Chiếc ô tô đầu tiên không có bốn bánh hay vô lăng tròn. Nó là một khung xe ba bánh nhẹ, phía sau đặt động cơ xăng một xi lanh và được điều khiển bằng tay gạt. Nhưng Patent-Motorwagen của Karl Benz hội tụ động cơ, khung xe, truyền động và cơ cấu lái trong một thiết kế thống nhất. Chính sự tích hợp ấy khiến năm 1886 trở thành cột mốc khai sinh của ô tô hiện đại.

Karl Benz chế tạo chiếc xe vì mục tiêu gì

Trước Benz, nhiều nhà phát minh đã gắn động cơ hơi nước hoặc động cơ đốt trong lên xe kéo. Những thử nghiệm ấy cho thấy xe tự hành là khả thi, nhưng nhiều mẫu cồng kềnh hoặc chỉ là xe ngựa thay ngựa bằng máy. Benz, một kỹ sư cơ khí người Đức, muốn chế tạo phương tiện được thiết kế ngay từ đầu cho động cơ của nó.

Sau nhiều năm phát triển động cơ tĩnh tại tại Mannheim, Benz hoàn thành chiếc xe ba bánh vào năm 1885. Ông nộp bằng sáng chế ngày 29 tháng 1 năm 1886 cho xe chạy bằng động cơ khí. Ngày 3 tháng 7 cùng năm, Patent-Motorwagen chạy thử công khai tại Mannheim. Xe dùng động cơ bốn thì một xi lanh, công suất chưa tới một mã lực. Tốc độ tối đa của nó chỉ khoảng 16 km/giờ.

Benz không tự phát minh mọi bộ phận. Động cơ đốt trong, bánh xe và nhiều vật liệu đã có tiền thân. Điểm mới là ông phối hợp chúng thành một chiếc xe nhẹ, tương đối ổn định và có thể phát triển thành sản phẩm. Gottlieb Daimler và Wilhelm Maybach cũng nghiên cứu động cơ tốc độ cao trong cùng thời kỳ. Ô tô là kết quả của cả một môi trường kỹ thuật cạnh tranh.

Động cơ và chiếc xe ba bánh vận hành ra sao

Động cơ xăng bốn thì hoạt động qua bốn hành trình: nạp, nén, nổ và xả. Hỗn hợp xăng và không khí trước hết được hút vào xi lanh. Piston nén hỗn hợp này, sau đó hệ thống đánh lửa đốt cháy nó. Khí cháy giãn nở và đẩy piston, tạo ra công cơ học. Khí thải được đẩy ra ngoài trước khi chu trình bắt đầu lại.

Chuyển động lên xuống của piston được trục khuỷu biến thành chuyển động quay. Trên Patent-Motorwagen, động cơ đặt phía sau, làm mát bằng nước và truyền lực tới bánh sau bằng dây đai cùng xích. Xe chỉ có ba bánh để cơ cấu lái đơn giản hơn. Người lái dùng tay gạt điều khiển bánh trước qua hệ thống thanh răng.

Bộ chế hòa khí sơ khai cho xăng bay hơi và trộn với không khí. Nhiên liệu ligroin thường phải mua tại hiệu thuốc vì chưa có trạm xăng. Người lái cũng chưa có hộp số, bàn đạp và khởi động điện như ngày nay. Dù còn thô sơ, chiếc xe đã mang những nền tảng quan trọng: đánh lửa điện, làm mát bằng nước, trục khuỷu, truyền động và hệ thống lái chuyên dụng.

Chuyến đi của Bertha Benz biến thử nghiệm thành niềm tin

Công chúng ban đầu không dễ tin một chiếc xe ồn, chậm và đắt tiền có thể thay thế ngựa. Bước ngoặt đến từ Bertha Benz, vợ và đối tác kinh doanh của Karl. Tháng 8 năm 1888, bà cùng hai con trai lái xe từ Mannheim tới Pforzheim, quãng đường khoảng 106 km. Chuyến đi được coi là hành trình đường dài đầu tiên bằng ô tô.

Bertha phải mua nhiên liệu tại một hiệu thuốc ở Wiesloch. Nơi này về sau thường được gọi là trạm xăng đầu tiên của thế giới. Khi ống nhiên liệu tắc, bà được kể là đã dùng kẹp tóc để thông. Bà cũng xử lý dây đánh lửa bị mòn và nhờ thợ đóng giày phủ da lên má phanh gỗ. Mỗi sự cố vừa bộc lộ nhược điểm, vừa chứng minh chiếc xe có thể vận hành ngoài đời thực.

Sau chuyến đi, sự chú ý dành cho ô tô của Benz tăng mạnh. Các mẫu sau được cải tiến về phanh, nhiên liệu, công suất và cơ cấu lái. Ô tô dần rời xưởng thử nghiệm để trở thành ngành công nghiệp lớn. Nó làm thay đổi đô thị, thương mại và đời sống cá nhân, đồng thời kéo theo nhu cầu dầu mỏ, tai nạn và ô nhiễm mà xã hội vẫn phải đối mặt.

Sự thật thú vị ít người biết

  • Bertha Benz đã dùng tài sản của mình ủng hộ công việc của Karl từ trước khi hai người kết hôn.
  • Chuyến đi năm 1888 khởi hành từ rất sớm, và Bertha để lại lời nhắn thay vì xin phép chồng trước.
  • Karl Benz từng nhận văn bản cho phép lái xe năm 1888, đôi khi được nhắc như một bằng lái rất sớm.
  • Công ty của Benz hợp nhất với phía Daimler năm 1926, tạo nên Daimler-Benz và thương hiệu Mercedes-Benz.
  • Tốc độ 16 km/giờ rất chậm, nhưng xe có thể duy trì hành trình mà không cần ngựa kéo hay đường ray.

Hiểu lầm thường gặp

Hiểu lầm: "Karl Benz phát minh ra mọi bộ phận của ô tô." Ông không phát minh riêng bánh xe, động cơ hay cơ cấu truyền động. Đóng góp nổi bật của Benz là thiết kế một phương tiện hoàn chỉnh quanh động cơ đốt trong. Chiếc xe ấy được cấp bằng sáng chế và từng bước trở thành sản phẩm thương mại.

Hiểu lầm: "Ô tô đầu tiên phải có bốn bánh và vô lăng như ngày nay." Patent-Motorwagen có ba bánh và tay gạt vì kỹ thuật thời đó cần đơn giản. Hình dạng không quyết định bản chất của phát minh. Điều quan trọng là nó tự hành bằng động cơ và được chế tạo có chủ đích, không phải xe ngựa lắp máy tạm thời.

Hiểu lầm: "Chuyến đi của Bertha chỉ là một chiêu quảng cáo." Chuyến đi tạo tiếng vang lớn, nhưng đồng thời là phép thử thực địa nghiêm túc. Nhiên liệu, phanh và đánh lửa đều gặp vấn đề cần giải quyết. Bertha vừa là người lái thử, kỹ thuật viên ứng biến, vừa là người giúp sản phẩm giành niềm tin công chúng.

Nguồn tham khảo