Những điều có thể bạn chưa biết về 4Matic (Phần 1)

3 lần Suventure trôi qua. Cả ở 3 mùa đều có các cung trải nghiệm offroad để chứng minh khả năng của hệ thống dẫn động 4 Matic. Lần 1: GLC, lần 2: GLE , lần 3 vừa xong là GLA.

Tên gọi hệ thống dẫn động 4matic đã trở nên quen thuộc, khả năng của nó cũng được xem xét ở các địa hình khác nhau, và để đi sâu vào cấu tạo cho những người theo trường phái "yêu khoa học", bài viết này sẽ đi sâu vào cấu tạo để hiểu rõ hơn "tại sao lại thế?"

Ở các xe 2 cầu dạng Part Time – 4wd tạm dịch là "nửa mùa 4x4", ta có thể chọn chế độ 1 cầu để di chuyển trên đường nhựa hoặc 2 cầu khi đi trên các địa hình có độ bám kém. Khi đi 2 cầu, vấn đề nảy sinh khi xe đi vào khúc cua: các bánh xe quay với tốc độ khác nhau, nếu chạy nhanh trên đường nhựa thì sự chênh lệch tốc độ giữa các bánh xe khi không được giải quyết sẽ làm cho xe bay luôn ra lề. (Hình 1 và Hình 2)

Khi đi thẳng thì mỗi bánh xe quay đều với vận tốc 50 vòng , các xe 4wd không gặp vấn đề gì

Khi cua thực chất 4 bánh xe đi các quãng đường khác nhau với các tốc độ khác nhau . Hình vẽ trên miêu tả số vòng quay bánh xe. Bánh trước trái: 50rm, trước phải 54rm, sau trái 48rm, sau phải 52rm. Vậy tổng số vòng quay cầu trước ( 2 bánh cộng lại ) = 104, trong khi cầu sau = 100. Nếu không giải quyết sự khác biệt của vòng quay này, mà cứ ép 2 cầu quay bằng nhau thì khả năng bay ra đường rất cao, thậm chí siêu cao. Đây là lý do AWD trở nên đắt tiền. Bộ phận xử lý chênh lệch tại các cầu dẫn động được gọi là Vi sai Trung Tâm ( centre differential)

Để giải quyết làm sao cho xe không bị ảnh hưởng bởi sự chênh lệch tốc độ giữa các bánh xe trước (cầu trước) và các bánh xe sau ( cầu sau ), ta cần bộ vi sai trung tâm (Centre Differential). Bộ vi sai này có giá trị khá cao nên thường thì nó chỉ được gắn trên các xe đắt tiền. Cấu tạo của bộ vi sai này cho phép sử dụng 4 bánh dẫn động với tốc độ cao, tăng độ bám cũng như tính ổn định khi qua cua, đặc biệt trên các loại đường kém ma sát hoặc với xe có công suất cao. Với những xe có hơn 500hp thì việc chạy 1 cầu dễ biến thành việc đốt lốp tại chỗ thay vì chuyển động về phía trước.

4MATIC: Ra đời năm 1987, 4matic hướng đến khả năng bám đường lớn nhất của xe có thể đạt được trong mọi điều kiện đường xá, với mọi kiểu tốc độ từ thấp đến cao. (Trừ khi gầm mắc vào đâu đó hoặc nằm bẹp trên cát). So với các hãng xe khác thường chỉ làm ra 2 loại dẫn động AWD, 1 cho sedan và 1 cho SUV, Mercedes thời nay đã chế tạo đến 6 dạng dẫn động 4matic cho các dòng xe khác nhau, nhu cầu sử dụng khác nhau. Chìa khóa phân loại các dạng 4matic nằm ở việc phân bổ lực kéo. Điều này được thực hiện bởi cụm vi sai trung tâm dạng bánh răng hành tinh (planetary gear). Các vấn đề vật lý thiên thể này khá rắc rối nên tốt nhất là next.

Để dễ hình dung: Bạn bò bằng 2 tay vs 2 chân, thực ra chân đảm nhiệm 70% lực đẩy bạn về phía trước, trong khi tay chỉ phụ họa 30%. Ông nào tay to vs chân bé thì 40% /60%. Kiểu thế !

FOR SEDAN :

1- Dạng Classic: Thường trang bị cho các xe C-E-S và V class: Lực kéo trước sau 45/55 để tạo cảm giác lái tốt, vào cua tròn hơn. Đi kèm bộ vi sai này là 1 bộ ly hợp được kích hoạt tự động khi 1 cầu mất độ bám. Loại này dùng cho các xe chủ yếu onroad.

4matic classic, ngày nay được bổ sung thêm bộ ly hợp nhiều đĩa côn ( multi clutch kit ) để làm việc êm ái hơn và tăng độ bền

2- Loại cho các xe vốn cấu tạo là xe FWD: A-GLA-B class: Lực kéo được đưa đến cầu sau nhờ 1 khớp ly hợp điều khiển điện tử. Tùy theo tình trạng tốc độ/góc lái/chế độ Dynamic Drive thì có lúc xe chỉ chạy với cầu trước hoặc truyền lực kéo đến cầu sau với tỷ lệ lên đến 50/50 trước/ sau. Loại này dành cho các xe chạy chủ yếu trên cầu trước, thiết kế nhỏ gọn, giảm chi phí nhiên liệu do chỉ chạy awd trong từng điều kiện cụ thể.

Riêng loại này dùng dạng khớp ( power take off), còn được hiểu là loại On Demand ( khi cần mới dùng ).Trang bị trên A , GLA , B . Với xe có chế độ Offroad thì khớp sẽ khóa cứng như dạng 4wd khi đi chậm offroad.

3- AMG performance 4matic: C63 S63 E63 CLS63: lực kéo rất lớn ở cầu sau theo tỷ lệ 33/67 tạo cảm giác như xe thể thao cầu sau, tuy nhiên tăng cường độ bám đường và đặc biệt là khi tăng tốc. 4matic thế hệ này chú trọng đến motosport, tốc độ cao vs cảm giác lái.

AMG PERFORMANCE 4MATIC. Tất cả phục vụ thể thao: tăng tốc nhanh nhất, cảm giác lái phiêu nhất, dễ tạo ra Slides hoặc thậm chí Drift.

For SUVs:

4- GLC: Tương tự như dạng Classic, tuy nhiên trên mẫu xe chiến lược này hệ thống ly hợp chống trượt được điều khiển điện tử, tăng thêm khả năng offroad. Bộ vi sai trung tâm duy trì tỷ lệ lực kéo 45/55 trước/sau. Bộ vi sai được chế tạo cầu kỳ này lý giải cho khả năng offroad kỳ diệu của GLC.

Vi sai trung tâm vs lực phân bổ 45/55 tạo cảm giác lái như sedan , tuy nhiên phía trong cụm vi sai trung tâm có thêm 1 bộ đĩa côn ( multi clutch ) đảm nhận vai trò chống trượt . Được điều khiển điện tử , bộ vi sai này lý giải khả năng offroad của mẫu xe này

5- GLE GLS: Lực kéo được chia 50/50 trước sau toàn thời gian đảm bảo hiệu ứng 4x4 được phát huy tốt nhất. Đây là lý do GLE vs GLS tăng tốc rất mượt, cảm giác lái chắc chắn.

Trên các mẫu SUV lớn hơn, MERCEDES sử dung bộ vi sai chia lực 50/50 để tạo ra chiếc xe cân bằng nhất. Lực kéo 50/50 thay đổi ở khúc cua , tuy nhiên duy trì tỷ lệ gần nhất với 50/50 .

6- G class: King of kings

Nhiều người lầm tưởng chỉ do 3 khóa vi sai mà G class được đánh giá là huyền thoại địa hình. Ngày nay công năng chủ yếu của G class là chạy phố, tuy nhiên thiết kế hệ dẫn động vẫn được lưu ý trong chế tạo.

Tỷ lệ phân bổ lực kéo 50/50 được đảm nhận bởi bộ vi sai trung tâm dạng bánh răng hành tinh. Ngoài ra trang bị 1 khóa vi sai trung tâm đảm nhiệm vai trò duy trì lực kéo 50/50 trước sau khi offroad.

Với 2 khóa vi sai cầu trước và sau, kết hợp chế độ cầu chậm Low range, MER G có thể kéo cả đoàn tầu hỏa và di chuyển ngay cả khi chỉ 1 bánh xe chạm đất.

 Cấu tạo huyền thoại G giống như GLE VS GLS , ngoài ra trang bị 3 khóa vi sai điều khiển theo ý muốn của người lái. Ngoài việc trang bị đủ các hệ thống điện tử ASR 4-ETS ESP như các mẫu khác. G Class cho phép biến chính nó thành 1 chiếc xe tăng khi chủ xe muốn.

CÁC HỆ THỐNG ĐIỆN TỬ:

Một cụm vi sai trung tâm không thể làm nên điều kỳ diệu khi 1 bánh bước vào vùng không có ma sát, ví dụ bị nhấc lên trời. Khi đó toàn bộ công suất truyền thẳng vào bánh xe này và chiếc xe đứng im.

Ngoài G Class trang bị khóa vi sai điều khiển bằng tay, các xe còn lại sẽ sử dụng các hệ thống hỗ trợ để vượt qua tình trạng này, thậm chí trước khi nó xảy ra. Việc lập trình theo cách đoán trước tình hình đảm bảo xe khó mà lâm vào tình cảnh không vui.

Các hệ thống đáng được kể tên:

1. ETS: Hệ kiểm soát lực kéo điện tử - sẽ phát hiện bánh xe nào rơi vào vùng ma sát kém hơn do tốc độ bánh này tăng đột biến, và dùng phanh để duy trì vận tốc bánh xe này tương đương với các bánh xe còn lại, tránh tình trạng đứng im mà bánh quay tít.

Được hoàn thiện từ hệ thống ETS của các thế hệ trước, 4-ETS ( traction management system) phát hiện các bánh xe mất lực bám và chuyển truyền động tới các bánh xe còn lại.

2. DYNAMIC SELECT: Điều chỉnh từ động cơ, hộp số, ABS, ESP, thậm chí can thiệp vào vi sai trung tâm tùy theo ý muốn của người lái. Với những xe có chế độ offroad, khi sử dụng chế độ này thì 4-ETS sẽ nhạy hơn để phát hiện sớm tình trạng trơn trượt, giảm thời gian kích hoạt ABS, điều chỉnh công suất động cơ, và can thiệp vào vi sai trung tâm để ngăn chặn sự chênh lệch về lực kéo của các bánh xe.

Mặc dù chưa có cơ hội nghiên cứu vs trải nghiệm hệ thống 4matic đời mới nhất được trang bị trên E63 mới ra mắt, nhưng với chế độ Drift Mode ta có thể suy đoán hệ thống này sẽ có khả năng cắt hoàn toàn truyền động đến cầu trước để tạo ra xe Drift cầu sau, nếu đây là sự thật thì nó sẽ là hệ thống AWD bảnh nhất thế giới.

KẾT LUẬN: Với Mer thì 4matic có nhiều phiên bản, chỉ phục vụ 1 mục đích là đảm bảo cái xe thể hiện được đúng nhu cầu sử dụng của chủ xe. Tuy nhiên xe dù tốt đến đâu vẫn cần người lái, chẳng hệ thống dẫn động hiện đại nào làm xe leo được lên tường, cũng như cố gắng mà sa lầy hoặc bay ra đường thì khả năng thành công vẫn khá cao.