất thì nguồn tài trợ cho các thực nghiệm của ông cũng bị cạn kiệt.

Động cơ hơi nước làm xe chuyển động bằng cách đun sôi nước trong nồi hơi sau đó dùng áp suất của hơi nước đẩy Pittông, Pittông lại được nối với một thanh chuyền để làm quay các bánh xe. Trong suốt thời kỳ đầu phát triển của loại xe tự vận hành, cả hai loại xe ôtô và tầu hỏa đều phải dùng đến động cơ hơi nước. Cugnot cũng đã chế tạo ra hai đầu tầu chạy băng hơi nước. Tuy nhiên, những động cơ này lại vận hành không được hoàn hảo. Do trọng lượng quá lớn nên động cơ hơi nước không thể sử dụng vào ngành đường sắt lại đạt được những thành công lớn. Và với các sử gia cho rằng loại xe gắn động cơ hơi nước chạy trên đường được xem là ôtô thì Nicolas Cugnot chính là nhà phát minh ra ôtô.

Sau phát minh cuat Cugnot, một số nhà sáng chế khác cũng đã thiết kế các loại xe chạy bằng động cơ hơi nước.

Loại xe của Cugnot đã được một người Pháp tên Onesiphore Pecqueur cải tiến và ông cũng chính là người phát minh ra bộ vi sai.

Năm 1789, Oliver Evans được cấp bằng sáng chế cho mẫu xe chạy bằng hơi nước đầu tiên của Mỹ.

Năm 1801, Richard Trevithick chế tạo chiếc xe kéo chạy bằng hơi nước đầu tiên của Anh.

Tại Anh từ năm 1820 đến 1840, xe chở người dùng động cơ hơi nước được đưa vào sử dụng rộng rãi, nhưng sau đó bị loại bỏ khỏi hệ thống giao thông công cộng và chính điều này đã thúc đẩy giao thông đường sắt của Anh quốc phát triển.

Loại xe kéo động cơ hơi nước chuyên chở hành khách từ Paris tới Bordeaux cũng đã rất phổ biến cho tới tận năm 1850.

Tại Mỹ, từ năm 1860 đến năm 1880, một lượng xe buýt động cơ hơi nước ra đời với tên tuổi các nhà phát minh như Harrison Dyer, Joseph Dixon, Rufus Porter và William T. James.

Từ 1873 đến 1883 Amedee Bollee Sr chế tạo lọai xe có động cơ hơi nước cải tiến. Chiếc “La Mancelle” sản xuất năm 1878 độngc ơ đặt trước, trục truyền động gắn vi sai, xích tải được nối với bánh sau, vô lăng đặt trên một trục đứng với ghế lái ngay sau động cơ. Nồi hơi được đặt ngay phía sau khoang hành khách.

Năm 1871 J.W. Carhat, tiến sỹ vật lý tại trường đại học bang Wisconsin, Mỹ cùng với công ty J.I Case chế tạo một mẫu xe động cơ hơi nước và dành chiếc thắng trong một cuộc đua dài hơn 300km

Xe động cơ điện thời kỳ sơ khai

Động cơ hơi nước không phải là loại động cơ duy nhất cho những chiếc xe tự vận hành trong thời kỹ đầu tiên. Trong thời kỳ này các loại xe với động cơ điện cũng đã ra đời.

Trong khoảng những năm 1832 đến 1839 (không xác định được năm chính xác), Robert Anderson người Scotland phát minh chiếc xe kéo lắp động cơ điện đầu tiên. Xe điện sử dụng Pin nạp lại được nhiều lần để cung cấp điện cho một mô tơ nhỏ xe gắn động cơ điện giai giai đoạn này rất nặng nề, chậm chạp, giá thành cao và thường xuyên phải dừng trước sự ra đời của xe gắn động cơ xăng. Động cơ điện đạt được thành công lớn khi áp dụng cho tầu điện khi mà việc cung cấp điện liên tục cho động cơ không còn là trở ngại.

Lịch sử các loại xe chạy bằng điện

Tìm hiểu thêm về lịch sử xe động cơ điện từ năm 1890 cho đến nay.

Tuy vậy, trong những năm 1900, doanh số xe điện bán ra tại Mỹ vượt qua tất cả các loại xe khác. Những năm tiếp sau đó doanh thu của loại xe này sụt giảm mạnh do sự xuất hiện của một loại xe mới đã nhanh chóng thống lĩnh thị trường.(còn tiếp)

Kar

(Autopro)

One Response to Động cơ đốt trong và xe chạy nhiên liệu đầu tiên

  1. vivian_phan nói:

    Dao 1 vong tren Web vo tinh thay trang cua A.A hay ghe. Kiem duoc nhung hinh anh va tu lieu nay.Chac do la so thich cua a roi.Chuc a vui ve.

Gửi phản hồi

Mời bạn điền thông tin vào ô dưới đây hoặc kích vào một biểu tượng để đăng nhập:

WordPress.com Logo

Bạn đang bình luận bằng tài khoản WordPress.com Log Out / Thay đổi )

Twitter picture

Bạn đang bình luận bằng tài khoản Twitter Log Out / Thay đổi )

Facebook photo

Bạn đang bình luận bằng tài khoản Facebook Log Out / Thay đổi )

Google+ photo

Bạn đang bình luận bằng tài khoản Google+ Log Out / Thay đổi )

Connecting to %s

%d bloggers like this: