Trang sử ngành ơ tơ thế giới bắt đầu vào ngày 29/01/1886 khi Karl Benz (người Đức) nhận bằng sáng chế số DRP 37435 cho chiếc xe ba bánh gắn máy của ơng. Tuy nhiên trước đĩ, chiếc xe cĩ thể gọi là chiếc ơ tơ đầu tiên là chiếc Fardier của Bộ Trưởng Bộ Quốc Phịng Pháp, do Nicolas Joesph Cugnot phát minh vào năm 1771. Đây là một chiếc xe ba bánh, trang bị động cơ hơi nước tốc độ 2,3 dăm/giờ. Cỗ máy kồng kềnh này chưa bao giờ được sản xuất bởi nĩ quá chậm chạp và nặng nề so với một chiếc xe ngựa.
Một người Pháp khác là Amedee Bollee cũng đã cho ra đời một chiếc xe 12 chỗ với động cơ cĩ cải tiến hơn nhưng một lần nữa loại động cơ này chứng tỏ vẫn chưa
phải là đối thủ của chiếc xe ngựa kéo. Tính khả thi của ơ tơ chỉ cĩ được cho đến khi động cơ đốt trong ra đời.
Hình 1-5: Xe 3 bánh động cơ hơi nước Cugnot Fardier
Năm 1889 đã đánh dấu một bước ngoặt trong lịch sử ngành ơ tơ thế giới khi chiếc xe do Gottlied Daimler và Wilhelm Mayback phát minh được sản xuất tại Đức. Chiếc xe này được trang bị động cơ xăng 1,5 sức ngựa, hai xi lanh hộp số 4 tốc độ, và tốc độ tối đa 10 dặm một giờ. Cùng năm đĩ, người ta cũng chứng kiến sự ra đời của động cơ xăng cũng do một người Đức, Karl Benz phát minh. Ơ tơ với động cơ xăng do mới được sản xuất với số lượng rất ít tại Châu Âu và Châu Mỹ.
Tuy khơng phải là đất nước phát minh ra ơ tơ nhưng Mỹ lại là miền đất cho sự phát triển mạnh mẽ của ngành cơng nghiệp ơ tơ khi mà ở những năm cuối của thế kỷ 19 đầu thế kỷ 20 đã cĩ đến 30 hãng sản xuất ơ tơ ở đất nước này, với nhiều thương hiệu nổi tiếng như: Ford, Chevrolet, Chresler, Cadillac, Dogde, . . .
Cùng với châu Âu và châu Mỹ, tại châu Á cũng cĩ một đất nước nổi lên là Nhật Bản. Chiếc xe đầu tiên của Nhật Bản cĩ tên Takkuri, do Uchiyama Komanosuke, kỹ sư ơ tơ đầu tiên của xứ mặt trời mọc sản xuất vào năm 1907. Tuy nhiên, số lượng ít, giá thành cao khiến xe Nhật Bản khơng thể cạnh tranh được với xe nhập khẩu từ Mỹ.
Trong suốt chiến tranh thế giới thứ hai, Nhật chỉ sản xuất ơ tơ phục vụ cho chiến tranh. Từ năm 1952, sự phát triển mới bắt đầu trở lại. Nhật Bản vươn lên mạnh mẽ với các hãng xe hàng đầu thế giới như Toyota, Honda, Nissan xuất khẩu. Sở dĩ xe Nhật được ưa chuộng rộng khắp bởi nhỏ gọn, ít tốn nhiên liệu, giá cả hợp lý và đặc biệt bền, ít trục trặc. Đến thời điểm hiện nay, châu Á vẫn là nơi sản xuất nhiều ơ tơ trên thế giới nhất với sự nổi lên của Hàn Quốc, Trung Quốc, Đài Loan . . .
Xu hướng hiện nay, ngồi vấn đề tiết kiệm, chất lượng tốt thì người tiêu dùng cịn hướng tới yếu tố thiết kế ấn tượng và tính tiện dụng cao. Vì thế sự cạnh tranh về mức giá dần mất ý nghĩa, thay vào đĩ là thỏa mãn và gợi mở nhu cầu khách hàng. Sau hơn 200 năm phát triển, những chiếc ơ tơ hiện đại đang dần trở nên thơng minh hơn bao giờ hết. Chúng khơng chỉ được hồn thiện về kiểu dáng mà cịn được trang bị những tính năng thơng minh nhất, giúp chiếc xe được an tồn hơn, trải nghiệm lái thú vị hơn và mang đến những tiện ích thiết thực phục vụ cho cuộc sống hiện đại của con người.Những chiếc ơ tơ hiện đại ngày nay cĩ thể tự động giảm tốc độ nếu chúng nhận thấy tình hình giao thơng cĩ vấn đề, thậm chí sở hữu nhiều yếu tố tinh tế hơn như tính năng cảnh báo chệch làn đường, cảnh báo khi người lái xe cĩ dấu hiệu mất tập trung hay dựa vào bản đồ để tự động giới hạn tốc độ tối đa theo từng cung đường.
Hình 1-7: Chiếc Toyota đầu tiên ra đời năm 1936.
Song song với những cải tiến về chất lượng xe và kỹ thuật an tồn ngày càng nâng cao, yếu tố tiện nghi và giải trí cũng được các nhà sản xuất xe ơ tơ đầu tư lắp đặt trên xe để phục vụ khách hàng. Một số cơng nghệ mới được trang bị trên xe ơ tơ hiện nay cĩ thể kể đến là:
- Xe ơ tơ tự động lái: Trên thực tế, những tính năng liên quan đến cơng nghệ tự lái đã được trang bị trên khá nhiều mẫu xe hạng sang tới từ các nhà sản xuất hàng đầu về cơng nghệ an tồn trên xe hơi hiện nay như Audi, BMW hay Volvo. Tuy nhiên, việc tự mình điều khiển thay vì phĩ mặc cho xe tự lái là điều người sử dụng thích thú hơn. Vì thế, cơng nghệ tự lái chỉ nên được tích hợp như một tính năng tùy chọn để gĩp phần hỗ trợ con người.
- Phanh thơng minh: Hệ thống này cho phép chiếc xe tự động nhấn chân phanh khi hình ảnh thu được từ camera và cảm biến phía trước cho thấy đĩ là một tình huống khơng an tồn.
- Tự đưa xe vào nơi đỗ hay “lùi chuồng tự động” cũng là một tính năng rất hữu ích trong nhiều tình huống địi hỏi kỹ năng lái xe giàu kinh nghiệm.
- Những tính năng thơng minh phục vụ giải trí như Apple CarPlay và Google Android Auto đã giúp chiếc xe khơng chỉ là phương tiện đi lại, mà cịn đĩng vai trị như một người giúp việc mẫn cán. Một chiếc xe hơi cĩ thể biến thành văn phịng làm việc hoặc giải trí. Những tính năng thơng minh cĩ thể giúp bạn theo dõi hiệu suất và lên kế hoạch bảo trì cho chiếc xe, trong khi vẫn cập nhật cho bạn về các sự kiện cũng như lịch trình sắp tới…
Hình 1-8: Xe ơ tơ VinFast được sản xuất tại Việt Nam
Hiện nay tất cả các nhà nghiên cứu, thiết kế, chế tạo và sản xuất ơ tơ đang tập trung phát triển cơng nghệ theo ba xu hướng chính và sẽ gắn kết với nhau để tạo thành một khối cùng phát triển trong tương lai khơng xa. Đĩ là cơng nghệ thiết kế, chế tạo và sản xuất phần cứng hợp với thời đại; cơng nghệ phần mềm điều khiển thơng minh và sử dụng trí tuệ nhân tạo; cơng nghệ kết nối và giao tiếp. Cả ba hướng phát triển trên đều phục vụ cho một mục đích duy nhất là biến một chiếc xe từ phương tiện chuyên chở đơn thuần thành một “người bạn” thơng minh cĩ khả năng giao tiếp, kết nối với vạn vật xung quanh thơng qua việc tích hợp trí thơng minh nhân tạo để chiếc xe trở nên thơng minh và an tồn hơn, hữu ích hơn với con người.
CHƯƠNG 2. KIẾN THỨC TỔNG QUÁT VỀ Ơ TƠ 2.1. PHÂN LOẠI Ơ TƠ THEO NGUỒN ĐỘNG LỰC:
2.1.1. Động cơxăng:
Động cơ xăng là động cơ dùng tia lửa điện của bugi để đốt cháy hỗn hợp xăng với khơng khí được nạp vào trong xi lanh động cơ để sinh ra sự giãn nở nhiệt tạo cơng suất vận hành cho động cơ. Loại động cơ này phổ biến trên các dịng xe cỡ nhỏ, xe dùng đi lại trong đơ thị hay xe thể thao. Ưu nhược điểm của xe dùng động cơ xăng là:
- Vận hành mượt và êm hơn, xe chạy khơng ồn như là xe máy dầu (diesel). - Khả năng tăng tốc tốt giúp đạt tốc độ cực đại nhanh hơn so với ơ tơ máy dầu. - Khảnăng tiết kiệm nhiên liệu kém hơn máy dầu và giá nhiên liệu đắt hơn. - Dễ bốc cháy gây hỏa hoạn hơn khi xảy ra va chạm.
Hình 2-1: Ơ tơ dùng động cơ xăng
Hình 2-2: Mơ tả hoạt động của động cơ xăng
Ơ tơ dùng động cơ xăng Động cơ xăng
2.1.2. Động cơ dầu Diesel:
Động cơ Diesel sinh cơng suất từ việc nén hỗn hợp khơng khí và dầu diesel dưới áp suất cao làm tự đốt cháy hỗn hợp hồ khí đẩy pison đi xuống. Động cơ Diesel sử dụng chủ yếu cho các dịng xe cần mơ men xoắn lớn, chịu tải cao như xe bán tải, xe thể thao đa dụng (SUV) hoặc xe tải chở hàng hĩa. Ưu nhược điểm của động cơ diesel:
- Tiết kiệm nhiên liệu nhờ hiệu suất cao và giá dầu ở Việt Nam rẻ hơn xăng. - An tồn hơn về sự cố cháy nổ nếu cĩ xãy ra va chạm giao thơng.
- Khả năng chịu quá tải của động cơ diesel tốt hơn động cơ xăng.
- Cấu tạo của động cơ diesel nặng hơn so với động cơ xăng khi cùng cơng suất. - Chi phí sửa chữa cao hơn do các chi tiết, bộ phận của hệ thống nhiên liệu diesel cĩ thiết kế rất tinh vi và địi hỏi độ chính xác rất cao.
- Động cơ diesel xả nhiều khĩi bụi và mùi khĩ chịu gây ơ nhiểm mơi trường.
Hình 2-3: Xe đa dụng SUV sử dụng động cơ diesel (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
2.1.3. Động cơ điện:
Ơ tơ điện đang dần trở thành lựa chọn của nhân loại nĩi chung, thay thế cho các loại ơ tơ sử dụng nhiên liệu hĩa thạch truyền thống. Động cơ điện khơng sử dụng nhiên liệu đốt (xăng, dầu và khí đốt), thay vào đĩ sẽ sử dụng điện được lưu trữ ở các bộ ắc quy (pin). Xe ơ tơ sử dụng động cơ điện cĩ các ưu nhược điểm như sau:
- Khơng cĩ sự cháy nhiên liệu khi xe chạy nên khơng xả thải khí cháy gây ơ nhiễm mơi trường.
- Hoạt động khơng gây ra tiếng ồn như động cơ sử dụng nhiên liệu đốt cháy. - Khả năng đáp ứng mơ men kéo nhanh và chính xác theo điều khiển của lái xe; dễ ứng dụng các cơng nghệ tự động hĩa trong điều khiển và bảo vệ an tồn giao thơng.
- Xe điện cĩ giá thành sản phẩm đắt đỏ hơn xe truyền thống là do cơng nghệ chế tạo pin (ắc quy chuyên dụng) phức tạp và đồng thời do quy mơ của thị trường chưa đủ lớn để nhà máy chế tạo tăng năng suất giúp giảm giá thành sản phẩm.
- Thời gian chờ sạc đầy bộ pin khá lâu (hơn 3 giờ) và các trạm sạc pin dành cho ơ tơ điện chưa được phổ biến bằng trạm bán xăng dầu.
Động cơ diesel Xe KIA SEDONA sử dụng động cơ diesel
Hình 2-4: Xe ơ tơ điện và bộ nguồn pin
Hình 2-5: Sơ đồ cấu tạo của xe ơ tơ điện
2.1.4. Động cơ lai (hybrid):
Hybrid là dịng xe sử dụng kết hợp động cơ đốt trong truyền thống và một hay nhiều động cơ điện để tạo ra lực kéo. Hai loại động cơ này trên xe hybrid kết hợp nhằm đạt những tiêu chí khác nhau, tùy vào mục đích của nhà sản xuất nhưng cĩ ba mục đích chính là tiết kiệm nhiên liệu, tạo ra sức kéo lớn và giảm lượng khí thải gây ơ nhiễm mơi trường. Ưu nhược điểm của xe ơ tơ dùng động cơ lai (hybrid) là:
- Thơng qua phần điều khiển động cơ điện để thu hồi cơ năng khi giảm tốc hoặc xuống dốc (phanh tái sinh) giúp tiết kiệm nhiên liệu khi chạy xe.
- Phối hợp tối ưu việc phân phối cơng suất giữa 2 động cơ (điện và xăng) giúp xe tăng tốc nhanh hơn hoặc tắt luơn động cơ xăng để giảm thải khí gây ơ nhiễm mơi.
- Khi xe đi đường xa thì nạp xăng để chạy cịn khi xe đi đường gần hay nội đơ thì nạp điện để chạy. Điều này tạo ra sự thuận tiện rất lớn cho người dùng.
Bộ nguồn pin của xe ơ tơ điện Trạm nạp điện của hãng xe VinFast
bánh xe
nguồn pin
rơ le nguồn
IC điều khiển
chân ga
- Do cấu tạo cùng lúc cĩ 2 động cơ nên khối lượng tự trọng của xe là lớn.
- Với cấu tạo càng nhiều bộ phận và hệ thống thì rủi ro hư hỏng càng cao. Ngồi ra do cấu tạo phức tạp nên chi phí bảo dưỡng và thay thế phụ tùng hư hỏng của xe hybrid cũng tăng theo.
Hình 2-6: Cấu tạo của xe ơ tơ lai (hybrid)
Hình 2-7: Sơ đồ mơ tả cấu tạo các hệ thống trên ơ tơ lai (hybrid) (Bộđiều khiển xe chạy)
(Ắc quy - Pin)
(Động cơ điện) (Bộ nạp điện) (Động cơ xăng)
Thùng xăng Động cơ xăng Hệ thống truyền lực Bánh xe
Bộ sạc điện
Ắc quy Bộđiều khiển điện
Động cơ điện Dây sạc điện ngồi (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
2.1.5. Động cơ pin nhiên liệu (Fuel Cell):
Xe ơ tơ pin nhiên liệu, cịn gọi là xe chạy hydro, là một biến thể của xe chạy điện truyền thống. Theo đĩ, xe ơ tơ pin nhiên liệu sử dụng điện sinh ra trực tiếp từ phản ứng hĩa học giữa khí hydro (H2) đã nạp trong bình chứa với khí ơ xy (O2) cĩ trong khơng khí và được xúc tác thơng qua một thiết bị chuyên dụng. Trong quá trình xe chạy, bình chứa khí hydro sẽ cạn dần và chất thải sinh ra chính là nước tinh khiết (H2O) nên khơng gây ơ nhiễm mơi trường. Pin nhiên liệu hydro sở hữu một số các ưu, nhược điểm như sau:
- Khơng phát thải ra khí gây ơ nhiễm mơi trường như xe chạy xăng dầu.
- Vận hành yên tĩnhnhờ phản ứng hĩa học sinh ra điện năng nhằm vận hành xe diễn ra một cách yên lặng và khơng gây ồn như động cơ đốt trong.
- Xe cĩ cấu tạo ít các bộ phận hơn những mẫu xe truyền thống nên chi phí bảo dưỡng và sửa chữa thấp hơn.
- Chi phí chế tạo của bộ pin nhiên liệu (fuel cell) và chính giá nhiên liệu hydro (H2) vẫn cịn cao nên gây tốn kém hơn cho người sử dụng.
- Số lượng trạm nạp nhiên liệu hydro (H2) vẫn cịn hạn chế.
Hình 2-8: Nạp nhiên liệu hydro cho xe pin nhiên liệu (fuel cell)
Hình 2-9: Cấu tạo của xe chạy pin nhiên liệu (fuel cell) Thiết bị xúc tác phản ứng hĩa học tạo ra điện Ắc quy - Pin Thùng chứa H2 Cửa nạp H2 Động cơ điện
2.2. PHÂN LOẠI Ơ TƠ THEO KIỂU DÁNG: 2.2.1. Kiểu Sedan: 2.2.1. Kiểu Sedan:
Sedan là dịng xe phổ biến nhất ở Việt Nam hiện nay. Về tổng thể, xe được cấu tạo bố trí với 3 hộp riêng biệt, bao gồm khoang động cơ, khoang hành khách và khoang hành lí (cốp xe). Kiểu Sedan được định nghĩa là một dịng xe cĩ 4 hoặc 5 chỗ ngồi, mui kín, gầm thấp dưới 20cm, gồm đầu xe, đuơi xe, thân xe, khoang hành lý (cốp) riêng biệt, trong đĩ, nắp capơ và nắp cốp thấp hơn nĩc của khoang hành khách.
Đây là dịng xe được sử dụng cho mục đích chính làđi lại và khơng đặc biệt phù hợp với việc vận chuyển hàng hĩa do khơng gian hạn chế. Bên cạnh đĩ, nhờ lợi thế cĩ cabin riêng biệt nên xe thường cĩ khả năng cách âm tốt hơn, tạo cảm giác thoải mái hơn các loại xe khác.
Đặc biệt, dịng Sedan rất đa dạng kích cỡ và đẳng cấp, dẫn đến việc phân loại rộng, bao gồm về kích thước trung bình, kích thước đầy đủ, cách điều hành, độ sang trọng và các dịng Sedan thể thao. Sedan là một trong những loại xe phổ biến nhất trên tồn thế giới. Một số ví dụ điển hành cho dịng Sedan ở Việt Nam cĩ thể kể đến: VinFast Lux A2.0, Toyota Camry, Toyota Altis, Toyota Vios, Honda Civic, Honda City, Marda 3, Marda 6, Mercedes class C, Mercedes class E, Mercedes class S, . . .
Hình 2-10: Xe ơ tơ kiểu Sedan (VinFast Lux A2.0)
2.2.2. Kiểu Hatchback:
Hatchback là dịng xe cỡ nhỏ hoặc cỡ trung, cĩ phần đuơi xe khơng kéo dài như Sedan mà được thiết kế tạo thành một cửa mới. Kiểu Hatchback là một sự kết hợp hồn hảo giữa dịng xe chở người và chở hàng hĩa với thiết kế 3 hoặc 5 cửa, với cửa thứ 3 hoặc 5 theo kiểu mở lên trên, nối liền khoang hành khách và khoang hành lí, tạo khơng gian rộng rãi cho việc vận chuyển hàng hĩa. Đặc biệt, các loại xe hatchhack thường được trang bị động cơ tiết kiệm nhiên liệu.
Đây là loại xe phổ biến nhất ở châu Âu, nơi cĩ khơng gian đỗ xe rất hạn chế, và giá nhiên liệu rất cao. Ngồi ra, xe hatchback rất thiết thực vì ghế ngồi hàng ghế thứ hai cĩ thể xếp xuống, tạo ra một khơng gian để hàng hĩa vững chắc với lối vào tiện lợi