Lamborghini phát triển công nghệ kiểm soát góc camber và góc chụm

Thông thường, những công nghệ mới lần đầu xuất hiện trên các mẫu xe hơi sẽ được giữ bí mật bởi nhà sản xuất. Tuy nhiên, Lamborghini đã làm khác với công nghệ Active Wheel Carrier của hãng, đã trang bị trên một số nguyên mẫu.

Hệ thống này hoạt động thông minh và vô cùng phức tạp, tuy nhiên mục tiêu cơ bản lại rất đơn giản: cho phép điều chỉnh góc camber và góc chụm theo thời gian thực, ngay cả khi xe đang di chuyển.

Theo ông Rouven Mohr, giám đốc kỹ thuật của Lamborghini, đây là một trong những giới hạn cuối cùng xét về động lực học của một chiếc xe. Thiết kế hình học của hệ thống giảm chấn thường phải chịu ít nhiều sự thỏa hiệp, và ảnh hưởng của tải trọng lên xe trong quá trình di chuyển thường là không mong muốn.

Khi góc đặt bánh được căn chỉnh phù hợp cho đường đua, lốp thường xuyên bị mòn sớm khi di chuyển trên đường phố. Đó là lý do nhiều mẫu xe hiệu năng cao trang bị cho xe thiết lập căn chỉnh phù hợp cho đường đua bên cạnh đường phố, và người lái có thể chuyển đổi giữa hai chế độ này.

Với trang bị đó, góc bánh được đặt theo hai phương – độ chụm (toe) đại diện cho góc xoay của bánh so với hướng di chuyển. Và góc camber - biểu thị độ nghiêng của bánh so với mặt đường – cho phép giảm bớt những sự thỏa hiệp trong thiết kế.

Những kết quả thu được trên nguyên mẫu Lamborghini Huracán tại đường thử Nardò của Porsche tại Ý là vô cùng khả quan.

Ý tưởng này không hề mới. Ông Mohr thừa nhận rằng quá trình nghiên cứu và phát triển được thực hiện tại một công ty khác trong đại gia đình Volkswagen là Audi, trong khoảng thời gian ông làm việc tại đó.

Tuy nhiên, bên cạnh việc thiết kế phần cứng có khả năng điều chỉnh bánh xe theo hai phương, còn tồn tại một thách thức khác. Đó là phát triển một hệ thống điều khiển có khả năng thực hiện nhiệm vụ này một cách nhanh chóng và chính xác, từ đó khai thác hiệu quả những lợi thế tiềm năng. Đây là lĩnh vực mà Lamborghini có lợi thế.

Hệ thống này chỉ trang bị trên hai bánh sau của nguyên mẫu Huracán. Vì vậy, công nghệ điều khiển góc chụm về cơ bản chính là hệ thống đánh lái bánh sau. Khác biệt lớn nhất nằm ở việc công nghệ mới cho phép bánh xe điều chỉnh độ chụm dương (hai mũi bánh hướng vào nhau) hoặc độ chụm âm (hai mũi bánh hướng ra ngoài).

Nói một cách dễ hiểu, độ chụm âm giúp xe xử lý các góc cua tốt hơn, độ chụm dương đem tới sự cân bằng khi vận hành ở tốc độ cao.

Công nghệ điều khiển chủ động góc camber mang tích cách mạng nhiều hơn. Khi vào cua, xe có xu hướng nghiêng và giảm chấn sẽ nén lại, thay đổi bề mặt tiếp xúc của talon lốp và mặt đường.

Trên những mẫu xe thấp với hệ thống treo chắc chắn như các siêu xe của Lamborghini, hiệu ứng này nhỏ hơn đáng kể so với những mẫu sedan cổ. Tuy nhiên, vẫn có một ảnh hưởng đáng kể, cụ thể là nó tạo ra phân bố áp suất không đều trên bề mặt lốp, từ đó làm giảm độ bám đường.

Nhiều mẫu xe thể thao được thiết lập với góc camber âm (lốp nghiêng vào phía bên trong xe) nhằm bù lại hiện tượng đó, tuy nhiên thiết kế này cũng làm giảm độ bám khi chạy trên đường thẳng và gây mòn lốp nhanh hơn.

Theo hãng siêu xe nước Ý, công nghệ Active Wheel Carrier cho phép thay đổi góc camber theo mức tải là một giải pháp “lợi cả đôi đường”, cho phép lốp xe tạo ra lực bám lớn hơn 25% khi vào cua.

1. Công nghệ mang tính cách mạng

Khi nhìn cận cảnh, Active Wheel Carrier không giống như một phát minh mang tính bước nhảy. Ban đầu, nó trông giống cụm trục bánh xe với một phía nối tới bán trục, liên kết với hệ truyền động và phía còn lại nối với cụm bánh xe.

Tuy nhiên, hai mặt bích xoay (rotating flange) ở bên trong là chi tiết cho phép thay đổi góc tương đối giữa hai phía của cụm, trong đó một mặt điều chỉnh góc camber và mặt còn lại thay đổi góc chụm. Chi tiết này được dẫn động bằng bánh răng, sử dụng mô tơ điện 48V.

Hệ thống này chỉ được thiết kế cho bánh sau. Bởi vì Lamborghini đã phát triển công nghệ điều hướng momen sử dụng hai mô tơ điện trên bánh trước của mẫu Revuelto, nhiều khả năng cũng sẽ được trang bị cho mẫu xe kế nhiệm của Huracán.

Active Wheel Carrier có khả năng điều chỉnh góc chụm lên tới 6,6 độ theo cả hai phương và cho phép góc camber dao động trong khoảng 2,5 độ dương và 5,5 độ âm. Những thay đổi theo cả hai phương có thể được thực hiện đồng thời, và các mô tơ điện có thể điều chỉnh lên tới 60 độ mỗi giây.

Vì vậy, thay đổi lớn nhất có thể thực hiện – giả sử từ góc chụm dương tối đa sang âm tối đa – có thể hoàn thành trong không tới một phần tư giây, dù những thay đổi trong điều kiện vận hành thực tế sẽ không lớn đến vậy.

Theo ông Mohr, phần cứng là yếu tố có phần đơn giản hơn. Công nghệ Active Wheel Carrier cần một hệ thống điều khiển động lực phức tạp, tương tác với các hệ thống kiểm soát cân bằng, kiểm soát momen hay hệ thống khí động lực học chủ động.

Tuy nhiên, đây là một vấn đề sẽ được tính đến trong tương lai. Hiện tại nguyên mẫu Huracán Evo dẫn động cầu sau được chạy thử không trang bị hệ thống điều khiển độ bám hay kiểm soát cân bằng.

2. Trải nghiệm lái thực tế

Các phóng viên của Car and Driver đã có cơ hội thử nghiệm một số mẫu xe mới của Lamborghini (bao gồm Revuelto, Urus Performante, Huracán Tecnica và Huracán STO) tại đường chạy thử Porsche Nardò ở miền nam nước Ý.

Trước khi đưa xe tới đường thử dài 6,3km, các tay lái được trải nghiệm những thay đổi mà hệ thống đem tới tại khu vực thử cảm giác lái – được thiết kế an toàn cho những thử nghiệm khác nhau. Ban đầu khi hệ thống không hoạt động và giảm chấn phía sau của chiếc Evo ở thiết lập mặc định, xe gặp tình trạng thiếu lái với bộ lốp nguội khi đánh lái đột ngột. Sau đó xe nhanh chóng chuyển sang tình trạng thừa lái khi độ bám đường ở phía sau tăng lên.

Khi kích hoạt công nghệ Active Wheel Carrier, chiếc Huracán ngay lập tức đem tới cảm giác bám tốt hơn, phản hồi nhạy hơn và đánh lái chuyển hướng chuẩn xác hơn. Phần lớn là nhờ vào hiệu ứng đánh lái phía sau khi thay đổi góc chụm. Việc này cũng đồng thời đem tới cảm giác vững chắc hơn khi xe tăng lên tới vận tốc cao.

Khi chuyển sang đường chạy thử, người lái có cơ hội được trải nghiệm và so sánh chính xác sự khác biệt khi công nghệ được sử dụng. Lamborghini Huracán vẫn là một chiếc xe cực kỳ tốc độ, khối động cơ V10 luôn tìm cách tận dụng tối đa hộp số ly hợp kép 7 cấp trang bị trên xe.

Một điều đáng tiếc là, đây sẽ là một trong những khối động cơ thú vị cuối cùng còn được sản xuất, mẫu xe kế nhiệm cho Huracán sẽ chuyển sang cỗ máy V8 tăng áp kép.

Tuy nhiên, điều mà các tay lái quan tâm hơn khối động cơ trong buổi chạy thử chính là khung gầm của xe. Ấn tượng ban đầu là khi hệ thống Active Wheel Carrier chưa được sử dụng, hệ thống kiểm soát cân bằng trên chiếc Huracán phải làm việc một cách khó khăn trong những tình huống trải nghiệm tốc độ.

Nếu không có hệ thống này, xe sẽ gặp khó khăn khi đánh lái ở những góc cua gấp. Khi Active Wheel Carrier được kích hoạt, có thể thấy được những thay đổi rõ ràng ngay tức khắc. Trục sau đem tới cảm giác bám đường tốt hơn đáng kể, chiếc xe không chỉ tăng độ bám khi vào cua chậm mà còn ổn định hơn ở những dải vận tốc cao hay góc cua gấp.

Thực tế thì không có quá nhiều thay đổi, đặc biệt là ở góc camber. Ông Mohr cho biết, những góc điều chỉnh đó thường không tới 1 độ, đồng thời liên tục thay đổi nhiều lần mỗi giây. Tuy vậy, hiệu ứng mà nó đem lại là rất lớn và Active Wheel Carrier dường như biến Huracán thành một chiếc xe khác.

Vấn đề mới gặp phải đối với hệ thống này là sự tự tin quá mức. Ông Mohr cho biết, một số tay lái lần đầu trải nghiệm công nghệ AWC cho rằng hệ thống có khả năng sửa lỗi của người điều khiển trong quá trình vận hành dẫn tới hiện tượng giảm độ bám, nhưng thực tế thì không phải vậy.

Tuy nhiên, những cải thiện mà công nghệ này đem lại hoàn toàn có thể đo lường được: trên đường chạy thử, thời gian hoàn thành vòng đua giảm 4,8 giây khi sử dụng AWC; và dù con số này có thể nhỏ hơn nếu một tay lái giàu kinh nghiệm cầm lái chiếc xe trên đường chạy quen thuộc, đây vẫn là sự cải thiện đáng kể.

Ngay cả một tay lái chuyên nghiệp của Lamborghini cũng rút ngắn 2,8 giây thời gian hoàn thành đường chạy tại Nardò. Con số tương đương với việc đổi từ lốp thể thao sang loại semi-slick hợp pháp trên đường phố.

Bên cạnh đó, công nghệ này còn tạo điều kiện cho một số thay đổi khác: lốp trước rộng hơn so với phía sau, lò xo giảm chấn mềm hơn cho phép xe nghiêng nhiều hơn (góc camber có thể bù cho tình trạng đó). Đồng thời là khả năng sử dụng lốp trước/sau khác nhau nhằm tận dụng tối đa độ bám gia tăng.

Các mô tơ truyền động cho chi tiết này nhiều khả năng cũng sẽ được nâng cấp lên loại 400V, nhận năng lượng trực tiếp từ gói pin plug-in hybrid.

Dù ở giai đoạn hiện tại, AWC mới chỉ dừng lại ở mức thử nghiệm, nhưng công nghệ này rất có khả năng sẽ được áp dụng và đóng vai trò quan trọng trong tương lai của hãng siêu xe nước Ý. Mẫu xe gần nhất trong tương lai có khả năng được trang bị công nghệ này chính là người kế nhiệm của Huracán – sẽ ra mắt trong năm 2024.