Cản ôtô phát triển như thế nào?

 
Dù rất ít được chú ý, nhưng cản xe đã có một lịch sử thú vị và sự tiến hoá của chi tiết này phản ánh quá trình biến đổi của xe hơi.

Chiếc xe kéo đầu tiên được cơ giới hóa không cần cản bởi chúng chạy chậm, va chạm không gây ra nhiều thiệt hại. Cản ôtô đầu tiên để triệt tiêu xung lực xuất hiện vào năm 1897 trên chiếc President, nhờ những nỗ lực của Leopold Svitak - một trong những người sáng lập thương hiệu Tatra. Bản sao chi tiết này hiện được lưu giữ tại Bảo tàng kỹ thuật Prague. Đó là một thiết kế cản bằng thép, thực ra là một thay thép cong uốn trước đầu xe.

>> Những câu chuyện thú vị về lịch sử lốp xe

Cản ôtô phát triển như thế nào? ảnh 1
 Có lẽ đây chỉ là chi tiết trang trí trên President 1897, song nó có chức năng thực sự của cản xe.
Phát triển qua nhiều giai đoạn

Các nhà sử học về kỹ thuật ôtô chia sự phát triển của cản thành 5 giai đoạn. Giai đoạn thứ nhất: cản ít được sử dụng. Giai đoạn thứ hai: cản được sử dụng hàng loạt để bảo vệ khung từ phía trước và sau. Ford Model A (từ năm 1930) được xem là mẫu xe đi tiên phong trong giai đoạn này. Một số thương hiệu khác vào thời điểm đó giới thiệu cản xe như một tùy chọn - nghĩa là không phải ai cũng nghĩ cản xe cần thiết và hữu ích. Điều thú vị là ngay từ lúc đó cản xe có thể được mạ chrome, nikel hay sơn màu thân xe.

Cản ôtô phát triển như thế nào? ảnh 2
 Năm 1930, cản xe được lắp hàng loạt cho Ford Model A. Đó là những thanh thép đơn giản gá vào thân xe.

Hầu hết các nhà sản xuất ban đầu thiết kế cản xe rất đơn giản: chúng chỉ là những thanh thép thường gắn vào khung xe ở trước và sau bằng các gá đàn hồi, nhằm giảm xung lực khi va chạm. Sau đó Packard đưa ra thiết kế cản cong hình chữ U, sử dụng kim loại đàn hồi. Ngay sau đó - thập niên 1940 - cản xe có thêm phần “tai” kéo dài, ôm lấy 4 góc thân xe để bảo vệ cho phần dễ bị va đập nhất của xe hơi này.

Cản ôtô phát triển như thế nào? ảnh 3
 Với Packard 1949, tại Mỹ cản xe đã trở thành yếu tố định hình diện mạo.

Cản ôtô không thay đổi nhiều tới khi Chiến tranh Thế giới thứ II kết thúc. Tại châu Âu cho tới thời điểm đó vẫn theo xu hướng bảo thủ, và cản xe chỉ là những thanh thép ống đơn giản. Trong khi đó tại Mỹ đã bắt đầu công cuộc sáng tạo gần như không giới hạn để hấp dẫn những khách hàng xem trọng hình thức và uy tín. Và ngay sau đó, xu hướng tích hợp cản xe (gồm nhiều chi tiết) với thân xe nhanh chóng xuất hiện và trở nên phổ biến. Ở một số mẫu xe, cản được tích hợp cả đèn chống sương mù và xi-nhan. Trong thành phần cản xe cũng xuất hiện lưới tản nhiệt và các lỗ thông khí để bổ trợ cho hệ thống làm mát. Cản xe trở thành một yếu tố quan trọng trong hình thức tổng thể bên ngoài, và đôi khi thậm chí còn là đặc điểm nhận dạng mẫu xe.

Tác động của qui chuẩn

Rốt cuộc, ôtô sản xuất hàng loạt nên các tiêu chuẩn an toàn được đặc biệt quan tâm. Chính quyền địa phương và các tổ chức khác nhau bắt đầu áp dung các qui chuẩn thống nhất cho ôtô. Năm 1958, Liên hợp quốc (LHQ) thông qua "Những quy định thống nhất chính thức về thiết bị bảo vệ phương tiện vận tải phía trước và sau". Tài liệu này, với một số sửa đổi, vẫn có hiệu lực tới ngày nay và được Liên minh châu Âu (EC) sử dụng. Qui định ECE R42 của EU xác lập các tiêu chuẩn kiểm tra khả năng chịu đựng va đập của cản, qui định độ cao của chúng  để các loại xe khác nhau khi va chạm tại đúng điểm tiếp xúc các cản. Các qui định tương tự cũng có hiệu lực tại Mỹ và Nhật Bản. Hãng xe AvtoVAZ của Nga cũng tuân thủ các qui định về cản của UNECE (Ủy ban kinh tế châu Âu của LHQ).

Cản ôtô phát triển như thế nào? ảnh 4
 Năm 1955, Mercedes-Benz 180D chứng tỏ tại châu Âu vẫn sử dụng cản xe kiểu đơn giản.

Sau nhiều bổ sung và nâng cấp, các qui định buộc cản xe phải chịu được tác động trực diện với tốc độ 4km/h, giúp tránh thiệt hại nghiêm trọng cho xe. Cụ thể, phải bảo vệ được các chi tiết thân xe, thiết bị quang học, hệ thống khởi động và làm mát. Cản xe cũng phải chịu được va đập không trực diện, dưới một góc nhất định, song ở tốc độ chậm hơn. Có thể nói khả năng bảo vệ này là không đáng kể. Mỹ từ lâu đã áp dụng tốc độ thử nghiệm ở mức 5 dặm/giờ (khoảng 8km/h) – do đó cản xe tại Mỹ có kích thước lớn hơn và chắc chắn hơn. Tuy nhiên các nhà chế tạo cuối cùng đã vận động thành công việc chuyển sang áp dụng tiêu chuẩn châu Âu.

Mặc dù vậy, hệ thống bảo vệ chính người điều khiển và hành khách không phải cản xe mà là kết cấu chịu lực của thân. Chính kết cấu này giúp triệt tiêu phần năng lượng cơ bản của hầu hết các cú va đập, và vai trò của nó trong ngành công nghiệp ôtô liên tục tăng lên. Sứ mệnh lịch sử của cản là bảo vệ ôtô song sau này nó có thêm chức năng bảo vệ người bộ hành

Cản ôtô phát triển như thế nào? ảnh 5
 Ví dụ về tích hợp: Ford Thunderbird 1963, cản trước còn đóng vai trò lưới tản nhiệt.

Từ lúc này, cản xe của một số nhà sản xuất đã trở thành bộ phận trang trí với kiến trúc tốn kém.  Cản xe nay được chế tạo bằng nhựa và cao su đúc. Những biện pháp này cũng giúp lĩnh vực kinh doanh và sửa chữa cản xe phát triển nhanh chóng: thiết kế cản càng phức tạp, việc sửa chữa và thay thế càng tốn kém. Mặc dù vậy, người sử dụng trong tiềm thức vẫn cho rằng cản xe cho tới ngày nay vẫn sử dụng vật liệu rẻ tiền và không cần phải chăm sóc.

Sự sáng tạo

Giữa thập niên 1960 là thời kỳ của thử nghiệm và đổi mới. Các nhà sản xuất tìm kiếm những hình dạng, vật liệu và thiết kế tối ưu cho cản xe. Ngoài các chủng loại thép, người ta còn thử sử dụng vật liệu nhôm, nhựa, sợi carbon hoặc các vật liệu tổng hợp (composite), riêng rẽ hoặc kết hợp với nhau. Nhiều phát triển đã được chấp nhận và trong chừng mực nào đó vẫn tồn tại cho tới ngày nay. Đương nhiên, nó tùy thuộc vào nhu cầu của một mẫu xe cụ thể: ví dụ Ferrari  nổi tiếng với việc sử dụng vật liệu sợi carbon song điều này là quá xa xỉ với các dòng xe bình dân.

Cản ôtô phát triển như thế nào? ảnh 6
 Lada 2108 của Nga thành công trong việc ứng dụng cản xe giá rẻ Pháp. Ai nói đây là cản xe tồi?

Các kỹ sư đã bổ sung cho cản xe giảm chấn hình ống, bơm vào các khoanh trong cản xe nước hoặc polyurethane. Ở giai đoạn này, xuất hiện ý tưởng cản xe khi va chạm với người bộ hành có thể đỡ người bị nạn lên nắp ca-pô bằng một khung trượt.

1976 có thể xem là năm bước ngoặt khi hãng Simca (Pháp) ứng dụng cụm cảm xe tích hợp làm bằng nhựa. Nó không đẹp song giá thành rẻ, thiết thực và đáp ứng tốt các qui chuẩn đề ra. Nhờ vậy trong một thời gian, thế giới đã trở lại với ý nghĩa ban đầu của cản chỉ là thanh bảo vệ. Nên nhớ người ta đã không ngần ngại lắp những bưởng nhựa mầu đen này lên các mẫu xe đắt tiền và thời trang, mà không hề thấy xấu hổ.

Sau một thời gian ngắn ngủi, cản xe lại trở nên phức tạp và tốn kém hơn khi chúng mang màu sắc của chính màu sơn ôtô. Trên cản xe xuất hiện các hốc khí động học và có khả năng chống ăn mòn. Và đương nhiên giá trị thẩm mĩ của cản xe gia tăng theo năm tháng. Cần lưu ý điều này không đòi hỏi thêm yếu tố kỹ thuật – cản nhựa xù xì cũng hiệu quả không kém chiếc cản tao nhã, song thị hiếu là như vậy. Ngày nay, ngay cả những mẫu xe giá rẻ cũng không còn sử dụng thiết kế cản kém hấp dẫn. Và trong quá trinh “vị nghệ thuật” này, những phẩm chất tích cực trước đây của cản nhựa mai một.

Cản xe ngày nay kém bền vững hơn và sửa chữa khá tốn kém. Tuy nhiên, giai đoạn phát triển này gần như đã qua kể từ khi ra đời quy định mới thắt chặt độ an toàn của xe hơi đối với người bộ hành. Những qui định này hiện chỉ là khuyến cáo song cho thấy phương hướng phát triển của cản xe.

Cản xe tương lai

Cản ôtô phát triển như thế nào? ảnh 7

 Mercedes-Benz Vision Tokyo: chỉ là mẫu concept, song có thể thấy rõ cản xe vẫn có chức năng như vậy ở xe tương lai.

Hiện cản xe đã được tích hợp các cảm biến và radar, "tai mắt" của ôtô cho các hệ thống cảnh báo và an toàn. Trong tương lai gần, cản xe có lẽ sẽ được chế tạo giống như một túi khí an toàn. Nó có thể, trong một số trường hợp nhất định, dịch chuyển ra phía trước. Cản xe thông minh này sẽ “phối hợp” với nắp capô “trí tuệ”, để trong trường hợp bất khả kháng "tiếp nhận cơ thể" người bị nạn theo cách tốt nhất. Giải pháp này đang được các nhà sản xuất xe hơi hàng đầu phát triển.

Tâm Khanh

Bạn đọc bình luận

Vui lòng nhập tiếng Việt có dấu
Nhập mã bảo mật (*)    Refresh

Cùng chuyên mục