Ô tô
Lịch sử > Các phương tiện dùng động cơ đốt trong

Năm 1806 Fransois Isaac de Rivaz, một người Thụy Sĩ, đã thiết kế ra chiếc động cơ đốt trong (hiện nay thỉnh thoảng được viết tắt là "ICE") đầu tiên. Sau đó, ông dùng nó để phát triển ra loại phương tiện đầu tiên trên thế giới chạy bằng động cơ sử dụng một hỗn hợp hydro và oxy để phát ra năng lượng. Thiết kế này không thành công lắm, cũng giống như trường hợp nhà phát minh người Anh Samuel Brown, và nhà phát minh người Mỹ, Samuel Morey, những người đã chế tạo ra những phương tiện có động lực từ các động cơ đốt trong kềnh càng vào khoảng năm 1826.
Etienne Lenoir đã chế tạo thành công một động cơ đốt trong đứng yên năm 1860, và trong vòng vài năm, khoảng bốn trăm chiếc như vậy đã hoạt động ở Paris. Khoảng tới năm 1863, Lenoir đã lắp cái động cơ của ông lên một chiếc xe. Có lẽ động cơ của nó dùng nhiên liệu từ các bình gas thắp đèn thành phố, và Lenoir đã nói rằng nó "chạy chậm hơn một người đi bộ, và luôn luôn gặp trục trặc". Trong bằng sáng chế năm 1860 của mình, Lenoir đã thêm vào một cái chế hoà khí (carburettor), nhờ thế nhiên liệu lỏng có thể được dùng để thay thế cho khí gas, đặc biệt cho các mục đích chuyển động của phương tiện. Lenoir được cho rằng đã thử nghiệm nhiên liệu lỏng, như cồn, vào các động cơ đứng yên của mình; nhưng không có vẻ rằng ông đã dùng các động cơ đó để lắp lên xe của mình. Nếu ông làm thế, chắc chắn ông không dùng xăng, bởi vì nó chưa tiện dụng vào lúc ấy và bị coi là một sản phẩm phụ bỏ đi.
Cải tiến tiếp sau xảy ra cuối thập kỷ 1860, với Siegfried Marcus, một người Đức làm việc ở Viên, Áo. Ông đã phát triển ý tưởng sử dụng xăng làm nhiên liệu cho động cơ đốt trong hai kỳ. Năm 1870, sử dụng một xe đẩy tay đơn giản, ông đã chế tạo một phương tiện thô không có chỗ ngồi, thiết bị lái, hay phanh, nhưng nó rất đáng chú ý ở một điểm: nó là phương tiện lắp động cơ đốt trong đầu tiên trên thế giới sử dụng nhiên liệu xăng. Nó được đem ra thử nghiệm ở Viên tháng 9 năm 1870 và bị xếp xó.
Năm 1888 hay 1889, Marcus chế tạo một cái ô tô thứ hai, cái này có ghế ngồi, phanh và thiết bị lái và được lắp một động cơ đốt trong bốn kỳ do chính ông thiết kế. Thiết kế này có thể đã được đem ra thử nghiệm năm 1890. Mặc dù ông có được các bằng sáng chế cho nhiều phát minh của mình, ông không bao giờ xin cấp bằng phát minh cho các thiết kế ở thể loại này. Động cơ đốt trong bốn thì đã được thu thập tài liệu và đưa ra xin cấp bằng phát minh vào năm 1862 bởi một người Pháp là Beau de Rochas trong một cuốn sách mỏng và dài dòng. Ông đã in khoảng ba trăm bản sách đó và chúng được đem phân phát ở Paris, nhưng không mang lại điều gì, và bằng sáng chế này cũng nhanh chóng hết hạn sau đó – còn cuốn sách thì hoàn toàn bị lãng quên. Trên thực tế, sự hiện diện của nó không được biết tới và Beau de Rochas không bao giờ chế tạo một động cơ riêng biệt.
Đa số các nhà sử học đồng ý rằng, Nikolaus Otto, người Đức, đã chế tạo ra chiếc động cơ bốn thì đầu tiên dù bằng sáng chế của ông bị bác bỏ. Ông không hề biết gì về bằng sáng chế hay ý tưởng của Beau de Rochas và hoàn toàn tự mình nghĩ ra ý tưởng đó. Thực tế ông đã bắt đầu suy nghĩ về khái niệm này năm 1861, nhưng đã bỏ rơi nó cho tới giữa thập kỷ 1870. Có một số bằng chứng, dù chưa được xác định, rằng Christian Reithmann, một người Áo sống ở Đức, đã chế tạo ra một chiếc động cơ bốn thì hoàn toàn dựa trên ý tưởng của mình năm 1873. Reithmann đã thực nghiệm các động cơ đốt trong ngay từ đầu năm 1852.
Năm 1883, Edouard Delamare-Deboutteville và Leon Malandin nước Pháp đã lắp một động cơ đốt trong dùng nhiên liệu là một bình khí gas đốt đèn thành phố lên một chiếc xe ba bánh. Khi họ thử nghiệm thiết bị này, chiếc vòi bình gas bị hở, gây ra một vụ nổ.
Năm 1884, Delamare-Deboutteville và Malandin chế tạo và xin cấp bằng sáng chế cho một phương tiện thứ hai. Chiếc xe này gồm một động cơ bốn thì dùng nhiên liệu lỏng lắp trên một cái xe ngựa bốn bánh cũ. Bằng sáng chế, và có lẽ cả chiếc xe, chứa nhiều cải tiến, và một số cải tiến đó còn được ứng dụng trong nhiều thập kỷ tiếp theo. Tuy nhiên, trong lần thử nghiệm đầu tiên, cái khung rời ra, và chiếc xe "rung lắc và rời ra từng mảnh" theo đúng nghĩa đen, theo lời thuật lại của Malandin. Cả hai người không chế tạo tiếp các xe khác nữa. Dự án kinh doanh của họ hoàn toàn không được nhắc tới và bằng sáng chế cũng không được sử dụng. Những kinh nghiệm và kết quả thực nghiệm của họ bị lãng quên trong nhiều năm sau.
Có lẽ, cuối thập kỷ 1870, một người Italia tên là Murnigotti đã xin cấp bằng phát minh cho ý tưởng lắp đặt một động cơ đốt trong lên trên một loại phương tiện, dù không có bằng chứng là đã từng chế tạo được một thứ như thế. Năm 1884, Enrico Bernardi, một người Italia khác đã lắp một động cơ đốt trong lên chiếc xe ba bánh của con ông. Dù nó đơn giản chỉ là một thứ đồ chơi, có thể nói rằng về mặt nào đó nó đã hoạt động khá thành công, nhưng một số người cho rằng động cơ quá yếu để có thể làm chiếc xe di chuyển được.
Tuy nhiên, nếu tất cả những cuộc thực nghiệm trên không diễn ra, có lẽ sự phát triển của ô tô sẽ không thể nhanh chóng như vậy bởi vì có nhiều cuộc thực nghiệm không được biết tới và chúng không bao giờ tiến tới được giai đoạn thử nghiệm. Ô tô dùng động cơ đốt trong thực sự có thể cho là đã bắt đầu ở Đức với Karl Benz năm 1885, và Gottlieb Daimler năm 1889, vì những chiếc xe của họ thành công nên họ có thể đưa vào sản xuất hàng loạt, và họ bị ảnh hưởng lẫn nhau.
Karl Benz bắt đầu xin những bằng phát minh mới về động cơ năm 1878. Ban đầu ông tập trung nỗ lực vào việc tạo ra một động cơ hai thì dùng nhiên liệu gas dựa trên thiết kế của Nikolaus Otto về loại động cơ bốn thì. Một bằng sáng chế về thiết kế của Otto đã bị bác bỏ. Karl Benz hoàn thành chiếc động cơ của mình vào đêm giao thừa và được cấp bằng phát minh cho nó năm 1879. Karl Benz chế tạo chiếc ô tô ba bánh đầu tiên của mình năm 1885 và nó được cấp bằng ở Mannheim, đề ngày tháng 1, 1886. Đây là -"chiếc ô tô đầu tiên được thiết kế và chế tạo theo đúng nghĩa"- chứ không phải là một cái xe ngựa, tàu, hay xe kéo được chuyển đổi.
Trong số những thiết bị mà Karl Benz phát minh cho ô tô có chế hoà khí, hệ thống điều chỉnh tốc độ cũng được gọi là chân ga, đánh lửa sử dụng các tia lửa điện từ một ắc quy, bugi, khớp ly hợp, sang số, và làm mát bằng nước. Ông đã chế tạo thêm các phiên bản cải tiến năm 1886-1887 và đưa vào sản xuất năm 1888, là chiếc xe đầu tiên trên thế giới được đưa vào sản xuất.
Gần 25 chiếc đã được chế tạo ra trước năm 1893, khi chiếc xe bốn bánh của ông được đưa ra giới thiệu. Chúng được lắp các động cơ bốn thì theo thiết kế của riêng ông. Emile Roger nước Pháp, đã chế tạo các động cơ của Benz dưới bằng phát minh của ông, và lúc ấy cũng đưa ô tô của Benz vào dây chuyền sản xuất của mình. Bởi vì Pháp là nơi có thái độ chấp nhận hơn với những chiếc ô tô đầu tiên, nói chung ô tô được chế tạo và bán ở Pháp qua Roger nhiều hơn số lượng của Benz lúc ban đầu ở chính nhà máy của ông ở Đức.
Gottlieb Daimler, năm 1886, lắp động cơ bốn thì của mình lên một chiếc xe ngựa ở Stuttgart. Năm 1889, ông chế tạo hai chiếc xe có thể coi là những chiếc ô tô với rất nhiều cải tiến. Từ 1890 đến 1895 khoảng ba mươi chiếc đã được Daimler và người trợ lý sáng tạo của ông là Wilhelm Maybach, chế tạo ở cả các xưởng của Daimler hay tại Hotel Hermann, nơi họ lập ra một phân xưởng sau khi những người hỗ trợ rút lui. Hai người Đức đó, Benz và Daimler, dường như không biết tới công việc của nhau và làm việc độc lập. Daimler chết năm 1900. Trong thời chiến tranh thế giới thứ nhất, Benz đề xuất hợp tác giữa hai công ty do hai người lập ra, nhưng mãi tới năm 1926 hai công ty mới hợp nhất dưới cái tên Daimler-Benz với cam kết sẽ cùng tồn tại dưới tên này cho tới tận năm 2000.
Năm 1890, Emile Levassor và Armand Peugeot nước Pháp bắt đầu sản xuất hàng loạt các phương tiện gắn động cơ của Daimler, và từ đó mở ra nền tảng ban đầu cho công nghiệp ô tô ở Pháp. Chúng đều bị ảnh hưởng từ chiếc Stahlradwagen của Daimler năm 1889, từng được triển lãm ở Paris năm 1889.
Tại Hoa Kỳ, Henry Ford thành lập nên Ford Motor Company và đưa việc sản xuất ô tô thành dây chuyền. Năng suất tăng cao, giá thành mỗi chiếc rẻ hơn nên ô tô dần trở nên phổ biến ở Mỹ từ thập niên 1920.
Chiếc ô tô của Mỹ đầu tiên bằng động cơ đốt trong chạy nhiên liệu gas có lẽ đã được thiết kế năm 1877 bởi George Baldwin Selden ở Rochester, New York, ông đã xin cấp một bằng sáng chế cho một chiếc ô tô năm 1879. Selden không hề chế tạo một chiếc ô tô riêng biệt cho tới tận năm 1905, khi ông bị bắt buộc phải làm thế, theo luật. Selden nhận được bằng phát minh của mình và sau đó kiện Ford Motor Company vì vi phạm bằng phát minh của mình. Henry Ford hiển nhiên là chống đội lại hệ thống cấp bằng sáng chế Hoa Kỳ và trường hợp của Selden kiện Ford đã phải đưa lên Toà án tối cao, toà phán quyết rằng Ford, và bất kỳ người nào khác, tự do chế tạo ô tô mà không cần trả tiền cho Selden, bởi vì công nghệ ô tô đã phát triển mạnh từ khi Selden được cấp bằng và không ai còn chế tạo ô tô theo thiết kế của ông ta nữa.
Trong lúc ấy, những cải tiến quan trọng trong lĩnh vực năng lượng hơi nước ở Birmingham, Anh bởi Lunar Society đã xảy ra. Cũng chính ở nước Anh, thuật ngữ sức ngựa được đem ra sử dụng lần đầu tiên. Và cũng chính ở Birmingham những chiếc xe ô tô bốn bánh chạy bằng dầu được chế tạo lần đầu năm 1895 bởi Frederick William Lanchester. Lanchester cũng được cấp bằng phát minh ra phanh đĩa tại thành phố này. Các phương tiện chạy điện được một số nhỏ những công ty chế tạo.