Vì sao lốp xe chuyển từ dùng ruột sang thiết kế không ruột?

Những bánh xe gỗ và kim loại trên xe ngựa thế kỷ 19 bắt đầu thay đổi khi nhà hóa học người Mỹ Charles Goodyear phát minh ra quá trình lưu hóa, giúp cao su trở nên bền và đàn hồi hơn.

Nhờ đó, cao su nhanh chóng trở thành vật liệu lý tưởng để sản xuất lốp xe. Năm 1845, kỹ sư người Anh Robert William Thomson chế tạo chiếc lốp hơi đầu tiên từ cao su lưu hóa.

Tuy nhiên, chi phí quá cao khiến sản phẩm này chưa thể thương mại hóa. Đến năm 1881, lốp cao su đặc mới xuất hiện trên những chiếc taxi ở London.

Phải đến năm 1911, Philip Strauss mới đăng ký bằng sáng chế cho lốp ô tô bơm hơi với ruột bên trong, đánh dấu sự ra đời của lốp có ruột. Công nghệ này thống trị ngành ô tô hơn nửa thế kỷ, dù những mẫu lốp đầu tiên chưa thực sự hoàn hảo.

Nhờ lớp đệm khí từ ruột, xe vận hành êm hơn so với lốp đặc, nhưng nhược điểm là dễ bị thủng, gây xì hơi nhanh và khiến việc vá lốp trở thành nỗi ám ảnh của người lái xe thời đó.

Bước ngoặt xảy ra năm 1947 khi kỹ sư Frank Herzegh của B.F. Goodrich phát minh lốp không ruột. Đến năm 1952, công ty này sở hữu bằng sáng chế và ngành ô tô bước sang một kỷ nguyên mới.

Khi đường sá được cải thiện và xe chạy nhanh hơn, lốp có ruột bộc lộ nhiều hạn chế như dễ thủng, sinh nhiệt cao dẫn đến nổ lốp và mất áp suất đột ngột.

Về mặt an toàn, lốp có ruột không còn phù hợp, trong khi lốp không ruột được ưa chuộng nhờ nhẹ hơn, chi phí hợp lý và dễ sửa chữa.

Sự khác biệt giữa lốp có ruột và lốp không ruột

Cả hai loại lốp đều làm từ cao su và có hình dạng tương tự, nhưng cấu tạo khác biệt. Lốp có ruột sử dụng một ống cao su chứa khí đặt bên trong lốp để giữ hình dạng.

Thiết kế này tạo ma sát giữa ruột và vỏ, sinh nhiệt lớn khi xe chạy nhanh. Khi bị thủng, lốp xì hơi ngay lập tức, gây nguy hiểm cho người lái.

Lốp không ruột khắc phục hầu hết nhược điểm này. Nhờ được lắp trực tiếp lên vành, lốp tản nhiệt tốt hơn, giảm nguy cơ nổ và xì hơi đột ngột.

Khi bị thủng, lốp không ruột xì hơi chậm hơn, dễ vá và thậm chí có thể tự sửa tại chỗ. Ngoài ra, lốp không ruột nhẹ hơn, giúp giảm trọng lượng xe, cải thiện mức tiêu hao nhiên liệu và mang lại cảm giác lái êm ái hơn.

Công nghệ hiện nay còn phát triển lốp run-flat với thành bên gia cố, cho phép xe chạy tiếp ngay cả khi xì hơi. Tuy nhiên, nhược điểm là độ cứng, trọng lượng và chi phí cao khiến loại lốp này chưa phổ biến.

Trong khi đó, các nhà nghiên cứu tại Harvard đang thử nghiệm vật liệu cao su chống nứt có độ bền gấp 10 lần cao su lưu hóa, nhưng chưa rõ khi nào sẽ ứng dụng thực tế.

Một số ý tưởng về lốp không khí (airless) cũng được đề xuất, nhưng cho đến khi có giải pháp thay thế mang lại sự êm ái, khả năng chống thủng tốt và an toàn hơn, lốp không ruột vẫn sẽ là lựa chọn chủ đạo.