Khi con đường thẳng trở nên cong, vectơ mô-men xoắn sẽ tạo ra tất cả sự khác biệt.
Chúng ta đang sống trong một thời đại mà công nghệ ô tô không ngừng phát triển. Trong quá trình tìm kiếm những cách mới để đi nhanh hơn, chúng ta cải tiến các công nghệ ‘cũ’ và phát triển chúng lên các giới hạn mới. Một trong những công nghệ như vậy là công nghệ vectơ mô-men xoắn – được sử dụng trong mọi chiếc xe từ Acura NSX hybrid đến Subaru Forester mới khá khiêm tốn. Nhưng vectơ mô-men xoắn là gì? Nó hoạt động như thế nào để cải thiện hiệu suất và có nhược điểm nào không?
Công nghệ vector mô-men xoắn là gì?
Khi xe chạy trên đường thẳng, hiệu suất là một điều khá đơn giản để đạt được – thêm sức mạnh, độ bám đường và tốc độ, và hiệu suất là kết quả. Nhưng khi con đường bắt đầu ngoằn ngoèo, mọi thứ trở nên thú vị hơn một chút. Trên một đường thẳng, các bánh xe ở hai bên của ô tô quay với vận tốc như nhau (tương đối thôi nhé!). Nhưng khi rẽ/vào cua, bên trái và bên phải của xe tạo thành hai vòng tròn song song với bán kính thay đổi. Bởi vì các bánh xe bên ngoài đang chạy trên một đường có bán kính lớn hơn, chúng phải bao phủ một khoảng cách lớn hơn trong cùng một khoảng thời gian khi bánh xe bên trong bao phủ khoảng cách ngắn hơn.
Để giải quyết vấn đề này, ô tô đã được trang bị bộ vi sai – thiết bị cơ khí cho phép các bánh xe quay với tốc độ độc lập. Các bộ vi sai bao gồm từ đơn giản đến phức tạp trong thiết kế và triển khai của chúng – nhưng chính những vi sai này là cơ sở cho vectơ mô-men xoắn. Nói một cách đơn giản, vectơ mô-men xoắn cung cấp cho một chiếc xe khả năng thay đổi mô-men xoắn được áp dụng cho mỗi bánh xe. Khi làm như vậy, các đặc tính xử lý của xe có thể được thay đổi để tạo ra quay vòng thiếu và quay vòng thừa. Vectơ Mô-men xoắn là một hệ thống cho phép ô tô kiểm soát cách một hoặc một số bánh xe nhận được lực hay mô-men xoắn. Nó được thiết kế để cải thiện khả năng xử lý, độ ổn định và hiệu suất đồng thời là một tính năng ngày càng trở nên phổ biến.
Tuy nhiên, về cơ bản, công nghệ vectơ mô-men xoắn nhằm cải thiện độ chính xác khi vào cua. Nhưng có nhiều cách để quản lý và thực hiện vectơ mô-men xoắn. Trong hàng ngũ công nghệ véc tơ mô-men xoắn, có bốn loại chính tồn tại – mỗi loại có ưu và nhược điểm riêng và mức độ hiệu quả khác nhau.
Vi sai Vectơ mô-men xoắn
Đây là công nghệ vectơ mô-men xoắn nguyên thủy, truyền thống và là công nghệ được ưa chuộng nhất trong các loại xe hiệu suất cao mà không bị hạn chế về ngân sách. Các xe được trang bị bộ vi sai vectơ mô-men xoắn nguyên thủy được sử dụng các vi sai giới hạn trượt đơn giản, khi trượt một bánh xe riêng lẻ, sẽ gửi nhiều mô-men xoắn hơn đến bánh xe đối diện – thường là bánh ngoài, do đó tăng mức độ bám và giảm thiểu lực tác động của mô-men xoắn điều khiển và quay vòng thiếu , đặc biệt là trong các ứng dụng dẫn động bánh trước.
Trong những năm gần đây, vi sai hạn chế trượt đã trở nên nổi bật, nhưng trong các ứng dụng hiệu suất dẫn động cầu sau và tất cả các bánh, những vi sai này đã được phát triển thêm để bao gồm một loạt các đầu vào điện tử như cảm biến yaw và cảm biến tốc độ bánh xe. Các đầu vào này và máy tính xử lý chúng sau đó có thể phân bổ trước mô-men xoắn cho từng bánh xe – chẳng hạn như vi sai vectơ mô-men xoắn được tìm thấy trong các mẫu RS của Audi và Active M Differential của BMW. Bằng cách tăng tốc các bánh xe bên ngoài, chiếc xe sẽ chuyển hướng sắc nét hơn và ít bị quay vòng thiếu hơn.
Vectơ mô-men xoắn dựa trên phanh
Công nghệ này đã trở nên nổi bật trong những năm gần đây, đặc biệt là trong số các dòng xe hot hatch dẫn động bánh trước có bánh xe phải xử lý cả dẫn động và lái. Do các nguyên tắc cơ sở ‘thiếu sót’, vi sai trượt giới hạn đã hạn chế hiệu quả trong ứng dụng như vậy. Để cải thiện khả năng vectơ mô-men xoắn, những chiếc xe như Mercedes-AMG CLA45 và thậm chí cả Golf GTI, sử dụng hệ thống dựa trên phanh để kẹp phanh ở bánh trước bên trong khi vào cua. Bằng cách làm chậm bánh xe bên trong, nó thực hiện chức năng tương tự như một bộ vi sai tăng tốc bánh xe bên ngoài, làm sắc nét khi vào cua.
Tuy nhiên, hệ thống dựa trên phanh có một vài sai sót. Trước hết, chúng áp dụng hệ thống phanh để giúp bạn đi nhanh hơn – đó là một khái niệm kỳ lạ có vẻ như oxymoronic và đôi khi hết sức mỉa mai – nhưng đó là một phương tiện rẻ hơn để bổ sung mô-men xoắn vào các phương tiện thị trường đại chúng, và như vậy chúng ta sẽ thấy nó xảy ra thường xuyên hơn. Tuy nhiên, lỗi thứ hai và lớn nhất đối với các hệ thống dựa trên phanh là do bị ép và trong các tình huống vào cua lặp đi lặp lại, các ứng dụng liên tục của phanh đối với một bánh xe riêng lẻ có xu hướng sử dụng phanh quá mức đến mức nấu chín chúng.
Phanh nóng lên quá nhanh, chúng sẽ mềm và nhão và mất hiệu quả. Về vấn đề này, hệ thống vectơ mô-men xoắn dựa trên phanh là một giải pháp ngắn hạn; một thứ không phục vụ cho nhu cầu vận hành của những người muốn khai thác 100% tiềm năng của một chiếc xe.
Vectơ vi sai gói ly hợp
Hệ thống dựa trên phanh và vectơ vi sai truyền thống đã tồn tại trong một thời gian, nhưng phải đến khá gần đây, bộ vi sai dựa trên ly hợp mới ra đời. GKN Drivelines là những người tiên phong trong các hệ thống này, cung cấp các thiết lập dẫn động bốn bánh được sử dụng trong Ford Focus RS và Buck Regal GS. Những chiếc xe này và những chiếc xe khác chia sẻ cùng hệ thống, có bộ vi sai cầu sau độc đáo với bộ ly hợp ở hai bên trục có thể kết nối và ngắt các bánh sau riêng lẻ để điều chỉnh lượng truyền động được gửi đến từng bánh xe riêng lẻ.
Không giống như các hệ thống dựa trên vi sai truyền thống, hệ thống này kiểm soát hiệu quả mô-men xoắn độc lập, cho phép kiểm soát tốt hơn và cải thiện khả năng xử lý. Tất nhiên có những lợi ích bổ sung khác – Focus RS ‘Drift Mode’ là chính trong số này. Chế độ này sử dụng bộ vi sai gói ly hợp để phân bổ 70% mô-men xoắn cho bánh sau bên ngoài theo một khoảng chia cố định, điều khiển bánh xe bên ngoài mạnh hơn và nhanh hơn bánh bên trong để vượt ra ngoài vectơ mô-men xoắn truyền thống và gây ra hiện tượng quay vòng thừa có kiểm soát.
Về lý thuyết – ít nhất là cho đến khi các hệ thống này tự chứng minh được bản thân – hệ thống này tự sử dụng công nghệ vectơ mô-men xoắn tiên tiến và khả năng điều chỉnh ô tô theo nhiều cách có thể mang lại cho chúng những đặc điểm riêng biệt dựa trên từng ứng dụng dự kiến. Tính linh hoạt của các hệ thống như vậy làm cho chúng rất ấn tượng khi nói đến các ứng dụng xử lý hiệu suất cao.
Vectơ mô-men xoắn điện
Và bây giờ, bạn có phiên bản thời đại mới của vectơ mô-men xoắn – phiên bản mà chúng ta sẽ thấy trước mắt khi thế giới hướng tới một tương lai hoàn toàn bằng điện. Trong hoạt động đơn giản nhất của nó, vectơ mô-men xoắn điện xảy ra khi hai động cơ điện được đặt trên ‘một trục’ – theo đó một động cơ điện được gắn vào mỗi bánh xe và truyền động các bánh xe một cách độc lập. Điều này mang lại khả năng vectơ mô-men xoắn thực sự vì mỗi bánh xe được điều khiển, dẫn động và điều chỉnh riêng biệt, cho phép các bánh xe được điều khiển với tối đa 100% mô-men xoắn khả dụng.
Hơn thế nữa, bằng cách đảo ngược cực tính với động cơ điện, ‘mô-men xoắn âm’ có thể được áp dụng, không chỉ làm chậm một bánh xe mà còn quay nó một cách hiệu quả theo hướng ngược lại của bánh xe đối diện. Khả năng này không chỉ có thể được áp dụng – như ở Acura NSX – để cải thiện khả năng xử lý ở tốc độ, mà còn có thể được sử dụng trong các tình huống nhiều người đi bộ hơn để cải thiện khả năng xử lý ở tốc độ thấp. Về lý thuyết, nó có thể được sử dụng để tạo hiệu ứng rẽ tại chỗ. Tuy nhiên, các hệ thống này đòi hỏi sự phức tạp của một động cơ bổ sung, trọng lượng mang theo và một vài nhược điểm tiềm ẩn khi nói đến phân phối điện và bề mặt có độ bám thấp. Nếu không có chức năng khóa, truyền động điện với một bánh trên bề mặt như băng sẽ trở nên khó khăn.
Ngoài ra còn có giới hạn của một bánh xe riêng lẻ là chỉ có thể sử dụng mô-men xoắn cực đại của một động cơ được gán cho nó, thay vì tổng sản lượng mô-men xoắn kết hợp. GKN Drivelines đã phát hành một hệ thống kết hợp các nguyên tắc truyền mô-men xoắn điện với các nguyên tắc của hệ thống ly hợp, cho phép sử dụng một động cơ đơn, lớn hơn với công suất cao hơn, để truyền động các bánh xe thông qua hệ thống ly hợp kép. Mô-men xoắn có thể được phân bổ sang trái hoặc phải, với một trong hai bánh xe có thể nhận tới 100% tổng công suất mô-men xoắn của hệ thống.
Khi những con đường thẳng kết thúc và có chỗ rẽ, công nghệ vectơ mô-men xoắn có thể cắt bớt những giây quan trọng của thời gian vòng đua, và đôi khi có thể hạ gục ngay từ đầu trước khi nó lao vào nguy hiểm. Đó là loại công nghệ trước đây dành cho những chiếc xe thể thao cao cấp – nhưng giờ đây, đó là công nghệ dành cho thị trường đại chúng giúp việc lái xe không chỉ an toàn hơn mà còn thú vị hơn.
