Ngành công nghiệp bánh xe đã trải qua một quá trình phát triển lâu dài gắng liền với nền văn minh của loài người.

Bánh xe đẩy trong thời kỳ đầu

Thời điểm con người phát minh ra bánh xe là năm 3500 trước Công nguyên. Tuy vậy các nhà nghiên cứu vẫn không chắc chắn được rằng bánh xe có phải ra đời sớm hơn hay không.

Bánh xe có thể ra đời vào khoảng thời kỳ đồ đá (15.000 – 750.000 năm trước Công nguyên)

Thời xưa, con người sử dụng các khúc gỗ tròn làm con lăn để chuyển vật nặng. Để di chuyển vật lớn và đi xa, con người cần phải có càng nhiều con lăn như vậy. Sử dụng nhiều và liên tục giúp con người cải tiến sao cho việc sử dụng các khúc gỗ ngày càng hiệu quả hơn. Nhờ sự phát triển của đồ đồng, đồ sắt họ có thể đẽo và đục gỗ cho bánh xe tròn hơn, mỏng và dễ lăn hơn. Từ đó sử dụng thanh ngang đặt bên dưới có tác dụng ngăn bánh trượt ra ngoài. Người ta sử dụng hai bánh đi kèm hai thanh ngang, một cái đặt trước và một cái đặt sau bánh xe.

Phải mất 1.500 năm sau, nan hoa mới được phát minh. Bánh xe chỉ cần sử dụng ít vật liệu hơn nhưng vẫn đảm bảo được công năng. Các nhà nghiên cứu tin rằng người Ai Cập cổ đại chính là ông tổ của bánh có nan hoa được trang bị cho loại xe ngựa năm 2000 trước Công nguyên.

Bánh xe với nan hoa bằng gỗ do người Ai Cập cổ đại phát minh

Bước phát triển tiếp theo là thay nan hoa bằng sắt. Kiểu dáng này được tìm thấy trong những cỗ xe ngựa Celtic năm 1000 trước Công nguyên. Bánh xe có nan hoa vẫn giữ nguyên kiểu dáng như cũ cho đến tận năm 1802 khi G.F Bauer lần đầu tiên giới thiệu nan hoa dây căng. Cấu tạo của loại nan hoa này bao gồm một sợi dây dài xâu xuyên qua vành xe và cố định cả hai đầu trục. Vài năm sau, nan hoa dây được cải tiến thành loại nan hoa hiện đại bây giờ.

Thời đầu lốp xe làm bằng cao su đặc – cứng nên xe đi ồn và rung. Năm 1845 do R.W. Thompson thiết kế lốp bơm hơi và được John Dunlop cải tiến thành công vào năm 1888. Nhờ khả năng chạy êm hơn, bánh xe của Dunlop ngay lập tức thay thế cho “đàn anh” làm bằng cao su cứng thời đó.

Bánh xe ôtô

Chiếc xe đầu tiên là một chiếc xe ba bánh của Đức tên là Benz Patent Motorwagen 1885 của Karl Benz. Xe dùng bánh giống như của xe đạp với lốp làm bằng cao su cứng. Người đầu tiên sử dụng lốp cao su cho xe ôtô chính là anh em André và Edouard Michelin. Năm 1910, công ty B.F.Goodrich phát hiện ra cách thêm carbon vào trong cao su để tăng tuổi thọ bánh xe.

Ở Mỹ khi đó, dòng xe Model T của hãng Ford vẫn sử dụng loại bánh gỗ. Mãi đến năm 1926 và 1927, bánh nan hoa với lốp bơm hơi Dunlop mới được phổ biến rộng rãi. Tuổi thọ bánh xe thời kỳ đầu này thường rất thấp, chỉ khoảng 3.220 km và người ta thống kê cứ mỗi 48-64 km bánh xe lại cần phải sửa chữa và bảo dưỡng do các vấn đề như long bánh, thủng lốp hoặc kẹp săm.

Giai đoạn tiếp theo trong quá trình phát triển của bánh xe lại trở về kiểu bánh đĩa ban đầu. Lý do đơn giản là sản xuất bánh đĩa có chi phí thấp hơn. Vành xe có thể uốn từ một thanh kim loại thẳng còn bánh đĩa có thể được làm rất đơn giản bằng kim loại lá. Hai thành phần này được hàn và đóng đinh cố định với nhau, từ đó tạo ra một chiếc bánh xe khá nhẹ, cứng, bền, dễ sản xuất đại trà với chi phí cực rẻ.

Bánh xe thép – một trong hai loại phổ biến nhất hiện nay

Giữa vành và bánh xe có một điểm khác biệt rất rõ ràng. Ngày nay, mọi người thường dùng vành để ám chỉ bánh xe đặc biệt là vành hợp kim. Thực chất, vành là bộ phần bên ngoài của bánh xe dùng để cố định lốp.

Hiện nay có hai loại bánh xe ôtô chính là bánh thép và bánh hợp kim. Cả hai loại bánh này đều được sản xuất dưới công nghệ tiên tiến. Nhờ đó, loại bánh đồ sộ và nặng của thời kỳ đầu đã “lột xác” thành loại trọng lượng nhẹ với bộ nan hoa khỏe.

Bánh hợp kim với lợi thế nhẹ và dẫn nhiệt tốt

Khi so sánh hai loại trên, chúng ta có thể dễ dàng nhận ra bánh hợp kim nhẹ hơn và dẫn nhiệt tốt hơn. Do đó, bánh hợp kim có thể tăng tính năng lái và điều chỉnh cũng như kéo dài tuổi thọ của phanh. Ngoài ra, bánh hợp kim còn sở hữu kiểu dáng cuốn hút hơn. Xe được trang bị bánh hợp kim bao giờ cũng đắt hơn “người anh em” đi kèm bánh thép.

Tương lai của bánh xe

Để thay thế loại bánh truyền thống mang kiểu dáng nhàm chán, hiện nay các công ty đang cố gắng cho ra đời những sản phẩm có thiết kế độc hơn. Một trong số đó phải kể đến Michelin – công ty năng nổ nhất trong lĩnh vực nghiên cứu với hai mẫu bánh xe concept cải tiến mang tên Tweel và Active Wheel System.

a. Tweel

Tweel do Michelin thiết kế chỉ thích hợp cho các loại xe xây dựng

Ra mắt làng xe thế giới vào năm 2006, Tweel trở thành thiết kế đầu tiên ứng dụng công nghệ lốp không bơm hơi thay cho loại truyền thống. Bề mặt lăn bao gồm mặt lăn bằng cao su gắn với trục thông qua bộ nan hoa dẻo. Nan hoa nối với bánh xe có thể biến dạng với chức năng giảm xóc. Michelin tuyên bố rằng Tweel vẫn có thể di chuyển nhẹ nhàng như loại bánh thông thường mà không cần không khí.

Mặc dù mang lại nhiều lợi ích nhưng Tweel cũng không thể tránh được những điểm bất cập. Khi chạy ở tốc độ quá 80 km/giờ, xe dùng loại bánh Tweel thường bị rung. Vì vậy, loại bánh này chỉ thích hợp cho những loại xe cá nhân hoặc xây dựng.

b. Active Wheel System

Active Wheel System – thiết kế mang tính cách mạng nhất của Michelin

Mẫu concept này có lẽ là thiết kế mang tính cách mạng nhất của Michelin khi kết hợp mọi bộ phận quan trọng của xe với bánh. Được sử dụng cho dòng xe điện, Active Wheel System bao gồm động cơ, hệ thống giảm xóc, hộp số và trục truyền động.