Đề tài Lịch sử hình thành và định hướng phát triển ô tô

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN ---------o0o--------- BÀI THU HOẠCH MÔN HỌC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC ĐỀ TÀI LỊCH SỬ HÌNH THÀNH VÀ ĐỊNH HƯỚNG PHÁT TRIỂN Ô TÔ GHHD: GS.TSKH HOÀNG KIẾM SVTH: TRẦN HẢI ĐĂNG TPHCM, THÁNG 12 NĂM 2012 I. GIỚI THIỆU: TỔNG QUAN VỀ Ô TÔ Trước khi tìm hiểu về lịch sử ra đời của ôtô, bạn hãy trả lời câu hỏi "ôtô là gì ?" Câu hỏi tưởng chừng như ngớ ngẩn ấy thực không dễ để trả lời chính xác, vậy chúng ta có thể định nghĩa về nó như thế nào? tất nhiên ở một mức tuơng đối nào đó mà thôi ! Đầu tiên sẽ là định nghĩa về xe cơ giới trước, bởi ô tô có thể xem là một dạng của xe cơ giới. Xe cơ giới trong tiếng Anh gọi là motor vehicle, được hiểu như một phương tiện có khả năng tự hành trên bộ (tức sự chuyển dịch của nó không phải do một ngoại lực bên ngoài kéo hay đẩy gây ra, mà chính nguồn động lực ở bên trong gây ra sự chuyển dịch của nó, tất nhiên dưới sự điều khiển của con người) dùng để vận chuyển người, hàng hóa hoặc sử dụng cho một mục đích đặc biệt khác Ô tô là phương tiện cơ giới đường bộ dùng để chở người, hàng hoá hoặc phục vụ thực hiện một nhiệm vụ đặc biệt. Đa số xe hơi có từ 4 bánh trở lên, sử dụng động cơ đốt trong để tiêu thụ nhiên liệu (như xăng, dầu Diesel, hay các nhiên liệu hóa thạch hay nhiên liệu sinh học khác) nhằm sinh ra momen quay ở bánh xe giúp cho nó có thể di truyển trên đường bộ. Một số xe hơi sử dụng động cơ điện hoặc kết hợp cả động cơ đốt trong và động cơ điện (hybrid), với nguồn điện lấy từ ắc quy, máy phát điện, pin nhiên liệu,... Các xe hơi sử dụng động cơ đốt trong thường có thêm hệ thống nhiên liệu, hệ thống khởi động, phát điện,... Chiếc ô tô ngày nay đã quá quen thuộc với chúng ta, nó có tầm quan trọng vô cùng lớn trong đời sống của chúng ta: Xe ô tô là một trong những phương tiện giao thông đường bộ chủ yếu. Nó có tính cơ động cao và phạm vi hoạt động rộng. Do vậy, trên toàn thế giới ô tô hiện đang được dùng làm phương tiện đi lại của cá nhân, vận chuyển hành khách hoặc hàng hóa phục vụ cho nhu cầu phát triển kinh tế xã hội, an ninh quốc phòng. II. LỊCH SỬ HÌNH THÀNH VÀ PHÁT TRIỂN CỦA Ô TÔ CÁC GIAI ĐOẠN PHÁT TRIỂN Ô TÔ TRONG LỊCH SỬ - Năm 1650 chiếc xe có bốn bánh vận chuyển bằng các lò xo tích năng lượng được thiết kế bởi nghệ sĩ, nhà phát minh người Ý Leonardo da Vinci. - Năm 1769 đánh dấu sự ra đời của động cơ máy hơi nước Động cơ hơi nước - Năm 1860 động cơ bốn kỳ chạy ga ra đời đánh dấu cho sự ra đời của ô tô con - Năm 1864 động cơ bốn kỳ chạy xăng ra đời và sau 10 năm loại xe với động cơ này đạt được công suất 20 kw và có thể đạt vận tốc 40 km/h. - Năm 1885, Karl Benz chế tạo một chiếc xe có một máy xăng nhỏ đó là chiếc ô tô đầu tiên. - Năm 1891 ô tô điện ra đời ở Mỹ - Sau khi lốp khí nén ra đời, 1892 Rudolf Diesel đã cho ra đời động cơ Diesel và đã cho chế tạo hàng loạt. Chiếc ô tô tải đầu tiên trên thế giới chạy bằng động cơ Diezel - Cuộc cách mạng xe hơi chỉ bắt đầu vào năm 1896 do Henry Ford hoàn thiện và bắt đầu lắp ráp hàng loạt lớn Hình ảnh những chiếc xe Ford đầu tiên - Ngày nay chiếc ô tô không ngừng phát triển và hiện đại, công nghiệp xe hơi đã trở thành ngành công nghiệp đa ngành. + Xe hơi có hộp số tự động ra đời vào năm 1934 + Năm 1967 xe hơi có hệ thống phun xăng cơ khí + Năm 1971 ra đời hệ thống phanh ABS + Năm 1979 Điều kiển kỹ thuật số, EBD: Electronic Brake Distrition (phương pháp lực phanh điện tử); TRC: Traction Control (điều khiển lực kéo); ABC: Active Body Control (điều khiển thân xe) + Tốc độ của xe cũng được cải thiện không ngừng: Năm 1993 vận tốc của xe đạt 320 km/h và đến năm 1998, Vmax= 378 km/h. Cho đến nay ô tô có thể đạt tốc độ lớn hơn 400km/h. NHỮNG CÔNG NGHỆ Ô TÔ HIỆN NAY 1. Hệ thống kiểm soát hành trình thông minh (ACC) ACC không những có thể duy trì vận tốc cài đặt trước như thiết bị kiểm soát hành trình thông thường mà tính năng vượt trội của nó là có thể tự động điều chỉnh vận tốc để duy trì khoảng cách an tòan đối với xe trước và sau. ACC sử dụng một cảm biến radar hoặc laser ( thường đặt sau lưới tản nhiệt) để nhận biết vận tốc và khoảng cách của xe đi trước. Nếu xe trước đi chậm lại, hệ thống sẽ gửi tín hiệu để giảm hiệu suất máy hoặc tác động lên phanh. Khi khoảng cách đã ở giới hạn an tòan, hệ thống lại điều khiển tăng vận tốc lên mức đã cài đặt sẵn. Để tắt hệ thống, đơn giản bạn chỉ cần đạp chân phanh. Mercedes Benz sử dụng một hệ thống tương tự có tên Distronic Plus, dùng tia radar tầm ngắn hoặc tầm xa để ngăn chặn lái xe đột ngột tăng tốc đâm vào xe đi trước. Khi thử nghiệm, hệ thống hoạt động rất tốt trong nội thành và trên đường cao tốc. Các mác xe sử dụng công nghệ này: Acura, Audi, Chrysler, Ford, Honda, Infiniti, Jaguar, Lexus, Subaru và Toyota. 2. Thiết bị điều hướng theo giao thông và thời tiết Hệ thống điều hướng dùng định vị tòan cầu kết hợp với cảnh báo giao thông và thời tiết ngày càng trở nên phổ biến trong ô tô, không chỉ đối với những ô tô hạng sang. Hệ thống sẽ kiểm tra điều kiện đường xá và thời tiết thông qua bản đồ. Thông tin sẽ được sàng lọc cho phù hợp với vị trí và lộ trình người lái. Với hệ thống này, lái xe có thể tìm ra đường vòng để tránh bão hoặc tìm đoạn đường thuận tiện nhất để lách khỏi một vụ tắc đường. 3. Đèn pha chủ động Khi bánh lái đổi hướng, hệ thống đèn pha chủ động sẽ tự động đổi hướng theo, chiếu sáng phần đường lái xe đang hướng tới. Đấy chính là điểm khác biệt so với loại đèn pha thông thường chỉ chiếu sáng theo hướng của đầu xe. Thông tin về vị trí của bánh lái và vận tốc của xe sẽ được xử lý và gửi tín hiệu về động cơ điện, làm quay đèn sang trái hoặc phải theo góc độ thích hợp. Chỉ sau 18 tháng ra đời, gần như mọi nhà sản xuất ôtô đều bắt đầu có định hướng lựa chọn đèn pha tự thích ứng này. Trong năm 2009, công nghệ này sẽ có mặt trên Audi A6, BMW 1-, 3- and 7-Series, Cadillac Escalade và CTS-V, Hyundai Genesis, Infiniti FX, Lincol MKS, và Mercedes-Benz CLS. 4. Tích hợp thiết bị định vị cầm tay Hệ thống định vị cầm tay đang ngày càng phổ biến do dễ sử dụng, tính năng như một bảng điều khiển, giá cả phải chăng. Các nhà sản xuất đã cải tiến giao diện và bộ nhớ của bảng điều khiển, khiến chúng nhỏ gọn hơn và mang đi được. Các hãng dùng công nghệ này là Toyota, Hyundai và Volvo. 5. Chống va chạm Tương tự với ACC, thiết bị chống va chạm sẽ điều chỉnh khoảng cách và độ gần của xe đối với xe trước hay các vật cản khác. Nếu hệ thống cho rằng xe không phanh kịp, nó sẽ tự động báo hiệu bằng đèn nháy, ghế rung, xiết chặt đai an toàn, vv. Nếu vẫn không có kết quả, một số hệ thống sẽ tự động phanh lại để giảm thiểu thiệt hại. Volvo đang phát triển thêm để hệ thống này có thể phát hiện được người đi bộ. Hiện tại, Volvo đang áp dụng hệ thống này cho xe S80, V70, XC60 và XC70. 6. Cảnh báo làn đường Đây là một kỹ thuật rất hữu dụng đối với những tài xế bất cẩn, hay đi chệch làn đường. Hệ thống cảnh báo này sẽ dùng một camera để phát hiện các dải phân cách làn đường màu trắng hoặc vàng. Nếu xe chạy đè lên những dải phân cách này mà không có tín hiệu rẽ, hệ thống sẽ phát ra âm thanh cảnh báo người lái. Một số hệ thống khác còn tự động điều khiển phương tiện đi đúng là đường hoặc phanh lại. Kỹ thuật hiện có trên các xe Audi, BMW, Buick, Cadillac, Infiniti và Volvo. 7. Kết nối internet trong xe Dịch vụ mới này sẽ biến chiếc xe của bạn thành một điểm truy cập Wi-Fi an toàn, sử dụng công nghệ điện thoại di động, trang bị cho người sử dụng khả năng truy cập web từ lap top, thiết bị chơi game hay các loại thiết bị cá nhân khác. Nhà cung cấp dịch vụ internet cho ô tô đầu tiên là Chrysler với dịch vụ uconnect Web. Công nghệ hiện được tích hợp trong xe Chrysler, Jeep và Dodge 2009. 8. Thiết bị xử lý điểm mù Sử dụng camera hoặc rada, hệ thống này sẽ quét tất cả những vùng mà lái xe không thể nhìn thấy. Nếu ô tô, mô tô che khuất tầm nhìn của lái xe, đèn báo hiệu sẽ sáng, hệ thống đồng thời cảnh báo nguy hiểm bằng âm thanh cho người lái để tránh tai họa. Phức tạp nhất là kỹ thuật dùng trong hệ thống xử lý điểm mù của Volvo. Hệ thống dùng camera gắn trên từng gương bên của xe, thiết bị báo sẽ được gắn ở cửa sổ trước của xe. Các xe dùng kỹ thuật này: Audi Q7, Buick Lucerne , Cadillac DTS và STS. 9. Camera quan sát toàn bộ Hệ thống này sẽ gắn camera theo dõi toàn bộ khu vực xung quanh xe và hiện thị trên màn hình định vị để hỗ trợ đỗ xe. Công nghệ này chỉ có ở Nissan và Infinity, ví dụ như Infiniti EX35 và Nissan Murano. 10. Hệ thống hỗ trợ nhìn ban đêm và cảnh báo có người đi bộ Công nghệ đời mới nhất này sử dụng camera cảm ứng nhiệt để tạo nên hình ảnh động , giúp người lái nhận biết được người, động vật và các vật thể khác trong tầm chiếu của đèn xe. Một vài hệ thống khác còn cho biết thông tin về độ sâu của hình ảnh trong thời gian thực, mã hóa khoảng cách từng vật thể, biểu thị bằng màu nóng (cho vật thể ở gần, nguy hiểm) và màu lạnh (cho vật thể ở xa, ít nguy hiểm hơn). Công nghệ này còn phát triển lên mức hiển thị hướng chuyển động của vật thể và những thay đổi xung quanh khi xe di chuyển. Nếu hệ thống xác định rằng người phía trước xe có thể gặp nguy hiểm, lái xe sẽ được cảnh bấo bằng hình ảnh hoặc âm thanh. BMW, Mercedes-benz và Acura đang ứng dụng công nghệ này 11.Hệ thống điều khiển bằng giọng nói Ra hiệu lệnh bằng giọng nói, thay đổi màu sắc, tự động tìm kiếm nhà hàng, khách sạn và tiến hành đặt chỗ. Mặc dù vẫn còn nhiều tính năng thuộc hàng “siêu tưởng”, tuy nhiên trong năm 2007, hệ thống thông tin giải trí Ford Sync đã đánh dấu những bước đi đầu tiên trong việc phát triển chức năng nhận diện giọng nói trên xe hơi. III. PHÂN TÍCH SỰ PHÁT TRIỂN CỦA Ô TÔ BẰNG CÁCH ÁP DỤNG CÁC THỦ THUẬT SÁNG TẠO KHOA HỌC 1. Nguyên tắc phân nhỏ: các linh kiện của ô tô có thể được sản xuất một cách độc lập và sẽ được lắp ráp với nhau vào công đoạn cuối cùng, việc này giúp cho việc sản xuất ô tô trở nên linh động hơn. 2. Nguyên tắc vạn năng: không chỉ có chức năng chuyên chở người và hàng hóa, ô tô hiện nay còn trang bị những công nghệ tiên tiến như mạng không dây, hệ thống định vị toàn cầu, hệ thống giải trí, hệ thống điều hòa nhiệt dộ,... việc tích hợp những công nghệ trên giúp cho việc đi xe trở nên thoải mái và an toàn hơn. 3. Nguyên tắc thay đổi màu sắc: việc này dễ dàng được nhận ra, các xe ô tô với nhiều màu sắc và thiết kế khác nhau nhằm thu hút khách hàng đồng thời nó còn làm báo động cho các phương tiện khác như các mẫu xe cứu thương, xe chữa cháy, … 4. Nguyên tắc phẩm chất cục bộ: các loại ô tô sử dụng các loại nhiên liệu khác nhau từ xăng, dầu diezel, xăng sinh học, điện,... hoặc sử dụng các loại động cơ khác nhau. 5. Nguyên tắc thay đổi kích thước: các loại xe với các kích thước khác nhau phù hợn với người sử dụng như xe ô tô con 4 chỗ, 7 chỗ, xe khách,... 6. Nguyên tắc tách khỏi đối tượng: tách phần mui xe ra cho ta các mẫu ô tô mui trần 7. Nguyên tắc dự phòng: áp dụng các hệ thống thông minh nhằm hạn chế tai nạn như khắc phục điểm dù trong kính chiếu hậu, cảnh báo ngủ gật, cảnh báo tốc dộ cho phép,.. những thông báo và hỗ trợ từ các thiết bị sẽ giúp lái xe an toàn và nhanh chóng hơn. …... IV. HƯỚNG PHÁT TRIỂN VÀ GIẢI PHÁP CỦA Ô TÔ TRONG TƯƠNG LAI Ô TÔ KHÔNG BÁNH Các mẫu xe hiện nay phải chạy trên những con đường thì mẫu xe không bánh có thể di chuyển phía trên mặt đất một khoảng cách nhất định. Việc sử dụng thiết kế này đòi hỏi những ứng dụng công nghệ cao để xe có thể di chuyển một cách ổn định và an toàn trên một “đường đi” mới. Ô TÔ SIÊU TỐC Hiện tại tốc độ của một chiếc xe ô tô đang là một vẫn đề cần được cải thiện, khoảng cách địa lí là một trong số nhiều trở ngại cho việc phát triển kinh tế và sản xuất công nghiệp. Các mẫu ô tô tương lai với tốc độ siêu cao có thể giúp thu hẹp khoảng cách về mặt địa lý, việc vận chuyển con người và hàng hóa sẽ được thực hiện nhanh hơn. Đi đôi với việc phát triển các ô tô siêu tốc là việc phát triển thân xe để bảo vệ cho người và hàng hóa, đồng thời cải thiện hệ thông phanh, giảm xóc, và tầm nhìn của người lái xe. Ô TÔ SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG MỚI Các nguồn năng lượng hiện tại đang cạn kiệt dần chính vì thế việc ô tô sử dụng nguồn năng lượng mới sẽ nhanh chóng ra đời. Cùng với việc sử dụng các nguồn năng lượng mới các loại động cơ ô tô cũng sẽ thay đổi theo Ô TÔ SIÊU THÔNG MINH Nhiều ô tô hiện nay đã được trang bị hệ thống máy tính nhằm giúp hỗ trợ người lái tốt hơn và việc phát triển các hệ thông máy tính trong ngành công nghiệp ô tô sẽ còn được tiếp tục phát triển nhằm đưa ra lộ trình tốt nhất, ngăn ngừa tai nạn đồng thời là một không gian làm việc, giải trí cho người ngồi trên xe. V. KẾT LUẬN Sự phát triển của ngành công nghiệp ô tô hứa hẹn sẽ mang lại cho con người cuộc sống ngày càng tốt đẹp hơn bởi khoảng cách về mặt địa lí dường như được rút ngắn, thời gian được tiết kiệm tối đa cũng như mang lại cảm giác thích thú và tiện lợi trong khi di chuyển. Các phương pháp luận sáng tạo khoa học thực sự là cần thiết trong công việc nghiên cứu và sáng tạo trong tất cả các ngành khoa học nói chung và đối với ngành công nghiệp ô tô nói riêng. Các phương pháp này là sự đúc kết từ nhiều nghiên cứu và tài liệu khác nhau liên quan tới các phương pháp sáng tạo khoa học.Công nghệ thông tin là 1 trong những ngành phát triển năng động nhất hiện nay, do đó sự ảnh hưởng của nó đến các ngành công nghiệp ngày cảng rõ nét, cùng với sự phát triển này hứa hẹn sẽ mang đến cho con người cuộc sống tốt đẹp hơn.