Đây là một hệ thống dẫn động bốn bánh truyền sức mạnh của động cơ đến cả bốn bánh chứ không chỉ cho hai bánh trước hoặc sau. Điều này giúp xe tăng độ ổn định của thân xe và độ bám đường, cải thiện khả năng xử lý và tăng tốc. Hệ thống sẽ tự động điều chỉnh theo nhiều loại bề mặt và điều kiện lái xe mà người lái không cần phải có bất kỳ thông tin đầu vào nào.
Lịch sử phát triển của 4Matic
Ở thế hệ đầu tiên năm 1987, 4Matic là một hệ thống dẫn động 4 bánh phức tạp được điều khiển điện tử. Trong điều kiện thông thường, hệ thống chỉ sử dụng cầu sau. Tuy nhiên, khi phát hiện dấu hiệu trượt của xe, hệ thống sẽ tự động chuyển sang chế độ dẫn động 2 cầu (4WD), khóa cả vi sai trung tâm lẫn vi sai cầu sau để tăng tối đa lực kéo.
4Matic là từ ghép của hệ thống dẫn động (4-wheel) và tính tự động (automatic). (Ảnh minh hoạ).
Vì những quan ngại về độ an toàn và độ ổn định của xe thời đó, hệ thống không có khóa vi sai cầu trước. Hệ thống này sử dụng tín hiệu đầu vào từ hệ thống chống bó cứng phanh (ABS) 3 kênh và cảm biến góc quay vô lăng để quyết định thời điểm can thiệp hợp lý. Chế độ 2 cầu 4WD sẽ ngắt tự động nếu ABS bắt đầu hoạt động để tránh gây xung đột.
Thế hệ đầu tiên của 4Matic được đánh giá là cực kỳ tân tiến thời đó. Nó mang đến gần như đầy đủ những khả năng của một hệ dẫn động AWD hiện đại: lực kéo từ động cơ có thể được chuyển hết 100% cho cầu sau hoặc được phân phối theo tỷ lệ cầu trước/ cầu sau lần lượt là 35/65 hay và 50/50 tùy theo yêu cầu của các điều kiện vận hành khác nhau.
Thế hệ thứ hai của 4Matic được giới thiệu năm 1998-1999 trên những chiếc sedan của dòng E-Class W210-series. Gần như hoàn toàn tự động trong khâu vận hành, thế hệ này sử dụng hệ dẫn động 4 bánh toàn thời gian với ba bộ vi sai mở ở cầu trước, cầu sau và vi sai trung tâm.
Hệ thống kiểm soát lực kéo điều khiển điện tử (ETS) hỗ trợ khả năng giới hạn trượt ở bánh xe trong tất cả điều kiện mặt đường cũng như giúp giới hạn và phân bố năng lượng động cơ từ cầu trước đến cầu sau khi cần thiết. Hệ thống ABS được bổ sung thêm các van để giám sát và tiến hành phanh bất kỳ bánh xe nào bị mất độ bám để đảm bảo lượng moment xoắn cần thiết cho bánh ở đầu cầu còn lại.
Hệ thống với nguyên lý đơn giản này cũng được trang bị trên dòng SUV Mercedes M-Class. Dù rất mạnh mẽ nhưng thế hệ dẫn động này về bản chất lại rất đơn giản và bền bỉ khi vận hành cũng như không đòi hỏi chi phí bảo dưỡng quá đắt đỏ.
Cấu tạo và nguyên lý cơ bản của hệ thống 4Matic
Cấu tạo hệ thống 4Matic cơ bản bao gồm 3 bộ phận sau:
Hộp phân phối công suất đặt bên trong hộp số giúp truyền năng lượng đến bánh xe
Hệ dẫn động 4MATIC phân bổ lực kéo 45%-55% giúp truyền năng lượng đến bánh xe hanh nhất (Ảnh minh hoạ).
Bộ vi sai chống trượt trung tâm điều chỉnh và cân bằng lực kéo giữa cầu trước và cầu sau
Hệ thống kiểm soát lực kéo điện tử bốn bánh (4-ETS) phân phối chính xác mô-men xoắn đến từng bánh xe trong điều kiện vận hành khác nhau, sử dụng chung dàn cảm biến với hệ thống chống bó cứng phanh ABS, cân bằng điện tử ESP…
Nguyên lý hoạt động của hệ thống 4Matic như sau: Dựa trên sự phân phối mô-men xoắn theo tỉ lệ 45:55 giữa cầu trước và cầu sau, bộ chống trượt vi sai trung tâm nhiều đĩa với mô men xoắn sẽ khoá 50 Nm giúp sức kéo ở mức cao.
Khi xe tăng tốc, sự thay đổi về tải trọng ở cầu sau sẽ được tận dụng để tiếp thêm mô-men xoắn cho cầu sau, trước khi mô-men xoắn giữa cầu trước và cầu sau có thể biến đổi linh hoạt với tỉ lệ 70:30 hoặc 30:70 tùy theo từng điều kiện mặt đường khác nhau.
Hệ thống 4Matic không hoạt động độc lập mà liên kết với nhiều hệ thống an toàn khác trên ô tô như: cân bằng điện tử, kiểm soát lực kéo, chống trượt,…
Cụ thể trong một số điều kiện mặt đường phức tạp, hệ thống 4Matic sẽ tự động phát hiện và hạn chế hiện tượng trượt đuôi xe. Khi đó, hệ thống kiểm soát lực kéo điện tử sẽ can thiệp vào cấu hình vận hành, điều chỉnh thích ứng để xe đạt gia tốc lớn nhất giúp giảm thiểu tối đa việc bánh xe bị trượt, đảm bảo ổn định khi xe di chuyển trên đường.
Trong khi đó, ở những đoạn đường trơn trượt nhiều khúc cua, hệ thống sẽ điều chỉnh giảm mô-men xoắn ở các bánh xe phía ngoài giúp tăng thêm lực bám cho lốp. Nếu hệ thống chống trượt ASR không đảm bảo sự ổn định thì hệ thống cân bằng điện tử ESP sẽ phanh can thiệp để tăng thêm hiệu quả.
Ưu điểm của hệ thống 4Matic
Cải thiện hiệu suất vận hành, tiết kiệm nhiên liệu
Thông thường, cơ cấu thống dẫn động hai cầu sẽ chiếm nhiều không gian, làm xe tăng trọng lượng so với cấu hình dẫn động một cầu. Tuy nhiên hệ thống 4Matic của Mercedes lại được thiết kế nhỏ gọn, tối ưu về trọng lượng, giúp cắt giảm đáng kể “cân nặng” của xe.
Điều này giúp chiếc xe đạt hiệu suất cao nhất, cũng như tiết kiệm nhiên liệu hơn. Theo Mercedes, bản dẫn động 4Matic chỉ tiêu thụ mức nhiên liệu tương đương bản dẫn động cầu sau trên cùng mẫu xe, một “kỳ tích” ấn tượng của hãng xe Đức.
Độ an toàn cao
Hệ thống 4Matic cung cấp mô-men xoắn từ động cơ đến cả bốn bánh xe và có thể thay đổi linh hoạt tỉ lệ truyền đến cầu trước và cầu sau tùy theo từng điều kiện vận hành thực.
Hệ thống này phối hợp với nhiều công nghệ an toàn khác, tự động điều chỉnh các thiết lập vận hành để xe thích nghi với từng điều kiện mặt đường khác nhau, giúp xe vận hành ổn định và an toàn trong nhiều tình huống “khó nhằn”.
Với đặc trưng điều kiện đường phố và thời tiết như ở Việt Nam mưa nhiều, ẩm ướt và trơn trượt, hệ thống 4Matic thực sự hỗ trợ rất lớn cho trải nghiệm lái xe an toàn.
Bình luận