Hệ thống dẫn động 4MOTION là công nghệ phân phối lực kéo thông minh của Volkswagen, kết hợp khớp nối cầu kiểu Haldex để tự động điều chỉnh mô-men xoắn giữa các bánh. Nhờ đó, xe luôn duy trì độ bám tối ưu, tăng khả năng vận hành an toàn và ổn định trên mọi điều kiện đường xá. Bài viết này sẽ giúp bạn hiểu rõ cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hệ thống này.
1. Giới thiệu về hệ thống 4MOTION
Hệ thống dẫn động bốn bánh toàn thời gian 4MOTION được thiết kế để cung cấp khả năng bám đường tối ưu và hiệu suất vượt trội trong nhiều điều kiện lái xe khác nhau.
Hệ thống này bao gồm các bộ phận cơ bản như bộ vi sai trung tâm, bộ ly hợp Haldex và hệ thống điều khiển điện tử nhằm đảm bảo khả năng truyền lực linh hoạt giữa các bánh xe.
2. Cấu tạo sơ bộ của hệ thống 4MOTION
Bộ kết nối Haldex: Phân bổ mô-men xoắn giữa cầu trước và cầu sau theo điều kiện vận hành.
- Bộ ly hợp Haldex: Kiểm soát sự phân bổ mô-men xoắn dựa trên tín hiệu từ các cảm biến.
- Bộ vi sai cầu trước và cầu sau: Đảm bảo sự ổn định khi vào cua và trên địa hình khó.
- Trục các đăng: Truyền mô-men xoắn từ hộp số đến cầu sau.
3. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của khớp nối Haldex coupling
3.1. Cấu tạo hệ thống Haldex
Hệ thống Haldex gồm các thành phần chính sau:
- Bơm dầu thủy lực: Cung cấp áp suất dầu để điều khiển ly hợp.
- Bộ ly hợp đa đĩa (Multi-plate clutch): Điều chỉnh lượng mô-men xoắn truyền đến cầu sau.
- Van điều khiển áp suất (Pressure control valve): Kiểm soát áp suất dầu cung cấp cho ly hợp.
- Cảm biến tốc độ bánh xe và cảm biến mô-men xoắn: Giúp hệ thống nhận biết điều kiện vận hành của xe.
- Bộ điều khiển điện tử (ECU): Xử lý tín hiệu từ các cảm biến và điều khiển bơm dầu cùng van áp suất.
3.2 Nguyên lý hoạt động
- Hệ thống Haldex hoạt động dựa trên việc kiểm soát ly hợp thủy lực để phân bổ mô- men xoắn giữa trục trước và trục sau. Quá trình này diễn ra như sau:
3.2.1. Khi xe chạy trong điều kiện bình thường (Mặt đường khô ráo, tốc độ ổn định)
- Xe chủ yếu hoạt động với cầu trước (FWD).Bộ ly hợp của hệ thống Haldex ở trạng thái mở, không truyền mô-men xoắn đến cầu sau.Bơm dầu hoạt động ở mức tối thiểu.
3.2.2. Khi phát hiện độ trượt của bánh trước (Ví dụ: Khi xe đi vào đường trơn, mất độ bám)
- Cảm biến tốc độ bánh xe phát hiện sự chênh lệch tốc độ giữa bánh trước và bánh sau.
- ECU xử lý thông tin và kích hoạt bơm dầu để tạo áp suất thủy lực.
- Van điều khiển điều chỉnh áp suất dầu để ép các lá ly hợp vào nhau, truyền mô-men xoắn từ động cơ đến bánh sau.
- Lực truyền đến cầu sau có thể thay đổi từ 0% đến 100% tùy thuộc vào mức độ trượt.
3.2.3. Khi xe phanh hoặc di chuyển ở tốc độ cao
- Hệ thống Haldex có thể giảm hoặc ngắt kết nối truyền động đến cầu sau để tránh hiện tượng mất ổn định.
- Điều này giúp cải thiện hiệu suất nhiên liệu và đảm bảo an toàn khi xe chạy trên đường cao tốc.
3.3 Trạng thái hoạt động của khớp nối (Haldex)
Gia tốc bình thường (Normal Acceleration)
- Ngay cả trong quá trình gia tốc bình thường, vẫn có sự chênh lệch tốc độ quay giữa trục trước và trục sau (khoảng 1-2 vòng/phút).
- Sự chênh lệch này đủ để kích hoạt bộ ly hợp Haldex, làm cho mô-men xoắn được phân bổ đến cả bốn bánh xe, giúp xe vận hành ổn định hơn và cải thiện độ bám đường.
Trượt 100% trên một bánh trước (100% Slip on One Front Wheel)
- Nếu một bánh trước bị trượt hoàn toàn (100%), toàn bộ lực kéo sẽ được chuyển đến cầu sau thông qua bộ ly hợp Haldex.
- Vi sai trước sẽ cân bằng sự chênh lệch mô- men xoắn giữa hai bánh trước.
- Khi một bánh trước bị trượt hoàn toàn, bánh còn lại không thể truyền lực xuống mặt đường do vi sai chia đều mô-men xoắn giữa hai bánh.
- Điều này làm cho hệ thống Haldex phải chuyển toàn bộ lực kéo đến trục sau để đảm bảo xe vẫn có thể di chuyển.
Trường hợp bánh sau bị trượt (Slip on Rear Wheels)
- Trong trường hợp này, vẫn có sự chênh lệch tốc độ giữa trục trước và trục sau, khiến bộ ly hợp Haldex kết nối cả bốn bánh.
- Trục sau được dẫn động, nhưng do bánh sau bị trượt, mô-men xoắn không thể truyền xuống mặt đường.
- Do đó, trục trước sẽ đảm nhận lực kéo chính, giúp xe tiếp tục di chuyển.
- Hệ thống Haldex linh hoạt chuyển đổi mô-men xoắn giữa các trục, đảm bảo xe có lực kéo tối ưu ngay cả khi một cầu bị mất độ bám.
Trường hợp trượt 1 bánh trước và 1 bánh sau
- Về lý thuyết, xe không thể di chuyển trong tình huống này vì không có bánh nào nhận được lực kéo do sự phân phối mô-men xoắn của vi sai cầu trước và cầu sau.
- Tuy nhiên, trên các dòng xe như Volkswagen Golf và Transporter, hệ thống EDL (Electronic Differential Lock
- Khóa vi sai điện tử) can thiệp để đảm bảo xe vẫn có thể di chuyển:
- Hệ thống EDL nhận diện bánh xe bị trượt.
- Phanh được áp dụng lên bánh xe bị trượt, giúp tạo ra lực cản và mô-men xoắn được dồn sang bánh có độ bám tốt hơn thông qua vi sai.
- Lực kéo được truyền đến các bánh có khả năng bám đường tốt hơn, giúp
xe tiếp tục di chuyển. - Nhờ sự kết hợp của EDL và Haldex, xe vẫn có thể di chuyển ngay cả khi một số bánh bị mất độ bám.
4. Ưu điểm và nhược điểm của hệ thống Haldex
Ưu điểm:
- Hoạt động tự động, không cần can thiệp của người lái.
- Tiết kiệm nhiên liệu hơn so với AWD toàn thời gian.
- Tăng độ bám đường khi cần thiết.
Nhược điểm:
- Độ trễ phản hồi nhỏ so với AWD toàn thời gian.
- Cần bảo dưỡng dầu ly hợp định kỳ để đảm bảo hiệu suất.
- Hiệu suất không cao bằng hệ thống AWD dùng vi sai trung tâm.
Hệ thống Haldex thường được trang bị trên các xe Audi, Volkswagen, Volvo, Land Rover, Ford… giúp xe có khả năng vận hành linh hoạt trong nhiều điều kiện đường xá khác nhau.
Trên đây là toàn bộ thông tin về hệ thống dẫn động 4Motion cùng cấu tạo và nguyên lý hoạt động của khớp nối cầu kiểu Haldex mà trung tâm VATC muốn gửi đến bạn. Hy vọng bạn đã có thêm cho mình kiến thức hay trong ngày.
Nếu bạn có đang đam mê hoặc muốn tìm hiểu về các khóa học trong ngành ô tô thì liên hệ ngay với trung tâm VATC theo thông tin dưới đây để được tư vấn chi tiết nhất nhé!
