Giá đỡ hộp số AMG GT Black Series

Có rất nhiều điều thú vị bên trong mẫu GT mới nhất mang tên Black Series của Mercedes–AMG, bao gồm gói trang bị khí động lực học và cỗ máy V8 trứ danh. Tuy nhiên, có một bộ phận truyền động mà ta không nhìn thấy được (và có lẽ cũng ít khi nào để ý tới) – giá đỡ hộp số (transmission mount). Được chế tạo từ sợi carbon cuộn xoắn, chiếc giá đỡ trông giống như một công nghệ của người ngoài hành tinh. Không chỉ có mặt lần đầu trên một mẫu AMG thương mại, chi tiết này còn đóng vai trò là sự khởi đầu cho một hướng đi mới trong kỹ thuật. Khi đó, những chiếc xe hiệu năng cao sẽ sử dụng nhiều hơn các vật liệu composite hoàn hảo (tuyệt đẹp, và đắt tiền!).

1. Cứng như nhôm… nhưng nhẹ hơn một nửa

Johannes Hettinger, kỹ sư phát triển xe AMG: "Mục tiêu của chúng tôi là giữ nguyên độ cứng vững bằng giá nhôm, nhưng vẫn có thể giảm 55% trọng lượng."

Việc cuộn xoắn vật liệu sợi carbon đem lại nhiều tác dụng. Nếu chỉ sử dụng phương pháp xử lý thông thường là thêu kết các lớp vải sợi carbon bên trong khuôn, AMG chỉ có thể tạo ra cấu trúc carbon hai chiều. Tuy nhiên, với quy trình tổng hợp nhựa cao cấp, đội kỹ sư có thể xây dựng các cấu trúc carbon ba chiều cứng vững hơn. Hơn thế nữa, phương pháp mới này còn gần như không tạo ra phế liệu, qua đó cải thiện mức độ hiệu quả.

Về phương diện giảm thiểu trọng lượng, ban đầu Hettinger muốn sử dụng phương pháp tối ưu địa hình học (topology), tức gia công lại kết cấu của xe. Tuy nhiên, sau khi xem xét các vị trí chịu tải trên giá đỡ, các kỹ sư nhận ra rằng cách này sẽ không mang lại thành công. Sau đó, AMG đã suy nghĩ sang một hướng sáng tạo hơn, đồng thời phải thực hiện thêm nhiều công đoạn tính toán, thiết kế, và sản xuất. Cuối cùng, giải pháp được đưa ra là sử dụng phương pháp cuộn lớp (filament-winding, cuộn căng các lớp vải sợi carbon trên một trục quay). Đây là phương pháp được phát triển bởi một đội khác của Mercedes tại thị trấn Sindelfingen, và sẽ tiêu tốn từ 10 cho tới 15 phút để hoàn thiện một chi tiết giá đỡ.

Nhận thấy tiềm năng to lớn của vật liệu sợi carbon cuộn xoắn, AMG cũng đang tiếp tục nghiên cứu để áp dụng công nghệ này lên các bộ phận khác của xe. Quan trọng hơn là công nghệ này được xây dựng hoàn toàn bởi hãng xe Đức mà không hợp tác với bất kỳ một đơn vị nào bên ngoài. Do đó, đây cũng sẽ là một lợi thế cạnh tranh cho toàn bộ công ty nói chung.

2. Các đặc điểm chi tiết

Sáng tạo hơn. Theo cách truyền thống, sợi carbon được xếp lớp vào trong một khuôn cùng với keo. Đi theo hướng này cùng có nhiều cách để tối ưu hóa cấu trúc carbon, ví dụ như thay đổi chiều dài sợi, hướng xếp sợi, số lượng lớp, hoặc loại keo. Nhưng điểm chung của các kỹ thuật này là cấu trúc carbon cũng chỉ dừng lại ở mức hai chiều. Bằng việc xây dựng cấu trúc ba chiều, phương pháp cuộn xoắn lại cho phép tạo ra nhiều hình dạng sáng tạo hơn cho các chi tiết trên xe.

Chính xác hơn. Trước khi thực sự làm ra một bản mẫu xe, các nhà sản xuất thường tạo ra một chiếc xe mô phỏng thông qua các bản vẽ CAD. Những sản phẩm này cho phép dự đoán vị trí trọng lượng mà các bộ phận trên xe tạo ra trên giá đỡ. Trong quá trình cuộn xoắn vật liệu, nhiều sợi carbon hơn sẽ được đặt vào đúng các vị trí chịu tải này, còn các vị trí khác thì không. Khi này, giá đỡ sẽ cứng ở đúng chỗ cần phải cứng.

Đắt tiền hơn. Chắc chắn sẽ cần phải có sự khác biệt giữa những chiếc xe hiệu năng cao và những chiếc xe thương mại khác sản xuất với số lượng lớn. Các bộ phận sợi carbon phức tạp trên chiếc GT Black Series cũng chỉ được sản xuất với số lượng có hạn. Cùng với các trang bị có carbon khác là nắp capo, cánh gió, tấm cản, ống momen, ghế, nắp khoang hành lý… thì giá đỡ hộp số cũng là lý do đẩy giá xe lên đến con số $457,000 (khoảng 10.5 tỷ đồng).