Giảm chấn từ trường MagneRide: tương lai của hệ thống treo ôtô
Hàng thập kỷ nay, các nhà sản xuất ôtô luôn tiên phong trong thiết kế và chế tạo hệ thống treo, và một trong những đột phá công nghệ trong những năm gần đây là hệ thống giảm chấn từ trường Magne Ride.
Nếu một hệ thống treo có độ cứng lớn sẽ dễ dàng điều khiển, tuy nhiên khả năng bám đường sẽ kém và ngược lại. Chính vì vậy việc lựa chọn độ cứng thích hợp cho hệ thống treo luôn là một bài toán đau đầu cho các nhà thiết kế.
Nhìn chung, khi thiết kế hệ thống treo cho xe ôtô, các nhà sản xuất sẽ dựa vào phân khúc xe, mục đích sử dụng cụ thể và tương quan chi phí để lựa chọn thiết kế thích hợp cho hệ thống treo.
Dĩ nhiên, việc phải cân bằng giữa nhiều yếu tố, đặc biệt là chi phí sẽ khó có thể làm hài lòng những khách hàng khó tính, những người tìm kiếm sự hoàn hảo khi vận hành theo một mục đích riêng biệt. Do đó, những hệ thống treo chủ động và bán chủ động ra đời để đáp ứng yêu cầu ngày càng cao của khách hàng.
Hệ thống treo bán chủ động là bước đột phá trong phát triển công nghệ trên ôtô những năm qua
Những nhà sản xuất ôtô luôn tiên phong trong việc nghiên cứu, chế tạo hệ thống treo đáp ứng được cả hai yêu cầu tiện nghi và an toàn. Delphi – một trong những nhà sản xuất phụ tùng ôtô hàng đầu thế giới đã giới thiệu hệ thống treo cho phép thay đổi được độ cứng của giảm chấn theo điều kiện làm việc, còn được gọi là “hệ thống treo bán chủ động”, được lắp đặt trên một số dòng xe như: Chevy Corvette, Cadillac ATS và Ferrari 458 italia.
Hệ thống treo bán chủ động của Delphi làm việc dựa trên nguyên lý điện từ, theo đó trong dầu thủy lực của giảm chấn có sử dụng một số hạt kim loại nhỏ. Trong quá trình làm việc, từ trường do hệ thống kiểm soát tạo ra sẽ tác động lên các hạt kim loại này và làm thay đổi độ nhớt của dầu thủy lực, từ đó “độ cứng” của giảm chấn sẽ được thay đổi để phù hợp với điều kiện vận hành của xe.
Hệ thống MagneRide của Delphi
Một ứng dụng của hệ thống này là hệ thống tăng-giảm áp suất thủy lực bên trong giảm chấn của Mercedes, được biết đến với tên gọi: “Hệ thống kiểm soát thân xe chủ động” (Active Body Control-ABC). Hệ thống này làm việc dựa trên bộ điều khiển cùng 5 cảm biến được bố trí để phát hiện những chuyển động của thân xe (chuyển động theo phương ngang, dọc và thẳng đứng của thân xe).
Dựa vào dữ liệu của các cảm biến, bộ điều khiển sẽ thực hiện tăng hoặc giảm độ cứng của giảm chấn theo từng điều kiện cụ thể. Ngoài 5 cảm biến chính, thì công nghệ “Active Body Control” còn có thêm một số cảm biến được đặt bên trong giảm chấn để đo vị trí và áp suất thủy lực.
Hệ thống Magne Ride trên Audi TT
Để điều chỉnh áp suất, hệ thống sử dụng một bơm thủy lực có áp suất cao để thực hiện thay đổi áp suất bên trong giảm chấn trong vòng 10 giây, nhờ vậy sẽ tăng phạm vi điều chỉnh độ cứng của giảm chấn theo điều kiện của mặt đường.
Đặc biệt nhất trong phạm trù công nghệ này là loại chất lỏng từ trường do McPherson phát minh mang tên Magneto Fluid Automatic hay còn biết tới với tên gọi: “chất lỏng MR” (MR Fluid).
Các hạt điện từ hoạt động tự do cho lưu thông dầu tốt hơn (mềm hơn), khi có tác động từ trường từ hệ thống điều khiển sẽ xếp thẳng hàng do, khiến lưu thông dầu khó khăn hơn, từ đó khiến giảm chấn trở nên cứng hơn
Loại chất lỏng từ trường này được sử dụng bên trong các hệ thống giảm chấn điện tử thông minh thay đổi theo thời điểm, được kích hoạt nhờ tín hiệu cảm biến truyền từ ECU đến các nam châm điện trường đặt bên trong ống giảm chấn, có tác dụng kích thích các hạt điện từ, khiến chất lỏng MR có thể đặc lại hay loãng ra, tứ đó điều tiết sự lưu thông, điều khiển sự cứng mềm của giảm chấn để phù hợp với điều kiện đường xá.
Công nghệ này không chỉ giúp tăng tuổi thọ hệ thống giảm chấn, tiết kiệm nhiên liệu mà còn giúp người lái có được cảm giác thoải mái nhất trên đường.
Cadillac là thương hiệu tiên phong trong lĩnh vực công nghệ này
Do chất lỏng MR chỉ có 20-40% là hạt kim loại điện tử nên nó vẫn đảm bảo lưu thông như dầu chịu nén thông thường trong ống giảm chấn mà không gây ra bất kì tác hại nào như các hạt mạt kim loại thông thường, cũng như không gây ra bất cứ bất cập nào như thiếu áp suất, mất áp suất hay rò áp suất như hệ thống khí nén điện tử tự điều chỉnh.
Hệ thống lò xo tự điều chỉnh là tiềm năng mới rất được các hãng sản xuất lớn lưu tâm
Ngoài ra hệ thống lò xo thông minh tự động điều chỉnh số vòng để tạo ra độ cứng phù hợp nhất cho giảm chấn cũng là 1 trong những công nghệ mới mà rất nhiều hãng xe đang lưu tâm.
Hiện tại hệ thống MagneRide đã được ứng dụng hầu hết trên các dòng xe hạng sang cũng như xe đua chuyên nghiệp trên thế giới, trong tương lai công nghệ tiềm năng này sẽ dần tiến gần hơn tới các dòng xe phổ thông và sẽ được tiêu chuẩn hóa làm mức đánh giá chung cho công nghệ sản xuất xe hơi toàn cầu.
