Hyundai Uni Wheel – cách mạng toàn diện hay phát minh vô nghĩa?

Những tiến bộ kỹ thuật không bao giờ dừng lại, và một chi tiết sẽ không bao giờ là “đủ tốt”. Khớp nối đồng tốc, chi tiết xuất hiện trên hầu hết các mẫu xe với trục bị động độc lập, vẫn hoạt động hiệu quả từ trước tới nay.

Chi tiết này đảm nhận vai trò truyền công suất từ động cơ tới bánh xe, ngay cả khi bánh đang di chuyển lên xuống hay đang rẽ hướng mà không gây ra hiện tượng bó bánh. Dù có những biến thể với khác biệt trong thiết kế, nhưng chi tiết này hoạt động hoàn toàn hiệu quả - đơn giản, vững chắc và đã được kiểm chứng với thời gian. Tuy nhiên, các kỹ sư của Hyundai và Kia đã quyết định thay đổi điều đó với một trang bị mang tên Uni Wheel.

Cấu trúc dạng hộp này trang bị một rãnh để bánh răng trung tâm có thể di chuyển lên xuống, hai cần có khớp nối với bốn bánh răng hành tinh đảm nhận vai trò truyền công suất tới vành răng bánh đà được kết nối trực tiếp tới bánh xe.

Hệ thống này nghe có vẻ khó hiểu và trên thực tế, chúng thực sự phức tạp. Tuy vậy, theo Hyundai/Kia, cấu trúc này đem lại một số lợi ích đáng kể (mặt khác, có vẻ chi tiết này cũng có những điểm yếu nhất định hoặc sẽ cần thêm thông tin để đánh giá).

Một mặt, khớp nối đồng tốc có xu hướng yếu đi nhanh nếu phải làm việc tại những góc cực hạn. Ví dụ, với một số dòng Subaru độ, việc nâng điểm liên kết tại vi sai so với đùm bánh xe thấp hơn tạo ra ứng suất lớn đối với khớp này.

Hơn nữa, khi vận hành tại những góc lớn hoặc cực hạn, hiệu suất truyền lực của khớp nối đồng tốc cũng giảm đi. Thứ ba, cần có hai khớp và một bán trục nối từ trung tâm của xe ra tới đùm bánh xe.

Uni Wheel được cho là sẽ giải quyết những vấn đề này. Hệ thống loại bỏ cả khớp nối đồng tốc trong và ngoài, rút ngắn đáng kể chiều dài của trục truyền động, đồng thời nâng cao hiệu suất tại hai cực của hành trình di chuyển. Để có thể vận hành Uni Wheel, các động cơ điện được đặt gần đó, và sẽ cần hai động cơ trên mỗi trục để hệ thống có thể hoạt động.

Tuy nhiên, các động cơ điện này sẽ được gắn trực tiếp trên khung gầm, từ đó không làm gia tăng khối lượng không treo - vốn là nhược điểm của một biện pháp thay thế khớp nối đồng tốc khác: mô tơ gắn liền trong bánh.

Hệ thống này giúp tiết kiệm lượng không gian đáng kể tại vị trí trung tâm của xe. Theo hãng xe Hàn Quốc, khoảng không này có thể được sử dụng cho những mục đích như lắp đặt thêm pin, mở rộng không gian khoang cabin và khoang hành lý.

Tuy nhiên, bộ điều khiển, bộ chuyển đổi và bộ sạc cũng cần được lắp đặt thêm. Hơn nữa, các động cơ điện chỉ được di chuyển vị trí chứ không được loại bỏ. Vì vậy, có lẽ chúng ta sẽ cần chờ tới khi Uni Wheel được trang bị trên các mẫu xe sản xuất chính thức để có thể hiểu rõ hơn lợi ích về không gian và khối lượng mà công nghệ này đem lại.

Thêm một điểm cộng nữa là chức năng truyền động giảm tốc được xử lý bên trong Uni Wheel, vì vậy hai chức năng riêng biệt (khớp nối đồng tốc và truyền động giảm tốc) được thu gọn không gian thành một. Bán trục ngắn hơn, nếu những chi tiết khác không thay đổi, đồng nghĩa với trọng lượng giảm xuống. Cuối cùng, hiệu suất truyền lực gần như không bị ảnh hưởng trong quá trình Uni Wheel di chuyển lên và xuống.

Bên cạnh đó, Hyundai và Kia còn cho biết Uni Wheel có thể được thiết kế với nhiều tỷ lệ kích thước khác nhau, phù hợp với các mô tơ điện từ nhỏ đến lớn, vì vậy có thể được trang bị trên nhiều loại máy móc khác nhau. Dù là xe lăn, robot hay xe hơi, Uni Wheel đều có thể tương thích với điều kiện hệ thống được dẫn động bởi động cơ điện.

Về nhược điểm, hệ thống trang bị nhiều bánh răng đồng nghĩa với việc nhanh bị bào mòn, hơn nữa lượng tiếng ồn, ma sát và rung động tạo ra cũng trở nên đáng kể. Các bánh răng sẽ tạo ra tiếng khi vận hành, trong khi khớp nối đồng tốc lại tương đối yên tĩnh. Ngoài ra, khả năng ứng dụng Uni Wheel trên trục lái cũng không thực sự dễ hiểu.

Khi xem video, ta có thể thấy với góc quay nhỏ, mô tơ sẽ quay cùng bánh xe, tuy nhiên lượng không gian dường như không đủ cho góc lái tối đa. Ta có thể hình dung phần kẹp ở phía gần bánh xe của trục sẽ chứa khớp nối đồng tốc (thường là tại những góc đặt nhỏ hơn với hiệu suất cao hơn), cho phép đánh lái với góc tối đa trên trục nằm ngang.

Cuối cùng, phanh ma sát sẽ được đặt ở đâu trong hệ thống Uni Wheel? Hệ thống phanh tái tạo năng lượng là không đủ trong những tình huống dừng khẩn cấp, vì vậy có thể phanh sẽ được gắn phía bên trong của trục dẫn động, tại vị trí của mô tơ, tuy nhiên việc này sẽ gia tăng kích thước của hệ thống cả theo chiều dài và chiều sâu.

Những tiến bộ kỹ thuật luôn được chào đón, và đây là một concept thú vị với nhiều lợi ích tiềm năng. Tuy vậy, chúng ta vẫn cần theo dõi cách Hyundai và Kia phát triển concept này và ứng dụng trong thực tiễn.

Bên cạnh đó, những công nghệ khác với hiệu suất tương tự cũng không thể bỏ qua, chẳng hạn như mô tơ điện tích hợp trong bánh của Orbis.