4Matic (four-wheel-drive system) là một hệ thống dẫn động bốn bánh toàn thời gian độc quyền của hãng xe sang Mercedes Benz – “ông lớn” của ngành công nghiệp ô tô đến từ Đức. Hệ thống này cho phép người điều khiển xe linh hoạt và tốt hơn trên các điều kiện mặt đường trơn trượt, và hiện nay đa số các mẫu xe của Mercedes Benz đều sử dụng hệ thống dẫn động thông minh này.
Vài nét về lịch sử phát triển của 4Matic
Xuất hiện lần đầu tiên vào năm 1987 trên những chiếc wagon và sedan thuộc dòng E-Class W124 series, trải qua hơn 30 năm hình thành và phát triển hệ thống 4matic đã ngày càng phát triển và được tin dùng, minh chứng là qua 3 giai đoạn phát triển:
Trong 10 năm đầu kể từ khi cho ra mắt, 4Matic là hệ dẫn động 4 bánh phức tạp và được điều khiển điện tử. Cụ thể, trong điều kiện bình thường, hệ thống chỉ sử dụng cầu sau, nếu phát hiện xe có dấu hiệu trượt, hệ thống sẽ chuyển sang chế độ dẫn động 2 cầu (còn gọi là dẫn động bán thời gian 4WD). Vi sai trung tâm và vi sai cầu sau sẽ bị khóa để tăng tối đa lực kéo. Lực kéo từ động cơ có thể được chuyển hết 100% cho cầu sau hoặc phân phối cho cả cầu trước và sau với tỉ lệ lần lượt là 35/65 hoặc 50/50 tùy vào điều kiện vận hành.
Hệ thống 4Matic tiếp nhận tín hiệu từ cảm biến chống bó cứng phanh ABS 3 kênh cùng cảm biến góc quay của vô lăng để từ đó có những quyết định can thiệp hợp lý. Đặc biệt, chế độ 2 cầu sẽ ngắt tự động nếu ABS hoạt động để tránh gây ra xung đột.
Từ năm 1998-2007 là giai đoạn 4Matic đã được nâng cấp, cải tiến. Cụ thể, hệ thống cả tiến gần như là hoàn toàn tự động trong quá trình vận hành với hệ thống dẫn động toàn thời gian (AWD) với 3 bộ vi sai là cầu trước, trung tâm và cầu sau. Hệ thống ABS tại thời điểm này cũng được bổ sung thêm các van để giám sát và tiến hành phanh bất kỳ bánh xe nào nếu chúng bị mất độ bám nhằm đảm bảo lượng momen xoắn cần thiết cho bánh xe ở đầu còn lại.
Ở lần cải tiến này, hệ thống kiểm soát lực kéo điều khiển điện tử (ETS) cho khả năng hỗ trợ giới hạn trượt ở bánh xe trên tất cả điều kiện mặt đường cũng như giới hạn và phân bổ năng lượng của động cơ từ cầu trước tới cầu sau khi cần thiết. Hệ thống cải tiến đã được áp dụng đầu tiên trên chiếc sedan E-Class W210 series vào năm 1998.
Năm 2008 đến nay là giai đoạn của 4Matic hiện đại, hệ thống đã được nâng cấp hiện đại nhất và đã xuất hiện trên CL 550 Coupe. Với lần nâng cấp hiện đại nhất này, hệ dẫn động 4Matic đã vô cùng thông minh và ổn định dựa trên nền tảng phát triển từ 2 giai đoạn trước.
Hệ dẫn động 4Matic hiện đại gồm một hộp phân phối tích hợp bên trong hộp số 7 cấp hoặc 9 cấp có khả năng truyền năng lượng đến 2 bánh xe trước, một bộ vi sai trung tâm chống trượt dùng để điều chỉnh và cân bằng lực kéo giữa cầu trước và sau, một hệ thống kiểm soát lực kéo điện tử 4 bánh (4-ETS) có sử chung cảm biến của hệ thống phanh ABS và cân bằng điện tử ESP. Từ đó quản lý và phân phối lực momen xoắn cần thiết cho từng bánh xe trong các điều kiện vận hành khác nhau.
Hiện nay, hệ thống dẫn động 4Matic đã được trang bị trên 52 mẫu xe của Mercedes Benz với các dòng xe là E-Class, C-Class, R-Class, S-Class, Sedan, SUV, Viano và cả xe tải.
Cấu tạo của hệ thống 4Matic
Thông qua vài nét về lịch sử chắc hẳn các bạn cũng đã nắm sơ qua các bộ phận của hệ thống 4Matic này, thì cấu tạo của hệ thống gồm có:
Hộp phân phối công suất nằm bên trong hộp số giúp truyền năng lượng đến các bánh xe.
Bộ vi sai chống trượt trung tâm giúp điều chỉnh cân bằng lực kéo giữa cầu trước và cầu sau.
Hệ thống kiểm soát lực kéo điện tử 4 bánh (4-ETS) giúp quản lý và phân phối momen xoắn đến từng bánh xe trong các điều kiện vận hành khác nhau.
=>> Hệ thống này nhận tín hiệu bằng cách sử dụng chung các cảm biến chống bó cứng phanh ABS, cân bằng điện tử ESP,…
Nguyên lý làm việc của hệ thống dẫn động 4Matic
4Matic hoạt động dựa trên sự phân phối momen xoắn với tỉ lệ 45:55 tương ứng cầu trước và cầu sau. Ban đầu, khi xe tăng tốc tải trọng trên cầu sau sẽ được thay đổi để cung cấp thêm momen xoắn cho cầu sau. Sau đó, momen xoắn giữa cầu trước và cầu sau có thể thay đổi linh hoạt với tỉ lệ 30:70 hoặc 70:30 tùy theo điều kiện mặt đường.
4Matic không hoạt động độc lập mà nó liên kết và sử dụng chung các hệ thống an toàn khác trên xe như: hệ thống cân bằng điện tử ESP, hệ thống kiểm soát lực kéo điện tử 4-ETS, hệ thống chống bó cứng phanh ABS,… Hệ thống này khi kết hợp với hộp số tự động của Mercedes với trọng lượng thấp sẽ giúp cho tổng trọng lượng của xe giảm, giảm ồn và hoạt động êm ái hơn. Cùng với đó là hệ thống hạn chế trượt và cân bằng sức mạnh giữa cầu trước và cầu sau bởi một bộ vi sai.
Ở một số điều kiện mặt đường, hệ thống 4Matic có thể phát hiện và ngăn cản xe bị trượt đuôi nhờ hệ thống kiểm soát lực kéo điện tử can thiệp để đạt gia tốc lớn nhất, từ đó đảm bảo ổn định cho xe di chuyển.
Ưu điểm của hệ thống dẫn động 4Matic trên Mercedes
Tính an toàn cao, bề mặt tiếp xúc đồng đều
Hầu hết tất cả các quá trình phanh, lái, tăng tốc đều được thực hiện giữa các tiếp điểm của cả 4 bánh xe trên mặt đường. Lực ma sát giữa bánh xe và bề mặt đường được tạo ra biến sự tiếp xúc thành chuyển động, từ đó cả 4 bánh xe đều nhận được momen xoắn từ động cơ thay vì chỉ một số bánh nên quá trình vận hành ổn định, độ an toàn cao đặc biệt là ở những vùng trơn trượt.
Hơn nữa việc kết hợp hệ thống với các hệ thống an toàn trên xe càng làm tăng độ an toàn cho xe.
Trong mọi tình huống 4Matic luôn phân bổ trọng lượng đồng đều lên tất cả các bánh xe, nên trong các điều kiện vận hành mà bị dồn lực như vào cua, phanh,… thì xe vẫn luôn ổn định và an toàn.
Cải thiện hiệu suất vận hành và mức tiêu thụ nhiên liệu
Trong các trường hợp bánh xe không tiếp xúc với mặt đường, 4Matic sẽ giảm truyền động năng lượng tới bánh xe đó, giúp giảm tiêu hao nhiên liệu và tối ưu hóa sự cân bằng cho xe.
Hệ dẫn động 2 cầu thường chiếm nhiều không gian và nặng hơn so với dẫn động 1 cầu. Nhưng với 4Matic, hệ thống có thiết kế nhỏ gọn, trọng lượng nhẹ và cách bố trí thông minh hơn. Do đó, trọng lượng được cắt giảm đáng kể để xe đạt hiệu suất và tiết kiệm nhiên liệu tốt hơn.
Các loại hệ thống dẫn động 4Matic
Hiện nay, hệ thống dẫn động 4Matic hiện đại được chia làm 4 loại nhỏ:
Hệ thống dẫn động 4 bánh biến thiên 4Matic (4Matic Variable All-Wheel Drive)
Hệ thống này được ứng dụng trên dòng xe B-Class, CLA và GLA. Loại này cho phép công suất có thể biến thiên hoàn toàn với cầu trước hoặc cầu sau dựa trên điều kiện vận hành thực tế. Khi di chuyển thông thường, xe sẽ dẫn động bằng cầu trước, còn trong các tình huống khó công suất sẽ truyền xuống cầu sau và tự ngắt nếu không cần thiết.
Hệ thống dẫn động 4 bánh thường xuyên 4Matic (4Matic Permanent All-Wheel Drive)
Đây là hệ thống được sử dụng phổ biến nhất trên xe Mercedes hiện nay, điển hình là được sử dụng trên các dòng: E-Class, G-Class, S-Class, CLS, GLC, GLE, GLE Coupe. Loại này giúp dẫn động linh hoạt chia công suất cầu trước và cầu sau theo tỉ lệ 45:55 hoặc 50:50. Trong trường hợp phát hiện xe có dấu hiệu bị trượt bánh, công suất sẽ được truyền sang cầu đang quay chậm hơn, từ đó cải thiện sự kéo và ổn định xe.
Hệ thống dẫn động 4 bánh biến thiên 4Matic hiệu năng AMG (AMG Performance 4Matic Variable All-Wheel Drive)
Hệ dẫn động này hoạt động tương tự như hệ dẫn động 4 bánh biến thiên nhưng trong vi sai cầu được tích hợp li hợp đa đĩa với bộ kiểm soát thủy lực điện tử đặc biệt của AMG. Ưu điểm của hệ thống này là giúp kết hợp lý tưởng sự nhanh nhẹn, hiệu suất và sức kéo. Các dòng xe đang được trang bị hệ thống này là CLA 45 và GLA 45.
Hệ thống dẫn động 4 bánh thường xuyên 4Matic hiệu năng AMG (AMG Performance 4Matic Permanent All-Wheel Drive)
Đây là hệ dẫn động có sự phân phối công suất giữa cầu trước và sau theo tỉ lệ 33:67 giúp xe nhanh ngay từ khi bắt đầu. Trong trường hợp cần thiết, để đảm bảo an toàn, hệ thống sẽ đưa cả 4 bánh xe đạt được công suất kéo tối đa. Đối với loại này thường xuất hiện trên các dòng xe hiệu năng cao như: C43 Sedan, C43 Coupe, E43 Sedan, S63 Coupe, GLE 43,…
Nguồn tham khảo: germanycar, thegioimay.org
