Đã bao giờ bạn tự hỏi: Lốp xe được tạo ra như thế nào, cấu thành từ những bộ phận nào chưa?

Mặc dù lốp xe thường ít được người dùng chú ý đến trong suốt quá trình sử dụng, nhưng đây là bộ phận quan trọng, góp phần vào quá trình giúp vận hành mọi loại xe. Vì vậy mà người dùng ít nhiều nên tìm hiểu để biết thêm về trang bị quan trọng này.

Trong suốt lịch sử 120 năm qua, lốp và xe ô tô luôn song hành cùng nhau. Sản phẩm lốp hiện đại ngày nay thực sự không khác nhiều so với lốp xe của nhiều năm trước, tuy nhiên công nghệ và tiêu chuẩn an toàn hiện đại đã đưa thiết kế lốp xe hiện đại đạt đến mức độ hoàn thiện và công năng cao nhất. Ngoài vai trò giúp xe di chuyển thuận lợi, lốp xe ngày nay còn có khả năng tăng độ linh hoạt của xe, cảm giác lái và độ an toàn. Dưới đây, Tinxe.vn xin gửi đến bạn đọc thông tin về cách tạo ra lốp xe hiện đại, kết cấu của lốp xe hiện đại như thế nào và lốp xe ngày nay đã có những thay đổi nào so với lốp xe ngày xưa.

Quy trình sản xuất lốp xe bên trong nhà máy của Michelin

Lốp xe là gì?

Nói một cách đơn giản, lốp xe là vòng tròn làm từ cao su, bọc quanh bộ lazăng của xe nhằm tạo lớp đệm giữa xe với mặt đường, đồng thời giúp việc kiểm soát xe dễ dàng hơn. Lốp xe là bộ phận duy nhất trên xe được thiết kế để tiếp xúc với mặt đường.

Mặc dù có rất nhiều loại lốp xe, nhưng loại lốp phổ biến nhất được sử dụng cho xe ô tô chở khách là lốp bơm hơi. Đúng như tên gọi, loại lốp này cần được bơm không khí hoặc một loại khí gas đặc biệt vào bên trong để duy trì áp suất lốp. Hầu hết các loại lốp xe ngày nay đều có thiết kế tròn hướng tâm, nói cách khác, sợi tire cord và các chi tiết của lốp đều được căn vuông góc với hướng xe di chuyển.

Cần lưu ý rằng lốp xe không có cấu tạo nguyên khối. Có khá nhiều loại lốp khác nhau, mỗi loại lốp sẽ phục phục vụ cho mục đích và công năng đặc biệt. Ví dụ như lốp chuẩn đua có thiết kế đặc biệt nhằm đạt khả năng bám đường cao nhất và có khả năng ôm cua tốt nhất, trong khi đó lốp xe du lịch thông thường sẽ giúp xe vận hành êm ái và ít ồn nhất, tiết kiệm kiên liệu và đủ đảm bảo an toàn cho xe.

Lốp xe hiện đại ngày nay bắt nguồn từ đâu?

Vào khoảng giữa thế kỷ 19, lốp xe bơm hơi được phát minh bởi một người có tên gọi là Rober William Thomson. Nhưng ở thời điểm đó, chi phí đắt đỏ cùng năng lực sản xuất không đáp ứng được nên lốp xe bơm hơi không được đưa vào sử dụng thực tế. Đến năm 1888, John Boyd Dunlop phát triển một loại lốp bơm hơi cho xe đạp, chính thức trở thành nhà phát minh lốp xe thương mại đầu tiên. Trong khi đó, Michelin cũng tham gia vào ngành sản xuất lốp xe hoàn toàn mới, dành riêng cho ô tô, nhưng thời điểm đó sản phẩm của hãng chưa đủ độ bền để thương mại hóa nên tình hình kinh doanh không mấy khả quan. Phải đến năm 1911, khi Michelin lần đầu tiên ra mắt sản phẩm lốp kèm săm bơm hơi, thương hiệu lốp xe này mới đạt được thành công.

Lốp xe ô tô trong gian đoạn đầu mới xuất hiện

Sau khi lốp xe được đưa vào sử dụng, người tiêu dùng bắt đầu có những đòi hỏi về độ an toàn, cũng vì vậy mà lốp xe bơm hơi trở thành tiêu chuẩn mới. Những năm đầu thế kỷ 20, lốp xe bắt đầu có thêm vân để giảm độ trơn trượt, cũng từ đây mà công nghệ lốp bắt đầu phát triển nhanh hơn. Công ty Dupont phát triển một loại lốp cao su tổng hợp mới vào đầu những năm 30 của thế kỷ 20, trải đường cho loại lốp kết hợp cao su tự nhiên và tổng hợp vẫn đang được ưa chuộng cho đến tận ngày nay.

Kể từ khi chính thức xuất hiện vào cuối thế kỷ 19, lốp xe đã được phát triển phục vụ nhiều nhu cầu riêng biệt, bao gồm lốp không săm, lốp hướng tâm, lốp run-flat, lốp cho mùa đông, lốp lội bùn và nhiều loại lốp đặc biệt khác. Nhận thức được hậu quả sinh ra từ quá trình sản xuất, xả thải và tái chế lốp xe tới môi trường, nhiều nhà sản xuất lốp đã tập trung vào việc hạn chế tối đa tác động của hoạt động sản xuất lốp tới môi trường. Các thương hiệu lớn như Michelin đã đưa ra nhiều chương trình phát triển bền vững dài hạn liên quan đến việc sử dụng chất liệu tái chế và chất liệu sinh học để sản xuất lốp. Hãng lốp đến từ Pháp cho biết dòng sản phẩm lốp hiện đại của hãng được làm từ hơn 200 phụ kiện và chất liệu, rất nhiều chất liệu trong số đó đã được Michelin đầu tư công nghệ để chuyển đổi thành vật liệu có khả năng tái chế.

Lốp xe Michelin được làm từ hơn 200 phụ kiện và chất liệu

Bên cạnh giải quyết vấn đề về chất liệu, Michelin cũng đầu tư phát triển dòng lốp cho xe điện và xe hybrid với khả năng cân bằng giữa hiệu năng vận hành, độ bám đường và hệ số lăn để giúp xe có thể vận hành được xa hơn, tuổi thọ lốp lâu bền hơn.

Tuy nhiên, phát minh lốp có tính ảnh hưởng lớn nhất đến ngành công nghiệp sản xuất lốp cũng như ngành ô tô ngày nay chính là lốp hướng tâm. Lốp hướng tâm được cấu thành từ đai thép và bố lót, bao gồm thép bọc cao su. Lớp bố lót này được sắp xếp vòng quanh lốp nhằm mang đến độ dẻo dai, sự thoải mái và hiệu năng cao.

"Giải phẫu" kết cấu lốp xe

• Lớp lót trong: mặt trong của lốp được làm từ cao su tổng hợp giúp giữ áp suất không khí.
• Lớp sợi bố: Lớp sợi vải mỏng trên bề mặt cao su đóng vai trò giữ kết cấu và hỗ trợ.
• Cao su bảo vệ tanh lốp: Là chi tiết ở viền trong của lốp, nơi tiếp xúc giữa lốp và bộ lazăng.
• Tanh lốp: Mỗi chiếc lốp sẽ có hai tanh lốp, chính xác là hai sợi dây kim loại dạng tròn giúp giữ lốp khít với vành xe cũng như định hình lốp xe.
• Thành lốp: Là bề mặt hương ra ngoài giúp bảo vệ lốp khỏi hư hại khi đi qua gờ hoặc chịu tác động ngoại lực.
• Lớp bố thép: Lớp bố thép được xem là chi tiết chịu phần lớn lực trên lốp. Lớp bố thép thường được tạo nên từ vô số sợi kim loại nhỏ.
• Lớp bố nylon: Lớp bố nylon, hay còn được Michelin gọi là đai 0 độ, là lớp bố được làm từ sợi nylon gia cố thêm cao su, vừa có vai trò định hình lốp, vừa giúp giảm nhiệt.
• Lớp đệm cao su: Kết cấu nằm dưới vân lốp
• Vân lốp/Hoa lốp: Bề mặt lốp tiếp xúc với mặt đường thường có hoa văn đặc biệt, giúp tăng độ bám đường, khả năng thoát nước và thoát bụi bám trên bề mặt lốp.

Lốp xe hiện đại được chế tạo như thế nào

Về tổng quát, dây chuyền sản xuất lốp bắt đầu tư công đoạn trộn và kết hợp các nguyên liệu thô. Từ đây, hỗn hợp nguyên liệu thô sẽ trải qua nhiều giai đoạn khác nhau để tạo nên lớp vỏ cao su, đồng thời gắn kết nhiều phụ kiện như hoa lốp, thành lốp với nhau. Công đoạn cuối cùng là hấp chín để cao su cứng hơn, các thông tin như thương hiệu sản xuất, kích thước sẽ được in lên lốp xe ở công đoạn này.

Lựa chọn nguyên liệu

Tùy thuộc vào loại lốp xe cũng như mục đích sử dịch, các loại cao su, bột màu, dầu và phụ gia sẽ được lựa chọn để tạo nên loại lốp đúng đặc tính yêu cầu. Hỗn hợp nguyên liệu sẽ chứa khoảng 20% cao su tự nhiên, 25% cao su tổng hợp, 55% còn lại sẽ là kim loại và nhiều vật liệu khác. Michelin cho biết sản phẩm lốp của hãng chứa rất nhiều thành phần hóa học giúp lốp xe có lực cản lăn thấp hoặc có độ bám đường rất cao.

Tạo hình

Mặc dù nhiều ngành công nghiệp hiện nay đã ứng dụng công nghệ tự hóa, tuy nhiên vẫn có một số công đoạn sản xuất buộc phải sử dụng đến bàn tay con người. Michelin cho biết quy trình sản xuất lốp của hãng có sự tham gia của cả con người lẫn dây chuyền tự động, thậm chí khi cần, hãng còn tự mình chế tạo các loại máy móc sản xuất và kỹ thuật sản xuất riêng.

Việc chế tạo lốp bắt đầu với công đoạn trộn hỗn hợp nguyên liệu, hệ thống máy tính sẽ giám sát và điều khiển quá trình này nhằm đảm bảo tính đồng bộ của của toàn bộ số lốp xe được sản xuất trong quá trình này. Hỗn hợp nguyên liệu sau khi được trộn xong sẽ được đưa chuyển đến nhiều loại máy để chế tạo thành nhiều chi tiết khác nhau trên lốp xe.

Dây chuyền sản xuất tiếp tục khi lớp lót trong được đặt bên trong lốp xe. Vì lốp xe hiện đại không còn dùng đến săm, lớp lót trong sẽ đảm nhận vai trò chống thấp và giữ kín không khí bên trong lốp xe. Các đai thép và bố lót sẽ thêm vào ở công đoạn này. Để đảm bảo lốp xe vừa khít với bộ vành, dây thép bọc đồng đóng vai trò là tanh lốp sẽ được bố trí ở dưới thành lốp. Mỗi chi tiết trên lốp xe đều có một vị trí nhất định, sau đó được ép để tạo thành lốp "sống".

Hấp "chín"

Trước khi được hấp, lốp xe sẽ được gọi là lốp "sống" và cần được hấp nhiệt để hoàn thiện quá trình ép khuôn và chế tạo. Mỗi chiếc lốp sẽ nằm trong khuôn đúc, được bơm căng hoặc ép lại để tạo hình hoa lốp cũng như in thông tin ở thành lốp.

Sau khi quá trình đúc khuôn hoàn thành, lốp xe sẽ được hấp ở nhiệt độ cao, thường là 300 độ F (~150 độ C) hoặc hơn trong khoảng nửa tiếng. Quá trình này sẽ lưu hóa lốp "sống" giúp cao su cứng lại. Các loại lốp đặc biệt, đặc biệt là lốp off-road kích thước lớn hay lốp chuyên dụng hàng nặng đòi hỏi thời gian hấp dài hơn.

Kiểm tra và đánh giá chất lượng

Lốp sau khi được chế tạo sẽ không xuất xưởng ngay mà còn cần trải qua công đoạn kiểm tra và đánh giá chất lượng. Mỗi hãng sản xuất lốp sẽ có phương pháp kiểm soát chất lượng khác nhau, việc kiểm tra chủ yếu xoay quanh các thao tác như chọn ngẫu nhiên một lượng lớn vừa ra khỏi dây chuyền, tiến hành kiểm tra bằng cách sử dụng trực tiếp trên xe, cắt lốp để kiểm tra sự đồng đều về chất lượng của mỗi lốp, phát hiện lỗi.

Những điều thú vị về lốp xe

1. Trong những năm 1960, Goodyear từng có ý tưởng sản xuất lốp phát sáng. Hãng từng tung ra sản phẩm demo với cao su trong và đèn chiếu sáng, bộ lốp này được gắn lên xe Dodge Polara và Chrysler Silver 300 để trưng bày, nhưng chưa bao giờ được bán ra thị trường.
2. Lốp xe thường có màu trắng và "nhuộm" tối bằng carbon đen.
3. Lốp run-flat có thể khá phổ biến, nhưng nhiều nhà sản xuất từng tung ra các sản phẩm lốp không cần bơm hơi. Michelin có dòng lốp Tweel không cần bơm hơi, có khả năng thay thế hoàn toàn bộ mâm của xe. Dòng lốp này hiện đang được sử dụng cho xe đa địa hình UTV và một số phương tiện chuyên dụng hạng nặng. Hãng đang tiến hành nghiên cứu phiên bản thương mại của dòng lốp này cho xe du lịch để bán ra thị trường.
4. Một kỹ sư của Michelin cho biết dòng lốp đáng mơ ước chất chính là loại lốp có khả năng giao tiếp với xe. Điều này đồng nghĩa rằng mỗi chiếc xe sẽ có thể tự điều chỉnh khả hiệu năng tương thích với loại lốp mà xe đang sử dụng ở bất kỳ thời điểm nào