Công nghệ ôtô - từ đường pit tới garage

Trong suốt hơn một thế kỷ, lốp xe chỉ đơn thuần là những vòng tròn làm bằng cao su. Những năm sau đó, tanh lốp xuất hiện giúp cố định lốp xe với la-zăng. Nhưng kiểu lốp như vậy vẫn tồn tại vài nhược điểm. Về cơ bản, những lốp xe ngày nay ở mức độ nào đó vẫn có thể cho tài xế biết được tình trạng lốp như lỗ thủng, vết rách, bị trượt trên nước và băng tuyết, mất áp suất hay đột ngột bị vỡ. Chúng có thể cảnh báo được nhiều thứ nhưng vẫn chưa đạt tới mức độ thông minh.

Pirelli hiện là nhà sản xuất lốp cho F1. Ảnh: Formula1

Bên trong loại lốp kết nối mạng của Pirelli là một kết cấu công nghệ cao với các cảm biến tiên tiến có thể truyền thông tin và cảnh báo tới thiết bị thu điện tử bên trong khoang lái thông qua sóng radio. Lốp xe sẽ biết nếu xe đang trượt trên một vũng nước, mất lực kéo. Thông tin có thể được gửi tới tài xế để họ thực hiện những phản ứng chính xác, hoặc trong một vài trường hợp, lốp xe sẽ "báo" cho bộ phận xử lý trên xe để máy tính điểu chỉnh tốc độ động cơ, kiểm soát lực kéo hay các thiết lập khác.

Các thiết bị cũng có khả năng "nói chuyện" với một mạng không dây 5G, cho phép chúng giao tiếp với các tài xế trên những phương tiện khác được trang bị bộ thu tín hiệu, hoặc một cơ sở hạ tầng không dây đặt tại đường đua.

Và nếu như không có tài xế trong xe?

Corrado Rocca, người đứng đầu bộ phận nghiên cứu & phát triển cho dự án lốp thông minh của Pirelli cho biết: "Hệ thống của chúng tôi sẽ bổ sung nhiều thiết bị "nhạy cảm" vào hệ thống quan sát trong chế độ tự hành. Ví dụ, bạn có thể tưởng tượng rằng chiếc xe đang nhận thông tin từ mặt đường để tránh một chướng ngại vật hay người đi bộ, ra lệnh cho nó "chậm lại". Xe sẽ gia tăng dữ liệu quan sát từ các camera, từ bộ dò bằng tia lazer, sóng siêu âm hay quét radar. Đó là bước kế tiếp.

Rocca mô tả cảm biến gắn trên lốp xe có hình chóp nón với kích cỡ bằng khoảng một đồng xu, trên đó chứa một chip xử lý, một bộ thu phát radio và các mạch điện tử giao tiếp. Bằng cách sử dụng phần mềm xử lý phức tạp, nó sẽ để lại dữ liệu cho bộ điều khiển động cơ ECU. Pirelli cũng đang lên kế hoạch cung cấp cho các chủ xe hiệu năng cao ở Mỹ một thiết bị hậu mãi gắn trong khoang lái, kết nối với các cảm biến trên dòng lốp công nghệ cao Trofeo của hãng, giúp chúng có khả năng truyền thông tin về điều kiện lốp, thời gian vòng đua cũng như vị trí trên đường đua.

Nghiên cứu của Pirelli sẽ mất nhiều thời gian để tích hợp lên xe thương mại, bởi lẽ vấn đề không chỉ nằm ở việc bổ sung công nghệ mà quan trọng hơn là tích hợp lốp với các phần mềm điều khiển của xe.

Pirelli gần đây đã thử nghiệm lốp kết nối mạng trên một chiếc Audi. Rocca nói rằng nó có khả năng truyền thông tin qua mạng 5G tới một chiếc xe khác, mô tả về những điều kiện đường ướt.

Lốp xe Pirelli kết nối qua mạng 5G. Ảnh: Pirelli

Kế hoạch thử nghiệm lốp này cho xe đua cũng chưa rõ ràng, dù xe F1 khá lý tưởng để sử dụng.  Trong ba năm tới, Pirelli sẽ là nhà cung cấp độc quyền về lốp xe cho mọi đội đua Công thức Một thông qua bản hợp đồng với Liên đoàn ôtô Quốc tế, đơn vị quản lý của F1. Ngoài ra còn có một thỏa thuận không mấy lạ lẫm: Michelin sẽ là thương hiệu được các đội đua của giải Công thức E – dành cho xe đua chạy bằng điện sử dụng, và hãng này đang phát triển một cảm biến lốp cho để kiểm soát áp suất.

"Công thức Một có những quy định nghiệm ngặt của cuộc chơi, những thứ nằm ngoài phạm vi của chúng tôi." Rocca nói. "Chúng tôi không được chú ý lúc này. Nhưng trong tương lai thì...", Rocca buông một câu lửng.

Pirelli đang theo đuổi những bước tiến khác trong việc phát triển lốp xe cho các dòng phương tiện chính, bao gồm các vấn đề liên quan tới vật liệu chế tạo, trọng lượng và độ ồn từ mặt đường cũng như các tác động về nhiệt. Một trở ngại khác để tích hợp các công nghệ từ đường đua lên những chiếc xe thông thường là phải chế tạo được tanh lốp đơn giản, bộ phận này giúp cố định lốp với vành xe.

"Trong cuộc đua Công thức Một, lốp xe và vành xe luôn chịu những áp lực khổng lồ," Mario Isola, người đứng đầu chương trình đua xe của Pirelli chia sẻ.

Trong khi những hoài nghi vẫn cho rằng ý tưởng chuyển giao công nghệ từ đường đua chỉ là chiêu bài marketing thì các nhà sản xuất như Ferrari hay Mercedes từ lâu đã nhấn mạnh về mối liên hệ giữa đường pit và các showroom.  Một vài ví dụ có thể kể đến:

Phanh đĩa. Phanh xe là một bộ phận quan trọng, các đĩa phanh lần đầu tiên xuất hiện trên những chiếc Jaguar ở thập niên 50 là một thiết kế "vay mượn" từ phát minh của công nghiệp hàng không. Nếu những chiếc đĩa ít bị mài mòn và hạn chế được hiện tượng quá nhiệt có thể giúp một chiếc máy bay dừng lại, vậy hãy thử tưởng tượng những gì nó có thể làm được trên một chiếc xe đua. Jaguar C-Type với công nghệ này đã chiến thắng giải đua huyền thoại 24h Le Mans vào năm 1953. Phần lớn những chiếc xe sản xuất hàng loạt trong năm 2020 có trang bị phanh đĩa, ít nhất ở hai bánh trước.

Chống bó cứng phanh. Công nghệ này cũng được phát triển từ ngành hàng không và xuất hiện lần đầu trên những chiếc Công thức Một đầu những năm thập niên 60. Sau đó chúng trở nên phổ biến trên mọi chiếc xe ngày nay.

Hệ thống thu hồi năng lượng động học KERS có lẽ là ví dụ tuyệt vời về tác động của chiếc xe khi di chuyển và dừng lại trong cuộc đua. Nó được giới thiệu cho mùa giải F1 2009. Với KERS, năng lượng động học (được sinh ra trong quá trình phanh) được lưu trữ ở pin và sau đó được tái sử dụng để gia tăng sức mạnh cho động cơ. Ferrari đã trình diễn hệ thống này trên một chiếc xe ý tưởng, nhưng cần giảm chi phí nhiều hơn nữa để áp dụng trên xe thương mại.

Hệ thống tăng áp. Công nghệ tăng áp trở nên phổ biến trong đua xe một phần nhờ vào Renault, sử dụng năng lượng từ quạt nén không khí xuất hiện tại đường đua F1 những năm 70. Những bộ tăng áp giúp động cơ cỡ nhỏ đạt công suất cao hơn, cho phép các nhà sản xuất ô tô giảm kích cỡ xi lanh và cải thiện hiệu quả tiêu thụ nhiên liệu.

Sợi carbon. Ngày nay vật liệu này được tìm thấy trên các dòng sản phẩm chính của BMW, Ferrari và vài nhà sản xuất khác. Động lực chính cho sự phát triển của sợi carbon bắt nguồn từ F1 và công nghiệp hàng không vũ trụ. Thomas Edison là người đầu tiên sử dụng vật liệu này. Nó cứng hơn nhôm nhưng lại nhẹ hơn. Một vài nhà sản xuất như Cadillac sử dụng chúng để tạo ra những chiếc la-zăng đề cao tính thẩm mỹ, nhưng giá trị thực sự nằm ở việc các kỹ sư có thể giảm trọng lượng, gia tăng sức chịu đựng cho các bộ phận như nắp ca-pô, trần xe và các thành phần nội thất khác.

Cuối cùng, chiến thắng trong cuộc đua là một chuyện; nhưng ứng dụng công nghệ này lên những chiếc xe để sử dụng hàng ngày và cố gắng bán được với số lượng thật nhiều là chuyện hoàn toàn khác.

"Công thức Một luôn dẫn đầu các công nghệ mới, đó là DNA của nó, và đó cũng là lý do vì sao các hãng xe luôn dành ngân sách để tham gia vào cuộc chơi",  Mario Andretti - người từng chiến thắng trong mùa giải 1978, đồng thời giành được bốn danh hiệu IndyCar, bao gồm cả Indianapolis 500, nán lại nói chuyện trong lúc đang bước vào đường pit tại chặng ở Austin, Texas gần đây.

Thái Hoàng (theo NYTimes)