Bắt đầu từ chiếc đèn cổ lỗ sĩ khổng lồ đến những chiếc bilux (hai bóng) hình parabol của thập niên 1950-1960, đèn pha đã cải thiện đến 85% hiệu quả chiếu sáng. Sau đó là sự xuất hiện của đèn cốt (low-beam) chiếu sáng trong khoảng 100 m và đèn bi-xenon với khoảng cách quan sát an toàn 180 m hiện nay. Lịch sử đèn pha bắt đầu cùng thời với xe hơi khi Gottlieb Daimler và Karl Benz giới thiệu chiếc xe hơi đầu tiên năm 1886. Qua từng giai đoạn, do yêu cầu đòi hỏi khác nhau của thực tế khi lái xe vào ban đêm, trong thời tiết xấu, các đèn pha liên tục được cải tiến và phát triển với nhiều loại khác nhau:
 |
| Đèn pha trên xe Mercedes qua 120 năm. (GCF) |
Đèn carbua - 35 lít gas cho một giờ hoạt động.
Ngoài đèn nến, tài xế còn sử dụng đèn xăng và acetylene để chiếu sáng con đường phía trước. Đèn pha sử dụng acetylene được biết đến nhiều hơn so với các các đèn dùng carbua (đất đèn) bởi chúng rất tốn kém. Người ta phải đốt 35 lít gas một giờ. Các nhà sản xuất thường lắp một bình tạo khí gas bên ngoài xe để mọi người không phải ngửi mùi khó chịu của carbua.
Ngay từ những năm đầu tiên của lịch sử đèn pha, một vấn đề luôn ám ảnh những nhà chế tạo xe hơi đến tận ngày nay. Trong khi họ cố gắng tạo loại đèn pha có khả năng chiếu sáng càng xa càng tốt thì nó lại gây lóa mắt cho tài xế đi trên xe ngược chiều. Để tránh hiện tượng này, năm 1908, các nhà thiết kế đã đưa ra ý tưởng hạ thấp ngọn lửa acetylene ra khỏi tiêu điểm ống kính mỗi khi gặp xe ngược chiều bằng cách sử dụng sợi dây điều khiển. Mặc dù cách làm này được ứng dụng nhanh chóng nhưng tương lai cho đèn pha acetylene không còn. Xe hơi ngày một nhanh hơn khiến đèn gas trở nên lỗi thời.
Đèn pha dùng điện với ắc quy và máy phát điện một chiều
Đèn điện đầu tiên được sử dụng trên xe Mercedes ngay từ 1910. Thậm chí, ngay cả các model cũ hơn của Daimler và Benz cũng được trang bị thêm công nghệ chiếu sáng bằng điện. Tuy nhiên điểm yếu của đèn điện là thời gian hoạt động. Nguồn điện cần có đủ dung lượng, trong khi ắc quy thời kỳ đó lại chưa đáp ứng được yêu cầu này. Máy phát điện một chiều ra đời như một giải pháp hữu hiệu nhất cho đèn pha lúc đó.
 |
| Đèn carbua gắn trên xe đạp. (Wikipedia) |
Năm 1913, công ty điện Bosch, Đức, đã có cách tiếp cận hợp lý đối với vấn đề này và đưa ra sản phẩm "Bosch Light". Đây là hệ thống tích hợp đèn pha, máy phát điện một chiều và bộ điều chỉnh để tránh gây phiền phức cho khách hàng nếu mua các phần tử rời rạc. Tuy nhiên, vẫn xuất hiện những tranh cãi xung quanh đèn pha sử dụng điện hiện đại và các đèn pha thế hệ cũ sử dụng gas. Một giải pháp mới là kết hợp đèn pha chạy bằng nhiên liệu với đèn pha điện. Các loại đèn pha này cùng tồn tại cho đến sau chiến tranh thế giới lần thứ nhất. Năm 1920, điện chiếm ưu thế không chỉ trong đèn pha mà còn trong cả công nghệ chế tạo xe hơi.
Đèn cốt (low-beam) và những vấn đề thực tế
Lái xe trong đêm vẫn bị ảnh hưởng bởi vấn đề rất cũ là gây chói mắt của những chiếc xe đi ngược chiều. Các kỹ sư đã cố gắng rất nhiều nhằm giải quyết vấn đề này bằng cách sử dụng thiết bị chống lóa mắt và tìm ra phương pháp lắp đặt đèn pha. Hai đèn pha riêng biệt với hai chùm ánh sáng mang lại hiệu quả cao hơn (pha và cốt).
Bóng đèn bilux - giải pháp tất cả trong một
Năm 1924, chuyên gia về đèn Osram đưa ra giải pháp kỹ thuật mới là dùng bóng đèn có hai sợi đốt, kết hợp cả chùm pha và cốt trên cùng một gương phản xạ. Loại đèn này tạo nên hai chùm sáng khác nhau về cường độ và hướng, chiếu sáng vùng phía trước và có tên "đèn bilux". Tất cả những model nổi tiếng của Mercedes-Benz trong những năm 1930 như SSK, 500K hay Type770 “Grand Mercedes” đều sử dụng loại đèn bilux này.
Năm 1957, một số cải tiến khác trong công nghệ chiếu sáng sử dụng trên chiếc xe huyền thoại 300SL Roadster. Mercedes trở thành nhà sản xuất xe hơi đầu tiên kết hợp pha, cốt, và đèn signal trên một đèn pha duy nhất.
Đèn cốt không đối xứng - sáng hơn phía bên phải
Cùng năm 1957, một điểm mới xuất hiện trên những chiếc xe của Mercedes, đó là sự ra đời của đèn cốt không đối xứng. Loại đèn này có cường độ sáng cao hơn phía bên tay phải, nơi hay có người đi bộ và xe đạp mà lái xe thường rất khó phát hiện trong đêm. Năm 1957, chính quyền Đức chính thức công nhận việc sử dụng đèn cốt không đối xứng trên xe ôtô.
Đèn pha halogen - hiệu quả gấp đôi
Chỉ một vài năm sau, ngành công nghiệp ôtô chứng kiến sự xâm nhập và chiếm ưu thế của đèn sử dụng halogen (gồm các khí Flo, Clo). Một trong những ưu điểm lớn nhất của công nghệ này là hiệu quả chiếu sáng và tuổi thọ làm việc cao. Trong khi đó, đối với các đèn sợi đốt thông thường, kim loại bốc hơi từ các sợi đốt tập trung trên bề mặt kính làm xám đen. Halogen có tác dụng làm hạn chế sự bốc hơi của kim loại từ sợi đốt làm cho bóng đèn trở nên sáng. Ngoài ra nó cũng giúp đốt nóng sợi đốt một cách mạnh mẽ và cho nguồn ánh sáng tốt hơn.
Đèn pha chiếu ánh sáng từ các thấu kính
Công nghệ chiếu sáng tiếp tục được phát triển xa hơn bằng giải pháp thay đổi hình dạng của đèn pha và gương phản xạ. Đầu những năm 1960, các đèn pha hình chữ nhật bắt đầu xuất hiện trên đường phố. Năm 1983, đèn pha đánh dấu sự phát triển mang tính quyết định nhờ cách thức chiếu ánh sáng lên trên mặt đường theo nguyên lý của các đèn slide. Sự khác nhau mang tính quyết định nằm ở gương phản xạ. Nó không phải là một gương parabol mà là gương ellipsoid với ba trục chuyển động nên tạo ra nhiều ánh sáng hơn.
Đèn pha chiếu tạo ra một chùm sáng dạng nón với một điểm hội tụ xác định rất gần với bề mặt phản xạ. Các thấu kính thông thường sẽ được thay thế bằng các thấu kính hội tụ với một vùng chỉ vài cm2 tập trung chùm sáng.
Các nhà thiết kế xe hơi rất ngạc nhiên với công nghệ đèn pha mới. Ngay lập tức họ thiết kế các đèn pha cực kỳ gọn nhẹ và cực mỏng với các kính hội tụ đặt nghiêng. Các đèn pha dùng phương pháp chiếu này mang đến nhiều ưu điểm như sự phân bố ánh sáng, giảm một cách đáng kể sự lóa do sương mù, mưa và tuyết.
Công nghệ đèn pha với tiêu điểm biến đổi
Một trong những điểm mới trong công nghệ xe hơi xuất hiện năm 1995 trên E-Class với cặp đèn pha đôi. Đèn pha đôi được thiết kế riêng rẽ hai chức năng pha và cốt cho phép các gương phản xạ có thể định dạng một cách tối ưu nhất theo từng nhiệm vụ cụ thể của chúng.
Máy tính giúp các gương có thể định dạng với trường chiếu sáng lớn nhất và sự phân bố ánh sáng tối ưu. Máy tính chia bề mặt của gương phản xạ thành hàng nghìn phần tử gương nhỏ xíu, gương sẽ chuyển động xung quanh và định hình lại cho đến khi nào có được một vị trí tối ưu nhất. Điều này tạo ra nguồn sáng tốt hơn và chiếu sáng xa hơn.
Xenon - ánh sáng từ khí
Một phát minh khác của Mercedes vào năm 1991 là đèn pha xenon. Nguồn sáng của đèn này gồm khí xenon và một lượng nhỏ muối kim loại. Bằng cách tạo ra những xung ngắn với điện áp lên đến 28.000 Volt, các quầng plasma sẽ xuất hiện giữa các cực của đèn. Xenon hoạt động ổn định ở khoảng 85 Volt và bắt đầu thay thế các bóng đèn sợi đốt thông thường. Xenon được sử dụng trên các thế hệ E-Class từ năm 1995. Ưu điển lớn nhất của xenon là chúng chỉ tiêu thụ 35 W nhưng lại có cường độ ánh sáng gấp 2 lần so với những chiếc đèn halogen công suất 55W.
 |
| Đèn pha công nghệ đi-ốt phát quang LED. (Autoweek) |
Bi-xenon - một đèn cho hai chức năng pha và cốt
Đột phá mới trong lĩnh vực chiếu sáng của Mercedes xảy ra vào năm 1999 khi chiếc CL-class coupe được trang bị bộ đèn pha bi-xenon. Bi-xenon có nghĩa là các đèn pha kết hợp hai chức năng đèn pha và cốt. Hiện nay bi-xenon được sử dụng rộng rãi trên nhiều mẫu xe.
Chiếu sáng chủ động với đèn pha tự xoay
Đầu những năm 2000, công nghệ bi-xenon được cải tiến để có chức năng chiếu sáng chủ động. Các đèn pha giờ đây được điều chỉnh hướng chiếu sáng theo góc quay của tay lái, có tác dụng chiếu sáng những góc cua. Nó cải thiện đến 90% hiệu quả chiếu sáng trong những trường hợp này.
Hệ thống chiếu sáng chuẩn cho mọi điều kiện
Năm 2006, Mercedes-Benz giới thiệu hệ thống chiếu sáng thông minh ILS (Intelligent Light System) và E-Class mới sẽ là chiếc xe đầu tiên trên thế giới được trang bị hệ thống cao cấp này. ILS có độ sáng chuẩn trong tất cả các điều kiện vận hành với nhiều chức năng mới, giúp tài xế lái xe trong đêm trở nên an toàn hơn.
Trong 120 năm, Mercedes-Benz đã có nhiều đóng góp lớn cho ngành công nghiệp ôtô thế giới. Sự phát triển của đèn pha từ những đèn dùng nến đến hệ thống chiếu sáng thông minh là một quá trình đầy sáng tạo và chắc chắn sẽ không dừng lại ở đó.
Nhật Vĩnh
