Lịch sử hình thành vô lăng ô tô và hệ thống lái trợ lực

Vô lăng hiển nhiên nằm trong số những bộ phận cần phải có trên một chiếc ô tô. Ai đã từng nghe nói về một chiếc xe không có vô lăng? Chẳng hạn, khi chọn mua một chiếc xe mới, khách hàng thường sẽ hỏi về thông số động cơ, chất liệu bọc ghế ngồi hoặc thành phần của màu sơn... chứ ít ai lại hỏi về vô lăng.

Đa số mọi người nghĩ rằng vô lăng xuất hiện cùng lúc với phát minh về xe hơi. Bằng cách nào đó nó đã ở trong tâm trí của nhà sáng chế dưới dạng một công cụ hoàn hảo làm cho ô tô hoạt động. Thực sự điều đó không hoàn toàn đúng. Vô lăng không xuất hiện cùng lúc với chiếc xe, nhưng đã được hình thành sau đó, vì rõ ràng hình dạng của nó là hoàn hảo cho nhiệm vụ điều khiển hướng đi cho xe hơi.

Lịch sử hình thành vô lăng ô tô và hệ thống lái trợ lực

Vào đầu thế kỷ 19, khi ý tưởng về một mẫu xe bốn bánh mới chỉ "nảy mầm" trong tâm trí của các nhà phát minh thời đó, thực sự chỉ có một phương tiện có thể điều hướng theo ý muốn là tàu thuyền.

Tàu hỏa cũng không thể chuyển hướng vì các đường ray đã được làm theo tuyến cố định từ điểm A đến điểm B. Còn điều hướng một chiếc xe ngựa chỉ là kéo dây cương sang bên trái hoặc phải tùy theo ý muốn mà không cần đến một công cụ cơ khí nào cả.

Những điều trên, đặc biệt là những chiếc thuyền đều trở thành nguồn cảm hứng cho các nhà phát minh ô tô trong việc cố gắng tìm ra cách điều khiển một chiếc xe vì tàu thuyền khi ấy được con người điều hướng nhờ cần lái thuyền dạng thanh.

Tuy nhiên, đến năm 1894, việc sử dụng cần lái thuyền để điều khiển một chiếc xe ngày càng trở nên kém hiệu quả. Lấy cảm hứng từ ngành công nghiệp hàng hải, các nhà chế tạo xe hơi bắt đầu thay thế các cần lái bằng các tay lái có dạng hình tròn tương tự như tay lái thuyền nhưng có thiết kế nhỏ và đơn giản hơn. Vô lăng xe hơi ra đời từ đó, đồng thời ghi được dấu ấn trong cuộc đua Paris-Rouen, khi tay đua Alfred Vacheron sử dụng vô lăng để vượt qua các góc cua trên mẫu xe Panhard và về đích đầu tiên.

Sự dễ dàng và thuận tiện khi xử lý nhờ vô lăng thể hiện rõ ràng trong cuộc đua năm 1894 đã khiến các mẫu xe Panhard et Levassor ra đời năm 1898 đều được trang bị tiêu chuẩn với vô lăng. Cách hoạt động của vô lăng nhanh chóng được nắm bắt và ứng dụng trên các hệ thống tương tự trên toàn thế giới. Ở Anh, Charles Stewart Rolls đã mua một chiếc Panhard từ Pháp và đưa vô lăng vào các thiết kế của mình. Đến năm 1899, cơn sốt vô lăng mở rộng sang Mỹ. Ở đó, Packard cho giới thiệu hệ thống vô lăng trên một trong những mẫu xe của hãng. Vào thời điểm mẫu xe Ford Model T xuất hiện, vô lăng đã trở thành một bộ phận thiết yếu trên ô tô.

Lịch sử hình thành vô lăng ô tô và hệ thống lái trợ lực

Kể từ đó, vô lăng gắn liền với những chiếc xe bốn bánh và vẫn giữ hình dạng phổ biến nhất là hình tròn trong suốt hơn một thế kỷ. Những thay đổi của vô lăng chỉ nằm ở tính năng của nó. Bước qua thế kỷ 21, vô lăng không còn chỉ là bộ phận "bánh lái" đơn thuần như ban đầu mà ngày càng trở thành trung tâm điều khiển toàn bộ chiếc xe.

Trong nhiều thập kỷ, vô lăng vẫn không có gì khác ngoài một vòng tròn bằng gỗ, được gắn bên trong ô tô để người lái trực tiếp chuyển hướng xe, ngoài ra thì không còn mục đích sử dụng nào khác. Nhưng việc điều khiển trên những bánh răng thô sơ lúc đó cũng không phải là nhiệm vụ dễ dàng vì toàn bộ quy trình được thực hiện một cách máy móc thông qua việc người lái đánh lái sang trái hoặc phải, và các bánh xe dưới lực ma sát với bề mặt đường sẽ khiến việc điều khiển đôi khi trở nên cực kỳ nặng nề, đặc biệt là khi xe đứng yên.


Do đó, các nhà phát minh đã nỗ lực để đưa hệ thống lái trợ lực đến với thế giới ô tô. G.W. Fitts đã nhận được bằng sáng chế cho một thiết bị lái trợ lực vào năm 1876, trong khi đó một hệ thống khác dựa trên chân không được cấp bằng sáng chế vào năm 1904, và vào năm 1902, Frederick W. Lanchester được công nhận là người sáng chế cho hệ thống trợ lực thủy lực ở Anh. Tuy nhiên, không ai trong số họ đưa nó vào sản xuất.

Những năm 1920, các thử nghiệm với nguyên mẫu của các hệ thống lái trợ lực bắt đầu diễn ra. Francis W. Davis, một kỹ sư của công ty ô tô Pierce Arrow, đã cố gắng để giúp các tài xế xe tải dễ dàng quay xe hơn một chút, qua đó phát minh ra hệ thống lái trợ lực đầu tiên được lắp vào xe hơi.


Một lần nữa thì ngành công nghiệp hàng hải đã châm ngòi cho sự ra đời của hệ thống lái trợ lực trong xe hơi cũng giống với vô lăng vậy. Davis đã dựa trên sự hiểu biết trong công việc ban đầu của ông về hệ thống lái trợ lực được sử dụng trên tàu thuyền, và các hệ thống gốc ấy đều được vận hành bằng thủy lực. Ông dần dần nghiên cứu theo cách của mình xung quanh một số vấn đề mà ông gặp phải và điều chỉnh để phù hợp với hệ thống của ông trên một chiếc Cadillac.

Lịch sử hình thành vô lăng ô tô và hệ thống lái trợ lực

Từ năm 1931 đến 1943, Davis đã nhận được bằng sáng chế cho 5 phát minh khác nhau tạo nên hệ thống lái trợ lực. Phát minh của ông được GM thừa nhận và ký hợp đồng đưa vào các mẫu xe Cadillac trong tương lai. Hợp đồng cuối cùng đã bị hủy bỏ vào năm 1934 do khủng hoảng kinh tế.

Năm 1936, Bendix Corporation đã ký hợp đồng với Davis để phát triển và quảng bá sản phẩm. Đến năm 1939, 10 mẫu xe sử dụng hệ thống lái trợ lực bằng thủy lực của Davis đã được chế tạo và chỉ có 2 chiếc được bán ra. Một lần nữa, GM đã mua 2 hệ thống để lắp vào các mẫu xe Buick thử nghiệm. Và rồi Thế chiến 2 nổ ra...

Giống như mọi lĩnh vực khác, chiến tranh đã thúc đẩy sự phát triển của hệ thống lái trợ lực để phục vụ cho cuộc chiến. Quân đội rõ ràng muốn những cỗ máy chiến tranh hạng nặng dễ dàng điều khiển nhất có thể. Các hệ thống lái trợ lực Bendix-Davis đã thể hiện hiệu quả rõ rệt lần đầu tiên vào năm 1940 sau khi được lắp vào xe bọc thép của Chevrolet chế tạo cho Quân đội Anh. Đến cuối cuộc chiến, hơn 10.000 xe được trang bị hệ thống lái trợ lực đã có mặt trên các mặt trận.

Sau chiến tranh, Chrysler bắt đầu phát triển hệ thống lái trợ lực của riêng mình dựa trên một vài bằng sáng chế đã hết hiệu lực của Davis. Hệ thống này được giới thiệu trên chiếc Chrysler Imperial và có tên là Hydraguide. Vì cạnh tranh là động lực của ngành công nghiệp trong thời kỳ hòa bình, GM đã thỏa thuận với Davis để sử dụng hệ thống và đến năm 1953, 1 triệu xe có hệ thống lái trợ lực được chế tạo. Thành công đến ngay lập tức và tạo ra làn sóng vô cùng lớn: vào năm 1956, cứ 4 chiếc xe trên đường thì có một chiếc được trang bị hệ thống lái trợ lực. Đến thập kỷ tiếp theo, 3,5 triệu hệ thống lái trợ lực được bán ra.

Kể từ đó, một số loại hệ thống lái trợ lực khác đã được phát triển. Tùy thuộc vào thành phần được sử dụng để cung cấp năng lượng hỗ trợ cho vô lăng mà có thể chia thành các hệ thống khác nhau như: trợ lực bằng thủy lực, điện kết hợp thủy lực, điện... Một số nhà sản xuất ô tô, như Citroen và AM General, cũng nhận được bằng sáng chế cho các công nghệ của riêng họ (lần lượt là DIRAVI và Servotronic).

Lịch sử hình thành vô lăng ô tô và hệ thống lái trợ lực

Trong nhiều thập kỷ, ngoài chức năng điều khiển hướng lái thì vô lăng còn là nơi đặt nút bấm còi. Chỉ đến năm 1960, một số nhà sản xuất ô tô mới bắt đầu lắp bộ điều khiển hành trình cruise control lên vô lăng. Một chức năng khác cũng được thêm vào vô lăng là hệ thống túi khí vào những năm 1970. Đến đầu những năm 1990, những tiến bộ trong hệ thống tin giải trí và các công cụ trong xe mới thực sự phát triển phức tạp.

Sự xuất hiện ồ ạt của các nút và núm thiết yếu để điều khiển hệ thống âm thanh, hệ thống máy tính của ô tô... khiến các nhà thiết kế nội thất ô tô khó khăn khi nhồi nhét tất cả vào bảng điều khiển trung tâm. Ngoài không gian thì các nút và công tắc cần phải nằm trong tầm tay của người lái. Vô lăng là bộ phận duy nhất trên xe đáp ứng cả hai yếu tố. Do đó, các vô lăng bắt đầu dần chuyển đổi từ "bánh lái" đơn thuần thành một trung tâm điều khiển. Kích thước cũng thay đổi vì cần nhiều không gian hơn cho các nút điều khiển và dây đi kèm. Đồng thời, thiết kế cũng thay đổi phụ thuộc vào những nhu cầu khác nhau của các kỹ sư mà nhà thiết kế sẽ tạo ra hình dạng phù hợp. Và dĩ nhiên vẫn không có dấu hiệu về việc vô lăng sẽ dừng phát triển trong tương lai.

Chia sẻ bài đăng
Văn Hóa Xe